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Hybridwälzlager – Vom Exoten zum Standard

| Redakteur: Jürgen Schreier

Neben einer Vielzahl von Standardtypen entwickelt, produziert und vertreibt die SLF - Spindel- und Lagerungstechnik Fraureuth GmbH kundenspezifische Lösungen in Standardwerkstoffen, aber in signifikant wachsendem Umfang auch Hybridwälzlager.

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Hybridkugellager kombinieren konventionelle oder spezielle Wälzlagerstähle für die Lagerringe und Siliciumnitrid-Keramik (Si3N4) als Werkstoff für die Wälzkörper.
Hybridkugellager kombinieren konventionelle oder spezielle Wälzlagerstähle für die Lagerringe und Siliciumnitrid-Keramik (Si3N4) als Werkstoff für die Wälzkörper.
(Bild: SLF)

Auf der Suche nach Leistungssteigerung und erhöhter Zuverlässigkeit bei Kugel- und Rollenlagern trifft man immer häufiger Wälzlager mit keramischen Komponenten. Seit vier Jahrzehnten entwickeln sich Wälzlager mit keramischen Komponenten immer mehr zum Problemlöser bei anspruchsvollen Anwendungen und unter ungewöhnlichen Einsatzbedingungen.

Die besonderen Materialeigenschaften der Keramik

Neben einer Vielzahl von Standardtypen entwickelt, produziert und vertreibt die SLF - Spindel- und Lagerungstechnik Fraureuth GmbH kundenspezifische Lösungen in Standardwerkstoffen, aber in signifikant wachsendem Umfang auch Hybridwälzlager. Als Hybridwälzlager bezeichnet man Wälzlager, bei denen zwek unterschiedliche Werkstoffe – konventionelle Wälzlagerstähle oder auch Spezialstähle für die Lagerringe und Siliciumnitrid-Keramik (Si3N4) als Werkstoff für die Wälzkörper – kombiniert werden. Selbstverständlich gibt es weitere in Frage kommende Werkstoffpaarungen, allerdings hat sich Si3N4 mit seinen außer-gewöhnlichen Eigenschaften durchgesetzt.

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Die gängigsten Typen sind Rillenkugellager, Schräg- und Spindelkugellager, sowie Zylinderrollenlager.

Ursprünglich suchte man einfach nur nach Lösungen, um höhere Drehzahlen mit Wälzlagern zu erzielen. Dies konnte mit Si3N4 aufgrund dessen niedrigerer Dichte und dadurch reduzierten Fliehkräften erreicht werden. Gleichzeitig zeigte sich allerdings, das Si3N4 einige weitere, für den Einsatz in Wälzlagern höchst interessante Eigenschaften mitbringt. Si3N4 ist als Kugelwerkstoff elektrisch isolierend und hoch korrosionsbeständig. Die guten tribologischen Eigenschaften im Zusammenspiel mit Stahl führen zu reduzierter Reibung und damit auch zu geringerer Eigenerwärmung.

Außerst geringe Neigung zu adhäsivem Verschleiß

Ein entscheidender Vorteil, nämlich die äußerst geringe Neigung zu adhäsivem Verschleiß (Fressen), erlaubt eine wesentlich höhere Bandbreite bei der Auswahl von Schmierstoffen. Oft kann eine Ölschmierung durch eine Lebensdauerfettschmierung ersetzt werden. Man nutzt diese besonderen Eigenschaften und betreibt Lagerungen bewusst unter Mangelschmierungsbedingungen. Sogar Medienschmierung ( zum Beispiel in Wasser oder in direkter Produktumgebung) und in Einzelfällen absoluter Trockenlauf ist möglich. Das hierbei Einschränkungen bezüglich der Belastungen und Lebensdauern hinzunehmen sind, ist unumgänglich.

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