Kugellager

Kugellager werden auch als Wälzlager bezeichnet. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass zwei Komponenten durch Rollen, oder Kugel voneinander getrennt sind. Dieser äußere und innere Ring des Kugellagers können sich gegeneinander drehen. Diese Rollkörper im Inneren werden auch als Wälzkörper bezeichnet.

Zwischen diesen drei beweglichen Komponenten tritt im Allgemeinen lediglich Rollreibung auf. Somit läuft eine Bewegung zwischen diesen Teilen sehr verlustarm ab. Das heißt die Bewegungsenergie, welche durch Reibung abgebaut wird bleibt im Gegenzug zu anderen sich bewegenden Elementen eher gering. Hierbei spricht man auch von einer Rollreibung. Hinzu kommen meist noch Schmierfette und Öle, welche die Reibung zusätzlich verringern. Somit tritt fast keine Rollreibung auf. Mit dem günstigen Nebeneffekt, dass sich die verwendeten Materialien auch so gut wie nicht abnutzen. Die Bauteile in einem Kugellager bestehen meist aus gehärtetem Stahl. Beziehungsweise trifft dies auf die Oberflächen der Bauteile zu. Dies in Verbindung mit Schmierfetten und geringer Rollreibung lässt eine fast verschleißfreie Bewegung des Kugellagers zu. Kugellager waren anfänglich in der Geschichte nur aus Holz bekannt. Bis zurück zu den alten Keltern um 700 v. Chr. reicht der erste Nachweis eines Kugellagers zurück. So fand man im Verlauf einer Ausgrabung einen keltischen Streitwagen. Dieser wurde genauer untersucht und man stellte fest, dass kleine runde Holzstäbe neben dem Wagen auftauchten. Diese wurden näher untersucht. Schließlich entdeckte man eine Zusammengehörigkeit von Streitwagen und Holzstäben. Diese waren zylindrisch geformt und passten offenbar in die Radnarbe des Streitwagens. Somit war es erwiesen, dass die alten Kelten als erste die Technik des Kugellagers beherrschten. Zumindest eine sehr frühe einfache Form nach heutigem Stand.
Das Alter dieser Funde wurde also auf 2700 Jahre in der Vergangenheit zurück datiert. Eine unglaubliche Entdeckung. Zuvor war man stets davon ausgegangen, dass die Römer die ersten waren, welche Kugellager verwendeten. Weit gefehlt wie sich nun heraus stellte. Zur Zeit des Untergangs des römischen Reiches datierte man Funde aus alten Hebemaschinen. Diese arbeiteten bereits mit Kugellagern. Ein Problem von damals bis in die Neuzeit war der extreme Verschleiß dieser Lager. So wurde besonders im Verlauf der industriellen Revolution der Ruf nach langsam gleitenden Lagern immer lauter. Bisher entwickelte Varianten verhielten sich besonders bei niedriger Drehzahl sehr unpraktisch. Durch die langsame Drehzahl drückte das Eigengewicht der Lager diese auf das umgebende Material und es kam zu einer schnellen Abnutzung der Lager. Bei hoher Nutzungsintensität verschlissen bis dahin bekannte Gleitlager so schnell, dass beispielsweise Eisenbahnen ständig neue Radlager brauchten Auch die Schmiertechnik war noch nicht weit genug entwickelt. Vom ersten echten Kugellager sprechen wir beim Modell von Leonardo Da Vinci. Dieser erfand im Jahre 1490 ein den heutigen Modellen sehr ähnliches Kugellager. Heute werden Kugellager nach Normen produziert. Das heißt es existieren festgelegte Standards, nach welchen die Herstellung nach immer gleichem Prinzip abläuft. Die Normen sorgen für eine gleichmäßig geringe Abnutzung aller Kugellager. Heute werden sehr viel modernere Varianten angeboten. Insbesondere in der Automobilindustrie werden viele Kugellager eingesetzt um verschleißarme Bewegungsprozesse zu ermöglichen. Auch in der Hebe- und Schmiertechnik hat sich einiges getan. Die ständige Weiterentwicklung bescherte uns sogar Kugellagersysteme, welche sich selber überwachen können. So existieren Modelle, welche mit Sensoren ausgestattet über Verschleiß und Abnutzung Auskunft geben können. Entscheidend beigetragen zur Herstellung von industriell genormten Kugellagern hat auch die Stahlverarbeitungsindustrie. So machte es Friedrich Fischer im Jahr 1883 möglich runde Stahlkugeln herzustellen. Eine unverzichtbare Erfindung, wenn man an die Zusammensetzung heutiger Kugellager denkt. Grundsätzlich werden so fast in jedem dynamischen Bereich Kugellager verwendet um eine verschleißarme und somit lange Lebensdauer der einzelnen Geräte und Fahrzeuge zu ermöglichen. Anfang des 20. Jahrhunderts kam es so zur Entwicklung eines riesigen Stahlkugelmonopols. Die kleinen Kugeln wurden auch für andere Zwecke interessant. So waren Rüstungsfirmen sehr an der neuen verbesserten Technik interessiert.