Kunststoffe in Wälzlagern / Plastics in Bearing Cages

In den dreißiger Jahren wurden Kunststoffe als Austauschwerkstoffe für Buntmetalle vom deutschen Automobilbau eingeführt. Auch die deutsche Wälzlagerindustrie, die mit den Automobilherstellern in vieler Hinsicht verflochten ist, befasste sich zum gleichen Zeitpunkt mit der Einführung von Kunststoffen als Ersatz für Messingkäfige. Es wurden Käfige aus Rohr- und Plattwerkstoff mechanisch hergestellt, die aus einem Verbund von Kunstharzen auf Phenol- und Formaldehydbasis und Textilgewebe bestanden.

Erst wesentlich später brachte die Weiterentwicklung und Verbesserung der Kunststoffe neue Anwendungsmöglichkeiten für die Herstellung von Wälzlagerkäfigen. Unter den thermoplastischen Kunststoffen sind es vor allem die Polyamide der Gruppe 6.6 mit sehr guten mechanischen Festigkeitseigenschaften, hoher Zähigkeit und Verschleißfestigkeit, die unter dem Namen Nylon und Perlon weltbekannt wurden.

Entscheidend für den Einsatz dieses Materials im Wälzlagerkäfigbereich war aber immer noch der Temperaturbereich und hier
war es dann möglich, dass Dauergebrauchstemperaturen von mehr als 100°C erreicht werden konnten. Durch Einarbeitung von Glasfasern % ließen sich die Härte und Formbeständigkeit erhöhen.

Weltweit produzieren ca. 25 Chemiefirmen über 50 unterschiedliche Basispolymere. Daneben gibt es zahlreiche Firmen, die darauf spezialisiert sind, die Eigenschaften dieser Polymere durch Kombination mit verschiedenen Zusatzstoffen zu modifizieren.

Für höhere Temperaturen (bis 150 °C) und höhere Belastungen werden technische Kunststoffe eingesetzt. Geeignet hierfür sind Polyamide und Polybutylenterephthalate.

Hochleistungskunststoffe sind Spezialkunststoffe mit höherer thermischer Beständigkeit bei Temperaturen über 150 °C und mit mechanischen Eigenschaften, die zumindest denen von technischen Kunststoffen entsprechen.

95% aller Kunststoffkäfige werden aus PA66 hergestellt, weil es sich wegen seiner Beständigkeit gegenüber  Schmierstoffen am besten eignet.

In the Thirties, plastics were first used as alternative materials for colored metals in the German Automotive Industry. The Anti-Friction Bearing Industry in Germany which was closely intertwined with the automobile manufacturers, introduced plastic as an alternative material for brass metal cages. These earlier plastic cages were made mechanically from tubular and flat plastic materials based on a combination of textile fabric and plastic resins of phenol- and formaldehyde.

Later development created the improved plastics suitable for the manufacture of anti-friction bearing cages. Polymer and Perlon of the Polyamide group 6.6 became famous around the world for their excellent mechanical properties, toughness and long-wearing life.

The deciding factor for their use in anti-friction bearing cages occurred when operating upper temperature limits of over 100º C were achieved. Fiberglas content improved strength and retention of shape.

More than 50 different types of polymer bases are manufactured by about 25 different chemical companies worldwide. A lot of companies specialize in modifying the structures of these polymers with the addition of other materials.

Technical Polymers are used for high-temperature applications up to 150º C and for heavy-duty use. Polyamides and polybutylenterephthalates are suited for this application.

High-Performance Polymers are specialty plastics with high-temperature limits above 150º C which contain properties at least equal to technical plastics.

Ninety-five percent of the polymer cages are made with PA66, because of high tolerance to lubricants.