Trends bei Wälz- und Gleitlagern

Werkstoffe spielen bei der Auswahl von Wälz- und Gleitlagern eine große Rolle. So kann der Anwender je nach Anforderungen aus mehreren Dutzend Werkstoffen wählen. Während beispielsweise die Trägermaterialien und Zwischenschichten bei gerollten Verbundgleitlagern relativ festliegen, werden über die Gleitflächen die Eigenschaften der Lager eingestellt. PTFE (Teflon) verleiht den Lagern gute mechanische Gleit- und Schmiereigenschaften und leitet Wärme ab. Zusätze von Blei, Molybdändisulfid oder Graphit erhöhen Haftfähigkeit und Glättung. Glasfasern als Füllstoffe verringern Kaltflusseigenschaften und verbessern Reibungs- und Verschleißverhalten der Käfige. Kohlefasern machen die Gleitlager härter und verschleißfester. „Durch diese Verbundschicht, deren Verarbeitung und Schichtdicken erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer haben, können sehr wirtschaftliche Gleitlagerungen konstruiert werden“, betont Klaus Findling, Geschäftsführer von Findling Wälzlager.

Bei den Wälzlagern kombinierte Schaeffler carbonitrierte Hochleistungsstähle mit einer speziellen Wärmebehandlung. Damit verfügen die Lager über eine rund 30 Prozent größere Tragfähigkeit und die doppelte nominelle Lebensdauer. Ganz ohne High-Tech-Werkstoffe kommt dagegen die High-Speed-Variante der Profilschienenführung INA Kuve aus. Sie bietet durch eine optimierte Umlenkgeometrie in den Laufwagen eine Maximalgeschwindigkeit von zehn Metern pro Sekunde, ohne Tragfähigkeits- und Steifigkeitsverlust durch die sonst üblichen Keramikwälzkörper.

Besonders beim Leichtbau versuchen Hersteller, Stahl durch alternative Werkstoffe zu ersetzen. So bietet Franke seit Langem leistungsfähige Drehverbindungen aus Aluminium oder Karbon (CFK) an. „Unser neuestes Projekt sind Drehverbindungen mit Gehäuseteilen aus 3D-Druck, die bei Präzision und Belastbarkeit mit Stahllagern mithalten können, jedoch bis zu 90 Prozent leichter sind“, erklärt Sascha Eberhard, Geschäftsführer von Franke in Aalen.

SKF hat mit dem Black Design leichte strukturelle Schnittstellenteile aus CFK-Werkstoffen als Alternative zu herkömmlichen Verbindungsstücken aus Metall entwickelt. In diese Verbindungsstücke lassen sich Kugellager, Gleitlager oder Gelenklager integrieren. Derartig gewichtsreduzierte Bauteile bieten sich für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrttechnik an. Konstruktive Optimierungspotenziale sieht SKF auch in den speziell auf den Windenergiebereich zugeschnittenen Explorer-Pendelrollenlagern: „Durch Konzentration auf anwendungsspezifisch wesentliche Features konnten wir das Gewicht dieses Schwerlast-Lagers bei höherer Belastbarkeit um vier Prozent senken“, erklärt Martin Johannsmann, Chef der deutschen SKF und Director Operations Zylinderrollenlager / Kegelrollenlager.