Svensk forskning inom kullager har haft en avgörande roll för global industriutveckling och är tätt förknippad med några av 1900-talets största ingenjörsframgångar. Från Sven Gustaf Wingquists banbrytande självjusterande kullager 1907 till dagens avancerade materialteknologi har svenska forskare och företag satt standarden för livslängd, precision och effektivitet.
Sven Gustaf Wingqvist utvecklade självjusterande kullager – en revolution
År 1907 utvecklade ingenjören Sven Gustaf Wingqvist ett fler-rads självjusterande kullager med sfärisk yttre bana. Detta gjorde det möjligt för kullagret att kompensera för axelavvikelser och deformationer, något som tidigare lett till snabba haverier i maskiner. Uppfinningen resulterade direkt i grundandet av SKF (Svenska Kullagerfabriken) samma år, och tekniken spreds snabbt till hela världen.
SKF:s globala expansion under tidigt 1900-tal
Bara några år efter grundandet hade SKF fabriker och försäljningskontor i flera världsdelar. Mellan 1915 och 1920 etablerade företaget fabriker i 27 länder. År 1920 omsatte SKF 53 miljoner kronor – en enorm summa för tiden – och företaget blev snart världens största kullagertillverkare med verksamhet i över 100 länder.
Forskningen som lade grunden till moderna kullager
På 1940-talet genomförde ingenjörerna Arvid Palmgren och Gunnar Lundberg avancerade studier av kullagrens utmattningslivslängd. Genom att använda Weibull-fördelningar kunde de beräkna hur länge lager skulle hålla under olika belastningar. Deras arbete ligger till grund för dagens internationella standarder, inklusive ISO och ANSI/ABMA.
Svenska specialstål som håller världsklass finns i dagens kullager
För att möta de höga kraven på slitstyrka och precision utvecklades specialstål i Sverige. Ovako, med rötter i Hofors och Hällefors, är en ledande producent av lagerstål och levererar material till kullagerindustrin globalt. Stålen är ofta vakuumbehandlade för att eliminera orenheter, vilket drastiskt ökar livslängden.
Kullager under andra världskriget – strategisk export
Under andra världskriget var svenska kullager en kritisk exportprodukt. SKF:s leveranser stod för upp till 58 % av Tysklands behov av kullager – en kontroversiell del av svensk industrihistoria. Trots politiska påtryckningar från både de allierade och axelmakterna fortsatte SKF att exportera till flera länder under kriget.
Volvos födelse ur kullagerindustrin
Volvo startade som en avknoppning från SKF för att tillverka bilar. Namnet ”Volvo” betyder ”jag rullar” på latin och var från början ett registrerat varumärke avsett för en kullagerlinje. När biltillverkningen drog igång 1927 blev kopplingen mellan kullager och Volvo en del av svensk industrikultur.
Inspiration från tysk forskning – stribeck-effekten
Wingquist hämtade viss inspiration från den tyske forskaren Richard Stribecks arbete från 1902, där han jämförde prestanda hos kullager och glidlager. Denna forskning hjälpte till att förklara varför rullande element hade så mycket lägre friktion och längre livslängd.
Hybridlager – en modern fortsättning på svensk tradition
Dagens kullagerteknik bygger vidare på den svenska traditionen. Hybridlager, som kombinerar stålringar med keramiska kulor, ger lägre vikt, minskad värmeutveckling och högre rotationshastigheter. Denna utveckling hade inte varit möjlig utan de material- och livslängdsstudier som svensk forskning lagt grunden för.
Intressanta fakta om svensk historia kring kullager
- SKF:s tidiga kataloger översattes snabbt till över tio språk för att möta den globala efterfrågan.
- Palmgren var också upphovsman till flera maskinverktyg och konstruktioner utanför kullagerområdet, men hans livslängdsmodeller är mest kända.
- Keramiska kullager, som idag används i höghastighetståg och rymdfarkoster, härstammar tekniskt sett från principer som utvecklades i Sverige under 1900-talets mitt.
Svensk kullagerforskning har sedan 1907 styrt hur världen beräknar livslängd, väljer material och övervakar lager i drift – från Wingquists självjusterande lager och SKF:s världsgenombrott till Palmgren–Lundbergs livslängdsteori, ISO-standarder, hybridlager, AI-övervakning och fossilfria stålflöden.
1907–1910: uppfinningen som startade allt
1907: Sven Gustaf Wingquist konstruerar det självjusterande kullagret med sfärisk ytterbana (tar upp felvinklar och skevhet) och grundar Svenska Kullagerfabriken, SKF, i Göteborg.
1908–1910: De första utländska säljkontoren och fabrikerna etableras; exporten tar fart när tung industri får dramatiskt minskat lagerhaveri.
1911–1919: svenska konstruktioner blir industristandard
1911–1915: Tidiga systemstudier på SKF kopplar ihop toleranser, smörjmedel och ytor med verklig drifttid.
1917–1919: Arvid Palmgren utvecklar det sfäriska rullagret (dubbelradigt självjusterande rullager) för högre lastbärförmåga i tung industri – ett av seklets mest spridda lagertyper.
1920–1929: global expansion och ”jag rullar”
1920: Omsättning och volymer skjuter i höjden när standardiserade mått och serietillverkning slår igenom.
1927: Volvo startas ur SKF-sfären; varumärket ”Volvo” fanns redan för en kullagerlinje (latin: ”jag rullar”) – symboliskt för hur lagertänket formar svensk fordonsteknik.
1930–1939: laboratorier, mätmetoder och smörjteknik
1930-talet: Forskningslabben i Göteborg systematiserar provning: hårdhetsprofiler, ytfinhet, smörjfetters oxidation och tätningars friktionsbidrag mäts mot verklig livslängd. Standardiserade provriggar gör resultat reproducerbara.
1940–1949: livslängdsteorin tar form
1940-talet: Arvid Palmgren och Gunnar Lundberg lägger grunden till rullningsutmattningens statistik. Weibullanalys och kontaktmekanik kopplas till ”dynamisk bärförmåga” och sannolik livslängd – ett kvantsprång från tumregler till vetenskapliga modeller.
Krigsåren: Svenska lager är strategisk export. Produktionsstyrning, materialrenhet och kvalitetskontroll pressas till nya nivåer som senare standardiseras.
1950–1959: materialrevolution och renare stål
1950-talet: Svenska verk med vakuumavgasning och sekundärmetallurgi minimerar inneslutningar (”clean steels”). Resultat: färre spänningskoncentrationer, längre L10-liv. Här läggs grunden till ”lagerstål” med renhetsklasser som industrin fortfarande jagar.
1960–1969: tätningar, smörjning och systemtänk
1960-talet: Nya tätningar och smörjfetter minskar kontaminering och driver upp livslängd i dammiga, fuktiga och varma miljöer. Optimering av radial förspänning, spårgeometri och kul-/rullprofil ger lägre friktion vid start/stopp.
1970–1979: från teori till norm – iso 281
1970-talet: Palmgren–Lundberg-modellen cementeras i branschen och blir basen för ISO 281 (beräkning av nominell livslängd). Svenska data och metodik blir referens i dimensioneringstabeller, kataloger och CAD-verktyg.
1980–1989: datorns intåg och precisionsgeometrier
1980-talet: Finita element, elastohydrodynamisk smörjning (EHL) i beräkningar och CNC-slipning av löpbanor levererar kontrollerade kontakttryck och mikrogeometrier. Vibrationsdiagnostik etableras i pappers-, gruv- och energisektorn.
1990–1999: hybridlager
1990-talet: Hybridlager (keramiska kulor/rullar mot stålringar) sprids för höghastighet, lägre värme och bättre dielektrisk isolering i eldrivlinor. Förbättrad ringrenhet, ytvalsenhet och geometri lanseras som högprestandaserier för längre livslängd vid samma storlek.
2000–2009: energieffektivitet och konditionsövervakning
2000-talet: Lågfriktionsgeometrier, tunnfilmsbeläggningar (t.ex. DLC) och bättre tätningar sänker effektförluster i transmissionssteg. On-line-övervakning med accelerometrar, temperatursensorer och spektralanalys gör prediktivt underhåll kommersiellt.
2010–2019: smarta lager och digitala tvillingar
2010-talet: Sensorintegrerade lager och trådlösa noder ger realtidsdata (temperatur, vibration, varvtal). Maskininlärning förbättrar feligenkänning (pitting, brinelling, smutsintrång) och återkopplar till dimensionering – design-in-the-loop blir vardag.
2020–nu: hållbarhet, fossilfritt stål och ai i skala
2020-talet: Svenska stålsatsningar visar vägen mot fossilfria processer (väte-/elvärmda ugnar, grönt elstål). Remanufacturing och cirkulära flöden industrialiseras för stora lager. AI-stöd sätter dynamiska smörjintervall och adaptiv förspänning för maximal livslängd med minimal energi.
Tekniska framsteg som präglat utvecklingen av kullager
Kontaktfysik och EHL: Svensk forskning knyter materialrenhet, yttextur och smörjfilm till faktisk kontaktutmattning – grunden för pålitliga L10- och aISO-beräkningar.
Material och renhet: Vakuumbehandlat kromlegerat stål, kontrollerad inneslutningsstorlek och restspänningar via slipning/skotning ger lägre initiering av micro-pitting.
Geometri och mikroprofil: Optimerade löpbaneprofiler (kroneslipning) jämnar ut tryckfördelning och minskar kantbelastning vid felvinklar – direkt kopplat till Wingquists ursprungliga självjusteringstanke.
Tätningar och smörjning: Lågfriktionsläppar, oxidationståliga fetter och additivpaket för höga kanttryck gör att samma lager klarar tuffare miljöer längre.
Diagnostik och AI: Envelope-analys, ordertracking och ML-klassificering minskar oplanerade stopp och förlänger serviceintervall – en svensk paradgren inom processindustri.
Nedslag år för år – korta milstolpar
1907: Självjusterande kullager; SKF grundas.
1919: Sfäriskt rullager industrialiseras.
1927: Volvo startar ur SKF-sfären.
1947–1952: Palmgren–Lundberg publicerar livslängdsmodell (Weibull-statistik).
1965: Tätnings- och smörjgenombrott i serieproduktion.
1977: ISO 281-ramverk etableras i dimensioneringspraxis.
1990-talet: Hybridlager sprids; högrenhetsstål standardiseras.
2000-talet: Prediktivt underhåll on-line blir industriell norm.
2010-talet: Sensoriserade lager och digitala tvillingar i drift.
2020-talet: Fossilfria stålflöden, remanufacturing i skala och AI-optimerad smörjning.