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Käfigwerkstoffe

Stahlblechkäfige

Die Mehrzahl der Lagerkäfige aus Stahlblech besteht aus im Endlosverfahren warm gewalztem, weichem Stahlblech nach (DIN) EN 10111:1998. Diese leichten Lagerkäfige haben eine relativ hohe Festigkeit und können zur weiteren Verringerung der Reibung und des Verschleißes oberflächenbeschichtet werden.
Die in Edelstahllagern normalerweise verwendeten Stahlblechkäfige bestehen aus Edelstahl X5CrNi18-10 entsprechend der Norm EN 10088-1:1995.

Massivkäfige aus Stahl

Massivkäfige aus Stahl bestehen in der Regel aus nicht legiertem Baustahl des Typs S355GT (St 52) nach EN 10 025:1990 + A:1993. Zur Verbesserung der Gleit- und Verschleißeigenschaften werden manche Massivkäfige aus Stahl oberflächenbehandelt.
Massivkäfige aus Stahl werden für große Lager oder Einsatzbereiche verwendet, in denen aufgrund einer chemischen Reaktion bei Massivkäfigen aus Messing mit saisonaler Rissbildung zu rechnen ist. Stahlkäfige können für Betriebstemperaturen bis 300 °C eingesetzt werden. Sie werden von Schmierstoffen auf Mineralöl- oder Synthetikölbasis, die für Wälzlager normalerweise verwendet werden, nicht angegriffen, auch nicht von organischen Lösungsmitteln, mit denen solche Lager gereinigt werden.

Fensterkäfige aus Messingblech

Fensterkäfige aus Messingblech werden für kleine und mittelgroße Lager verwendet. Das für diese Fensterkäfige verwendete Messing entspricht der Norm EN 1652:1997. Bei Einsatzbereichen wie Verdichtern für Kühlanlagen, die mit Ammoniak arbeiten, kann es zu einer saisonalen Rissbildung im Messingblech kommen. Daher sollten stattdessen Massivkäfige aus Messing oder Stahl eingesetzt werden.

Massivkäfige aus Messing

Die meisten Massivkäfige aus Messing werden aus Guss- oder Knetlegierungen CW612N entsprechend der Norm EN 1652:1997 gefertigt. Sie werden von den meisten üblichen Schmierstoffen nicht angegriffen, auch nicht von synthetischen Ölen oder synthetischen Fetten, und können mit üblichen organischen Lösungsmitteln gereinigt werden. Messingkäfige dürfen keinen Temperaturen über 250 °C ausgesetzt werden.

Kunststoffkäfige

Polyamid 66

Für Spritzgusskäfige wird meist Polyamid 66 verwendet. Dieses Material zeichnet sich mit oder ohne Glasfaserverstärkung durch eine günstige Kombination aus Festigkeit und Elastizität aus. Die mechanischen Vorteile wie Festigkeit und Elastizität der Polymermaterialien sind temperaturabhängig und unterliegen durch die Betriebsbedingungen ständigen Änderungen, der so genannten Alterung. Die wichtigsten Faktoren, die das Alterungsverhalten beeinflussen, sind Temperatur, Zeit und das Medium (der Schmierstoff), dem der Polymerwerkstoff ausgesetzt ist. Die Beziehung zwischen diesen Faktoren ist für glasfaserverstärktes Polyamid 66 in Diagramm 1 dargestellt. Es zeigt, dass die Lebensdauer des Käfigs mit zunehmender Temperatur und Aggressivität des Schmierstoffs abnimmt.
Ob Polyamidkäfige somit für eine bestimmte Anwendung geeignet sind, hängt von den Betriebsbedingungen und den Anforderungen an die Lebensdauer ab. In der Tabelle wird die Klassifizierung der Schmierstoffe in "aggressiv" bzw. "mild" durch die "zulässige Betriebstemperatur" für die Käfige aus glasfaserverstärktem Polyamid 66 für verschiedene Schmierstoffe angegeben. Die zulässige Betriebstemperatur in dieser Tabelle ist definiert als die Temperatur, bei der ein Käfig eine Alterungslebensdauer von mindestens 10 000 Betriebsstunden hat.
Einige Medien sind noch „aggressiver“ als die in der Tabelle angegebenen Medien. Ein typisches Beispiel dafür ist Ammoniak, das als Kältemittel in Kompressoren eingesetzt wird. In solchen Fällen sollten Lagerkäfige aus glasfaserverstärktem Polyamid 66 nicht bei Betriebstemperaturen über +70°C eingesetzt werden.
Auch bei niedrigen Betriebstemperaturen besteht eine Grenze, da Polyamide ihre Elastizität bei niedrigen Temperaturen verlieren und dies zu Lagerkäfigschäden führen kann. Aus diesem Grund sollten Lagerkäfige aus glasfaserverstärktem Polyamid 66 nicht bei Betriebstemperaturen eingesetzt werden, die ständig unter -40°C liegen.
Wenn eine hohe Zähigkeit der entscheidende Faktor ist, beispielsweise bei Radsatzlagereinheiten der Bahn, wird eine superzähe Modifikation des Werkstoffs Polyamid 66 eingesetzt. Wenden Sie sich wegen der Verfügbarkeit von Lagerkäfigen für besondere Lagerbauformen bitte an den Technischen SKF Beratungsservice.

Polyamid 4,6

Glasfaserverstärktes Polyamid 4,6 wird für kleine und mittelgroße CARB-Toroidalrollenlager standardmäßig eingesetzt. Diese Lagerkäfige haben eine 15°C höhere zulässige Betriebstemperatur als die Lagerkäfige aus glasfaserverstärktem Polyamid 66.

Polyetheretherketon (PEEK)

SKF setzt vor allem glasfaserverstärktes PEEK für Lagerkäfige ein, wenn aufgrund der Drehzahl, der hohen Temperaturen oder der Gegenwart aggressiver Chemikalien hohe Anforderungen gestellt werden. PEEK zeichnet sich durch eine ausgezeichnete Kombination aus Festigkeit und Flexibilität aus, kann in einem weiten Betriebstemperaturbereich eingesetzt werden, besitzt eine hohe Chemikalien- und Verschleißfestigkeit und lässt sich gut verarbeiten. Aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften werden PEEK-Lagerkäfige standardmäßig für bestimmte Kugel- und Zylinderrollenlager verwendet, beispielsweise für Hybridlager und Hochgenauigkeitslager. Das Material altert bei Temperaturen bis +200°C und in Gegenwart von Ölzusätzen nicht wesentlich. Die zulässige Maximaltemperatur ist auf +150°C begrenzt, da höhere Temperaturen das Polymer erweichen.

Phenolharz

Leichte, gewebeverstärkte Phenolharz-Lagerkäfige widerstehen hohen Zentrifugalkräften sowie Beschleunigungskräften, nicht jedoch hohen Betriebstemperaturen. In den meisten Fällen werden diese Lagerkäfige standardmäßig in Hochgenauigkeits-Schrägkugellagern eingesetzt.

Weitere Werkstoffe

Neben den oben beschriebenen Werkstoffen können SKF-Lager für spezielle Anwendungsfälle auch Lagerkäfige aus anderen technischen Polymerwerkstoffen enthalten, aus Leichtmetalllegierungen oder Spezialgusseisen. Informationen über die als Alternativen angebotenen Lagerkäfige erhalten Sie vom Technischen SKF Beratungsservice.
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