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Uiker Wälzlager AG: Sonderkugellager für Gas- und Windmessgeräte

Redakteur: Hermann Jörg

>> Geräte zur Messung der Durchflussmenge von Flüssigkeiten und Gasen oder zur Messung von Windgeschwindigkeiten, sogenannte Anemometer, benötigen extrem reibungsarme Kugellager. Die Firma GRW Gebrüder Reinfurt bietet nun ein Sonderkugellager mit einem neuen, speziellen Käfig, das die hohen Anforderungen in Bezug auf das reproduzierbare Anlaufmoment wie auch auf das minimale dynamische Reibmoment und dessen Langzeitstabilität vollumfänglich erfüllt.

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Das extrem reibungsarme GRW-Sonderkugellager für Gas- und Windmessgeräte hat die Serienfreigabe für die Durchfluss-Messtechnik bereits erhalten. (Bild: GRW Gebrüder Reinfurt)
Das extrem reibungsarme GRW-Sonderkugellager für Gas- und Windmessgeräte hat die Serienfreigabe für die Durchfluss-Messtechnik bereits erhalten. (Bild: GRW Gebrüder Reinfurt)

Geräte zur Messung der Durchflussmenge von Flüssigkeiten und Gasen oder zur Messung von Windgeschwindigkeiten, sogenannte Anemometer, stellen aussergewöhnliche Anforderungen an die Lagerungstechnik. Um bereits kleinste Durchflussmengen oder schwachen Wind messbar zu machen, muss das Lager mit einer geringen Anlaufreibung speziell bei minimalem Medienstrom in Rotation versetzt werden. Das konstant niedrige dynamische Reibmoment ist darauf zurückzuführen, dass während des Mess- oder Zählbetriebs keine Mikrobewegungen des Käfigs entstehen. Diese Mikrobewegungen würden während der Messung zu zufälligen Messwertspitzen führen, die das Messergebnis verfälschen und somit eine exakte Ermittlung der Durchflussmenge nicht zulassen würden. Ausserdem muss das Kugellager nach Abschalten des Medienstroms oder Abflauen des Windes eine reproduzierbare Auslauf-Dynamik zeigen.

Kugellager mit hervorragenden Reibungseigenschaften

Das Sonderkugellager von GRW Gebrüder Reinfurt erfüllt die extremen Anforderungen für Anemometer sowohl in Bezug auf das reproduzierbare Anlaufmoment als auch auf das minimale dynamische Reibmoment und dessen Langzeitstabilität. Die GRW, Spezialist für Hochpräzisionskugellager, hat ein neues Herstellverfahren für reibungsoptimierte Käfige entwickelt, bei dem ein Hybridmaterial als Kombination aus rostfreiem Stahl und modifiziertem Polymer verwendet wird. Das Substrat aus ferritischem Bandstahl verleiht dem Käfig die notwendige Festigkeit und gewährleistet die Tiefziehfähigkeit für den Herstellprozess. Der Kunststoff, ein reib- und verschleissmodifiziertes Fluorpolymer, wird bereits bei der Halbzeugherstellung als Folie auf das Metallband aufgebracht. Das auf diese Weise hergestellte Hybridband wird schliesslich in einem Stanz- und Prägeprozess zu 2-teiligen Stahllappenkäfigen weiterverarbeitet.

Längere Lebensdauer – selbst bei Mangelschmierung

So widrig die Umstände in der Anwendung auch sein mögen: Das Sonderkugellager behält selbst bei Mangelschmierung seine ausgezeichneten Gleit- und Reibeigenschaften. Dafür sorgt eine Transferschicht, die von der Käfigoberfläche über die Kugeln auf die Laufbahnen von Innen- und Aussenring übertragen wird und den Festkörperkontakt nach dem Verlust des hydrodynamischen Schmierfilms verhindert.

Versuche auf einem von der Firma GRW entwickelten Lebensdauerprüfstand haben gezeigt, dass auch im Trockenlauf eine Lebensdauerschmierung gewährleistet werden kann, wenn ein maximaler Drehzahlkennwert nicht überschritten wird. Somit ist selbst im Falle einer fehlenden Wartung der Öl- oder Fettschmierung gewährleistet, dass mit dem Einsatz des beschriebenen Sonderkugellagers dennoch ein zuverlässiger Betrieb möglich ist.

Fazit

Mit der Neuentwicklung des Kugellagerkäfigs bietet dieser Hersteller nun eine deutliche Verbesserung gegenüber den bislang eingesetzten herkömmlichen Kugellagern mit 2-teiligem Stahllappenkäfig in geölter Ausführung und auch gegenüber Käfigen deren Käfigoberflächen mit galvanisch abgeschiedenen Edelmetallen oder mit im Sprüh- oder Tauchverfahren aufgebrachten Lacksystemen beschichtet wurden. Diese herkömmlichen Ausführungen verfügen im Gegensatz zum neuen GRW-Kugellager nur begrenzt über die Gleit- und Reibeigenschaften, welche die anspruchsvolle Anwendung in Gas- und Windmessgeräten erfordert. <<

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