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Testlabor für Kunststoff-Kugellager

Durch unser Testlabor für Kugellager aus Kunststoff generieren wir Wissen, das essenziell für unsere Neu- und Weiterentwicklungen von Produkten ist. Unsere Kunden profitieren zudem noch mehr, denn wir bündeln unsere Erfahrungen, Testergebnisse in unseren Online-Tools. Diese helfen bei der Wahl des richtigen Produktes für die individuellen Anwendungen unserer Kunden.

Im Video sehen Sie, welche Kugellager-Typen bei uns getestet werden: von Rillenkugellagern, Axiallagern, Tragrollen, Kugelrollen bis hin zu weiteren Bauformen und Sonderteilen.

Das erwartet Sie auf unserer Testlabor-Seite:

Prüfstände im Kugellager-Testlabor

Radialrillenkugellager-Prüfstand:

  • Teststände mit integrierten Sensoren (DAQ) zur simultanen Messung des Verschleißes, der Aufnahme von Lasten bis 250 N, diverse Lebensdauer- und Temperaturtests
  • Max. Drehzahl: 5.000 rpm
  • Bewegung: Außenring steht, Innenring dreht
  • Baugröße: 6000
Materialingenieurin am Radialrillenkugellager-Prüfstand

Unsere Materialingenieurin am Radialrillenkugellager-Prüfstand

DAQ-Messsystem

Messsystem DAQ + Beheizung

Rotations-Prüfstand:

  • Tests bei hohen Drehzahlen und niedrigen Lasten (5.000 rpm, 10 N)
  • Laufende Tests mit hauseigenem xirodur Materialien sowie iglidur-Käfigmaterialien
  • Baugröße: 6000

Einfluss des Käfigmaterials auf den Kugellagerverschleiß

Die Schwierigkeit liegt darin, dass hohe Drehzahlen (zum Beispiel 2.000 rpm) zu hohen Fliehkräften der Kugeln führen. Dadurch werden die Kugeln nach außen beschleunigt. Das Käfigmaterial benötigt eine gewisse Festigkeit, da sich die Käfigtaschen ansonsten aufweiten und die Kugeln mehr Spiel beziehungsweise Bewegungsfreiheit haben. Dadurch, dass sich die Kugeln nicht mehr richtig in Position halten können, kommt es zu einem höheren Verschleiß und dementsprechend früheren Ausfall des Lagers. Neben Verstärkungsstoffen, welche die Festigkeit des Käfigmaterials erhöhen, tritt zwischen Kugeln und Käfig Gleitreibung auf. Festschmierstoffe verbessern das Gleitverhalten. Aus diesen Gründen greifen wir auf iglidur-Werkstoffe für ein Käfigmaterial zurück. Diese enthalten verbesserte Additive zur Verbesserung der Festigkeit und Gleiteigenschaften.

Für die Tests wurden Kugeln aus Edelstahl verwendet.

xirodur® Material im Test
  • Links: unverstärktes Material, vor Test
  • Rechts: unverstärktes Material, nach Test

Parameter: 25 N, 2.000 rpm, Laufzeit 7 Tage

iglidur® G-Material im Test
  • Links: verstärktes iglidur Material, vor Test
  • Rechts: verstärktes iglidur Material, nach Test

Parameter: 25 N, 2.000 rpm, Laufzeit 7 Tage

Kugellager unter Wasser: igus vs. Metalllager

igus besitzt in Köln das weltweit branchengrößte Testlabor für Kunststoffe in bewegten Anwendungen mit rund 12.000 Tests pro Jahr. Hierunter finden sich beispielsweise Tests wieder, die unterschiedlichsten Werkstoffen unter widrigsten Bedingungen alles abverlangen. Im vorliegenden Test treten ein xiros Flanschkugellager gegen sein metallisches Pendant in einem Salzwassertest an. Zwei Kugellager unter Wasser: wer gewinnt?


Testaufbau

Der Testversuch sah wie folgt aus: ein Behälter wurde mit Meersalzwasser befüllt und auf +80 °C erhitzt. Zwei Kugellager, ein herkömmliches Flanschlager aus Metall und ein xiros Flanschkugellager aus xirodur B180, wurden anschließend für 120 Stunden in die Salzlösung gelegt. Mit dem xirodur B180 Werkstoff besitzt igus einen Hochleistungskunststoff, der jahrelang zahlreichen Tests unterzogen und weiterentwickelt wurde. Um einen Korrosionsvorgang schneller in Gang zu bringen, waren beide Kugellager nicht in Gänze im Salzwasserbad und hatten Kontakt mit der Luft.

Metallisches Lager korrodiert bereits nach wenigen Stunden

Aus dem Vergleich geht das xiros Flanschkugellager aus Kunststoff als klarer Sieger hervor, denn das metallische Lager korrodierte bereits nach wenigen Stunden. An jeglichen Komponenten des Lagers setzte sich Rost ab. Das Kunststoff-Kugellager hingegen blieb komplett unbeeindruckt von der aggressiven Salzwasser-Umgebung und der hohen Temperatur. Rost oder farbliche Veränderung am Material? Fehlanzeige!

Daher ist das xiros Lager besonders für Anwendungen im Reinraum oder der Medizin- und Lebensmittelindustrie gedacht. In aller Regel bestehen die Kugellager aus vier Komponenten, die einen Innen- und Außenring, Käfig und Kugeln als Wälzkörper aus Edelstahl oder Glas umfassen. Der wichtigste technische Vorteil der xiros Kunststoff-Kugellager im Gegensatz zum metallischen Pendant liegt im hygienischen Trockenlauf, was bedeutet, dass unsere Kugellager auch ohne einen einzigen Tropfen Schmieröl auskommen. Die aufkommende Frage nach der Lebensdauer der xiros Kugellager lässt sich mit unserem Online Lebensdauerrechner beantworten.

Kugellager unter Wasser: das Testergebnis

Das Ergebnis aus dem Testlabor

Welche Kugellager eignen sich für die Galvanik?

Der Galvanik-Prozess stellt sehr hohe Anforderungen an die verbauten Materialien von Galvanik-Anlagen. Bei der Galvanik wird durch ein elektrolytisches Bad Strom geschickt. Am Pluspol befindet sich das Metall, das aufgebracht werden soll (z. B. Kupfer oder Nickel), am Minuspol der zu beschichtende Gegenstand. Da es sich hierbei um einen elektrochemischen Prozess handelt, bei dem zumeist auch starke Chemikalien im Galvanikbad verwendet werden, eignen sich metallische Kugellager nicht. Wenn Kugellager verbaut werden, dann sind es meist Kugellager aus Kunststoff. Es können auch Kugellager aus technischer Keramik verwendet werden, allerdings sind diese in der Beschaffung deutlich teurer. Im Folgenden: Kunststoff vs. Metall im Galvanikbad.

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Christoph Foettinger
Christoph Föttinger

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