Kugellager
Kraftpaket mit langer Lebensdauer
Kugellager sind die am häufigsten eingesetzten Wälzlagerprodukte und eine besonders wirtschaftliche Lösung. Lange Lebensdauer, hohe Belastbarkeit, garantierte Sicherheit, zuverlässige Dichtungstechnik und besonders geräuscharm – das alles sind Anforderungen, die ein Kugellager erfüllen sollte. Als Spezialist für Wälzlagertechnik bieten wir ein breites Spektrum an Kugellagern – auch für spezielle, extreme Anwendungsbedingungen und garantieren beste Qualität, in vier Leistungsklassen bei optimalen Preisen und kurzen Lieferzeiten.
Geschichtliches über Wälzlager
Wälzlager sorgen für Bewegung. Und das auf vielfältige Weise, denn bei den Wälzkörpern unterscheidet man drei Ausführungen: Kugel, Rolle und Nadel. Als geistiger Vater der heutigen Wälzlagertechnik gilt das italienische Universalgenie Leonardo da Vinci: 1490 zeichnete er die erste Skizze eines modernen Kugellagers. Statt einfach Achse und Rad mit Schmiermittel zu versehen und ineinander zu stecken, sah er zwischen den beiden Komponenten eine Schicht Kugeln vor – und erfand damit das Rad quasi neu.
Aber erst knapp 300 Jahre später kam diese Idee zur massenhaften Anwendung; der Kugel-Laufring wurde 1772 „wiedererfunden“ und an Fahrzeugen erprobt. Eine bahnbrechende Neuerung war auch die Erfindung des Kugelkäfigs, der die Leistungsfähigkeit von Lagern deutlich steigerte. Die Konstruktion der Kugelschleifmaschine von Friedrich Fischer ermöglichte das absolut gleichmäßige Rundschleifen gehärteter Stahlkugeln auch in großen Stückzahlen. Fischers Entwicklung begründete die moderne Wälzlagerindustrie.
Im Laufe der Jahrzehnte wurde eine kontinuierliche Verbesserung und Steigerung der Leistungsfähigkeit erreicht. Die ABEG®-Methode von Findling nutzt diese unterschiedlichen Technologie-Niveaus, um optimale technische und wirtschaftliche Lösungen anbieten zu können.
Rillenkugellager in Elektromotorenqualität
Rillenkugellager der Xspeed-Serie sind speziell für den Einsatz in Elektromotoren konzipiert und überzeugen auch bei hohen Drehzahlen mit einer besonders langen Lebensdauer.
Die Xspeed-Lager sind für Anwendungen mit hohen Drehzahlen konzipiert. Sie empfehlen sich somit auch für den Einsatz in Pumpen, Verdichtern, Ventilatoren, Drehgebern oder Klimaanlagen. Da in diesem Segment die Laufeigenschaften eine besondere Rolle spielen, erfüllen Xspeed-Lager höchste Ansprüche an die Oberflächengüte und Profilierung der Laufbahnen. Sie werden in der Toleranzklasse P6 mit erhöhter Präzision und Rundlaufgenauigkeit gefertigt. Die Lagerluft ist durch Einengung der Toleranz auf die hohen Geschwindigkeiten angepasst. Dies ermöglicht die optionale Einstellung der Restlagerluft durch die Wahl der Gehäuse- und Wellenpassung. Für eine besonders lange Lebensdauer wurden Befettung und Dichtungen bezüglich den Anforderungen von Hochgeschwindigkeitsapplikationen gezielt optimiert. Ein spezielles hochreines, viskoses und geräuscharmes Fett mit hervorragendem Anlaufverhalten sorgt für einen optimalen Betrieb bei hohen Drehzahlen. Die Dichtungsvariante 2RSDD (beidseitig in Nut geführte, axial anliegende schleifende Gummidichtung) reduziert die Eigenerwärmung des Lagers um ganze 10 °C. Optional sind eine noch reibungsärmere (2RW) und eine berührungslose Dichtungs-Variante (LLB) verfügbar.
Wälzlagertechnik von Findling
Als Spezialist für Wälzlagertechnik bieten wir ein breites Spektrum an Kugellagern in allen vier ABEG®-Leistungsklassen, beispielsweise einreihige oder zweireihige Rillen- sowie Schrägkugellager, als Axial- oder Radiallager, Schulterkugellager, Vierpunktlager oder Pendelkugellager, in gedichteter ebenso wie ungedichteter Ausführung und aus unterschiedlichen Werkstoffen. Kugellager sind die am häufigsten eingesetzten Produkte und eine besonders wirtschaftliche Lösung.
Was man über Kugellager wissen sollte
Kugellager sind Wälzlager mit kugelförmigen Wälzkörpern, die zwischen einem Außen- und einem Innenring den Reibungswiederstand verringern. Je nach Bauform sind sie in der Lage radiale und / oder axiale Kräfte aufzunehmen. Kugellager sind die am häufigsten eingesetzten Wälzlagerprodukte und oft eine besonders wirtschaftliche Lösung.
Eigenschaften und Funktionsweise der verschiedenen Kugellagertypen
Rillenkugellager sind vielseitig verwendbare, selbsthaltende Lager mit massiven Außenringen, Innenringen und Kugelkränzen. Diese einfach aufgebauten, im Betrieb unempfindlichen und wartungsfreundlichen Produkte gibt es ein- und zweireihig sowie offen und abgedichtet. Durch ihr sehr niedriges Reibmoment eignen sich Rillenkugellager für hohe und höchste Drehzahlen.
Axial-Rillenkugellager bestehen aus Wellenscheiben, Gehäuse¬scheiben und Kugelkränzen. Die Lager sind nicht selbsthaltend; Kugelkranz und Lagerscheiben können dadurch unabhängig voneinander montiert werden. Neben Baureihen mit ebenen Scheiben gibt es zum Ausgleich statischer Winkelfehler auch Reihen mit kugeligen Gehäusescheiben. Axial-Rillenkugellager gibt es einseitig und zweiseitig wirkend. Beide Ausführungen nehmen hohe axiale Kräfte auf, dürfen jedoch radial nicht belastet werden.
Pendelkugellager sind zweireihige Wälzlager. Sie bestehen aus einem Innenring mit zwei Kugellaufbahnen und einem Außenring, dessen Laufbahn die Form einer Hohlkugel besitzt. Dadurch wird eine Winkelbeweglichkeit möglich, die zum Ausgleich von Schiefstellungen, Wellendurchbiegungen oder Fluchtungsfehlern genutzt werden kann.
Schrägkugellager haben in Richtung der Lagerachse gegeneinander versetzt angeordnete Laufbahnen im Innen- und Außenring. Sie sind für Lagerungen konzipiert, die kombinierte Belastungen wie etwa gleichzeitig wirkende Radial- und Axialbelastungen aufnehmen müssen. Die axiale Tragfähigkeit der Schrägkugellager nimmt mit der Größe des Berührungswinkels zu.
Spindellager sind einreihige Schrägkugellager, bestehend aus massiven Außen- und Innenringen und Kugelkränzen mit Massiv-Fensterkäfigen. Sie sind nicht zerlegbar. Die Lager sind in offenen und abgedichteten Versionen lieferbar. Spindellager haben eingeengte Toleranzen für Anschlussmaße und Rundlaufgenauigkeit. Sie eignen sich besonders für Lagerungen mit höchsten Anforderungen an die Führungsgenauigkeit und Drehzahleignung. Bestens bewährt haben sie sich zur Lagerung der Spindeln bei Werkzeugmaschinen.
Das Schulterkugellager ist eine spezielle und zerlegbare Form des Rillenkugellagers. Es hat nur eine geringe Tragfähigkeit in radialer und in einseitig axialer Richtung und wird für Geräte mit geringen Belastungen verwendet, wie zum Beispiel Messgeräte und Haushaltsgeräte.
Einsatzbereiche für Kugellager
Kugellager können hochpräzise und wirtschaftlich hergestellt werden, dabei sind die Produkte besonders geräuscharm und können sehr hohe Drehzahlen erreichen. Die Einsatzbereiche für Kugellager sind daher so vielfältig und verschieden, wie die einzelnen Kugellagertypen selbst. Unter anderem findet man Kugellager in verschiedenen Industriemaschinen wie Förderbändern, Druckmaschinen oder CNC-Bearbeitungszentren, aber auch in Elektromotoren und Drehgebern oder Werkzeugspindeln Verwendung. Außerdem kommen sie in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Bahntechnik und Marine zum Einsatz und finden in Anwendungen der Medizintechnik ebenso Verwendung wie in Windkraftanlagen, der Elektronik sowie in Sport- und Haushaltsgeräten.
Die Leistungsfähigkeit eines Kugellagers wird im Wesentlichen vom verwendeten Werkstoff, der Präzision bei der Fertigung sowie der Oberflächengüte der Laufbahnen und Wälzkörper bestimmt. Weiteren Einfluss haben Dichtungsmaterial und Befettung. Ein Wälzlager sollte immer so ausgewählt werden, dass es die geforderte Performance bieten kann, ohne dabei in der angestrebten Lebenszeit schadhaft zu werden oder auszufallen.
Materialien: Die Reinheit des Wälzlagerstahls spielt besonders bei hochbelasteten Lagern eine wesentliche Rolle, denn sie ist entscheidend für die Tragzahl des Wälzlagers. Darüber hinaus muss das Material auf die Umgebungsbedingungen der Applikation abgestimmt sein und beispielsweise die notwendige Beständigkeit gegen Korrosion, Chemikalien oder hohe Temperaturen aufweisen. Häufig empfiehlt sich in diesen Fällen der Einsatz von Sonderwerkstoffen wie Edelstahl, Kunststoff oder Keramik.
Maßgenauigkeit und Toleranzen bei der Produktion des Kugellagers sind ebenfalls wichtige Leistungskriterien. Dabei sollte die Präzisionsklasse des Lagers den erlaubten Toleranzen der Anwendung entsprechen. Vor allem bei Spindellagern, die in hochpräzisen Bearbeitungszentren zum Einsatz kommen, ist dies von entscheidender Bedeutung.
Oberflächengüte und Profilierung der Laufbahnen sowie Oberflächenqualität und Kugelgeometrie der Wälzkörper bestimmen die Laufeigenschaften des Kugellagers. Dieser Einfluss steigt mit der Drehzahl. Entsprechend sind diese Kriterien bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen von entscheidender Bedeutung. Es gilt: Mit der steigender Rauigkeit der Oberfläche steigt auch die Temperatur des Lagers im Betrieb und damit die Gefahr von Verschleiß, Schäden und Ausfall.
Dichtung und Befettung sind vor allem dann ein wichtiges Leistungskriterium, wenn das Wälzlager in rauen Umgebungen zum Einsatz kommen soll. Hier bietet die passende Dichtung Schutz gegen Schmutz, Staub, Feuchtigkeit und aggressive Medien. Die Befettung sichert die gewünschten Laufeigenschaften und reduziert gleichzeitig den Verschleiß auf ein Minimum. Eine besondere Herausforderung ist die Wahl des passenden Schmierstoffes, wenn das Lager unter extrem hohen oder niedrigen Temperaturen eingesetzt wird. Viskosität und thermische Beständigkeit des Fettes sind in diesem Zusammenhang von entscheidender Bedeutung.
Technikwissen für Kugellager
Chemische Verträglichkeit
Dichtungen aus NBR haben keine gute Verträglichkeit mit anderen Chemikalien. Hier eine Übersicht über die geeignetere Materialien.
Fa - axiale Belastung
Fa ist die Bezeichnung für die axiale Belastung eines Wälzlagers.
Bei Rillenkugellagern wird oft gefragt, wie hoch die axiale Belastbarkeit ist. Hier gilt eine Daumenregel von 1/3tel der radialen Kraft.
Geräuschprüfung nach Dezibel
Die Geräusch- und Vibrationsprüfung für Wälzlager erfolgt in den Geräuschklassen Z, Z1, Z2, Z3 und Z4 nach S0910-1 in dB.
Geräuschprüfung nach Vibrationsniveau für Kegelrollenlager
Für besondere Anforderungen kann auch nach BVT-1 geprüft werden. Diese Lager sind dann in V, V1, V2 und V3nach der Toleranz in µm/s klassifiziert.
Mehr Wälzlagerwissen in unserem Glossar
