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Kunststoffe


Durch eine rasante Weiterentwicklung der Kunststofftechnologie in den letzten Jahren ergaben sich gleichfalls neue Einsatzmöglichkeiten von Kunststoffen für Wälzlagerkäfige. Mehr und mehr lösen sie die traditionellen Stahl- und Messingkäfige ab. Die teilweise sehr komplexen Geometrien werden mittels frästechnischer Bearbeitung oder über Spritzgussverfahren hergestellt.

 

Basispolymere werden durch verschiedene Zusatzstoffe zu komplexen polymeren Strukturen, die wiederum in amorphe bzw. teilkristalline Kunststoffe eingeteilt werden. Da nahezu alle amorphen Kunststoffe zur Spannungsrissbildung infolge äußerer Einflüsse neigen, sind sie als Käfigwerkstoffe nicht einsetzbar.

 

Neben allgemein guten mechanischen Festigkeitseigenschaften, hoher Zähigkeit und Verschleißfestigkeit qualifizieren folgende Eigenschaften einen Kunststoff als Käfigwerkstoff:

 

Hohe Temperaturstabilität
Chemische Beständigkeit gegenüber Schmierstoffen und Umgebungsmedien
Gute tribologische Eigenschaften
Größtmögliche Verformung im Betrieb (Zug- und Biegefestigkeit)
Abfangen von Stoßbelastungen (Schlagfestigkeit)
Geringes Wasseraufnahmevermögen

 

In der folgenden Tabelle sind für einige ausgewählte und für Wälzlagerkäfige eingesetzte Kunststoffe Werksstoffkennwerte angegeben. Darüber hinaus steht für spezielle Anwendungs-bedingungen eine Vielzahl weiterer Hochleistungskunststoffe zur Verfügung.

 

 




Werkstoffkennwerte   PEEK PA66 PTFE PCTFE PI 
Dichte ρ g/cm³ 1,32 1,14 2,3 2,1 1,6 
Elastizitätsmodul MPa 4100 2830 500 1400  
Zugfestigkeit  MPa 97  30-35 32-40  
Biegefestigkeit  MPa 170     
Wasseraufnahme  0,5 8,5 0,005 0,23 
Shore-Härte   50-60 76-80    
Schmelzpunkt  °C 340 255 335 214  
Wämeausdehnungs-
koeffizient 
α 10-5/K 4,7 (<143°C)
10,8 (>143°C) 
10 (<100°C) 5,5 (<70°C)
25 (<150°C) 
2,9 
Wärmeleitfähigkeit λ W/m•K 0,25 0,23 0,26 0,135  
Temperatur-
einsatzgrenze 
 °C 280 100 250 150 260 
Chemische
Beständigkeit 
  ++ ++ ++