Kugellager Ratgeber & Vergleich 2023

Kugellager Ratgeber

Abbildung: MAPLE ACE 6203 2RS Supreme von MAPLE ACE

Bei einem Kugellager handelt es sich um ein Lager, bei dem zwischen einem Innen- und Außenring rollende Körper eingesetzt werden, um den Reibungswiderstand zu verringern. Kugellager werden vor allem als Fixierung von Wellen und Achsen eingesetzt, wobei sie je nach Bauform eine radiale oder auch axiale Rotation der Welle ermöglichen.

Geschichte des Kugellagers

Der Kugellager hat eine äußerst reiche Geschichte, die über 2700 Jahre zurückreicht. Ende des 20. Jahrhunderts wurde bei archäologischen Ausgrabungen ein keltischer Streitwagen entdeckt, der mit zylinderförmigen Buchenholzstücken in der Nähe der Radnaben versehen war. Aufgrund dieser Entdeckung gehen Forscher und Archäologen davon aus, dass die Kelten bereits gegen 700 v. Chr. eine primitive Form des Zylinderrollenlagers verwendet haben, um den Rollwiderstand von Wagen und Karren zu verbessern. So wurden auch in Rom gegen Ende des römischen Reiches Kugellager verwendet, um leistungsstarke Hebezeugen zu errichten. Die Geschichte des modernen Kugellagers begann im Zuge der industriellen Revolution in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts. In der Zeit des industriellen Umbruchs entstand der Bedarf nach einem Lager, der bei niedriger Drehzahl eine bessere Performance als traditionelle Gleitlager lieferte. Die bis dahin eingesetzten Gleitlager waren bei niedrigen Drehzahlen nicht wirklich nützlich, da sie sich sehr schnell abnutzten. Als Urvater des modernen Kugellagers gilt John Harrison. Der Uhrmacher erfand 1759 ein Rollenlager mit Käfig, das er eigens für ein Schiffschronometer aus seiner Manufaktur entwickelt hatte. Im Laufe der Jahrhunderte kamen zahlreiche neue Varianten dazu. Große Entwicklungen und Innovationen gab es vor allem in den Bereichen der Fertigungsgenauigkeit und Schmierstoffentwicklung. Durch Zahlreiche Normen wurden gängige Standardabmessungen festgelegt, wodurch die Konstruktion und Entwicklung wesentlich vereinfacht wurden. Heutzutage gibt es hoch entwickelte Kugellager mit integrierten Sensoren, mit denen sich z. B. der Verschleißgrad elektronisch ermitteln lässt.

Bauteile eines modernen Kugellagers

Kugellager stellen eine Untergruppe der Wälzlager dar, bei denen Kugeln (Wälzkörper) eingesetzt werden, um einen optimalen Rollwiderstand zu erreichen. Bei modernen Kugellagern werden Käfige eingesetzt, die dazu dienen, die Wälzkörper (Kugeln, Kegeln, Zylinder) in einem gleichen Abstand zu halten. Obwohl sich Kugellager ohne Käfig als weniger zuverlässig erwiesen haben, werden immer noch einige Sonderausführungen produziert, die ohne Käfig auskommen. Diese werden in erster Line bei Steuerungssystemen von Flugzeugen eingesetzt. Bei Wälzlagern ohne Käfig lasen sich mehr Walzkörper per Lager einsetzen, was dazu führt, dass die Belastbarkeit deutlich erhöht wird. Diese sind aber für Einsätze bei höheren Drehzahlen absolut ungeeignet. Käfige wurden anfangs aus Messing hergestellt. Messing bot eine erhöhte Laufruhe, wodurch Kugellager immer mehr Einsatzbereiche fanden und an Popularität gewinnen konnten. Heutzutage werden Käfige aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt, das ähnliche Charakteristiken wie Messing besitzt, was aber wesentlich kostengünstiger ist zu produzieren.

Lebensdauer eines Kugellagers

Die Lebensdauer eines Kugellagers hängt von vielen unterschiedlichen Faktoren ab. Einige Einflussgrößen wie z. B. Lagerbelastung lassen sich mathematisch berechnen, während sich andere wie z. B. Verschmutzung oder Schmierzustand nicht mathematisch bestimmen lassen. Bei Kugellagern gibt es teils gravierende Qualitätsunterschiede, so dass Wälzlager für weniger anspruchsvolle Einsatzszenarien wie z. B. in Haushaltsgeräten eine durchschnittliche Lebensdauer von wenigen hundert Stunden aufweisen. Auf der anderen Seite gibt es wiederum hoch performante Kugellager, die eine hohe Zuverlässigkeit und Fertigungsqualität aufweisen und eine durchschnittliche Lebensdauer von mehreren hunderttausenden Stunden besitzen. Diese hochwertigen Wälzlager werden vorwiegend in Luft- und Schifffahrt verwendet.