Der entscheidende Unterschied zwischen einem gewöhnlichen Kugellager und einem Franke-Drahtwälzlager liegt in den Laufringen. Beim Drahtwälzlager rollen die Wälzkörper nicht auf massiven Gehäuseringen, sondern auf filigranen Drähten. Die Flexibilität des Franke-Prinzip erlaubt es, freier und einfacher zu konstruieren, um bessere Produkte zu entwickeln.
Bei einem Drahtwälzlager übernehmen hochbelastbare Laufringe aus Draht die Funktion der Lagerung. Das spart Gewicht und Raum. Durch die freie Materialwahl und die freie Gestaltung der umschließenden Konstruktion kann zudem beim Gesamtprodukt das Gewicht stark reduziert werden. Mit fortschrittlichen Ideen und Konzepten entstehen individuelle Lösungen in den Bereichen, Leichtbau, Präzision und Direktantrieb. Mit minimalem Einbauraum und hoher Belastbarkeit sind Drahtwälzlager geeignet für Einsatzbereiche, die eine maßgeschneiderte, energieeffiziente und zuverlässige Konstruktion erfordern.
Verschiedene Materialien stehen zur Auswahl
Die große Auswahl an Materialien ermöglicht eine flexible Anpassung der umschließenden Konstruktion an verschiedenste Gegebenheiten und Anforderungen:
Stahl
Als bewährten Werkstoff für standardisierte Drehverbindungen verwendet Franke C45N, einen unlegierten Qualitätsstahl. Dieser überzeugt durch seine ausgezeichnete Zerspanbarkeit, die eine präzise Fertigung mit hoher Rundheits- und Ebenheitsgenauigkeit ermöglicht. Darüber hinaus bietet dieser Werkstoff ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis im Vergleich zu hochlegierten Stählen. Drehverbindungen aus Stahl kommen in vielen Anwendungsbereichen zum Einsatz, speziell im Anlagen- und Maschinenbau.
Amagnetischer Stahl
Amagnetische Stähle, wie die austenitischen Edelstähle 1.4404 und 1.4435, zeichnen sich durch ihre hohe Zähigkeit aus und sind besonders widerstandsfähig gegenüber Stoßbelastungen und Vibrationen. In Kombination mit Siliziumnitrid (Si3N4)-Kugeln bieten amagnetische Wälzlager eine herausragende Performance. Siliziumnitrid überzeugt durch seine geringe Dichte, hohe Festigkeit und exzellente Verschleißfestigkeit, wodurch die Lager nicht nur leichter, sondern auch langlebiger sind.
Diese Materialkombination ist geeignet für Anwendungen, die höchste Präzision und maximale Beständigkeit erfordern. Durch seine Eigenschaften eignet sich amagnetischer Stahl besonders dort gut, wo eine Vermeidung von elektromagnetischen Feldern oder extreme Genauigkeiten erforderlich sind. Aber auch in der in der Halbleiterindustrie, wie etwa bei der Herstellung von Chips oder im Elektronikbereich findet er Anwendung
Edelstahl rostfrei
Ein wichtiger Aspekt ist die Korrosionsbeständigkeit von rostfreiem Edelstahl. Dieser enthält in der Regel mindestens 10,5 Prozent Chrom, das – entweder allein oder in Kombination mit Nickel und Molybdän – eine dichte Passivschicht aus Chromoxid bildet. Diese Schutzschicht regeneriert sich selbstständig bei Beschädigungen und trägt so zur hohen Beständigkeit des Materials bei. Edelstahl eignet sich gut für den Einsatz in der Lebensmittelherstellung und -verpackung. Hier werden zum Teil Flüssigkeiten abgefüllt und es wirken aggressive Reinigungsmittel auf die Lager ein.
Aluminium
Aluminium als Werkstoff für Lagergehäuse bewährt sich bereits seit Jahrzehnten. Durch die Verwendung von Gehäuseteilen aus Aluminium lässt sich das Gewicht herkömmlicher Stahllager mehr als halbieren. Aufgrund der Integration eines 4-Punkt-Lagers mit eingelegten Stahl-Laufringen, können diese die entstehenden Belastungen und Momente aufnehmen. Dieses Material kommt immer dann zum Einsatz, wenn es darum geht Gewicht zu sparen. Aus diesem Grund wird es oftmals in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt.
Kunststoff
Kunststofflager können aus verschiedenen Polymeren gefertigt werden, um die gewünschten Anforderungen zu erfüllen. Durch ihr geringes Gewicht (bis zu 80 Prozent leichter als Stahl) und ihren leichten Lauf sind sie verschleißfest und senken den Energiebedarf. Die Aufnahme der Kräfte erfolgt durch das integrierte Drahtwälzlager. Durch die Verwendung von 3D-gedruckten Gehäuseteilen in Drehverbindungen können gezielt faserverstärkte Strukturen hergestellt werden. Gleichzeitig gibt es eine große Auswahl an Materialien, die für den Druck genutzt werden können, darunter Polycarbonat, ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und verschiedene faserverstärkte Kunststoffe. Einsatzgebiete von Kunststofflagern sind vielfältig. Sie finden in Fördertechnik, Handlingsgeräten oder in Abfüllanlagen im Lebensmittel- oder Pharmabereich ihre Anwendung.
Karbon (CFK)
Das spezifische Gewicht von CFK spart rund 75 Prozent im Vergleich zu einer Stahlkonstruktion. Die ungeheure Vielfalt der Verarbeitungsmöglichkeiten von Kohlefasern zu komplexen Werkstoffen höchster Belastbarkeit ist ein weiterer Grund für die Beliebtheit von CFK im Leichtbau. Karbongehäuse können zur Verschraubung mit der Anschlusskonstruktion mit Hülsen aus Aluminium versehen werden. Tragzahlen, Steifigkeit und Temperaturverhalten entsprechen gleichartigen Drehverbindungen aus Aluminium. Franke Drahtwälzlager lassen sich in jede umschließende Konstruktion aus CFK integrieren und ermöglichen den Bau äußerst kompakter und ultraleichter Drehverbindungen.
3D gedruckte Gehäuse in der Wälzlagertechnologie
Die additive Fertigung eröffnet völlig neue Möglichkeiten für die Gestaltung von Gehäusen in der Wälzlagertechnologie. Im Gegensatz zu klassischen Fertigungsverfahren wie Fräsen oder Gießen, die oft durch geometrische Einschränkungen und hohe Werkzeugkosten limitiert sind, ermöglicht der 3D-Druck eine maximale Designfreiheit. Komplexe Strukturen, Leichtbaukonstruktionen und funktionsintegrierte Gehäuse können ohne zusätzlichen Bearbeitungsaufwand realisiert werden.
Besonders für Prototypen, Bauraumstudien oder individuelle Speziallösungen bietet die additive Fertigung klare Vorteile: Sie reduziert Durchlaufzeiten, ermöglicht schnelle Anpassungen und spart Material durch gezielten Aufbau statt Zerspanung. Je nach Anwendungsfall können sowohl Metalle wie Aluminium oder Edelstahl für hohe mechanische Belastungen als auch Hochleistungskunststoffe mit und ohne Faserverstärkung für gewichtsoptimierte oder chemikalienbeständige Anwendungen eingesetzt werden. Damit ist die additive Fertigung eine effiziente und wirtschaftliche Alternative zu klassischen Fertigungsverfahren – sei es durch komplexe Bauteilgeometrien, hohe Anpassungsanforderungen oder den Wunsch nach ressourcenschonender Produktion.
