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Wartungsarme Gleitlager und Wälzlager aus Kunststoff und Stahl

NKE1113Fachartikel

NKE Austria stellt Wälzlagerkäfige mit DLC-Beschichtung (Diamond-like Carbon) vor. Im Vergleich zu unbeschichteten Messingkäfigausführungen zeichnen sich die DLC-beschichteten Stahlkäfige durch Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit aus und eignen sich daher für den Einsatz unter schwierigen Betriebsbedingungen. Neben Käfigen können auch andere Lagerkomponenten mit der amorphen Kohlenstoffbeschichtung der Oberflächen versehen werden.



Zur kontinuierlichen Verbesserung der Leistungsfähigkeit seiner Wälzlager forscht NKE an Oberflächenbeschichtungstechnologien und verwendet alternative Käfigwerkstoffe. Lager in Maschinen mit hohen Radialbeschleunigungen, Fliehkräften oder Vibrationen sind typischerweise mit innen- bzw. außenringgeführten einteiligen Messingmassivkäfigen ausgestattet, um einen ungewünschten Einfluss des Käfigs auf das Abrollverhalten der Wälzkörper zu minimieren. Typische Anwendungsbeispiele sind Pleuellager, schnell anlaufende Getriebe oder Generatorsysteme. Messingmassivkäfige als etablierter Standard unterliegen jedoch auch Grenzen hinsichtlich ihres Einsatzes: In hoch beanspruchten Anwendungen können ein übermäßiger Käfigführungsflächenverschleiß bzw. -fressen und/oder mechanisches Versagen auftreten.

Amorphe Kohlenstoffschicht für schwierige Betriebsbedingungen

Um die Leistungsfähigkeit insbesondere von Radialzylinderrollenlagern und Radialrillenkugellagern zu verbessern, verwendet der österreichische Lagerspezilist bei schwierigen Betriebsbedingungen einen Käfig aus Materialien höherer Festigkeit mit einer amorphen Kohlenstoffschicht, der DLC-Beschichtung mit dem NKE-Nachsatzzeichen SQ202. Diese erhöht die Widerstandsfähigkeit gegen Bruch und verringert den Reibungsbeiwert zwischen Wälzlagerschultern und Käfig, so dass selbst bei schwierigen Schmierbedingungen kein frühzeitiger Verschleiß oder ein Fressen auftritt. Bevorzugter Werkstoff für den Käfig ist Stahl, wobei eine einteilige Stahlmassivkäfigausführung mit Innen- oder Außenringführung, in Abhängigkeit der Lagerbauform, möglich ist. Die Käfige werden entsprechend mit FPA bzw. FPB bezeichnet.

Auch bei Mangelschmierung hoch belastbar

An die Beschichtung werden folgende Anforderungen gestellt: Sie muss hart und verschleißfest sein und für die Dauer des Betriebs auf der Oberfläche verbleiben. Die Beschichtung schützt durch den niedrigen Reibungsbeiwert und ihre guten Gleiteigenschaften vor allem gegen adhäsiven Verschleiß und ist auch bei Mangelschmierung hoch belastbar. Eine der wichtigsten Eigenschaften der Beschichtung ist, dass Verschleiß und somit Abriebpartikel, welche von dem Schmierfett im Lager gehalten werden, verhindert werden. Der Abnutzungsprozess lässt sich zwar nicht vollständig aufhalten, aber durch eine Beschichtung können die Verschleißfestigkeit der Stahlkäfige deutlich erhöht und ein Fressen der Käfigführungsflächen unterbunden werden. Die Gebrauchsdauer von Lagern lässt sich dadurch bei schwierigen Betriebsbedingungen wesentlich verlängern. NKE verwendet die Beschichtung nicht nur für Käfige. Praktisch alle Lagerkomponenten können mit dieser Oberflächenbeschichtung angeboten werden.

Bei anwendungsspezifischen Tests der Beschichtung wurden gemeinsam mit einem Kunden sehr positive Ergebnisse erzielt. Eine deutliche Erhöhung der Gebrauchsdauer der Lager und ein Abstellen des mechanischen Versagens sind möglich. Im direkten Vergleich mit unbeschichteten Messingkäfigausführungen sind die SQ202-beschichteten Stahlkäfige in schwierigen Anwendungsfällen in Bezug auf Verschleiß und Festigkeit eindeutig im Vorteil.

Der Autor ist Daniel Thalmann, Leiter Anwendungstechnik, NKE Austria GmbH, Steyr.


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