19. NOVEMBER 2017

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"Schmierung ist nicht die drehzahlbegrenzende Komponente"


Spezial Maschinenelemente

Dr. Martin Voll – Die Werkzeugmaschinen weisen immer höhere Drehzahlen auf, die Belastungen für Antriebe, Spindeln und Lager wachsen. Der Leiter Anwendungstechnik Produktionsmaschinen bei Schaeffler erläutert, welche Schmierung für welche Anwendung geeignet ist und was der Maschinenkonstrukteur beachten muss, um den Lagern ein langes Leben zu sichern.
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Herr Dr. Voll, die Maschinen weisen immer höhere Drehzahlen auf, die Anforderungen steigen. Wie sieht das bei den Lagern aus - müssen die dafür auch speziell ausgelegt werden?

Selbstverständlich müssen die Lager dem auch Rechnung tragen. In vielen Fällen sind aber nicht die Lager oder die Schmierung die drehzahlbegrenzende Komponente. Bei Hochgeschwindigkeitsspindeln ist das meist der Motor, also die Bandagen, die die Magnete halten. Und das wird auch die nächsten Jahre so bleiben.

Dennoch entwickeln wir natürlich auch die Lager weiter, und dabei in erster Linie die Geometrie. Man hat einen genormten Bauraum. Bei Schrägkugellagern kann man durch Wälzkörpergröße und durch die Radien der Laufbahnen die grundsätzliche Drehzahleignung beeinflussen. Bei Rundtischlagern ist es z.B. auch die Länge der Wälzkörper, die die grundlegende Drehzahleignung festlegt.

Weiterer Punkt ist die Gestaltung des Käfigs. Bei niedrigen Drehzahlen hat die keinen nennenswerten Einfluss auf die Gesamtreibung. Doch mit den höheren Drehzahlen nimmt dieser Einfluss in Potenzen zu. Eine große Rolle spielt auch die Qualität. Je genauer die Lager gefertigt sind, desto gleichmäßiger ist der Ablauf der Wälzkörper. Und dann kommt noch die Qualität der Oberflächen dazu.

Haben Sie dazu ein konkretes Beispiel?

Natürlich. Wir haben vor zwei Jahren durch Optimierung von Oberflächen und Wärmebehandlung bei den Vorschubspindellagern ZKLN und ZKLF der neuen X-life Generation die Drehzahlen um 60 Prozent erhöht. Die wird zwar von den Maschinenherstellern eigentlich bis heute nicht ausgenutzt, weil die Vorschubgeschwindigkeiten, die real gefahren werden, aufgrund des Bauraums gar nicht so stark steigen, die niedrigere Reibung und Erwärmung führt aber zu einer erhöhten Genauigkeit und Dynamik und besseren Bearbeitungsergebnissen. Die X-life Zylinderrollenlager der Baureihen N10 und NN30 sind mit einem Käfig aus Kunststoff ausgestattet. Durch die geringere Reibung gegenüber Lagern mit Messingkäfigen steigt die Drehzahl um 25 Prozent. Die Lager erreichen höhere Fettgebrauchsdauern und laufen ruhiger.


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Ausgabe:
:K 06/2017
Unternehmen:
Bilder:
Schaeffler
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