September 2019

With an outer diameter as small as 8 mm, these joints are especially suitable for medical equipment, model making and many other applications in which space is restricted. Components with smaller diameters might also be available, depending on exact performance specifications.

Originally developed in 303 Stainless Steel for a manually operated minimal invasive surgical instrument, the miniature joints are also available in various grades of stainless steel and alloy heat-treated steel. The standard version has an operational angle of deflection of up to 35°. On request, Belden can develop modified versions with a higher angle of deflection or double universal joint assemblies.

A common frustration we hear from equipment users turning to us for assistance is that their universal joints don’t hold up as expected. Low quality or poorly designed joints can result in loss of usefulness, partial machine malfunction or complete failure. Below are some common problems production and maintenance associates might encounter:

Corrosion

Depending on the level of humidity in the environment, components can erode over time, even without exposure to harsh substances.

Solution: Stainless Steel Universal Joints

Various grades of stainless steel joints can deliver moderate to extreme corrosion resistance. When selecting the appropriate grade, factors such as welding, machinability and strength must be taken into consideration.

Belden works with a wide variety of stainless steel grades 
 

Mechanical Wear

Contamination of the joint components by debris is a frequent cause of mechanical wear. Dust can be trapped between the moving parts and create grooves on the surface over time.

Solution: Protective boot covers and lubrication

Lubrication of the joint can reduce component wear; protective boots can prevent contaminants entering and damaging the joints. Protective boot covers can keep co be achieved by pre-lubricating the joint, applying oil drips, or outfitting the joint with lubricant-retaining boots (bellows). In addition to maintaining component lubrication.

Boot covers keep the joints lubricated and prevents component wear

 

Friction and Heat Generation

Pin and block universal joints often used in industrial applications operate with friction between the component surfaces. Without proper lubrication, this friction can generate excessive heat and overheating at higher speeds. Increased abrasive wear between the moving parts can result in backlash over time.

Solution: Proper lubrication helps resolve these issues. Pin and block joints can be outfitted with lubricant retaining boots or kept lubricated by oil drips. Needle-bearing joints (or Belden’s unique ‘hybrid’ pin-and-block needle-bearing joint) can be pre-lubricated and enable continuous operation at high RPM while reducing friction and backlash.

Proper lubrication and using needle-bearing joints reduce heat and friction 

 

Torsional Backlash (Play)

Heavy loads, shocks, vibrations due to misalignment, material wear can lead to loose play (backlash) within the bearings which can ultimately lead to joint failure.

Solution: Certain manufacturing processes, such as increasing pin diameter or reducing bore size can reduce the amount of play present. Needle bearing universal joints (or Belden’s hybrid joint as mentioned above) are specifically designed to maintain low backlash for critical positioning at high RPM and continuous operation.
 

Torsional backlash can be reduced by design modifications or using needle-bearing components

 

 

Hohes Niveau für Standardgelenke

Eines unserer Hauptunterscheidungsmerkmale von anderen Wellengelenkherstellern ist die große Auswahl an Materialien, die wir für angepasste Gelenke anbieten. Je nach Anwendungsfall und Einsatzgebiet können speziell gewählte Materialien oder Materialpaarungen für verbesserten Korrosionsschutz, geringeres Gewicht, erhöhte Widerstandsfähigkeit oder auch bessere Lagereigenschaften sorgen.. Unsere Standard Gelenke aus korrosionsfestem Stahl werden mit Stiften und Würfeln aus AISI 416 [1.4005] gefertigt, was diesen Komponenten eine höhere Festigkeit verleiht und in Kombination mit den Gabeln, welche aus AISI 303 [1.4305] gefertigt werden, eine gute Materialpaarung für die Kontakt flächen ergibt. Die verminderte Korrosionsbeständigkeit des AISI 416 kann in manchen Anwendungen mit Faltenbalgen kompensiert werden, die den zentralen Bereich des Gelenkes mit den Stiften und Würfeln abdecken.

 

Sonderwerkstoffe für Spezialanwendungen

In einigen Anwendungsfällen ist der Einsatz eines bestimmten Sonderwerkstoffes vom Endanwender vorgeschrieben. Dies trift vor allem für Teilezu , welche bei Änderungen durch aufwändige Tests neu qualifiziert oder zugelassen werden müssen. Ein Austausch ist oft nicht möglich, selbst wenn modernere oder weiter verbreitete und gleichwertige Materialien existieren. Diese Sonderwerkstoffe zu beschaffen und zu bearbeiten kann manchmal eine große Herausforderung sein der wir uns immer wieder stellen.

Belden bietet eine große Auswahl von Materialien für angepasste Lösungen - je nach Einsatzzweck ermöglichen diese höhere Drehmomente, verminderte Reibung, Korrosionsbeständigkeit und andere Eigenschaften:

  • Korrosionsfeste/Rostfreie Stähle AISI 303 [1.4305], 304 [1.4301], 316L [1.4404], 416 [1.4005], 420 [1.4021], 17-4 [1.4542/1.4548];
  • Aluminium, Bronze & Messing Legierungen;
  • Duplex und Superduplex Materialien (z.B. S32760);
  • Superlegierungen wie Inconel;
  • Titanium

 Hier lesen Sie mehr über die Auswahl und Einsatzbereiche von Sonderwerkstoffen für Wellengelenke.

Titanium bietet nicht nur eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht, es ist ebenfalls korrosionsfest. Diese Eigenschaften machen es für verschiedene Sonderanwendungen interessant.

Aluminum bietet ebenfalls hohe Festigkeit bei geringem Gewicht, ist jedoch als Gleitlagerwerkstoff wenig geeignet. Der Einsatz von Buchsen aus geeignetem Material kann hier Abhilfe schaffen.

Bronze und bestimmte Messinglegierungen sind korrosionsfest und eignen sich als Gleitlagermaterialien.

Speziallegierungen (wie Nitronic 60) kombinieren erhöhten Schutz gegen Abrieb und kaltverschweißen mit Korrosionsfestigkeit.

 

 
 
 

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