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CQ GmbH - Controlled Quality Bearings
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Kugellager Qualitätsunterschiede –Vergleich von Kugellager Qualität

 

Um die Qualitätsunterschiede von Kugellagern zu bewerten, müssen zunächst folgende Punkte beachtet werden:

 

  • - Es gibt objektive („messbare“) Qualitätsunterschiede von Kugellagern, bspw. Genauigkeitstoleranzen der Abmessungen, die Härte und Reinheit des Stahls usw.

  • - Es gibt subjektive (anwendungsbezogene) „Qualitätsunterschiede“, welche sich je nach Anwendung unterscheiden. Beispielsweise möchten manche besonders leichtläufige Kugellager (diese haben jedoch Nachteile bei der Dichtung), andere möchten stark gedichtete (schwerläufigere) Lager. Für eine Anwendung mit geringer Drehzahl ist ein sehr stark gefettes Lager besser, als für eine Anwendung mit sehr hoher Drehzahl.

 

Kugellager bestehen aus vielen verschiedenen Einzelteilen (Bei Rillenkugellagern beispielsweise Kugeln / Käfig / Fett / Dichtungen oder Deckscheiben / Innen- und Außenring). Jedes dieser Einzelteile hat jeweils bestimmte Qualitätsmerkmale. Es ist deshalb nicht möglich die Qualität eines Lagers anhand eines einzigen Parameters (wie dies häufig mit der ABEC Klassifizierung getan wird) zu bewerten.

 

Die aus unserer Sicht wichtigsten Qualitätsunterschiede:

 

1. Reinheit und Härtegrad des Stahls

Die meisten Kugellager werden aus 100Cr6 Stahl hergestellt. Dieser Stahl ist eine Legierung und besteht aus vielen Elementen (z.B. Kohlenstoff, Mangan, Chrom, Molybdän). Der tatsächliche Anteil eines Elements in der Gesamtlegierung kann sich innerhalb eines Bereichs bewegen (z.B. C 0,5~1,10) und somit stark schwanken und trotzdem als 100Cr6 gelten. Deshalb werden in sehr günstigen Kugellagern meist weniger teurere Elemente wie Molybdän verwendet. Dies hat Auswirkungen auf die Belastbarkeit und Verschleißfestigkeit der Lager.

Auch das Härteverfahren kann schnell und günstig oder aufwendig und teuer sein, mit Auswirkung auf die Endhärte des Stahls (bei günstigen Lagern ca. 60 HRC, bei hochwertigen Lagern ca. 64 HRC). Deshalb sollten sehr günstige Industrielager nie in Sicherheitsrelevante Anwendungen wie beispielsweise KFZ/Motorrad verbaut werden oder in Anwendungen, bei denen der Austausch der Lager sehr aufwendig ist.

WICHTIG: Neben 100Cr6 gibt es auch andere Materialien wie Edelstahl oder Keramik, für die das selbe gilt. Es ist jedoch nicht so, dass z.B. ein Edelstahllager pauschal besser ist, als ein 100Cr6 Lager. Edelstahl ist weicher, korrodiert dafür (für die meisten Medien) nicht. Keramik ist selbstschmierend, leichtläufig und rostfrei, dafür bruchanfällig.

 

2. Schmierstoff und Schmierstoffmenge

Kugellager werden normalerweise mit Fett geschmiert. Bei Fetten gibt es starke Unterschiede in der Qualität, allerdings hängt es auch immer von den Anwendungsbedingungen ab, welches Fett besser geeignet ist. Grundsätzlich sind bei günstigen Lagern auch günstige Fette in geringerer Menge eingefüllt. Oft hilft es, die Lager nachzuschmieren (sofern es sich um ein offenes Lager oder ein Lager mit entfernbaren und wiederaufsetzbaren 2RS Dichtungen handelt). Jedoch müssen die Fette kompatibel sein (z.B. kein Liziumverseiftes Mineralöl-Fett mit Teflonfett mischen) und auch nicht für jede Anwendung ist eine sehr hohe Fettmenge notwendig oder gut (je schneller die Lager drehen, desto weniger Fett ist notwendig).

 

3. Bei gedichteten Lagern – Güte der Dichtung/Abdeckung

Viele günstige Lager haben Dichtungen, welche nicht komplett dichten. Dies liegt zum einen daran, dass die Dicke der Innenringe höhere Toleranzen hat (z.B. beim einen Ring 2,0 mm, beim anderen 1,9 mm) und so ein Spalt zwischen Dichtung und Innenring auftreten kann. Zum anderen sind die Dichtlippen sehr günstiger Lager oft leicht porös. Hochwertigere Lager haben mehr Gummimaterial (z.B. Doppellippendichtung) oder eine spezielle Innenkonstruktion (z.B. die Dichtung liegt nicht direkt am Innenring, sondern in einer separat eingefrästen Nut im Innenring) um bessere Dichtigkeit zu gewährleisten. Auch bei den Metallabdeckungen 2Z / ZZ mit Spalt gibt es Unterschiede. Bei günstigen Lagern liegen direkt hinter dem Spalt die Kugeln / Laufbahn des Lagers. Eindringender Schmutz gelangt so direkt in das Lager. Hochwertigere Lager haben eine eingefräste Barriere hinter dem Spalt, sodass das Eindringen von Staub/Schmutz gehemmt wird.

 

4. Fertigungsgenauigkeit

Besonders für hochdrehende Anwendungen ist es erforderlich, dass die Lagereinzelteile hohe Fertigungsgenauigkeiten haben. Beispielsweise wird die Maßpräzision mit den ABEC Klassen (Je höher, desto genauer; Bspw. ABEC5 Kugellager hat Abmessungen näher am Nennmaß wie ABEC1) angegeben, Kugelpräzisionen werden in G Klassen angegeben (Je geringer, desto besser; Bspw. G5 Kugel ist runder als G20). Diese Parameter spielen besonders für sehr hohe Drehzahlen (z.B. bei Spindeln) eine Rolle, für Anwendungen mit geringeren Anforderungen wie Skates werden diese Angaben eher als Marketing benutzt, da für diese Anwendungen normalerweise irrelevant (allerding ist es korrekt, dass Fabriken, welche in der Lage sind hohe ABEC Kugellager zu fertigen normalerweise auch insgesamt einen besseren Produktionsprozess haben und somit bessere Lager fertigen.

Für manche Anwendungen sind auch die Laufruhe/Vibration (gemessen in Parameter V, je höher desto weniger Vibration) oder Geräuschentwicklung (gemessen in Z, je höher desto leiser).

 

5. Schwankung/Stabilität der o.g. Lagerparameter

Ein weiteres, wichtiges Qualitätsmerkmal ist, wie „schwankungsfrei“ die Lager mit den oben genannten Parametern produziert werden. Bei sehr günstigen Lagern kommt es immer wieder vor, dass sich die Lager je nach Charge stark unterscheiden und mal besser, mal schlechter sind. Hochwertige Lager sind fast schwankungsfrei.

 

Veranschaulichung von Qualitätsunterschieden

Links zu sehen ist ein Industrielager Type 6005 2RS, rechts die Ausführung "EMQ V2Z2" Elektro-Motor-Qualität.

Das rechte Lager hat (rot markierter Kreis) eine in den Innering eingefräste Rille. In diesem Läuft die Dichtung. Dadurch ist das Lager zusätzlich gegen Staub/Schmutz/Fettaustritt geschützt, auch wenn die Dichtlippe an einer Stelle etwas kaputt sein sollte. Beim linken Industrielager liegt die Dichtung direkt vor der Laufrille/Kugeln/Fett. So kann Staub/Schmutz besser eindringen bzw. Fett austreten. Da bei sehr günstigen Ausführungen die Dicke des Innenrings etwas schwanken kann, kann es sein, dass von 10 dieser Lager z.B. 3 Stück einen minimal dünneren Innenring haben und so ein Spalt zwischen Dichtung und Innenring entsteht.

Außerdem hat das rechte Lager einen hochwertigeren Schmierstoff (in diesem Fall Kyodo Yushi Multemp PS2) gegenüber dem linken Lager (in diesem Fall China Hangu 2). Für einfache Anwendungen wäre das linke Lager jedoch oft ausreichend und preisgünstig, es hält nur nicht so lange wie das rechte Lager.

Kugellager Qualitätsunterschiede

 

Das folgende Bild zeigt zwei Edelstahllager der Type S6004 2RS aus zwei verschiedenen Werken. Das rechte Lager hat einen etwas dickeren Innenring. Dadurch sitzt die Dichtung stärker an und das Lager ist besser geschützt. Beim linken Lager ist die Dichtung durch den dünnen Innenring gerade so anliegend. Wenn die Dicke des Innenrings innerhalb einer Charge etwas schwankt, passiert es schnell, dass bei diesem Lager ein Spalt zwischen Innenring und Dichtung entsteht und das Lager so nicht mehr gut geschützt gegenüber Staub/Schmutz bzw. Fettaustritt ist.

Kugellager Qualität: Vergleich neutral und cq

 

Nicht für jede Anwendung gelten die selben Qualitätsparameter!

Im unteren Bild sieht man auf der linken Seite ein vollkugeliges Lager. Dieses hat keinen Käfig, welcher die Kugeln hält und dafür fast die doppelte Anzahl an Kugeln. Rechts ist ein normales Lager mit halb so vielen Kugeln, welche durch einen Käfig gehalten und voneinander distanziert werden.

Vollkugelige Lager werden an Stellen eingesetzt, an denen das Kugellager oszillierende Bewegungen macht (keine volle Drehung, sondern ein Hin- und Herschwingen), beispielsweise in einem Mountain-Bike Hinterbau. Das MAX Lager hält wesentlich mehr Last aus als das Standardlager. Auch ein Hochpräzisionslager aus dem Premiumsegment würde als Käfiglager vorzeitig gegenüber einem "einfachen" MAX Lager ohne hohen Qualitätsparameter ausfallen. Umgekehrt jedoch, wenn das MAX Lager bspw. in einem Ventilator mit hoher Drehzahl eingesetzt werden würde, so würde dies innerhalb kürzester Zeit ausfallen, da durch die Kugel-An-Kugel Reibung das Lager schnell verschleißt. Wir möchten damit verdeutlichen, dass es nicht immer darauf ankommt, das hochwertigste Lager zu nehmen, sondern je nach Anwendung der Anspruch an das Lager bzw. die Auswahl des für die Anwendung wesentlichen Qualitätsparameters anders ist.

Kugellager Vergleich: MAX Lager