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Kunststoffkäfige

Polyamid 66

Für die Mehrzahl der Käfige, die im Spritzgussverfahren gefertigt werden, wird 66 (Polyamid 66) verwendet. Dieser Werkstoff, mit oder ohne Glasfaserverstärkung, zeichnet sich durch eine günstige Kombination aus Festigkeit und Elastizität aus. Diese mechanischen Eigenschaften des Polymerwerkstoffs hängen hauptsächlich von den im Betrieb auftretenden Temperaturen ab und unterliegen einer Alterung, die sie allmählich verändern. Die wichtigsten Faktoren, die die Alterung beeinflussen, sind neben der Temperatur, die Zeit und das Medium, z.B. 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 Käfige aus Polyamid 66 für bestimmte Anwendungsfälle geeignet sind, hängt deshalb von den Betriebsbedingungen und den Anforderungen an die Lebensdauer ab. Die Klassifizierung der Schmierstoffe in "aggressiv" bzw. "mild" durch die "zulässige Betriebstemperatur" für die Käfige aus glasfaserverstärktem Polyamid 66 für verschiedene Schmierstoffe ist in Tabelle 1 angegeben. Die zulässige Betriebstemperatur in Tabelle 1 ist definiert als die Temperatur, bei der eine Käfiggebrauchsdauer von mindestens 10 000 Betriebsstunden erreicht wird.
Einige Medien sind noch "aggressiver" als die in Tabelle 1 angegebenen Medien. Ein typisches Beispiel dafür ist Ammoniak, das als Kältemittel im Kompressoren eingesetzt wird. In solchen Fällen dürfen Lager mit Käfigen aus Polyamid 66 nur bei Betriebstemperaturen bis 70 °C eingesetzt werden.
Die Einsatzmöglichkeit der Polyamidkäfige im unteren Temperaturbereich ist ebenfalls begrenzt, weil dann ihre Elastizität stark abfällt, was zu Schäden führen kann. Lager mit Käfig aus glasfaserverstärktem Polyamid 66 sollten deshalb bei Dauerbetriebstemperaturen unter –40 °C nicht mehr eingesetzt werden.
Für Fälle, bei denen besondere Anforderungen an die mechanische Festigkeit gestellt werden, wie z.B. in Radsatzlagern für Schienenfahrzeuge, steht ein besonders modifiziertes Polyamid 66 zur Verfügung. Weitere Auskünfte erhalten Sie vom Technischen SKF Beratungsservice.

Polyamid 46

Glasfaserverstärktes Polyamid 46 (PA46) ist der Standardwerkstoff für die Käfige kleiner und mittelgroßer CARB Toroidalrollenlager. Er hat in etwa die gleichen Werkstoffeigenschaften wie das Polyamid 66, lässt jedoch bis 15 °C höhere Betriebstemperaturen zu.

Polyetheretherketon

Glasfaserverstärktes Polyetheretherketon (PEEK) wird häufig für anspruchsvolle Anwendungen mit hohen Drehzahlen, hohen Temperaturen oder einem Bedarf an Chemikalienbeständigkeit eingesetzt. Die herausragenden Eigenschaften von PEEK liegen in der besonderen Kombination von Festigkeit und Elastizität, hoher Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit, hoher Verschleißfestigkeit und guter Verarbeitbarkeit. Diese Eigenschaften haben PEEK inzwischen zum Standardwerkstoff für die Käfige ganzer Reihen von Kugel- und Rollenlagern werden lassen, wie z.B. den Hybridlagern und den Hochgenauigkeitslagern. Bei hohen Drehzahlen ist die zulässige Maximaltemperatur auf 150 °C begrenzt, da höhere Temperaturen das Polymer weich machen. Käfige aus diesem Werkstoff zeigen bei Temperaturen bis 200 °C keine Alterungserscheinungen, auch nicht in Gegenwart von Schmierstoffzusätzen.
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