{"id":2590,"date":"2020-12-17T15:54:06","date_gmt":"2020-12-17T15:54:06","guid":{"rendered":"https:\/\/lyrabearing.com\/insights\/cuscinetti-ceramici-isolati-elettricamente-e-amagnetici\/"},"modified":"2026-04-28T16:48:48","modified_gmt":"2026-04-28T14:48:48","slug":"keramiklagers-elektrisch-isoliert-und-amagnetisch","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lyrabearing.com\/de\/insights\/keramiklagers-elektrisch-isoliert-und-amagnetisch\/","title":{"rendered":"Keramiklagers: elektrisch isoliert und amagnetisch"},"content":{"rendered":"

In diesem Artikel besch\u00e4ftigen wir uns mit elektrisch isolierten und amagnetischen Keramiklagern und zeigen<\/strong> im Detail, wie ein Keramiklager auch in diesem Bereich wieder eine effektive L\u00f6sung sein kann.<\/p>\n

Vollkeramische Lagers k\u00f6nnen eine \u00e4u\u00dferst wirksame L\u00f6sung f\u00fcr alle Anwendungen sein, in denen das Lager vor magnetischen Feldern oder parasit\u00e4ren elektrischen Str\u00f6men gesch\u00fctzt werden muss.<\/p>\n

Parasit\u00e4re elektrische Str\u00f6me k\u00f6nnen f\u00fcr ein Stahl\u2011Lager sehr gef\u00e4hrlich sein, da aufgrund des sogenannten Spitzen\u2011 oder Paschen\u2011Effekts in einem elektrisch leitf\u00e4higen Material das elektrische Feld in Bereichen mit st\u00e4rkerer Kr\u00fcmmung verst\u00e4rkt wird. Eine Erh\u00f6hung des elektrischen Feldes kann zu elektrischen Durchschl\u00e4gen oder sogar zu einem tats\u00e4chlich messbaren Strom im Kontaktbereich zwischen W\u00e4lzk\u00f6rper und Laufbahn f\u00fchren. Die Wirkung dieser Entladungen auf den Stahl kann \u00e4u\u00dferst negativ sein: Sie verursachen Erosion und Verschlei\u00dferscheinungen, die das Lager in kurzer Zeit funktionsunt\u00fcchtig machen und damit teure au\u00dferplanm\u00e4\u00dfige Wartungsaufwendungen und l\u00e4ngere Stillstandzeiten nach sich ziehen.<\/p>\n

Zudem wirken parasit\u00e4re Str\u00f6me auch negativ auf die im Lager verwendeten Schmierstoffe. Sie f\u00fchren zu Oxidationen und zum Verlust der chemischen Eigenschaften, wodurch die Lebensdauer des Schmiermittels und des Lagers selbst weiter verk\u00fcrzt und die Wartungskosten erh\u00f6ht werden<\/p>\n

Die h\u00e4ufigsten Situationen, in denen parasit\u00e4re elektrische Str\u00f6me auftreten k\u00f6nnen, sind die folgenden:<\/p>\n

1. Bahntraktionsmotoren, Elektromotoren oder Generatoren<\/h4>\n

In Achsen\u2011 und Traktionsmotoren von Schienenfahrzeugen sowie in Gleichstrom\u2011 und Wechselstrommotoren oder elektrischen Generatoren kann es passieren, dass die Str\u00f6me, die im Inneren flie\u00dfen oder erzeugt werden, nicht ausreichend begrenzt oder abgeleitet werden und einen Teil ihres Weges \u00fcber die Lagers der Antriebswelle nehmen. Dies f\u00fchrt dazu, dass diese Str\u00f6me durch das Lager selbst flie\u00dfen.<\/p>\n

2. Lichtbogenschwei\u00dfen<\/h4>\n

Beim Lichtbogenschwei\u00dfen werden zwei Metallteile durch einen elektrischen Lichtbogen verbunden. Wenn sich in der beteiligten Ausr\u00fcstung Lagers befinden, k\u00f6nnen die durch den Schwei\u00dflichtbogen verursachten Str\u00f6me \u00fcber diese Lagers abgeleitet werden, was zu elektrischer Erosion und Sch\u00e4den an Laufbahnen und Kugeln f\u00fchren kann.<\/p>\n

3. Magnetfelder<\/h4>\n

Nach einem physikalischen Prinzip der Elektrodynamik entstehen in einem Leiter, der magnetischen Wechselfeldern ausgesetzt ist, elektrische Str\u00f6me (Wirbelstr\u00f6me). Da der f\u00fcr Lagers verwendete Stahl leitf\u00e4hig ist, k\u00f6nnen sich in einem Lager, das in einem solchen Feld liegt, ebenfalls elektrische Str\u00f6me bilden. Diese k\u00f6nnen zu Mikroschwei\u00dfungen, Materialabtrag und verk\u00fcrzter Lebensdauer f\u00fchren.<\/p>\n

Um die Auswirkungen dieser parasit\u00e4ren Str\u00f6me auf Lagers zu begrenzen, werden im Wesentlichen zwei L\u00f6sungsans\u00e4tze eingesetzt: elektrische Isolierung au\u00dferhalb des Lagers oder der Einsatz elektrisch isolierter Lagers. Beide Varianten werden im Folgenden n\u00e4her erl\u00e4utert.<\/p>\n

    \n
  • \n

    Elektrische Isolierung au\u00dferhalb des Lagers<\/h4>\n<\/li>\n<\/ul>\n

    In diesen F\u00e4llen wird nicht am Lager selbst gearbeitet, sondern an der es aufnehmenden Struktur. Die Abschirmung kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass Welle oder Lagerbock isoliert werden oder, soweit m\u00f6glich, eine hochleitf\u00e4hige elektrische Verbindung zwischen der beweglichen und der feststehenden Teilen des Ger\u00e4ts oder der Maschine geschaffen wird. Diese L\u00f6sung ist h\u00e4ufig mit hohen Kosten und manchmal praktisch unl\u00f6sbaren konstruktiven Schwierigkeiten verbunden.<\/p>\n

      \n
    • \n

      Elektrisch isolierte Lagers<\/h4>\n<\/li>\n<\/ul>\n

      Bei diesen Lagern werden die Au\u00dfenfl\u00e4chen durch einen zweifachen Prozess gesch\u00fctzt: Zun\u00e4chst wird ein Schicht aus Aluminiumoxid mittels Plasmaspray aufgetragen, anschlie\u00dfend erfolgt eine Versiegelung, um den Schutz vor Feuchtigkeit zu gew\u00e4hrleisten. Das Doppelbehandlungsverfahren ist notwendig, weil die durch das Plasmaspray erzeugte Aluminiumoxid\u2011Schicht por\u00f6s ist. In Gegenwart von Feuchtigkeit \u2013 sowohl bei Lagerung als auch im Betrieb \u2013 k\u00f6nnen sich Wasser oder Wasserdampf in den Poren ansammeln, elektrisch leitende Br\u00fccken bilden und die Isolationswirkung der Aluminiumoxidschicht zunichtemachen. Die anschlie\u00dfende Harzversiegelung f\u00fcllt die Poren mit einem elektrisch isolierenden und feuchtigkeitssperrenden Material und eliminiert diesen Effekt.<\/p>\n

      Ein m\u00f6glicher Nachteil dieser Lagerart liegt in der thermisch isolierenden Eigenschaft des Aluminiumoxids. Die Schutzschicht kann die W\u00e4rmeabfuhr aus dem Kontaktbereich zwischen W\u00e4lzk\u00f6rpern und Laufbahnen behindern, zu einer h\u00f6heren Temperaturentwicklung f\u00fchren und damit eine schnellere Lagerbeanspruchung und verk\u00fcrzte Lebensdauer beg\u00fcnstigen.<\/p>\n

      Die Verwendung von Lagers aus keramischem Werkstoff kann eine sinnvolle und oft wirksamere Alternative zu den oben dargestellten Lagers darstellen.<\/p>\n

      Es sind zwei Konfigurationen m\u00f6glich:<\/p>\n

        \n
      • Hybridlagers: Lagerringe aus Stahl und W\u00e4lzk\u00f6rper aus Keramik<\/li>\n
      • Vollkeramische Lagers: sowohl Ringe als auch W\u00e4lzk\u00f6rper aus keramischem Werkstoff<\/li>\n<\/ul>\n

        In beiden F\u00e4llen wird die elektrische Isolierung durch die keramischen W\u00e4lzk\u00f6rper erzielt, die den Durchfluss parasit\u00e4rer Str\u00f6me zwischen dem inneren und dem \u00e4u\u00dferen Lagerring unterbinden.<\/p>\n

          \n
        • Die Entscheidung zwischen Hybrid\u2011 und Vollkeramikvariante h\u00e4ngt von funktionellen und wirtschaftlichen Aspekten ab:<\/li>\n
        • Die Tragf\u00e4higkeit eines Hybridlagers ist geringer als die eines vergleichbaren Stahl\u2011Lagers.<\/li>\n
        • Die Tragf\u00e4higkeit eines vollkeramischen Lagers entspricht mindestens der eines Stahl\u2011Lagers und ist damit h\u00f6her als die eines analogen Hybridlagers.<\/li>\n
        • Die maximale Drehzahl eines Hybridlagers liegt etwa um 20\u202f% \u00fcber der eines vergleichbaren Stahl\u2011Lagers.<\/li>\n
        • Die maximale Drehzahl eines vollkeramischen Lagers kann um 20\u201330\u202f% \u00fcber der eines analogen Hybridlagers liegen.<\/li>\n
        • Die Schmierung ist in einem vollkeramischen Lager weniger kritisch als in einem Hybridlager.<\/li>\n
        • Die Temperatur eines vollkeramischen Lagers bleibt bei gleichen Betriebsbedingungen unter der eines analogen Hybridlagers.<\/li>\n
        • Vollkeramische Lagers sind chemisch inert, w\u00e4hrend Hybridlagers anf\u00e4llig f\u00fcr Korrosion an den Stahlringen bleiben.<\/li>\n
        • Vollkeramische Lagers k\u00f6nnen in Umgebungen mit deutlich h\u00f6herer Temperatur eingesetzt werden als Hybridlagers.<\/li>\n
        • Vollkeramische Lagers sind vollst\u00e4ndig amagnetisch.<\/li>\n<\/ul>\n

          In jedem Fall k\u00f6nnen keramische Lagers \u2013 insbesondere die vollkeramischen \u2013 eine gewinnbringende L\u00f6sung sein, da sie die Leistung der Maschine verbessern und die Wartungsintervalle sowie die zugeh\u00f6rigen Kosten reduzieren.<\/p>\n

           <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

          In diesem Artikel besch\u00e4ftigen wir uns mit elektrisch isolierten und amagnetischen Keramiklagern und zeigen im Detail, wie ein Keramiklager auch…<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":2592,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"class_list":["post-2590","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/lyrabearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2590","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/lyrabearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/lyrabearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lyrabearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lyrabearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2590"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/lyrabearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2590\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2595,"href":"https:\/\/lyrabearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2590\/revisions\/2595"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lyrabearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2592"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/lyrabearing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2590"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}