Für viele Anwendungsbereiche

Die Funktionsweise dieser Drahtwälzlager basiert auf folgendem Prinzip: Die Wälzkörper rollen auf speziellen Laufdrähten ab, die in umschließende Konstruktionen eingelegt werden. Durch die Vier-Punkt-Anordnung der Laufdrähte können Belastungen aus allen Richtungen aufgenommen werden.

Exklusiv in KEM Der Autor: Gerhard Reininger, Öffentlichkeitsarbeit, Franke GmbH, Aalen

Das Drahtwälzlager von Franke ermöglicht eine individuelle Gestaltung der umschließenden Konstruktion sowie eine freie Werkstoffwahl. Dadurch ist es möglich, die Gehäuseteile des Lagers extrem dünnwandig und auf die Anschlusskonstruktion abgestimmt zu fertigen. Auch alternative Werkstoffe wie Aluminium oder gar Kunststoff sind zur Fertigung der umschließenden Konstruktion geeignet und sparen Gewicht bzw. Antriebsenergie. Anwendungen, bei denen die Drahtwälzlagertechnik punkten kann und herkömmliche Wälzlager an ihre Grenzen stoßen, finden sich in vielen Bereichen. Hierzu zwei Beispiele:

In Computertomographen oder in der Fahrzeugtechnik

Drehzahlen bis 300 min-1, Geräuschentwicklung , 60 dB(A) und Drehwiderstände von , 15 Nm bei einem Lagerdurchmesser von 1000 mm sind Eckdaten, die nur mit spezialisierten Wälzlagern erreichbar sind. Hier überzeugen Franke-Drahtwälzlager mit ihrer konstruktiven Flexibilität, die es gestattet, an die Konstruktion des Anwenders angepasste, zweireihige Schrägkugellager einzusetzen, die dazu noch durch Elastomere gedämpft werden. Das geht mit herkömmlichen Lagern nicht.

Leichtbau, kleiner Einbauraum, Temperaturunempfindlichkeit, Innenelastizität, um Fahrzeugverwindungen zu kompensieren, geringer Drehwiderstand – Eigenschaften, die im Bereich Fahrzeugbau/Flugtechnik bedeutsam sind. Bei diesen Anforderungen sind Drehverbindungen aus Aluminium die erste Wahl. Anwendungsbereiche sind rotierende Satellitenantennen auf Fahrzeugdächern, Radlager mit Direktantrieb, hochpräzise Lasermessgeräte an Flugzeugrümpfen, bewegliche Außenkameras an Helikoptern und vieles mehr.

Das Drahtwälzlager ermöglicht beispielsweise bei einem Prototypen einer neuen Rennwagengeneration die mittenfreie Aufhängung der Laufräder. Das Drahtwälzlager wurde direkt in die filigrane Felgenkonstruktion integriert und überzeugt durch minimalen Einbauraum, hohe Belastbarkeit und leichten, spielfreien Lauf. Der Radträger wurde von Studenten der Hochschule Amberg-Weiden im Running Snail Racing Team entwickelt.

Integration in die umschließende Konstruktion

Die Integration der Lagerfunktion in die umschließende Konstruktion schreitet weiter voran. Leichtbau und immer kleinere Abmessungen, beispielsweise bei Servicerobotern, beflügeln diesen Trend. Intelligente Lagerlösungen mit Antrieben und Steuerelementen werden zunehmen – hier ist Franke mit integrierten Torque-Motoren an interessanten Projekten beteiligt. Im Servicebereich legen die Anwender immer größeren Wert auf Langlebigkeit und Wartungsfreiheit der Wälzlager. Bislang konnte der Hersteller in Lebensdauertests bereits Laufzeiten von 100 Mio. Umdrehungen ohne Nachschmierung realisieren.

Parallel zur konstruktiven Lösung spezifischer Anwendungen wird die Produktentwicklung weiter vorangetrieben. Aktuelles Beispiel dafür ist das Drahtwälzlager LEG 8. Hier ist es gelungen, ein Drahtwälzlager in seinen Dimensionen so auszulegen, dass es als vollwertiges Dünnringlager eingesetzt werden kann. Und das mit allen Vorteilen, die das Drahtwälzlager bietet. Ein weiterer Vorteil ist der attraktiver Preis, der bei manchen Durchmessern um 50 % niedriger liegt, als bei den Dünnringlagern des Wettbewerbs. Das LEG 8 ist flexibel einsetzbar: Es soll in Verpackungsmaschinen, Wickelmaschinen der Textilindustrie, beim Roboter-Handling und in der Medizintechnik zum Einsatz kommen.

Vier-Punkt-Prinzip mit nur zwei Laufdrähten

Von der Bauart her ist das LEG 8 den Dünnringlagern anderer Hersteller ähnlich, hält jedoch durch das bewährte Vier-Punkt-Prinzip stärkeren Belastungen stand. Dieses Prinzip ist im Lagerbau durchaus gängig. Franke-Drahtwälzlager erweitern es durch die Möglichkeit individueller Anordnungen und Anschliffe der Laufdrähte sowie die Dimensionierung der Wälzkörper, um auf die einzelnen Belastungssituationen der Anwendung individuell zu reagieren. Die beiden Laufringe des Lagers besitzen ein gotisches Profil. Das bedeutet, die Wälzkörper berühren die Laufringe an jeweils zwei Stellen. Dadurch realisieren der Hersteller das Vier-Punkt-Prinzip mit nur zwei Laufdrähten. Das Vier-Punkt-Prinzip gewährleistet eine Abstützung des Lagers nach allen Richtungen. Es ist dadurch in der Lage, nahezu gleich hohe Belastungen sowohl radial als auch axial zu tragen. Dadurch wird es universell einsetzbar.

Um in Produkten von morgen Einsatz zu finden, müssen Lager qualitativ hochwertige Werkstoffeigenschaften aufweisen. Franke wendet je nach Bedarf spezielle chemische und physikalische Beschichtungstechniken für die Laufringe und der Anschlusskonstruktion an, um erwünschte Eigenschaften zu erzielen. Die Lager eignen sich damit besonders für anspruchsvolle Bereiche wie Reinraum, Vakuum, Luftfahrt, Lebensmittel- und Medizintechnik sowie Solartechnik.

Einen weiteren Anpassungsschritt an die jeweilige Anwendung stellt der Einsatz moderner Schmierstoffe dar. Die Lager können individuell mit lebensmittel-, reinraum- und vakuumtauglichen Schmierstoffen, Tieftemperaturfett, chemikalienbeständigen oder besonderen Schmierstoffen für Unterwasseranwendung betrieben werden.

Nach wie vor ist Franke bestrebt, besondere Anwendungen zu finden, d. h. Einsatzfälle, wo die Leichtbau-Drahtwälzlager ihre Vorzüge, wie anwenderspezifisches Design, kleiner Einbauraum, große Mittenfreiheit und geringes Gewicht, ausspielen können. Bei konventionellen Anwendungen konkurriert der Hersteller mit allen herkömmlichen Lagerlösungen, von der Standard-Drehverbindung bis zum Dünnringlager. Dort ist es schwierig, gegen die großen Anbieter zu bestehen. Sobald der Anwender jedoch durch konstruktive Besonderheiten vom Standard abweichen bzw. auf diese Weise Komponenten einsparen möchte, sind Franke-Drahtwälzlager eine interessante Alternative. I