Lagerrollen aus Keramik

Anbieter zum Thema

Neues Logo_550 pxl_maxon_logo_standard_rgb_50mm.jpg ()

Siliziumnitrid mit seinen überragenden Materialeigenschaften hat sich hier in den vergangenen Jahren bereits als Werkstoff für Kugeln etabliert und als exzellent geeignet erwiesen. Für dessen Einsatz als Wälzkörper spricht eine ganze Anzahl von Gründen:

hohe Verschleißfestigkeit,

chemische Beständigkeit,

Temperaturbeständigkeit,

reibungsarm,

nicht magnetisch,

geringes spezifisches Gewicht,

verlängerte Lebensdauer des Wälzlagers,

verlängerte Schmierstofflebensdauer,

gute Trockenlaufeigenschaften,

hoher elektrischer Widerstand.

In der Maschinentechnik führt einerseits die elektrische Isolation durch keramische Rollen zu einem geringeren Schmierstoffverbrauch (besonders wichtig wird das bei fettlebensdauergeschmierten Systemen), da dieser nicht durch Entladungseffekte über die Wälzlager zerstört wird. Andererseits ist die höhere Lebensdauer der Wälzkörper selbst vorteilhaft. Die Erhöhung der Fettlebensdauer durch keramische Rollen wird hier nach Testreihen bei Wälzlagerherstellern je nach System mit dem zwei- bis dreifachen gegenüber Stahlrollen beziffert. Bei Systemen mit hohen Drehzahlen – auch bei schnellen Drehrichtungswechseln – wirkt sich das geringere spezifische Gewicht der Wälzkörper positiv aus, Drehmomente und Slip-Stick-Effekte, wie auch andere störende Parasitäreffekte, sind kleiner. Je nach Lagertyp können laut Lagerherstellern dabei 10 % bis 30 % höhere Drehzahlen ermöglicht werden.

Die Steifigkeit von Rollenlagern mit keramischen Rollen ist ebenso bei schnelldrehenden Spindellagern gefragt. Dort kann die keramische Lagerrolle, die immerhin nur über rund 40 % der Masse einer Stahlrolle verfügt, seine oben genannten Eigenschaften voll ausspielen und sorgt für einen sehr präzisen Lauf. Präzisionswerkzeuge und hochgenaue Positioniersysteme profitieren ebenfalls davon. Die Laufstabilität des Wälzlagers wird durch die in der Regel geringere Temperaturentwicklung der keramischen Rollen unterstützt. Die mangelnde Affinität der Werkstoffe von Laufbahnen und Wälzkörpern reduziert chemische Wechselwirkungen (Korrosion) zwischen den Wälzlagerkomponenten, so zum Beispiel auch Losbrechmomente.

Material- und Geometrieanforderungen

Die technischen Anforderungen an den Werkstoff sowie die Klassifizierung der geometrischen Eigenschaften von Wälzlagerrollen aus Siliziumnitrid erfolgt unter anderem in der Norm ASTM F2370/F2370M. Ceramtec hatte von Beginn der Entwicklung an vor, das Ziel „Klasse I“ zu erreichen.

Der Werkstoff und die geometrischen Eigenschaften der entwickelten Cyrol-Lagerrollen wurden bereits bei mehreren namhaften Wälzlagerherstellern umfangreich getestet, im Labor, wie auch im Feld. Sowohl der Werkstoff als auch die Geometrie-Qualität der Cyrol-Rollen werden in der Wälzlagerindustrie anerkannt.

Da Ceramtec nicht nur Halbzeuge fertig schleifen kann, sondern als Anbieter technischer Keramik über die komplette Fertigungstiefe – von der Pulveraufbereitung bis hin zum fertigen Produkt – verfügt, konnte man bereits in der Werk-stoffentwicklung zielgerichtet eingreifen und ein Silizium-nitrid weiter entwickeln, welches die Norm in allen Punkten übertrifft. So stellt sich das Material Cyrol zum Beispiel in puncto Reinheit, Porosität und Biegefestigkeit bestens dar. Die Fertigung der Rollen wurde von Beginn an auf hohe Stückzahlen bei höchster Präzision getrimmt, dadurch wurden die Weichen für die Serienfertigung und damit einen nahezu konkurrenzlosen Kosten-Nutzen-Faktor gestellt.

Die Cyrol-Wälzlagerrollen werden hauptsächlich als Zylinderrollen, beziehungsweise zylindrisch-ballige Rollen, vertrieben, aber auch Kegelrollen sind lieferbar. Tonnenrollen werden in naher Zukunft die Marktreife erreichen. Damit kann ein großer Teil der möglichen Anwendungen mit Keramik abgedeckt werden. (qui)

* *Dipl.-Phys. Andreas Wilk, Produktmanager Automotive, Ceramtec, Geschäftsbereich Systemtechnik.

(ID:42538058)