Ob in der Logistik, im Maschinenbau oder in Montage und Verpackung: Kugelrollen gehören zu den Hidden Champions der Fördertechnik. Doch so vielfältig das Einsatzspektrum ist, so entscheidend ist die Produktauswahl. Worauf kommt es dabei an?

Kugelrollen gibt es in zahlreichen Varianten und Grössen: Sie sorgen in unterschiedlichsten Szenarien für einen zuverlässigen Materialfluss und machen selbst tonnenschwere Werkzeugmaschinen mobil. «Wussten Sie, dass sogar Eisenbahnweichen auf Kugelrollen gelagert sind», fragt Christian Oppelt, Produktmanager Kugelbüchsenführungen und Kugelrollen bei Bosch Rexroth. Diese müssen natürlich auch unter extremen Bedingungen funktionieren: bei sengender Hitze und klirrender Kälte. Am Ende gehe es darum, die geforderte Lebensdauer zu erreichen und bis dahin einen reibungslosen Betrieb zu sichern, so der Rexroth-Experte.

Nachhaltig: Kugelrollen mit Kralle als Befestigungselement lassen sich schnell ein- und ausbauen. (Quelle: Bosch Rexroth)

Aufbau einer Kugelrolle: Die gehärtete Kugelpfanne dient als Laufbahn für eine Vielzahl kleiner Trag- und Füllkugeln. Bei der Drehung der Laufkugel rollen die Tragkugeln auf der Kugelpfanne ab. (Quelle: Bosch Rexroth)

Drei besondere Einbauszenarien für Kugelrollen (Quelle: Bosch Rexroth)

Entsprechend wichtig ist es für den Maschinen- und Anlagenbau, das geeignete Produkt zu finden. Mit diesen fünf Auswahlkriterien erreichen Konstruktionsteams die gewünschte Performance und Lebensdauer und bewahren ihre Kundinnen und Kunden vor unliebsamen Überraschungen und ungeplanten Wartungsmassnahmen.

1. Reibungsarme Bewegungen

Kugelrollen ermöglichen ein einfaches Verschieben, Drehen und Lenken von Objekten. Sie bewähren sich nicht nur in Fördersystemen, Zuführungen, an Bearbeitungsmaschinen oder Verpackungseinrichtungen, sondern auch an manuellen Arbeitsplätzen für Montage, Kommissionieren oder Verpacken. Dort kommt es besonders auf ein leichtes Objekthandling an. Für die Auswahl der richtigen Kugelrolle macht es folglich einen grossen Unterschied, ob eine Werkzeugmaschine in der Halle verschoben oder kleine Gegenstände ergonomisch von Hand bewegt werden sollen.

Die in alle Bewegungsrichtungen drehbaren Kugelrollen müssen mehr oder weniger reibungsarm abrollen, wobei die Reibwerte stets von der Belastung und der geforderten Geschwindigkeit abhängig sind. Bei Bosch Rexroth erlauben alle Kugelrollen eine Fördergeschwindigkeit bis 2 m/s. Daher ist die Auswahl mithilfe der durchgängig bereitgestellten Reibwert-Diagramme recht einfach.

Für welche Belastung die Kugelrolle ausgelegt sein muss, hängt vom Fördergut ab. Die dafür relevanten dynamischen und statischen Tragzahlen sollten vom Herstellenden möglichst transparent und verbindlich für jede einzelne Baugrösse angegeben sein, auch für besondere Einsatzszenarien wie das Bewegen kratzempfindlicher Waren über spezielle Ausführungen mit Kunststoff-Laufkugeln.

Einsatzbereiche für Kugelrollen (Quelle: Bosch Rexroth)

2. Lage und Befestigung

Neben der typischen Einbausituation mit der Laufkugel nach oben können Kugelrollen auch überkopf, seitlich oder schräg ausgerichtet sein. Umgesetzt wurde dies laut Oppelt zum Beispiel bei einem Maschinenbauunternehmen, bei dem eine schwere Welle nachträglich durch zwei Kugelrollen in V-Anordnung gelagert und die zwei verschleissintensiven Teflongleiter ersetzt wurden. «Solch besondere Einbauszenarien sind nicht bei jedem Unternehmen ohne Einschränkung der Belastbarkeit möglich», betont der Rexroth-Experte.

Darüber hinaus profitieren Anwendende von verschiedenen Befestigungsmöglichkeiten. Grundsätzlich lassen sich Kugelrollen in Bohrungen einpressen, einkleben oder mit einem Toleranzring fixieren. Letzteren bietet Bosch Rexroth ebenfalls durchgängig für alle Baugrössen an. Darüber hinaus hat das Unternehmen eine besonders montagefreundliche Ausführung mit Kralle im Programm, die sich schnell und einfach ein- und ausbauen lässt.

Applikationsbeispiele

3. Umgebungsbedingungen

Kugelrollen kommen in allen erdenklichen Szenarien zum Einsatz: im Innen- und Aussenbereich, im Vakuum oder in ständigem Kontakt mit Staub, Emulsionen und anderen materialbeanspruchenden Stoffen. Als wirksamen Schutz gegen Verschmutzung stattet Bosch Rexroth nahezu alle Ausführungen mit einer ölgetränkten Filzdichtung aus.

Auch die Umgebungstemperatur kann die Funktion der Kugelrolle beeinträchtigen, weil sie die Tragzahl herabsetzt. So zum Beispiel bei Fördertischen am Ein- und Ausgang eines Härteofens. Ein wichtiges Entscheidungskriterium bei der Wahl der Kugelrollen kann daher ein möglichst breites Temperaturspektrum ohne Abschläge bei der Tragzahl sein. Bei Bosch Rexroth reicht dieser Bereich von -30 bis 100 °C.

Montage einer Kugelrolle mithilfe eines Toleranzrings. (Quelle: Bosch Rexroth)

4. Lebensdauer und Nachhaltigkeit

Wie lässt sich bei der Auswahl von Kugelrollen eine bestmögliche Performance sicherstellen? Neben einer hohen Produktqualität sind dafür verbindliche Herstellerangaben notwendig. Mit konkreten Werten für die Tragzahlen und die Temperatur lassen sich die Lebens- und Servicezyklen verlässlich bestimmen. Ein entsprechend geplanter Austausch senkt die Wartungskosten, sichert die Produktivität und erhöht die Nachhaltigkeit, da die Kugelrollen mit ihrer maximalen Lebensdauer im Einsatz bleiben können. Im Produktkatalog von Bosch Rexroth finden Anwendende einheitlich für alle Typen und Baugrössen eine einfache Formel zur individuellen Lebensdauerberechnung.

5. Standardisierung: Typen- und Grössenspektrum

Ob Leichtlast oder Schwerlast, ob Baugrösse 8 oder 120, ob mit Federelement oder Kunststoffkugel – Maschinen- und Anlagenbauer haben meist ein vielfältiges Einsatzspektrum und wissen zu schätzen, wenn sie es einheitlich mit einem Lieferanten abdecken können. «Unser Ziel ist es, in jeder Einbaulage die beste Performance und für jede Anwendung die höchste Tragzahl zu bieten», erklärt Oppelt mit Blick auf das umfassende Kugelrollen-Portfolio von Bosch Rexroth.

Reibwertdiagramm: Wie leichtgängig eine Kugelrolle im Einsatz ist, hängt von der Belastung und der Geschwindigkeit ab. (Quelle: Bosch Rexroth)

Fazit

Wer Kugelrollen schnell und anwendungsgerecht mit dem optimalen Reibwert ermitteln, potenzielle Funktionseinbussen und Ausfallrisiken vermeiden und sie über den Lebenszyklus möglichst günstig einsetzen möchte, kommt um verlässliche Herstellerdaten nicht herum. Je verbindlicher und eindeutiger die Angaben, desto besser. Einen guten Überblick bietet der Rexroth-Katalog «Kugelrollen und Toleranzringe», der gleichsam ein Tutorial für grundlegende Fragen wie Anordnung oder Belastungen beinhaltet. Mit solchen praxisnahen und verbindlichen Informationen lassen sich vielfältige Herausforderungen einfach, performant und wartungsarm lösen.

Weitere Informationen und Link zum Katalog:

https://www.boschrexroth.com/de/de/produkte/produktgruppen/lineartechnik/themen/kugelrollen-und-toleranzringe/