Das Lager: Die Entstehung einer Erfolgsgeschichte

Die primitiven Vorgänger des modernen Lagers, welches heute so weit verbreitet ist, haben das Leben schon vor vielen tausend Jahren vereinfacht. Die Hauptrolle im historischen Entstehungsprozess und in der schrittweisen Verbesserung des Lagers kann in der Erforschung der Reibungsprozesse und der damit verbundenen Phänomene liegen. Schließlich war die Existenz der Reibung seit der Antike bekannt, was durch die Tatsache belegt wird, dass der primitive Mensch durch Reibung Feuer erlangte, durch schnelles Drehen eines Stocks und später durch Aneinanderschlagen zweier Steine, d.h. das Phänomen des Übergangs kinetischer Reibungs- in Wärmeenergie.

Rollkörper wurden aus Stein hergestellt und in primitiven Bohrgeräten und Spinnrädern verwendet. Später wurden sie in verschiedenen einfachen Konstruktionen verwendet, wie zum Beispiel: Streit- und Leiterwagen, Töpferscheiben und Mühlen. Vor der Erfindung des Rades fand der Transport von Gütern ja auf Schlitten statt. Diese wurden von Menschen oder Tieren gezogen wurden, um die Gleitreibung auf natürliche Weise zu überwinden. Bevor das Wälzlager eine der modernen ähnelnde Form annahm, durchlief es mehrerer Iterationen der Vervollkommnung.

Fast bis zum 2. Jahrhundert v.u.Z. wurden seine Vorgänger - gewöhnliche Holzstämme (im modernen Sinne - Walzen) - verwendet, um eben diese Reibungskraft beim Transport sehr schwerer Gegenstände zu reduzieren: riesige Steinblöcke für Bauarbeiten, Belagerungsmaschinen usw.

Im 4. Jahrhundert v. u. Z. widmete Aristoteles eine seiner Versammlungen dem Problem der Reibung, nämlich wurde die Theorie der Rollreibung diskutiert. Ein Wendepunkt bei der Verwirklichung der Idee der Reibungsverringerung, stellte die Erfindung des Rades ca. 3000 Jahre v. u. Z. dar - Rollen ersetzte das Gleiten. Das moderne Wälzlager, das eine Ableitung dieser Entdeckung ist, hat über viele Zwischenerfindungen einen weiten Weg vom ältesten "Prototypen" zur modernen Form hinter sich.

In das erste Jahrhundert u. Z. ordnen Archäologen gefundenen Drehscheiben ein, die nach dem Wirkprinzip den Kugellagern ähneln.

Leonardo da Vinci schuf ein Bild eines idealen Lagerbolzens, dessen Besonderheit darin bestand, Gleitreibung durch die viel geringere Rollreibung zu ersetzen

Im 18. Jahrhundert kamen Lager für Werkzeugmaschinen auf.

Das erste Metallwalzlager fand im Unterbau einer Windmühle aus dem Jahr 1780 in Sprowston, England Verwendung.

Im 19. Jahrhundert wurde das Radlager für Eisenbahnwagons konstruiert. Erste Anwendungen der Schleifbearbeitung.

1853 entwarf Friedrich Fischer eine Maschine zum Schleifen von Stahlkugeln, welche zur Grundlage für die Gründung der FAG, eines Unternehmens zur Herstellung von Lagern bildete.

1898 installierte Henry Timken, Gründer von The Timken Company, einem führenden amerikanischen Hersteller von Lagern und Stahl, ein Kegelrollenlager an einem Pferdewagen.

1907 entwarf Sven Wingqvist ein Wälzlager (zweireihiges Pendelkugellager). Für dessen Produktion wurde die Firma SKF gegründet.

1920 wurden Wälzlager entwickelt, die nennenswerten Belastungen standhalten können.

1945 kamen öllose Gleitlager auf.

Die rasante Entwicklung der Industrie nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs, die bis heute andauert, hat zur Entstehung von Hybridlagern, Lagern mit niedrigem Drehmoment, Mikrolagern für die Mikroelektronik, Lagern mit Keramikkörpern und anderen geführt.

Die größten Fortschritte bei der Entwicklung von Lagern wurden im 20. Jahrhundert dank der Verwendung qualitativ neuer Materialien erzielt. Eine der neuesten Errungenschaften ist ein Lager auf Keramikbasis. Siliziumnitrid ist eine ausgezeichnete Keramik für Lager: geringe Dichte, hohe Härte, Verschleiß- , Verklemmungs-, Ermüdungs-, und Temperaturbeständigkeit sowie chemische Stabilität in aggressiven Umgebungen. Keramik hat im Vergleich zu Stahl ein höheren Elastizitätsmodul und eine höhere Härte, daher auch eine höhere Elastizität und höchste Temperaturbeständigkeit. Keramik wird hauptsächlich zur Herstellung von Kugeln verwendet, manchmal aber auch von Lagerschalen. Bereits 1991 wurde festgestellt, dass sich der Absatz von Keramiklagern in den letzten 5 Jahren verzehnfacht hat. Keramiklager finden in der Luft- und Raumfahrtindustrie, in Waffen, in Werkzeugmaschinen und in verschiedenen Geräten Verwendung.

In der modernen Technik werden sowohl Wälzlager (Kugel- und Rollenlager) als auch Gleitlager eingesetzt. Folgende Vorteile von Wälzlagern, haben zu deren weit verbreiteten Verwendung geführt:

Niedriger nomineller Reibungskoeffizient;

Reduziertes Haftreibungsmoment;

Reduzierter Schmierstoffverbrauch;

Relativ günstige Kosten für Standardtypen, einfache Installation, Pflege und Wartung;

Hohe Zuverlässigkeit gegen Verklemmen;

Einsatzmöglichkeit ohne Ölversorgung.

Nachteile:

Begrenzte Lebensdauer;

Schwacher Vibrationsschutz.