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Porträt

Krimi um die Kugelfräsmaschine

| Autor / Redakteur: Alexander Völkert / Frank Jablonski

Friedrich Fischer erreicht mit seiner Kugelmühle 1883 Genauigkeiten von bis zu 0,020 Millimetern.
Friedrich Fischer erreicht mit seiner Kugelmühle 1883 Genauigkeiten von bis zu 0,020 Millimetern. (Schaeffler Technologies)

Wirtschaftskrimi im Jahre 1890: Der Schweinfurter Schlosser und Dreher Friedrich Fischer hat gerade den Durchbruch geschafft. Mithilfe seines führenden Mechanikers Wilhelm Höpflinger hatte Fischer eine Maschine zur Herstellung sphärisch exakt runder Kugeln für die industrielle Produktion entwickelt.

Doch nicht Höpflinger, sondern Fischer streicht den Erfolg ein. Das wurmt den Mechaniker. Auch Fischers stiller Teilhaber Engelbert Fries ist unzufrieden. Als 1889 auch noch das Weihnachtsgeld entfällt, schmieden Höpflinger und Fries einen Plan. Sie verlassen den bereits als „Kugelfischer“ bekannten Unternehmer und gründen am 15. Mai 1890 ihre eigene Firma Fries & Höpflinger. Höpflinger baut Fischers Maschine nach. Der ist außer sich und klagt. Dabei hat er gute Karten, denn die Maschine hat er sich am 17. Juli 1890 beim kaiserlichen Patentamt schützen lassen. Der Richter allerdings urteilt salomonisch: Fischers Patent wird anerkannt, aber Höpflinger erhält ein lizenzfreies Nutzungsrecht.

Die Erfindung, um die vor 125 Jahren so erbittert gestritten wurde, trägt die Patent-Nr. 55783 – die „Kugelfräsmaschine“. Der „Kugelfischer“ hatte 1883 bereits eine Kugelmühle entwickelt – zunächst um die Qualität der Kugeln für die Lagerung in den Achsen von Fahrrädern zu verbessern. Mit dieser Maschine erreichte er Genauigkeiten von bis zu 0,02 mm bei gehärteten Stahlkugeln. Im Jahre 1888 gelang es Höpflinger, die Geometrie der Bearbeitungswerkzeuge in der Kugelmühle von Fischer so zu gestalten, dass bei der Probebearbeitung Kugeln mit hoher Formgenauigkeit entstanden. Die Erfindung von Fischer und Höpflinger wurde zur Triebfeder für die Entwicklung der Wälzlagerindustrie in Deutschland. Nun konnten Kugeln mit sehr geringer Abweichung von der Idealform in großen Stückzahlen produziert werden.

Von den Kelten abgeschaut

Natürlich wurde in Schweinfurt das Rad nicht neu erfunden und auch die Geschichte des Wälzlagers ist bereits mindestens 2700 Jahre alt. Bei Ausgrabungen eines keltischen Streitwagens wurden kleine zylinderförmige Buchenholzstücke in der Nähe der Rad-naben der Fahrzeuge entdeckt. Forscher schließen daraus, dass die Kelten bereits 700 v. Chr. das Zylinderrollenlager kannten. Auch die Römer verwendeten Kugellager in Hebezeugen. Mit dem Einzug der Industrialisierung im 19. Jahrhundert wurden aber Lager benötigt, die sich bei niedriger Drehzahl besser verhalten als Gleitlager. Denn Gleitlager verschleißen bei niedriger Drehzahl oder unzureichender Schmierung schnell. In alten Dampflokomotiven mussten deshalb die Radlager häufig erneuert werden. Das Wälzlager, bei dem rollende statt gleitende Elemente den Reibungswiderstand verringern, bot eine Lösung für diese Anwendungen.

Die boomenden Gussstahlkugel-Fabriken von Fries & Höpflinger sowie Fischer riefen schnell Nachahmer auf den Plan. 20 Neugründungen gab es ab 1890 innerhalb weniger Jahre in Deutschland. Der Wind wurde rauer. Wenngleich die drei Unternehmen FAG Kugelfischer, Fries & Höpflinger und Fichtel & Sachs die Stellung Schweinfurts als Zentrum der deutschen Wälzlagerindustrie begründeten, kam es Ende des 19. Jahrhunderts zu einem regelrechten Gründerkrach in der Stahlkugelindustrie. Wenig später erholte sich die Branche und expandierte vor allem in den Weltkriegen. Und auch heute noch werden von Schaeffler und SKF Wälzlager in Unterfranken gefertigt.

Die Stinkbombe im Lager ersetzen

Ursprünglich entwickelt Fischer seine Kugelschleifmaschine, um die Qualität von Fahrrädern zu verbessern. Denn in seiner mechanischen Werkstatt, die er als 23-Jähriger 1872 gründet, verkauft und stellt er selbst Fahrräder her. Spätestens seit Anfang des 20. Jahrhunderts werden Wälzlager in Motorräder, Autos, Flugzeuge und Eisenbahnen eingebaut. Bereits 1910 fährt Charles G. Parcival mit seinem Motorwagen 50.000 Meilen durch die USA – ohne auch nur einmal die Lager von FAG wechseln zu müssen. Auf der Schiene setzt sich das Wälzlager gegenüber dem Gleitlager erst nach dem Zweiten Weltkrieg durch. Die Briten nutzen für ihre bis zu 200 km/h schnelle Lokomotive namens Mallard in den 30er- und 40er-Jahren Gleitlager und bekommen große Probleme, denn viele der Lager laufen heiß. Um ein Liegenbleiben auf offener Strecke zu vermeiden, ist eine Überwachung nötig. Die vorläufige Lösung: die Installation eines Frühwarnsystems in Form einer „Stinkbombe“ im Lager. Wird es zu heiß, explodiert sie und der Lokführer riecht die Gefahr im wahrsten Sinne des Wortes. Nachvollziehbar, dass sich letztlich die Wälzlager durchsetzten. Heute sind sie serienmäßig in allen Hochgeschwindigkeitszügen eingebaut. Durch die kontinuierliche Erweiterung der Prüfkapazitäten werden im High-Speed-Bereich Tests mit Geschwindigkeiten bis zu atemberaubenden 600 km/h möglich sein.

Auch in der Luft- und Raumfahrt finden Wälzlager ihre Anwendung. Werden in den 50er-Jahren noch überwiegend Serienlager genutzt, so wirkt der Eintritt ins Düsentrieb-Zeitalter wie ein Katalysator. Speziallager werden benötigt. Die Triebwerke werden weiterentwickelt und somit erhöhen sich Geschwindigkeit und Betriebstemperatur. Die Lager für die Antriebe des Airbus A380 stammen von der FAG Aerospace GmbH. Mit einer Schubkraft von jeweils 32 t ist der europäische „Superjumbo“ mit mehr als 100.000 PS ausgestattet und reist mit einer Geschwindigkeit von bis zu 950 km/h um die Erde. Von den Schweinfurtern stammen auch die Lagerungen für den Hauptantrieb der europäischen Trägerrakete Ariane und die für das Space Shuttle.

Was vor 125 Jahren mit einem Rechtsstreit um das Patent für die „Kugelfräsmaschine“ begann, ist noch heute unter dem Dach der Schaeffler-Gruppe eine etablierte Marke: FAG.

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