Auf Basis einer Erfindung

Franke - Leonardo da Vinci hat im Jahre 1490 beim Wälzlager die bewegliche Verbindung zwischen zwei Teilen fast ausschließlich durch die geringere Rollreibung ersetzt. Als Wälzkörper hat er Kugeln verwendet. Erich Franke hat in den 30er-Jahren angeknüpft.

11. September 2007

Den Durchbruch erlebte das Wälzlager im 19. Jahrhundert im Zuge der Industrialisierung. Zu dieser Zeit entstand großer Bedarf an industriell gefertigten Lagern als Maschinenelemente. Die Hauptkomponenten von Wälzlagern sind zwei zueinander bewegliche Ringe, der Innenring sowie der Außenring, die durch Wälzkörper getrennt sind. In den meisten Fällen werden die Wälzkörper von einem Käfig geführt, der sie auf gleichmäßigem Abstand zueinander hält und ein gegenseitiges Berühren verhindert.

Einfach aber gut

Das zunehmende Interesse an der technischen Verbesserung von Wälzlagern führte im Jahr 1934 zur Erfindung des Drahtkugellagers. Als junger Konstrukteur der Carl-Zeiss-Werke in Jena hat Erich Franke das Drahtkugellager bei der Suche nach einer besonders raumsparenden Lagerung für ein optisches Gerät erfunden. Die neue Entwicklung verblüfft durch Einfachheit: Die Wälzkörper laufen nicht im Innen- und Außenring des Lagers, sondern auf zähharten Laufringen, die direkt in die umschließende Konstruktion eingelegt werden. Als Wälzkörper dienen in einem Bandkäfig gehaltene Kugeln.

Ein besonderes Merkmal des Franke-Lagers ist die raumsparende Konstruktion bei gleichzeitig hoher Tragzahl und Belastbarkeit aus allen Richtungen. Tragkraft und Wirkungsweise des Lagers sind weitgehend unabhängig vom umgebenden Material. Für die Konstruktion der umschließenden Teile bietet es großen Freiraum in Bezug auf die Formgebung und die Werkstoffauswahl. Es ermöglicht zusätzlich eine wirtschaftliche Herstellung besonders von großen Lagerdurchmessern.

Franke-Wälzlager haben ein charakteristisches konstruktives Merk mal: Die Wälzkörper laufen auf vier Laufringen aus zähhartem Federstahl oder korrosionsbeständigem Stahl. Die Laufringe sind offen und legen sich spielfrei und platzsparend an die Lagerringe der umschließenden Konstruktion an. Damit wird eine hohe Genauigkeit selbst bei großen Lagerdurchmessern erreicht. Durch ein besonderes Schleifverfahren erhalten die Laufringe eine definierte Laufbahn, die dem Kugeldurchmesser angepasst ist. Die Kugeln werden exakt geführt und die Tragzahlen bei hoher Laufkultur gesteigert. Spezielle Oberflächenvergütungen der Laufringe sind für besondere Anwendungsfälle möglich.

Der Kugelkäfig mit gehaltenen Kugeln hält die Wälzkörper in der vorbestimmten Position und erleichtert die Montage. Es entsteht weniger Reibung, was der Laufkultur zugute kommt und den Schmieraufwand reduziert. Franke setzt diese Käfigarten, die als »Kugelkette« bekannt sind, bereits seit vielen Jahren bei Wälzlagern und Kugelumlaufführungen ein. Die umschließende Konstruktion kann in Form und Material frei gewählt werden. Franke-Drehverbindungen sind anschlussfertige Komplettlager mit integrierten Einbauelementen. Die äußeren geometrischen Abmessungen werden an die Anwendung angepasst, was Toleranzen und Konstruktionskosten reduziert.

Durch zahlreiche Baureihen bietet Franke Wälzlager für die vielfältigen Aufgaben. Das Angebot reicht von besonders wirtschaftlichen Versionen über Dünnringlager, kompletten Drehverbindungen mit Innen- und Außenring bis hin zu Speziallösungen wie beispielsweise den besonders leisen Flüsterlagern. Das patentierte Franke-Flüsterlager wurde um das Jahr 1990 entwickelt und markiert einen wichtigen Punkt in der Lagerkonstruktion nach dem Franke-Prinzip.

Flüsterlager sind anschlussfertige Wälzlager für höchste Ansprüche an Laufruhe, Geräuscharmut und Präzision. Im statischen Ring wird dazu Elastomer verwendet, der Innenring ist vom Außenring elektrisch isoliert. Dieser Lagertyp wird in Computertomografen eingesetzt. Zahlreiche Konstruktionsvarianten des Flüsterlagers sind bisher umgesetzt worden: 2-reihige Schrägkugellager für sehr hohe Drehzahlen und höchste Präzision oder eine besonders raumsparende Drehverbindung, die z. B. in Gepäckscannern mit hoher Drehzahl und Umfangsgeschwindigkeiten von bis zu 16 m/s läuft.

Gerhard Reininger, Franke/ps

Fakten

- Franke-Lager sind raumsparend konstruiert bei hoher Tragzahl und Belastbarkeit aus allen Richtungen.

- Für die Konstruktion umschließender Teile bietet es Freiraum in Bezug auf die Formgebung und Werkstoffwahl.

- Tragkraft und Wirkungsweise des Lagers sind fast unabhängig vom umgebenden Material.

Erschienen in Ausgabe: 06/2007