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Käfige

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Die wichtigsten Käfigarten sind unter Komponenten und Werkstoffe beschrieben. Weitere Informationen über Standardkäfige und Käfigoptionen für eine bestimmte Lagerart finden Sie im jeweiligen Produktabschnitt. Wenn ein Lager mit einem vom Standard abweichenden Käfig benötigt wird, ist vor der Bestellung die Liefermöglichkeit anzufragen.

Da sich Lager hinsichtlich ihrer Konstruktion wesentlich unterscheiden und auch die Lagergröße eine Rolle spielt, sind bestimmte Käfigausführungen erforderlich. Hier einige Beispiele:

  • Einige Lagerarten benötigen entweder geschlitzte oder Schnappkäfige, da sie erst montiert werden, nachdem Ringe und Wälzkörper montiert wurden.
  • Andere Lagerarten erfordern rollengeführte Käfige, um selbstständig zu sein.
  • Lager einer bestimmten Kombination aus Reihe und Größe benötigen ringgeführte Käfige, um Kontaktspannungen zwischen Wälzkörpern und Käfig einzuschränken.
Im Hinblick auf die spezifischen Funktionsanforderungen und die Menge der produzierten Lager werden Werkstoffe und Fertigungsverfahren so gewählt, dass der zuverlässigste und kosteneffizienteste Käfig erzielt wird.
Im Betrieb werden die Käfige durch Reibungs-, Stoß-, Zentrifugal- und Trägheitskräfte mechanisch beansprucht. Hinzu kommen u.U. chemische Einwirkungen durch organische Lösungsmittel oder Kühlmittel, Schmierstoffe und Schmierstoffzusätze. Der für einen Käfig verwendete Werkstofftyp ist daher von besonderer Bedeutung für die spätere Eignung eines Wälzlagers für einen bestimmten Anwendungsfall.

Stahlkäfige
Die Massivkäfige aus Stahl können bei Betriebstemperaturen bis 300 °Ceingesetzt werden.

Stahlblechkäfige

Gepresste Lagerkäfige aus Stahlblech werden aus kohlenstoffarmem Stahl gefertigt. Diese Käfige zeichnen sich durch vergleichsweise hohe Festigkeit bei geringem Gewicht aus. Bei einigen Lagerarten können sie unter kritischen Bedingungen zur Verringerung von Reibung und Verschleiß oberflächenbehandelt sein.

Massivkäfige aus Stahl

Massivkäfige aus Stahl werden in der Regel aus unlegiertem Baustahl gefertigt. Zur Reduzierung von Reibung und Verschleiß können diese Käfige zum Teil auch oberflächenbehandelt sein.

Massivkäfige werden weder von den üblichen mineralischen und synthetischen Schmierstoffen noch von den zum Reinigen verwendeten organischen Lösungsmitteln angegriffen.

Messingkäfige
Käfige aus Messing sind für Betriebstemperaturen bis250 °C geeignet.

Fensterkäfige aus Messingblech

Gepresste Messingblechkäfige kommen in kleinen und mittleren Lagern zum Einsatz. In Gegenwart von Ammoniakdämpfen (z.B. in Kältemaschinen) müssen Massivkäfige aus Messing oder Stahl eingesetzt werden.

Massivkäfige aus Messing

Massivkäfige aus Messing werden meist aus Guss- oder Knetlegierungen gefertigt. Sie werden weder von den üblichen mineralischen und synthetischen Schmierstoffen noch von den zum Reinigen verwendeten organischen Lösungsmitteln angegriffen.

Polymerkäfige

Polyamid 66

Polyamid 66 (PA66) ist der gebräuchlichste Werkstoff für Spritzgusskäfige. 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 Faktoren, die die Alterung am stärksten 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. Die Lebensdauer des Käfigs nimmt mit zunehmender Temperatur und Aggressivität des Schmierstoffs ab.

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 in Kompressoren eingesetzt wird. In solchen Fällen dürfen Lager mit Käfigen aus Polyamid 66 nur bei Betriebstemperaturen bis 70 °C eingesetzt werden.

Bei niedrigen Temperaturen verliert Polyamid seine Elastizität. Lager mit Käfig aus glasfaserverstärktem Polyamid 66 sollten deshalb bei Dauerbetriebstemperaturen unter –40 °C nicht mehr eingesetzt werden.

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

Wenn besondere Anforderungen an das Drehvermögen, die chemische und thermische Beständigkeit der Käfige gestellt werden, ist der Hightech-Werkstoff Polyetheretherketon (PEEK) besser geeignet als PA66 und PA46. Die herausragenden Eigenschaften von PEEK liegen in der besonderen Kombination von Festigkeit und Elastizität, hoher Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit sowie hoher Verschleißfestigkeit. Diese Eigenschaften haben PEEK inzwischen zum gebräuchlichen Werkstoff für die Käfige von Hybrid- und Hochgenauigkeits-Kugellagern sowie Zylinderrollenlagern werden lassen. Käfige aus diesem Werkstoff zeigen bei Temperaturen bis 200 °C keine Alterungserscheinungen, auch nicht in Gegenwart von Schmierstoffzusätzen. Bei hohen Drehzahlen ist die zulässige Maximaltemperatur jedoch auf 150 °C begrenzt, da höhere Temperaturen das Polymer weich machen.

Andere Werkstoffe
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Werkstoffen können SKF Lager für spezielle Anwendungsfälle auch mit Käfigen aus anderen Polymerwerkstoffen, aus Leichtmetallen oder aus besonderen Gusseisen-Werkstoffen ausgerüstet sein. Weitergehende Informationen über alternative Käfigwerkstoffe sind beim Technischen SKF Beratungsservice anzufragen.

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