Standard-Wälzlager sind bei sachgemäßer Montage bereits äußerst präzise laufende Maschinenbauteile. In bestimmten Anwendungen, etwa in der Werkzeugmaschinenindustrie, sind die Anforderungen an die Laufgenauigkeit jedoch noch deutlich höher. Gleichzeitig müssen die Lager dort hohen Drehzahlen und Belastungen standhalten. Für solche Einsatzbereiche bieten einige namhafte Hersteller speziell entwickelte Hochgenauigkeitslager, auch bekannt als Spindellager, an.

Wir haben mit Jörg Wagner von NSK über die Besonderheiten von NSK-Lagern, die Unterschiede zu Standardlagern sowie die aktuellen und zukünftigen Entwicklungen im Bereich Hochgenauigkeitslager gesprochen.

Hallo Herr Wagner, würden Sie sich und das Unternehmen NSK kurz vorstellen?

Jörg Wagner: Hallo, mein Name ist Jörg Wagner und ich arbeite als Sector Manager Machine Tool bei NSK. Ich bin verantwortlich für den Ausbau unseres Werkzeugmaschinengeschäfts in Europa – insbesondere im Bereich Lineartechnik und Hochgenauigkeitslager. NSK ist ein japanisches Unternehmen mit über 100 Jahren Geschichte. Der Name steht für „Nippon Seiko KK“ und heißt übersetzt so viel wie „japanische Präzisionselemente“. Sowohl im Bereich Wälzlager als auch in der Lineartechnik gehören wir weltweit zu den führenden Herstellern.

Was genau zeichnet ein Hochgenauigkeitslager aus – und worin unterscheidet es sich von einem Standardlager oder einem NSK HPS-Lager?

Jörg Wagner: Hochgenauigkeitslager zeichnen sich durch sehr enge Fertigungstoleranzen und eine exzellente Rundlaufgenauigkeit im Bereich von wenigen Mikrometern aus. Diese Präzision ist notwendig, um den Anforderungen moderner Werkzeugmaschinen gerecht zu werden, etwa bei hohen Bearbeitungstoleranzen oder extremen Drehzahlen.

Im Vergleich dazu ist ein Standardlager für weniger anspruchsvolle Anwendungen gedacht. Unsere HPS-Lager (High Performance Standard) bieten eine erweiterte Leistung im Standardbereich – mit höherer Tragzahl, optimierter Innengeometrie und längerer Lebensdauer. Sie eignen sich für Anwendungen, bei denen ein Hochgenauigkeitslager nicht zwingend erforderlich ist, beispielsweise in Elektromotoren oder allgemeinen Industrieanlagen.

Welche Baureihen bietet NSK im Bereich Hochgenauigkeitslager an – und worauf kommt es bei der Auswahl an?

Jörg Wagner: Im Hochpräzisionsbereich bieten wir verschiedene Baureihen mit spezifischen Stärken. Die 70er-, 72er- und 79er-Reihen etwa arbeiten mit größeren Kugeln und eignen sich gut für Anwendungen mit hohen radialen Belastungen und mittleren Drehzahlen.

Für deutlich höhere Drehzahlen kommt unsere Robust-Serie zum Einsatz. Sie nutzt mittelgroße Kugeln, die eine sehr hohe Drehzahlkennzahl (n·dm) von bis zu 3 Mio. ermöglichen – beispielsweise 30.000 U/min bei 100 mm Teilkreisdurchmesser (entspricht etwa einem Lager mit 80mm Bohrung). Wer hohe Drehzahlen und gleichzeitig hohe Tragzahlen benötigt, findet in der RobustDyna-Serie eine optimierte Lösung. Ergänzend führen wir auch Zylinderrollenlager mit ein- oder zweireihiger Ausführung, die speziell für Anwendungen mit hoher radialer Steifigkeit konzipiert sind.

Die Auswahl des passenden Lagers hängt letztlich immer von der Applikation ab und ob Drehzahl, Tragzahl, Einbauraum oder thermisches Verhalten im Vordergrund stehen.

Was macht die Hochgenauigkeitslager von NSK im Vergleich zu anderen Herstellern besonders?

Jörg Wagner: Bei NSK hat die Einhaltung einer konstant hohen Fertigungsqualität höchste Priorität. Unsere Rundlaufgenauigkeiten und Toleranzen orientieren sich streng an den Vorgaben der ISO-Normen. Durch modernste Fertigungstechnologien stellen wir außerdem eine überdurchschnittliche Reproduzierbarkeit sicher, was insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsspindeln von entscheidender Bedeutung ist, da hier bereits minimale Abweichungen die Leistungsfähigkeit wesentlich beeinflussen können.

Ein Alleinstellungsmerkmal ist unsere Käfigtechnologie: Der speziell entwickelte SURSAVE-Käfig wurde für optimale Ölführung, minimales Wuchtverhalten und geringes thermisches Wachstum konzipiert. So erreichen unsere Lager einen besonders ruhigen Lauf – auch bei sehr hohen Drehzahlen.

In unseren Hybridlagern kombinieren wir Keramikwälzkörper aus Siliziumnitrid mit hochreinen Spezialstählen. Diese Materialkombination reduziert Mikropitting und verlängert die Lebensdauer deutlich. Darüber hinaus bieten wir eine große Bandbreite an abgestuften Vorspannungen mit klarer Werkskennzeichnung – ideal für Anwendungen, in denen Schwingungsverhalten eine große Rolle spielt.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Schmierung: Unser Portfolio umfasst eine Vielzahl an Hochleistungs-Schmierstoffen, sowie verschiedene Lagerausführungen für Öl- oder Fettnachschmierung. Selbstverständlich haben wir auch Hochgenauigkeitslager mit berührungslosen Dichtungen, die eine zuverlässige Lebensdauerschmierung ermöglichen.

Nicht zuletzt erreicht NSK mit seinen Lagern sehr hohe n*dm-Werte von bis zu 3 Millionen – und ist damit im Bereich Ultra-High-Speed führend, etwa bei Anwendungen in der Luftfahrt oder in Hochfrequenzspindeln. Die Qualitätssicherung ist lückenlos: Jedes Lager ist rückverfolgbar, wird einzeln geprüft und auf Geräusch und Vibration kontrolliert. Diese Kombination aus Technologie und Qualitätsmanagement ist ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal.

In welchen Branchen oder Anwendungen kommen Hochgenauigkeitslager typischerweise zum Einsatz?

Jörg Wagner: Hauptsächlich in der Werkzeugmaschinenindustrie – vor allem in Hauptspindeln von Fräsmaschinen, Drehmaschinen oder Bearbeitungszentren. Aber auch in angetriebenen Werkzeugen oder hochdynamischen Spindelmodulen kommen sie regelmäßig zum Einsatz. Darüber hinaus finden Hochgenauigkeitslager auch Anwendung in Druckmaschinen, Getrieben oder Spezialanlagen, bei denen es auf exakte Bewegungen und hohe Wiederholgenauigkeit ankommt.

Wie unterscheidet sich die internationale ISO-Norm von der japanischen JIS-, der deutschen DIN- oder anderen bekannten Normen und worauf sollten Kunden achten?

Jörg Wagner: Die Toleranzen der Hauptabmessungen und die Laufgenauigkeit von NSK-Radiallagern entsprechen den Festlegungen in „Accuracies of Rolling Bearings“ nach ISO 492, 199, 582 und 1132-1 und „Rolling Bearing Tolerances“ nach JIS B 1514. Daneben fertigt NSK noch Schrägkugellager in den Genauigkeitsklassen ABEC 5, 7 und 9 gemäß dem Standard 20 der American Bearing Manufacturers Association (ABMA).

Im Grunde folgen aber alle Normen demselben Prinzip – egal ob JIS (Japan), DIN (Deutschland), ISO (international) oder ABEC/AFBMA (USA). Die Bezeichnungen unterscheiden sich, aber der technische Inhalt ist nahezu identisch. Daher lassen sich die verschiedenen Normen sehr gut umschlüsseln.

Ein Beispiel: Bei uns entspricht die Toleranzklasse P2 der DIN-Norm. Andere Hersteller verwenden vielleicht die Bezeichnung ABEC 9 – beide meinen im Prinzip das Gleiche. Entscheidend ist also weniger der Name der Norm, sondern das Verständnis der dahinterliegenden Anforderungen.

Welche technologischen Entwicklungen und Markttrends erwarten Sie im Wälzlagerbereich in den kommenden Jahren?

Jörg Wagner: Ich möchte mich hier auf Hochgenauigkeitslager im Werkzeugmaschinenbereich konzentrieren. Aus meiner Sicht herrscht aktuell eine gewisse Unsicherheit im Markt, vor allem aufgrund des Umbruchs in der Automobilindustrie. Viele Anwendungen, die früher als sicher galten, fallen durch die Transformation zur E-Mobilität weg.

Deshalb wünschen sich viele Kunden Lagerlösungen, die möglichst flexibel einsetzbar sind: also Lager, die hohe Drehzahlen ebenso wie hohe Tragzahlen ermöglichen. Genau hier setzen wir mit der neuen RobustDyna-Serie an. Sie vereint beide Anforderungen und ist unsere Antwort auf den steigenden Bedarf nach universell einsetzbaren Hochgenauigkeitslagern.

Herzlichen Dank für das interessante Gespräch, Herr Wagner.