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Einbauhinweise

Für den Einbau von kleinen Lagern mit nicht zu festen Passungen eignen sich sogenannte Schlagkappen (vgl. Bild 1). 
Bei gleichzeitigem Einbau des Lagers auf Welle und Gehäuse sind Schlagkappen mit je einer Anlagefläche für den Innen- und Außenring zu verwenden (vgl. Bild 2). Die Einbaukraft darf dabei nie direkt auf die Gleitflächen wirken. Für den Einbau von Lagern in größeren Stückzahlen werden meist Pressen eingesetzt.

Größere Lager können im Allgemeinen nicht mehr im kalten Zustand eingebaut werden, da mit zunehmender Lagergröße die Einbaukräfte stark ansteigen. Lager oder Gehäuse werden daher vor dem Einbau erwärmt. Die erforderliche Temperaturdifferenz zwischen Lagerring und jeweiligem Gegenstück richtet sich nach dem Durchmesser des Lagersitzes und dem Passungsübermaß. Temperaturen größer als +110 °C sollten auf die Lager jedoch nicht einwirken.
Zur Erwärmung der Lager kommen Anwärmgeräte oder Wärmeschränke zum Einsatz. Werden die Lager auf elektrischen Anwärmplatten erwärmt, müssen sie mehrmals gewendet werden, um eine gleichmäßige Erwärmung sicherzustellen. Örtliche Überhitzungen sind unbedingt zu vermeiden.

Bitte Vorsicht:

Bei hoher Belastung darf die Welle in der Innenringbohrung, bzw. der Außenring im Gehäuse nicht beweglich sein. Hiermit wird gewährleistet, daß die Gleitbewegung zwischen den Gleitflächen stattfindet.
Bitte beachten Sie bei der Montage, dass ein unsachgemäßes Einpressen das Lager beschädigen könnte. Die Einpresskraft darf nicht über die Lagerung eingeleitet werden. Durch den thermischen Einbau kann die notwendige Einpresskraft reduziert werden.

Passungen

Der Außendurchmesser bei Gelenklagern der Maßreihe K ist mit h6 toleriert.
Maßreihe E, siehe DIN EN 12240-1.

Der Bohrungs-Ø des Innenringes ist bei Gelenklagern, Maßreihe K mit H7 toleriert.
Maßreihe E,G und W, siehe DIN EN 12240-1.

Bitte achten Sie darauf, dass es sich hierbei um Passungsrichtlinien handelt. Die Passungsauswahl muss dennoch individuell für den einzelnen Anwendungsfall geprüft werden.

Passungen

Passungen sollten eine ausreichende radiale Befestigung der Wälzlager gewährleisten um Gleitbewegungen in der Lagerstelle zu verhindern. Dies kann in der Regel nur durch feste Passungen realisiert werden.
Feste Passungen haben den Vorteil, dass die verhältnismäßig dünnwandigen Lagerringe auf ihrem ganzen Umfang unterstützt werden, was sich positiv auf die Lebensdauer auswirkt.
Dies kann jedoch nicht immer verwirklicht werden, da auch Forderungen wie z. B. ein Ausgleich von Längenänderungen bei Loslagern oder der einfache Ein- und Ausbau berücksichtigt werden müssen.

Für die Passungsauswahl sind folgende Einflüsse zu berücksichtigen:

Art und Größe der Belastung:
Es wird unterschieden zwischen Umfangslast, Punktlast und unbestimmter Lastrichtung.

Umfangslast liegt vor, wenn der Ring umläuft und die Last stillsteht oder die Last umläuft und der Ring stillsteht. In einfachen Worten liegt Umfangslast dann vor, wenn während jeder Umdrehung jeder Punkt der Laufbahn einmal belastet wird. Lagerringe mit Umfangslast neigen zum Wandern in Umfangsrichtung, weshalb in jedem Fall eine feste Passung vorzusehen ist. Wenn dies nicht eingehalten wird, kann das Wandern des Lagerrings Reibrost verursachen. In diesem Fall entsteht Reibung zwischen den ungeschmierten Berührungsflächen und es kommt schließlich zum Festfressen der beiden Flächen. Je größer Belastungen und Stöße werden, umso fester muss die Passung gewählt werden.

Punktlast liegt vor, wenn bei stillstehendem Ring die Last stillsteht oder bei umlaufendem Ring die Last mit umläuft. Lagerringe mit Punktlast neigen nicht zum Wandern. Daher ist in diesem Fall eine lose Passung zulässig.

Unbestimmte Lastrichtung liegt vor, wenn sowohl Punktlast als auch Umfangslast auftreten. Beide Lagerringe sollten feste Passungen erhalten.

Ein Temperaturgefälle in der Lagerstelle beeinflusst die Passungen, wobei es auf die Richtung des Wärmeflusses ankommt.

Beispiele:

Folgende Wellentoleranzen (Vollwellen) haben sich bei Axiallagern mit zylindrischer Bohrung bewährt.

Folgende Gehäusetoleranzen haben sich bei Axiallagern mit zylindrischer Bohrung bewährt.

Folgende Wellentoleranzen (Vollwellen) haben sich bei Radiallagern mit zylindrischer Bohrung bewährt.

Folgende Gehäusetoleranzen haben sich bei Radiallagern bewährt:

Bitte beachten Sie, dass es sich hierbei um die ASK Hersteller-Empfehlungen handelt, die dennoch individuell, je nach Anwendungsfall bzw. Umgebungs- und Betriebsbedingungen geprüft werden müssen.

Die Tragfähigkeit der Gelenklager und Gelenkköpfe wird durch die in den Maßtabellen angegebenen Tragzahlen ausgedrückt, diese dienen als maßgebende Kenn- und Rechenwerte.

Tragzahlen verschiedener Hersteller sind nicht ohne weiteres miteinander vergleichbar, da für Gelenklager und Gelenkköpfe die Werkstoffauswahl unterschiedlich sein kann und daher keine einheitlich genormte Definition zulässt.

Die statische Tragzahl entspricht derjenigen radial wirkenden statischen Belastung, die ein Gelenklager oder Gelenkkopf im Stillstand (Belastung ohne Dreh-, Schwenk- oder Kippbewegung) maximal aufnehmen kann, ohne dass die Gleitflächen zerstört werden. Vorausgesetzt sind normale Raum- und Betriebstemperaturen und die ausreichende Stabilität umgebender Bauteile um Verformungen des Lagers auszuschließen.

Dynamische Tragzahlen dienen als Rechenwerte bei der rechnerischen Abschätzung der Gebrauchsdauer von dynamisch beanspruchten Gelenklagern und Gelenkköpfen. Sie geben selbst noch keinen Aufschluss über die effektive dynamische Belastbarkeit des Gelenklagers oder Gelenkkopfes. Dazu müssen die zusätzlichen Einflussfaktoren wie Belastungsart, Schwenk- oder Kippwinkel, Geschwindigkeitsverlauf, maximal zulässige Lagerluft bzw. Lagerreibung, Schmierbedingungen, Temperatur etc. mit berücksichtigt werden.

Eine exakte Berechnung ist aufgrund der tatsächlich auftretenden Schmiegungsverhältnisse und  Pressungen nicht möglich.

Näherungsweise werden die Tragzahlen wie folgt ermittelt:

C0 bzw. C = Projizierte Lagertragfläche x spezifischer Belastungskennwert K0 bzw. K

Dabei ist zu beachten, dass bei der Ermittlung der Tragzahlen von rein radialer Belastung, einer Lagerluft von null, optimalen Schmiegungsverhältnissen sowie einer stabilen Einbausituation ausgegangen wird.

Je nach Belastungsart sind für die max. zulässige radiale Gehäusebelastbarkeit Fr zul. längs der Gewindeachse folgende Belastungsbeiwerte zu berücksichtigen:

Die Beiwerte SB und SK dienen zur Abschätzung der Belastungsgrenze. Die maximal zulässige Gehäusebelastbarkeit Fr zul. reduziert sich dadurch wie folgt:

Fr zul. (KN) = stat. Tragzahl C0 (KN) x SB x (SK)

Der Belastungsbeiwert SK  berücksichtigt  die Schwächung der Gelenkköpfe mit Außengewinde und Schmierloch oder Schmiernippel. Dieser kann nur als grober Richtwert dienen.
Beiwerte für stoßartige Belastung wie sie auch durch größer werdende Lagerluft verursacht wird oder für zusätzliche Belastung bei gleichzeitiger Drehbewegung des Lagers sind nicht enthalten.

Hinweis: Wenn das Bauteil bis an die Belastungsgrenze belastet werden soll, insbesondere dann wenn das Versagen des Bauteils eine Gefahr für Leib und Leben darstellt oder Schäden verursacht, muss in jedem Fall der Einsatz durch praxisnahe Versuche nachgewiesen werden.

Darüber hinaus ist zu beachten, dass für den Einsatz in Luftfahrzeugen besondere Anforderungen gestellt werden. Unsere Standardserien entsprechen nicht diesen besonderen Anforderungen.

Grundsätzlich ist bei der Auswahl von Gelenkköpfen und Gelenklagern darauf zu achten, dass die im Einsatz auftretenden Belastungen immer deutlich unter den maximal zulässigen Belastungsgrenzen liegen.

Eine Besonderheit stellen unsere Gelenklager und Gelenkköpfe mit integriertem Wälzlager (Kugel- oder Tonnenrollengelagert) dar. Die Funktion der Lager ist vergleichbar mit Pendelkugellagern bzw. Tonnenlagern.

Die Tragzahlen der wälzgelagerten Gelenklager und Gelenkköpfe sind abgeleitet aus den Normen für Wälzlager.

Statische Tragzahl C0
Bei den Gelenklagern und Gelenkköpfen entspricht die statische Tragzahl der Belastung, bei der die gesamte bleibende Verformung von Wälzkörpern und Laufbahnen 0,0001 des Wälzkörperdurch-messers beträgt.

Dynamische Tragzahl C
Bei den Gelenklagern und Gelenkköpfen entspricht die dynamische Tragzahl der Belastung, bei der 90% einer größeren Menge gleicher Lager 1 Million Umdrehungen erreichen, bevor sie durch Ermüdung der Rollflächen ausfallen.

Innen- und Außenringe sowie die Wälzkörper werden vorwiegend aus durchgehärtetem Wälzlagerstahl gefertigt. Diese sind in der Regel so wärmebehandelt, dass sie kurzzeitig bis zu einer Grenztemperatur von +150°C maßstabil sind.

Die Temperatur einer Wälzlagerung ergibt sich aus der Reibung, der Bauart, der Schmierstoffart und -menge  sowie der Lagerdrehzahl. Aber auch eine mögliche Fremderwärmung durch die Umgebungsbedingungen und auch die Wärmeabgabe an umgebende Bauteile haben Einfluss auf die Temperatur einer Lagerung.

Es ist sehr schwierig, die Betriebstemperatur eines Lagers im Voraus zu berechnen, da die Abführung der Wärme durch die Umgebungsteile kaum zu erfassen ist. Liegen bei Neukonstruktionen insbesondere bei höheren Drehzahlen oder Belastungen keine Erfahrungen mit ähnlichen Lagerungen vor ist eine Erprobung unerlässlich.

Ohne den Einfluss einer Fremderwärmung ist bei dem größten Teil aller Anwendungsfälle bei mittleren Drehzahlen und mittleren Belastungen nicht damit zu rechnen, dass die Betriebstemperatur über +100°C ansteigt.
Offene Wälzlager (ohne Dicht- oder Deckscheibe) können mit entsprechendem Schmierstoff bis zu einer Betriebstemperatur von +120°C eingesetzt werden.
Wälzlager mit Dicht oder Deckscheibe können begrenzt durch die Abdichtung  und den Schmierstoff bei Betriebstemperaturen von -30°C bis +110°C eingesetzt werden.

Betriebstemperaturen über +120°C erfordern eine besondere Wärmebehandlung der Lagerteile. Derart behandelte Lager erhalten eine besondere Kennzeichnung (S1…S4).

Steigt die Betriebstemperatur auf Dauer über die angegebene Grenztemperatur an, kann es zu einer allmählichen Gefüge-Umwandlung des Wälzlagerstahls und damit zu bleibenden Maß- und Formveränderungen kommen die sich negativ auf die Funktion des Lagers auswirken.

Die Reibung im Lager wird in Wärme umgewandelt und bewirkt eine Erhöhung der Temperatur. In der Regel steigt die Temperatur nach der Inbetriebnahme bis zu einer gleichbleibenden Betriebstemperatur gleichförmig an. Die Laufzeit bis zum Erreichen der nahezu konstanten Betriebstemperatur hängt hauptsächlich von der Lagergröße, der Wärmeleitfähigkeit des Gehäuses und der Welle sowie der Belastung, der Drehzahl und der Schmierung ab. Wichtig ist, dass die Betriebstemperatur ohne äußere Einflüsse möglichst konstant bleibt. Aufgrund seiner größeren Oberfläche leitet der Außenring mehr Wärme an die Umgebungskonstruktion ab als der Innenring. Daher kann die Innenringtemperatur etwas höher liegen als die Temperatur des Außenrings. Unter normalen Bedingungen liegt der Unterschied bei ca. 3°C bis 10°C. Es kann daher notwendig sein, bei höheren Betriebstemperaturen und Drehzahlen eine größere Lagerluftgruppe z. B. C3 zu wählen.

Zu hohe Temperaturen können auch den Abbau der Schmierfähigkeit des Schmiermittels beschleunigen und die Lebensdauer der Lager verringern.

Außergewöhnlicher Temperaturanstieg kann z. B. durch Fluchtungsfehler, zu geringe Lagerluft, zu hohe Vorspannung, ungenügende Schmierung, Fremdstoffe oder Wärmeentwicklung durch Abdichtungen ausgelöst werden.

Bei Gelenklagern und Gelenkköpfen sind gemäß ihrer Gleitpaarung und ihrer Einsatzmöglichkeiten verschiedene Materialkombinationen möglich.

Die Temperatur der Lager ergibt sich aus der Reibung, der Bauart, der Schmierstoffart und -menge sowie der Schwenkfrequenz oder Lagerdrehzahl. Aber auch eine mögliche Fremderwärmung sowie die Wärmeabgabe an umgebende Bauteile haben Einfluss auf die Temperatur der Lager.

Ohne Einschränkung sind alle ASKUBAL Gelenklager und Gelenkköpfe im Betriebstemperaturbereich von -10°C bis +80°C einsetzbar.
Bei höheren Betriebstemperaturen reduzieren sich die Lagertragfähigkeit und somit auch die Gebrauchsdauer. Aufgrund der unterschiedlichen Materialkombinationen der Gleitpaarungen kann es durch temperaturbedingte Volumenänderungen der Werkstoffe erforderlich sein die radiale Lagerluft den Temperaturverhältnissen anzugleichen, z. B. durch die Erweiterung der radialen Lagerluft.
Die Betriebstemperatur bei wartungspflichtigen Gelenklagern und Gelenkköpfen ist abhängig von dem eingesetzten Schmierstoff und der Schmierfilmbildung. Kurzzeitig können diese Gelenklager und Gelenkköpfe bis +120°C eingesetzt werden. Ausreichende Schmierung und temperaturbeständige Schmierstoffe vorausgesetzt.
Die wartungsfreien Gelenklagern und Gelenkköpfen sind ebenfalls kurzfristig bis zu einer Betriebstemperatur von +120°C einsetzbar.
Abgedichtete Gelenklager und Gelenkköpfe (wartungspflichtig und wartungsfrei) sind aufgrund ihrer Dichtungen bis +100°C temperaturbeständig.
Wälzgelagerte Gelenklager und Gelenkköpfe mit Dicht oder Deckscheibe können begrenzt durch die Abdichtung  und den Schmierstoff bei Betriebstemperaturen bis +100°C eingesetzt werden.

Gelenklager sind einbaufertige Lagerelemente auf Gleitlagerbasis. Sie übertragen statische und dynamische Belastungen und gewährleisten gleichzeitig die räumliche Einstellbewegungen zwischen Welle und Gehäuse (Pendelgleitlager).

Sie ermöglichen außerdem Schwenk-, Kipp- und Umlaufbewegungen bei relativ niedrigen Gleitgeschwindigkeiten.

Die Vorteile von Gelenklagern sind der Ausgleich von fertigungsbedingten Fluchtungsfehlern und die Ermöglichung von konstruktionsbedingten Schiefstellungen. Die Kantenpressung und daraus resultierende, übermäßige Bauteilbeanspruchungen entfallen. Des weiteren werden größere Fertigungstoleranzen ermöglicht.

Gelenklager werden in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt, z.B.:

• Pneumatik und Hydraulik
• Maschinenbau
• Schienenfahrzeuge
• Medizintechnik
• Lebensmittelindustrie
• Motorrad und Fahrzeugbau
• Luft- und Raumfahrttechnik
• u.v.m.

Häufig stellt sich Frage, wann wartungspflichtige und wann wartungsfreie Gelenklager eingesetzt werden.

wartungspflichtige Gelenklager werden bei

• wechselnden Belastungen
• mittleren bis großen Schwenkbewegungen
• mittleren Gleitgeschwindigkeiten

bevorzugt und sind nur bedingt geeignet bei

• einseitigen Belastungen
• langsamen Schwenkbewegungen (da sich der Schmierfilm entsprechend verteilen muss)

wartungsfreie Gelenklager werden bei

• einseitigen Belastungen
• kleinen bis mittleren Schwenkbewegungen

bevorzugt und sind nur bedingt geeignet bei

• wechselnde Belastungen
• einseitig hohen Stoßbelastungen.

Gleitpaarung Stahl auf Bronze:

Innenring:   
mit kugeliger Außenform ist aus gehärtetem Wälzlagerstahl.

Außenring:
mit hohlkugeliger Innenform ist aus einem weicheren Gleitwerkstoff mit integrierter radialer Schmiernut und Schmierbohrung.

Herstellung:
Kaltumformung des ursprünglich zylindrischen Außenrings um den gehärteten Innenring.

Gleitpaarung Stahl auf Stahl:

Innenring:
mit kugeliger Außenform ist aus gehärtetem Wälzlagerstahl.

Außenring:   
mit hohlkugeliger Innenform aus gehärtetem Wälzlagerstahl wird nach der Bearbeitung gesprengt.

Herstellung:
der Innenring wird in den gesprengten Außenring gedrückt.

Gleitpaarung Stahl auf PTFE-Metallgewebe:

Innenring:
mit kugeliger Außenform ist aus gehärtetem Wälzlagerstahl.

Außenring:
mit hohlkugeliger Innenform ist aus einem weicheren Werkstoff mit integrierter Gleitfolie aus PTFE eingelagert in einem Metallgewebe.

Herstellung:
Kaltumformung des ursprünglich zylindrischen Außenrings inklusive der integrierten Gleitfolie um den gehärteten Innenring.

Dichtungen für Wälzlager haben folgende Aufgabe: Sie müssen das Eindringen von Schmutzpartikeln bzw. Feuchtigkeit in das Lager verhindern und gleichzeitig den Schmierstoff im Lager zurückhalten.

Die Wirksamkeit soll auch unter ungünstigsten Bedingungen, bei einem Minimum an Reibung und Verschleiß gewährleistet sein, so dass weder die Lebensdauer noch die Funktion der Lager beeinträchtigt wird.

In der Regel kommen zwei Arten von Abdichtungen für Wälzlager in Betracht, die sich in Ihrer Wirkungsweise unterscheiden:

• Nicht schleifende Abdichtung: ZZ Ausführung
• Schleifende Abdichtung: RS Ausführung

Lager mit Deckscheibe (ZZ-Ausführung):
Rillenkugellager mit einer oder zwei Deckscheiben (Z bzw. 2Z-Ausführung) eignen sich für Wellendurchmesser von 3 mm bis 120 mm. Die Z bzw. 2Z-Ausführung hat eine hohe Dichtwirkung bei Standardanwendungen (bei denen die Gefahr der Verschmutzung gering ist und nicht mit dem Zutritt von Wasser, Dampf etc. gerechnet werden muss). Das Dichtungskonzept ist reibungsarm, für hohe Drehzahlen geeignet, einbaufertig, gefettet und geräuscharm.

Die Dichtungen ersetzen jedoch keine Überdruckabdichtung.

Lager mit Dichtscheibe (RS-Ausführung):
Rillenkugellager mit einer oder zwei Dichtscheiben (RS bzw. 2RS-Ausführung) eignen sich für Wellendurchmesser von 6mm bis 80 mm. Die RS bzw. 2RS-Ausführung hat eine hohe Dichtwirkung bei Standardanwendungen (wie bei ZZ-Ausführung, siehe oben) und hält zusätzlich Spritzwasser bzw. Öl von den Reibpaarungen fern. Die Dichtungen ersetzen jedoch keine Überdruckabdichtung. Die Einsatzgrenze der im Standard verwendeten, berührenden (schleifenden) Dichtungen liegt bei + 110 C°. Das Dichtungskonzept ist geräuscharm, einbaufertig, gefettet und für den wartungsfreien Betrieb geeignet.

Bitte beachten Sie:

• Rillenkugellager mit Deck- und Dichtscheibe dürfen nicht ausgewaschen werden
• Beim Einlaufen kann es bei beiden Dichtungsarten zu einem geringen Fettaustritt kommen

Der Schmierstoff im Lagerbereich hat verschiedene Aufgaben. Er soll zwischen gleitenden und abrollenden Teilen einen trennenden, lastübertragenden Schmierfilm aufbauen und gleichzeitg vor Korrosion schützen.
Schmierfette sind eingedickte Synthese- oder Mineralöle mit speziellen Dickungsmitteln. Als Dickungsmittel werden  meistens Metallseifen verwendet. Weitere Zusätze zur Verbesserung der Eigenschaften kann das Schmierfett ebenfalls enthalten. Die Konsistenz des Schmierfettes hängt weitestgehend von der Art und dem Mischungsverhältnis des Dickungsmittels ab.
Entscheidend für die Auswahl eines Schmierfettes ist die Viskosität des Grundöls, die Konsistenz, der Temperaturanwendungsbereich, die Korrosionschutzeigenschaften und die Belastbarkeit.

Wartungspflichtige und wälzgelagerte Gelenkköpfe sowie Wälzlager, sind in der Regel mit leistungsstarken Lithiumseifenfetten geschmiert. Diese Fette sollen in der Regel in einem Temperaturbereich von -25°C bis + 120°C betrieben werden. Kurzfristig kann das Fett auf eine Gebrauchstemperatur von + 120°C erwärmt werden, ohne dass es zur Minderung der Fettgebrauchsdauer kommt. Ab 70°C Dauertemperatur muss bei Standardfetten auf Lithiumseifenbasis mit einer Minderung der Fettgebrauchsdauer gerechnet werden.
Ausreichende Gebrauchsdauerwerte werden bei höheren Temperaturen nur mit Sonderfetten erreicht. Dabei ist unbedingt zu berücksichtigen, dass die Einsatzgrenze der im Standard verwendeten, berührenden Wälzlagerdichtungen bei +110°C liegt. Für Einsatzbereiche über diese Grenze hinaus, muss überprüft werden, ob Dichtungen aus wärmebeständigen Werkstoffen verwendet werden können.
Abhängig vom Anwendungsfall (z.B. Lebensmittelindustrie) muss der Schmierstoff und seine Bestandteile entsprechend angepasst werden.

Korrosion ist eine physiochemische Reaktion eines Metalls mit seiner Umgebung. Die nachfolgende Ausarbeitung befasst sich nur mit den wichtigsten Korrosionsarten der oben genannten Maschinenelemente.

Es gibt viele Ansätze Korrosionsarten zu unterscheiden oder zu klassifizieren.

Klassifizierung an Hand des chemischen Prozesses:

• allgemeine Sauerstoffkorrosion z.B: Rostbildung bei Eisen
• Patinabildung bei Kupfer
• Wasserstoffversprödung
• Wasserstoffkorrosion (Säurekorrosion) auf die aber nicht näher eingegangen wird.

In der Technik wird auch oft nach dem Erscheinungsbild und der örtlichen Lage unterschieden in:

• Flächenkorrosion oder Lochfraß entsteht auf offener Fläche z.B durch Witterung
• Kontaktkorrosion entsteht durch den Verbund zweier Metalle mit unterschiedlichem Potential
• Spaltkorrosion durch die Kapillarwirkung eines Spaltes wird Flüssigkeit in den Spalt gezogen und verbleibt dort lange Zeit
• Schwingungsrisskorrosion
• Spannungsrißkorrosion
• Lochfraßkorrosion
• Interkristalline Korrosion (Korrosion an den Korngrenzen des Metalls)

und viele mehr.

Eine exakte Vorhersage wie lange es dauert bis sich Rost als typisches Produkt der Sauerstoffkorrosion bildet ist nicht möglich, da das sehr stark von den wechselnden Umgebungsbedingungen abhängt.

Um die Rostbildung von verschiedenen Werkstoffen oder Beschichtungen vergleichen zu können gibt es einen standardisierten Test nach DIN EN ISO 9227. Die Werkstücke werden bei dem Test in eine Kammer gehängt. Die Temperatur in der Kammer beträgt 35°C +-2°C. Es wird eine NaCl Lösung mit definierter Konzentration, Menge und Druck versprüht.
Die Zeitdauer bis zum Eintritt von Rostbildung wird gemessen und in der Regel durch Fotos dokumentiert.
Aus den gemessenen Werten kann man keine unmittelbaren Rückschlüsse daraus ziehen wie lange ein Bauteil einer bestimmten Atmosphäre ausgesetzt werden kann bevor es zur Bildung von Rotrost kommt. In der Norm selbst wird darauf hingewiesen, dass der Test lediglich zur Qualitätskontrolle von Beschichtungen geeignet ist.
Der Test wurde ursprünglich für die Automobilindustrie entwickelt um eine vergleichende Aussage über die Korrosionsbeständigkeit von Bauteilen beim Befahren von Straßen die im Winter mit Salz gestreut werden zu bekommen. Verständlicherweise kann man mit diesem Verfahren keine Vorhersagen über die Korrosionsbeständigkeit in schwefelhaltigem Smog treffen, da die Korrosionsart in dem Fall eine Andere ist.

Im Maschinenbau werden sehr häufig die folgenden Verfahren eingesetzt um die Neigung zur Korrosion zu reduzieren.

Eine einfache Möglichkeit Korrosion zu verhindern ist das Aufbringen einer korrosionsbeständigen Schicht auf das Metall. Das können organische Schichte (Schutzanstriche) oder galvanisch aufgetragene metallische Schichten (z.B. Verchromung) sein.

In der Regel wirken diese Schichten sehr gut vorausgesetzt sie haben keine Löcher oder Fehlstellen durch die der zu schützende metallische Werkstoff mit der Atmosphäre in Verbindung tritt. Diese Fehlstellen können so klein sein, dass man sie bloßem Auge nicht erkennt. Auf Dauer kann an solchen Fehlstellen die Korrosion anfangen und dann die Schicht unterwandern.

Im Maschinenbau wird häufig Chrom als Schutzschicht eingesetzt. Wenn die Beschichtung mechanisch belastet wird, wählt man eine Hartverchromung. Diese sollte mindesten 7µm Dicke haben damit Fehlstellen weites gehend ausgeschlossen sind.

Nachteile und Schwachpunkte
Galvanisch aufgetragene Schichten werden abhängig von der Stärke des elektrischen Feldes das um das Werkstück entsteht aufgetragen. Deshalb können Bohrungen nur bis in eine Tiefe die dem Bohrungsdurchmesser entspricht beschichtet werden. An scharfen Kanten schwankt die Schichtdicke stark und an den Stellen an denen das Werkstück aufgehängt wird um es in das Bad zu tauchen wird keine Schicht aufgetragen.
Meist ist die Schicht mechanisch nicht genauso belastbar wie das Werkstück selbst. Kleine Partikel (Sandkorn) können im Betrieb in die Schicht gedrückt werden und diese beschädigen.

Thermisch aufgetragene Schichten sind in der Regel keine Option da durch die höheren Temperaturen die Eigenschaften des Werkstückes verändert werden.
 
Bei allen Schichten werden die Abmessungen des Werkstückes abhängig von der Schichtdicke verändert.

Praxis
Die Innenringe von Gelenklagern können mit einer Hartchromschicht versehen werden um den Korrosionsschutz zu verbessern. Technisch bedingt haben die Innenringe in der Bohrung und an den Planflächen keine Schicht.
Die Gußgehäuse von Gehäuseeinheiten werden lackiert um den Korrosionsschutz zu verbessern. Bei den Gehäusen sind die Passungen für den Einbau der Lager und die Anschraubflächen mechanisch bearbeitet und deshalb lackiert.

Fazit
Korrosionsschutz durch korrosionsbeständige Schichten können wirksam sein, verlieren aber rapide Ihre Wir-kung wenn die Schicht Fehlstellen hat.

Hierzu werden unedlere Metalle als Schicht auf das Werkstück aufgetragen. Wird das Werkstück mit Wasser benetzt entsteht eine elektrische Spannung zwischen Schicht und Werkstück. Das Material der Schicht hat eine höhere Spannung zum Wasserstoff (da es unedler ist) als der Stahl des Werkstückes. Deshalb wird das Material der Schicht oxidiert, das Material des Werkstückes wird bei dem Vorgang nicht verändert.
Die bei ASK angewendeten galvanischen Verzinkungen schützen das Werkstück aktiv durch die elektrochemi-sche Spannung und durch eine zusätzliche Deckschicht die noch einen zusätzlichen passiven Schutz bewirkt.

Bei dieser Art von Rostschutz wird die aktive Schutzschicht über die Zeit verbraucht. Man kann das auch an der Oberfläche der Zinkschicht sehen, sie bildet sogenannten Weißrost (Zinkoxid).
Ist die Zinkschicht verbraucht besteht kein Korrosionsschutz.

Nachteile und Schwachpunkte
Galvanisch aufgetragene Schichten werden abhängig von der Stärke des elektrischen Feldes das um das Werkstück entsteht aufgetragen. Deshalb können Bohrungen nur bis in eine Tiefe die dem Bohrungsdurchmes-ser entspricht beschichtet werden. An scharfen Kanten schwankt die Schichtdicke stark und da den Stellen an denen das Werkstück in das Bad gehängt wird ist keine Schicht aufgetragen.
Die Schichten könne auch nicht beliebig dick aufgetragen werden da sie sonst abplatzen. Bei galvanischen aufgebrachten Zinkschichten liegt die Obergrenze bei 10 - 15µm.
Meist sind diese Schichten mechanisch nicht oder nur wenig belastbar. Kleine Fehlstellen werden durch den aktiven Schutz der Schicht kompensiert.
Galvanische Zinkschichten erhalten in der Regel als letzte Schicht eine Chromatschicht. Durch eintauchen in Chromsäure werden mit dem Zink Chromsäuresalze (Chromate) gebildet die eine fast transparente Schutz-schicht gebildet. In der Vergangenheit waren diese Schichten Cr VI haltig. Cr VI ist sehr giftig und in der EU-Richtlinien 2002/95/EG (RoHS), 2002/96/EG (WEEE) wird die Vermeidung von Cr VI gefordert.
Bei Zinkschichten die in Europa aufgebracht werden ist Cr VI heute kein Problem mehr. In Ländern in denen die Umweltstandards noch nicht so hoch ist kann es noch vorkommen.
ASK schreibt deshalb grundsätzlich Cr VI Freiheit vor und lässt dies durch regelmäßige Stichproben verifizieren.   
Bei allen Schichten werden die Abmessungen des Werkstückes abhängig von der Schichtdicke verändert.

Praxis
Die häufigste Anwendung solcher Schichten findet man bei den Gehäusen von Gelenkköpfen.

Fazit
Korrosionsschutz durch aktive Schichten können wirksam sein, verlieren aber über die Dauer Ihre Wirkung wenn die Schicht verbraucht ist.

Thermisch aufgetragene Schichten sind in der Regel keine Option da durch die höheren Temperaturen die Eigenschaften des Werkstückes verändert werden.

Sieht man von exotischen Werkstoffen (Titan, Keramik etc.) ab, kommt als Ersatz für Chromstahl, Automatenstahl oder Vergütungsstahl am ehesten sogenannte Edelstähle in Frage.

Edelstahl Rostfrei ist die Bezeichnung für Stähle mit einem Legierungsanteil von mindestens 10,5% Cr. Sie haben eine gegenüber normalen Stählen reduzierte Neigung zur Korrosion.
Bei den Edelstählen werden die verbesserten Korrosionseigenschaften durch Legierungsbestandteile wie Cr, Ni, Ti oder Mo erreicht. (ausführliche Informationen über das Thema erhält man auf den Seiten der Stahlhersteller)
Die Korrosionsbeständigkeit steigt mit wachsendem Legierungsanteil. Die Legierungsanteile erzeugen eine schützende Oxidschicht an der Oberfläche.

Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
Bei allen Edelstählen wird die Beständigkeit gegen Korrosion durch eine glatte Oberfläche deutlich verbessert.

Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit
Je nach Legierungsanteil kann eine saure oder alkalische Umgebung zu Korrosion führen.

Extreme Verschlechterung durch ferritische Partikel
Eine extreme Verschlechterung der Beständigkeit gegen Korrosion wird durch ferritische Partikel an der Ober-fläche von Edelstahl verursacht. Ferritische Partikel an der Oberfläche führen zu Spannungskorrosion, die auch auftreten kann wenn man Bauteile aus unterschiedlichen Materialien paart. Ausgehend von diesen mit bloßem Auge nicht erkennbare Keimen kann ein Edelstahl Rotrost in erheblichem Umfang bilden.
In der Praxis ist eine Übertragung von Eisenpartikeln durch Werkzeuge möglich. Zieht man mit einem Schrau-benschlüssel erst Stahlschrauben und anschließend Edelstahlschrauben an, können ferritische Partikel mit dem Schraubenschlüssel auf die Edelstahlschraube übertragen werden.
Es können auch Eisenpartikel über größere Entfernungen durch Schweiß- oder Schleifarbeiten übertragen werden. Schweißen und Schleifen kann sehr kleine Partikel freisetzen die mit der Luftströmung über mehre 100 Meter transportiert werden und sich dann auf einer Edelstahloberfläche niederschlagen.
 
Edelstähle für normales Spannungsniveau
Bei Gehäusen für Gelenkköpfe und Außenringen für Gelenklager die kein erhöhtes Spannungsniveau im Betrieb haben, haben sich austenitische Werkstoffe wie zum Beispiel 1.4301 oder 1.4305 bewährt.

Härtbare Edelstähle
Bei härtbaren Edelstählen die für Innen- Außenringe und Wälzkörper für Wälzlager geeignet sind oder für Innenringe von Gelenklagern ist der Werkstoff 440C (1.4125 oder 9Cr18, 9Cr18Mo, 8Cr17) am weitesten verbrei-tet. Es handelt sich um einen martensitischen Chromstahl mit erhöhtem  Kohlenstoffanteil der durch abschre-cken härtbar ist.

Der höhere Kohlenstoffanteil und die beim Abschrecken entstehende Struktur führen im Vergleich zu nicht härt-baren Chromstählen zu einer deutlich reduzierten Beständigkeit gegen Korrosion.
In der Praxis kann man die Korrosionsbeständigkeit etwas verbessern indem man zusätzlich eine Schicht aus Hartchrom aufbringt. Dies ist nur bei Gleitlagern möglich. Bei Wälzlagern wird an den Stellen an denen das Bauteil von Wälzkörpern überrollt wird die Chromschicht abblättern und in Folge das Wälzlager zerstört.

Eine deutlich erhöhte Beständigkeit gegen Korrosion hat der Werkstoff 1.4108. Der Stahl wurde in für die Luft- und Raumfahrt hergestellt und hat eine erhöhten Anteil an Stickstoff.
In der Praxis kommt er im Maschinenbau kaum zum Einsatz, da die Materialkosten um ein Vielfaches über denen von 440C liegen.

Zwei verbundene Bauteile aus unterschiedlichen Metallen die mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit benetzt sind bilden ein galvanisches Element. Je nach Potentialdifferenz entsteht ein mehr oder weniger starker Strom.
Das unedlere Metall wird zur Anode und löst sich auf während auf der kathodischen Seite in einer Reduktionsreaktion etwaige Korrosionsprodukte reduziert werden.

In manchen Fällen ist das gewünscht, (galvanische Beschichtung), in anderen Fällen kann dies zu erheblichen Schäden führen. (Beispiel Aluminiumblech mit Kupferschrauben verschraubt oder Kombination von Baustahl und Edelstahl)

Kupferpatina kann bei Kupfer oder kupferhaltigen Werkstoffen (Bronze) auftreten. Es bilden sich meist grünliche Kupferverbindungen. Häufig tritt dies auf wenn aggressive Reinigungsmittel (Lebensmittelindustrie) verwendet werden.
Die wirksamste Maßnahme ist der Ersatz kupferhaltiger Werkstoffe wie z.B. Bronze oder Messing durch Werk-stoffe die kein Kupfer enthalten.
Bei Wälzlagern können Käfige und Teile der Dichtung aus Kupferhaltigen Werkstoffen bestehen.

Bei nachschmierbaren Gleitlagern besteht in vielen Fällen der Außenring aus Bronze. Ein Ersatz der Bronze ist in dem Fall nicht ohne weiteres möglich. In der Regel wählt man in solchen Fällen wartungsfreie Lager mit einem PTFE Gleitbelag.

Bei wartungsfreien Gleitlagern kann bei manchen Ausführungen in den Gleitbelag eine Gitter aus Bronzegewebe eingearbeitet sein. Das Bronzegewebe kann durch eine Gewebe aus Edelstahl ersetzt werden.

Kann auftreten wenn vergütetet Werkstoffe vor dem galvanisch verzinkt oder zur Reinigung gebeizt werden. Beim galvanischen Verzinken oder Beizen entsteht atomarer Wasserstoff der in den metallischen Werkstoff diffundiert und sich im Bereich von Korngrenzen oder Fehlstellen anlagert. Bei hohem Spannungsniveau im Werkstoff kann dann der eingelagerte Wasserstoff zu Sprödbrüchen führen.
Bei Schrauben geht man von davon aus, dass ab der Festigkeitsklasse 10.9 Wasserstoffversprödung auftreten kann.
Die Festigkeitsklasse 10.9 entspricht einer Zugfestigkeit von 1000 N/mm2  und einer Streckgrenze von 900 N/mm2.

Bei ASK werden alle Gehäuse mit einer Zugfestigkeit über 900 N/mm2 unmittelbar nach dem Beizen oder Verzinken mehrere Stunden bei Temperaturen über 200°C getempert. Dadurch diffundiert der atomare Wasserstoff aus dem Metall heraus.