70 Jah­re Revo­lu­ti­on aus Her­zo­gen­au­rach: Das käfig­ge­führ­te Nadel­la­ger von Schaeffler

Nachbildung des ersten käfiggeführten Nadellagers von Schaeffler. Foto: Schaeffler
Nachbildung des ersten käfiggeführten Nadellagers von Schaeffler. Foto: Schaeffler

1950 wur­de Dr.-Ing. E.h. Georg Scha­eff­lers Idee des käfig­ge­führ­ten Nadel­la­gers zum Patent ange­mel­det, was die Lage­rungs­tech­no­lo­gie revolutionierte

Mit der Idee des Nadelkäfigs revolutionierte Dr.-Ing. E.h. Georg Schaeffler die Lagerungstechnologie. Foto: Schaeffler

Mit der Idee des Nadel­kä­figs revo­lu­tio­nier­te Dr.-Ing. E.h. Georg Scha­eff­ler die Lage­rungs­tech­no­lo­gie. Foto: Schaeffler

Vor 70 Jah­ren revo­lu­tio­nier­te Dr.-Ing. E.h. Georg Scha­eff­ler in Her­zo­gen­au­rach die Lage­rungs­tech­no­lo­gie. Die Idee: den Nadeln im Nadel­la­ger mit­tels Käfig mehr Füh­rung zu ver­lei­hen. Im Febru­ar 1950 star­te­ten die ersten prak­ti­schen Ver­su­che mit käfig­ge­führ­ten Nadel­la­gern. Die Ergeb­nis­se über­zeug­ten, die Bau­tei­le waren extrem ver­schleiß- und rei­bungs­arm – mit der Anmel­dung zum Patent wur­de im Sep­tem­ber 1950 die Basis für den Pro­dukt­er­folg geschaf­fen. Schon ein Jahr nach dem Bau des ersten Pro­to­typs, im Febru­ar 1951, konn­ten die ersten Seri­en­auf­trä­ge von Auto­mo­bil­her­stel­lern gewon­nen wer­den, der Ein­satz in Indu­strie­an­wen­dun­gen folg­te. „Mit die­ser Erfin­dung hat mein Vater Georg Scha­eff­ler die Basis für das rasan­te Wachs­tum unse­res Unter­neh­mens gelegt. Das käfig­ge­führ­te Nadel­la­ger ist eine der wich­tig­sten Inno­va­tio­nen unse­rer Unter­neh­mens­ge­schich­te als Auto­mo­bil- und Indu­strie­zu­lie­fe­rer“, sagt Georg F. W. Scha­eff­ler, Fami­li­en­ge­sell­schaf­ter und Auf­sichts­rats­vor­sit­zen­der. „Denn die Ent­wick­lung die­ses Pro­duk­tes zeigt ein­drucks­voll, was uns aus­zeich­net: Wir haben beim käfig­ge­führ­ten Nadel­la­ger sämt­li­che Syn­er­gien genutzt, um mit die­sem inno­va­ti­ven Pro­dukt alle rele­van­ten Ziel­märk­te zu bedie­nen und ech­ten Kun­den­nut­zen zu gene­rie­ren – sowohl in der Auto­mo­bil- als auch in der Industriebranche.“

Höhe­re Dreh­zah­len bei gerin­ge­rer Reibung

Mit der Erfin­dung behob Dr.-Ing. E.h. Georg Scha­eff­ler gra­vie­ren­de Nach­tei­le der frü­her übli­chen voll­na­de­li­gen Lager: Die lan­gen Nadel­rol­len neig­ten wäh­rend der Lager­dre­hung dazu, sich quer zu stel­len (Schrän­ken), was dann zum Blockie­ren des Lagers führ­te. Zudem ent­stand viel Gleit­rei­bung zwi­schen den sich gegen­läu­fig dre­hen­den Nadel­rol­len. Die Ent­wick­lung des Nadel­käfigs über­wand die­se Nach­tei­le und erlaub­te wesent­lich höhe­re Dreh­zah­len bei gerin­ge­rer Rei­bung. Inge­nieu­re konn­ten so ande­re Lager­bau­for­men durch käfig­ge­führ­te Nadel­la­ger erset­zen und die Lei­stungs­fä­hig­keit ihrer Anwen­dun­gen deut­lich verbessern.

Ins­be­son­de­re für die Ent­wick­lung klei­ner, lei­stungs­fä­hi­ger und kosten­gün­sti­ger Auto­mo­bi­le lei­ste­te das Nadel­la­ger einen unschätz­ba­ren Bei­trag. „Ohne zuver­läs­si­ge Nadel­la­ger wären moder­ne Auto­mo­bi­l­an­trie­be bis heu­te nicht denk­bar“, sagt Mat­thi­as Zink, Vor­stand Auto­mo­ti­ve Tech­no­lo­gies bei Scha­eff­ler. Auch im Maschi­nen- und Anla­gen­bau, in Bau- und Land­ma­schi­nen sowie in der För­der­tech­nik kamen Nadel­la­ger nach und nach zum Einsatz.

Rol­le in Zukunftsmärkten

Auch in Zukunft wer­den die Nadel­la­ger eine wich­ti­ge Rol­le ein­neh­men. In der E‑Mobilität sind Nadel­la­ger für die Funk­ti­on zahl­rei­cher elek­tri­fi­zier­ter Getrie­be unver­zicht­bar. So ermög­li­chen Nadel­krän­ze Lage­run­gen mit gering­stem Bau­raum, da ihre Bau­hö­he nur dem Durch­mes­ser der Nadel­rol­len ent­spricht. Zudem sind sie hoch trag­fä­hig und im Ver­gleich zu ande­ren Lager­bau­for­men kosten­gün­stig. KZK-Nadel­la­ger (Kur­belz­ap­fen­kä­fi­ge) sind etwa bei E‑Achsen mit koaxia­lem Auf­bau im Ein­satz. Ein Anwen­dungs­bei­spiel ist etwa das seit 2018 für den Audi e‑tron pro­du­zier­te Schaeffler-E-Achsgetriebe.

Auch in der Indu­strie kön­nen bei den immer stär­ker nach­ge­frag­ten Leicht­bau­ro­bo­tern durch den Ein­satz von Nadel­la­gern die Gelenk­stel­len mit­tels Down­si­zing leicht und kom­pakt aus­ge­führt wer­den. Gering­ste Nach­gie­big­keit und höch­ste Sicher­heit sind durch die Nadel­la­ger gege­ben. Neue­stes Bei­spiel ist das Schrä­gna­del­la­ger XZU von Scha­eff­ler, das sowohl als Gelenk­arm­la­ger in Leicht­bau­ro­bo­tern und Cobots als auch als Haupt­la­ge­rung im neu­en Prä­zi­si­ons­ge­trie­be RTWH zum Ein­satz kommt, ein für Robo­ter­ge­len­ke ein­bau­fer­ti­ges Untersetzungsgetriebe.

Tech­no­lo­gi­sche Entwicklung

Was mit einer genia­len Idee von Dr.-Ing. E.h. Georg Scha­e­ffler begann, ist im Lau­fe von 70 Jah­ren hin­sicht­lich Lei­stungs­fä­hig­keit und Typen­viel­falt von Scha­eff­ler-Inge­nieu­ren kon­ti­nu­ier­lich wei­ter­ent­wickelt wor­den. Im Ver­gleich zu einem Mas­siv-Nadel­la­ger aus den 50er Jah­ren hat sich bei glei­chen Abmes­sun­gen die Lebens­dau­er um das Fünf­zehn­fa­che und die sta­ti­sche Trag­fä­hig­keit um das Drei­fa­che erhöht. Die durch den Nadel­kranz enorm ver­bes­ser­te Lei­stungs­dich­te bie­tet erheb­li­che Down­si­zing-Poten­zia­le für ener­gie- und res­sour­cen­scho­nen­de­re Anwendungen.

Auch die Typen­viel­falt wuchs ste­tig: Heu­te umfasst das Scha­eff­ler-Nadel­la­ger­port­fo­lio mehr als 15.000 Vari­an­ten für die unter­schied­lich­sten Anfor­de­run­gen. Seit der Patent-Anmel­dung vor 70 Jah­ren hat Scha­eff­ler ins­ge­samt über 100 Mil­li­ar­den Nadel­la­ger ver­kauft. Die Län­ge der Dräh­te zur Pro­duk­ti­on der jähr­lich 60 Mil­li­ar­den Nadel­rol­len wür­de aus­rei­chen, sie 18-mal um den Erd­äqua­tor zu wickeln. Jeden Tag wer­den fast 170 Mil­lio­nen Nadel­rol­len dar­aus produziert.