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Kugellager-Wiki: Technisches rund um Kugellager
Wie ist der Aufbau eines Kugellagers?
Innen- und Außenring:
Die Eignung eines xiros Kunststoff-Kugellagers wird durch die Materialien der beiden Laufringe bestimmt. Unsere reibungsarmen Kugellager werden aus Hochleistungskunststoffen mit unterschiedlichen Materialeigenschaften hergestellt, wodurch zahlreiche Anwendungsbereiche bedient und die Lebensdauer maximiert werden können.
Kugellager-Käfig:
Die Käfige unserer Kunststoffkugellager sind hinsichtlich Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit perfekt auf die Materialien der Außen- und Innenringe abgestimmt.
Kugellager-Kugeln:
Neben Kugeln aus Edelstahl kommen ebenso auch Kugeln aus Glas, Kunststoff oder Keramik zum Einsatz. Glaskugeln sollten ausgewählt werden, wenn es auf Metallfreiheit und Chemikalienbeständigkeit ankommt. Durch Kunststoffkugeln ergeben sich besonders leichte Kugellager. Die Variante aus Edelstahl ist besonders kostengünstig und temperaturbeständig.
Was ist ein Kugellager?
Ohne Kugellager würde sich die Welt nicht mehr so richtig drehen, oder?
Denn man sieht die Welt einfach so, wie sie ist. Alles wächst und entwickelt sich, ist in Bewegung und wird als selbstverständlich betrachtet. Jedoch macht der Mensch sich doch kaum Gedanken über ein solches Wunderwerk der Technik: das Kugellager. Es begegnet einem jeden Tag im Leben, sei es bei der Fahrt zur Arbeit mit dem Fahrrad, der Bahn, dem Bus oder dem Auto. Denn in allen Fortbewegungsmitteln befinden sich Kugellager, aber auch bei Küchengeräten, Trainingsgeräten im Fitnessstudio oder abends auf der Bowlingbahn – überall finden wir Kugellager. Doch was ist ein Kugellager überhaupt? Seit der Entwicklung der Dampfmaschine und dem Beginn der Industrialisierung sind Kugellager aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken.
Kugellager, auch bekannt als Wälzlager, sind Lagerkomponenten, die den Reibungswiderstand durch rollende Körper zwischen einem Innenring und einem Außenring verringern. Sie werden verwendet, um Achsen und Wellen zu fixieren und können je nach Bauform radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen. Durch ihre Konstruktion ermöglichen sie gleichzeitig die Rotation der Welle oder anderer Bauteile, die auf einer Achse gelagert sind, wie beispielsweise bei einem Rad.
Bei Vorliegen einer Blockade wegen grober Verschmutzung ist gegebenenfalls ein Ausspülen oder Ausblasen möglich und das Kugellager kann weiterverwendet werden. Dies gilt dann, wenn keine Beschädigungen der Lagerringe und Kugeln vorliegen.
Die Verschleißgrenze definiert jeder Kunde je nach Anwendungsfeld für sich selbst. Bei Anwendungen, welche eine hohe Präzision beziehungsweise Positioniergenauigkeit erfordern, sollten Wartungsintervalle in kürzeren Abständen erfolgen. Bei Anwendern, die zum Beispiel xiros Tragrollen einsetzen, kann eine höhere Akzeptanz gelten, da nur einfache Umlenkaufgaben erfüllt werden müssen.
Unsere Polymerkugellager haben von Haus aus ein radiales Lagerspiel von circa 0,05 bis 0,15 mm. Diese Charakteristik verdanken sie ihrem leichten Lauf sowie dem niedrigen Losbrechmoment. Durch die offene Bauweise sind zudem sehr leicht zu reinigen.
Muss das Schmieren von Kugellagern eigentlich sein?
Kugellager aus Metall sind in der Regel auf Schmierstoffe angewiesen. Aber geht das auch ohne? Unsere Kunststoffkugellager sind das Beispiel, dass es auch ohne geht.
Hauseigenes Testlabor für Kunststoff-Kugellager
Unsere Kugellager werden auf Herz und Nieren geprüft. Die jahrelange Forschungsarbeit in unserem Testlabor führt zu zahlreichen Produktvorteilen unserer xiros Kunstststoff-Kugellager gegenüber dem Pendant aus Metall. Das gewonnene Know-How fließt in Weiterentwicklungen und Neuheiten, die bestens für individuellste Anwendungen geeignet sind.
Wie befestige ich Kugellager?
1. Aufnahme (Toleranz H7)
2. Vorderseite (Kugeln sichtbar)
3. Rückseite (Käfig sichtbar)
4. Kugellager mit der Vorderseite zuerst einpressen
5. Welle (Toleranz h6) mit Fase montieren
6. Es ist eine Axialsicherung vorzusehen
Kugellager messen: Toleranzen und Messempfehlung
Die Toleranzen für Innen- und Außendurchmesser richten sich je nach Baugröße. Diese liegen oftmals bei ca. ±0,05 mm zum Nennmaß. Die Lagerringe sind meist spritzgegossen und weißen von Natur aus eine gewisse Ovalität auf. Deshalb wird mit dem Messschieber 90° zum Anspritzpunkt (sofern vorhanden) über die gesamte Breite des Lagers gemessen. Die Maße und Toleranzen sind so ausgelegt, dass diese bei Verwendung einer Aufnahme H7 sowie Welle h6 einen leichten Presssitz per Hand erfüllen. Eine zusätzliche axiale Sicherung mittels Seegerring (Welle) und Sprengring (Gehäuse) ist zu empfehlen, um eine axiale Verschiebung zu verhindern.
Welche Kugellager-Dichtungen gibt es? Kugellager offen oder geschlossen?
Kugellager aus Kunststoff oder Keramik: offen oder geschlossen?
Diese beiden Kugellager-Arten gibt es meist nur als offene Bauform. Der Grund liegt darin, dass diese Lager nicht geschmiert werden müssen. Die offene Bauweise birgt bei diesen Materialien einen großen Vorteil. Jegliche Verschmutzung die eintritt, kann auch leicht wieder austreten, beziehungsweise gespült oder mit Druckluft ausgeblasen werden. Hierdurch ist eine Schmutzanhaftung durch Schmiermittel nicht möglich. igus verzichtet daher auf eine Verwendung von Nachsetzzeichen im Vergleich zum metallischen Pendant.
xiros Kunststoff-Kugellager mit Deckscheibe
In unserem Online-Shop haben die Kunden die Wahl zwischen verschiedenen Abdeckvarianten. Nicht alle sind für jede Lagerbaugröße verfügbar, aber eine einseitige Deckscheibe steht immer zur Auswahl.
- Offene Bauform
- Einseitige Deckscheibe
- Beidseitige Labyrinthdichtung
Wie kommen die Kugeln ins Kugellager?
Kugellager bestehen aus einem Innen- und Außenring, einem Käfig und Wälzkörpern. Der Käfig ist dazu da, um die Wälzkörper, in Form von Kugeln, voneinander zu trennen. Käme es zu keiner Trennung der Kugeln, würden sie gegeneinander- und heißlaufen. Dies hätte bei hohen Drehgeschwindigkeiten und Reibungen der Kugeln zerstörende Effekte zur Folge. Aber wie kommen die Kugeln jetzt ins Kugellager?
Möglichkeit 1:
Bei Betrachtung eines Rillenkugellagers nach DIN 625 ist diese Frage leicht zu beantworten, da diese auffallende Vertiefungen am Innen- und Außenring aufweisen. Bei einem gegenseitigen Verschieben des Innen- und Außenrings bis zur jeweiligen Vertiefung, können die Kugeln ohne Weiteres in die Laufrillen eingefüllt und mit dem Käfig fixiert werden. Hierbei übernimmt der Käfig die Funktion, das Herausfallen der Kugeln zu unterbinden.
Möglichkeit 2:
Ungewöhnlich, aber in der Industrie praktiziert, ist auch ein Erhitzen des Außenrings und das Abkühlen des Innenrings bei kleineren Lagern aus Metall bis hin zu Miniaturausführungen. Die Kugeln und Käfige sind so ohne Weiteres in den entstandenen Raum zwischen Innen- und Außenring einsetzbar. Ziehen sich die Materialien der Ringe wieder zusammen beziehungsweise dehnen sich aus, hat das Kugellager seine Standardmaße erreicht und alle Kugeln sind an ihrem Platz. Für igus kommt lediglich die erste Möglichkeit in Frage, aber auch weitere, die im Folgenden bildlich dargestellt werden.
Wie die Kugeln bei igus ins Kugellager kommen:
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