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Widerstandsfähig und langlebig: Wälzlagerkäfige mit DLC-Beschichtung

Erstellt von Denise Thalmann |

NKE AUSTRIA GmbH stellt Wälzlagerkäfige mit Diamond-Like-Carbon-Beschichtung vor. Im Vergleich zu unbeschichteten Messingkäfigausführungen zeichnen sich diese DLC-beschichteten Stahlkäfige (NKE-Nachsatzzeichen SQ202) durch Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit aus und sind daher bei schwierigen Betriebsbedingungen ideal. Neben Käfigen können auch andere Lagerkomponenten mit der amorphen Kohlenstoffbeschichtung der Oberflächen versehen werden.

Um die Leistungsfähigkeit seiner Wälzlager zu optimieren, forscht der Steyrer Wälzlagerhersteller an Oberflächenbeschichtungstechnologien und verwendet alternative Käfigwerkstoffe. Lager, die in Maschinen mit hohen Radialbeschleunigungen, Fliehkräften oder Vibrationen eingesetzt werden, sind typischerweise mit innen- bzw. außenringgeführten, einteiligen Messingmassivkäfigen ausgestattet, um einen ungewünschten Einfluss des Käfigs auf das Abrollverhalten der Wälzkörper zu minimieren. Typisch dafür 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. 

Um die Leistungsfähigkeit, insbesondere von Radialzylinderrollenlager und Radialrillenkugellager, zu verbessern, verwendet NKE bei schwierigen Betriebsbedingungen einen Käfig aus Materialien höherer Festigkeit mit besonderer Beschichtung. Dies 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.

 

An die Beschichtung werden folgende Anforderungen gestellt: Sie muss hart und verschleißfest sein und für die Dauer des Betriebs auf der Oberfläche verbleiben.Dazu verwendet NKE die DLC-Beschichtung - eine amorphe Kohlenstoffschicht. Diese 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 somitAbriebpartikel, welche von dem Schmierfett im Lager gehalten werden, verhindert werden.Der Abnutzungsprozess lässt sich zwar nicht vollständig aufhalten, aber durch eine Beschichtung kann 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 diese Beschichtung nicht nur für Käfige, sondern es können praktisch alle Lagerkomponenten mit dieser Oberflächenbeschichtung angeboten werden.

Gemeinsam mit einem Kunden wurden bei anwendungsspezifischen Tests der Beschichtung sehr positive Ergebnisse erzielt. Es konnte eine deutliche Erhöhung der Gebrauchsdauer der Lager und ein Abstellen des mechanischen Versagens erreicht werden.Im direkten Vergleich mit unbeschichteten Messingkäfigausführungen sind die SQ202-beschichteten Stahlkäfige in schwierigen Anwendungsfällen verschleiß- und festigkeitsbedingt eindeutig im Vorteil. 

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