Was sind Drahtwälzlager?

Ein Drahtwälzlager ist eine spezielle Art von Wälzlager, das für hohe Belastungen, Fluchtungsfehler und raue Betriebsbedingungen ausgelegt ist und gleichzeitig kompakte Abmessungen aufweist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lagern, die massive Laufringe verwenden (z. B. Innen- und Außenringe aus Metall), ersetzen Drahtwälzlager diese massiven Ringe durch hochfeste, präzisionsgeformte Stahldrähte als Laufringe für Wälzkörper (in der Regel Kugeln oder Rollen).

Wichtige Komponenten

Drahtwälzlager bestehen aus drei Kernkomponenten:

1. Drahtlaufbahnen: Hochkohlenstoff- oder legierte Stahldrähte (oft gehärtet und geschliffen), die die inneren und äußeren Laufflächen bilden. Diese Drähte sind zu kreisförmigen oder linearen Profilen geformt, um die Wälzkörper zu führen.
2. Wälzkörper: Kugeln, zylindrische Rollen oder sphärische Rollen, die zwischen den Drahtlaufbahnen rollen und so die Reibung zwischen den beweglichen Teilen verringern.
3. Käfig/Halterung: Eine Struktur (in der Regel aus Metall, Kunststoff oder Verbundwerkstoff), die die Wälzkörper trennt und führt, um Kontakt zu verhindern und gleichmäßige Lastverteilung zu gewährleisten.

Wie Drahtwälzlager funktionieren

Die Drahtlaufbahnen dienen als Kontaktflächen für die Wälzkörper. Bei Belastung verteilen die Wälzkörper die Last gleichmäßig auf die Drähte, die sich unter Druck leicht verformen. Durch diese Flexibilität kann das Lager Fehlausrichtungen (winkelig oder parallel) und Wellenauslenkungen effektiver ausgleichen.

Vorteile von Drahtwälzlagern

• Kompaktes Design: Durch den Verzicht auf massive Ringe werden Gesamtgröße und Gewicht reduziert, wodurch sie sich ideal für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot eignen.
• Hohe Tragfähigkeit: Die Drahtwälzlager verteilen die Lasten gleichmäßig, sodass das Lager radiale, axiale und kombinierte Lasten effektiv aufnehmen kann.
• Ausrichtungstoleranz: Die flexiblen Drahtwälzlager lassen kleine Winkel- oder Parallelversätze zwischen Welle und Gehäuse zu, wodurch die Belastung der Komponenten reduziert wird.
• Korrosionsbeständigkeit: Bei richtiger Materialauswahl (z. B. Edelstahldrähte) sind Drahtwälzlager auch in rauen Umgebungen korrosionsbeständig.
• Kosteneffizienz: Im Vergleich zu großen Drehverbindungen sind Drahtwälzlager aufgrund der geringeren Material- und Herstellungskosten oft kostengünstiger.

Anwendungen

Drahtwälzlager werden in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, in denen Kompaktheit, hohe Tragfähigkeit und Toleranz gegenüber Fehlausrichtungen entscheidend sind:

• Robotik: Gelenke und Arme von Industrierobotern, bei denen Präzision und Platzersparnis von entscheidender Bedeutung sind.
• Werkzeugmaschinen: Spindeln, Linearführungen und Drehtische, bei denen hohe Belastungen und Genauigkeit erforderlich sind.
• Luft- und Raumfahrt: Aktuatoren, Fahrwerkskomponenten und Satellitenmechanismen, bei denen geringes Gewicht und zuverlässige Leistung entscheidend sind.
• Medizinische Geräte: Bildgebungsgeräte (z. B. CT-Scanner) und Operationsroboter, bei denen reibungslose Bewegungen und ein kompaktes Design erforderlich sind.
• Materialtransport: Förderbänder, Hebesysteme und Robotergreifer, bei denen es auf Haltbarkeit und Tragfähigkeit ankommt.

Arten von Drahtwälzlagern

Drahtwälzlager werden nach ihrer Konstruktion und Bewegungsart kategorisiert:

• Radiale Drahtwälzlager: Sie sind in erster Linie für radiale Belastungen ausgelegt, wobei die Drahtlaufbahnen konzentrisch um die Welle angeordnet sind.
• Axiale Drahtwälzlager: Optimiert für axiale Belastungen, wobei die Drahtlaufbahnen parallel zur Lagerfläche angeordnet sind.
• Schräg-Drahtwälzlager: Für kombinierte radiale und axiale Belastungen ausgelegt, wobei die Laufbahnen abgewinkelt sind, um Kräfte effizient zu übertragen.
• Lineare Drahtwälzlager: Für lineare Bewegungsanwendungen vorgesehen, wobei Drähte die Wälzkörper entlang einer Bahn führen.