Auf die Schmierung kommt es an

Titelgeschichte

Wälzlager – Bei extremen Betriebsbedingungen kommen Wälzlager oft an ihre Grenzen. Durch die anwendungsgerechte Auswahl der Schmierstoffe lassen sich Lebensdauer und Leistung von Standard-Lagern deutlich verbessern. Dabei werden sogar die Werte wesentlich teurerer Premium-Produkte übertroffen.

27. August 2012

Eine entscheidende Rolle für die Funktionalität und Lebensdauer von Wälzlagern spielen die eingesetzten Schmierstoffe: Sie haben die Aufgabe, den metallischen Kontakt zwischen Wälzkörper und Kontaktflächen zu reduzieren und so Reibung und Verschleiß zu minimieren. Vor allem bei Einsätzen unter extremen Betriebsbedingungen geraten Standard-Lager jedoch früh an ihre Grenzen. Speziell bei Anwendungen mit hohen Lasten, hohen Drehzahlen, extremen Temperaturen oder hohen Ansprüchen an die Hygiene gewährleistet daher erst eine anwendungsgerechte Auswahl der Schmierstoffe eine optimale Lebensdauer und Leistung der Rillenkugellager.

Der Karlsruher Wälzlagerspezialist Findling hat deshalb bewährte Standardlager verschiedener Hersteller mit den unterschiedlichsten Schmierstoff- und Dichtungssystemen kombiniert, mit dem Ziel, ihre Lebensdauer unter den jeweiligen Einsatzbedingungen zu optimieren. Im Ergebnis konnten auf diese Weise in vielen Fällen sogar die Leistungswerte wesentlich teurerer Premium-Produkte übertroffen werden.

Die Badener vertreiben diese optimierten Speziallager unter der Marke ABEG eXtreme für vier unterschiedliche, definierte Anwendungsbereiche. Dabei eignen sich die Lager der Serie Xforce speziell für Schwerlastapplikationen, in denen das Lager mit extrem hohen Belastungen beaufschlagt wird. Eigens für Anwendungen mit hohen Drehzahlen konzipiert sind dagegen die Lager der Xspeed-Serie. Eine besondere lange Lebensdauer bei Anwendungen unter großer Hitze oder Kälte bieten die Lager in Ausführung Xtemp, während die Xclean-Serie robuste Lagertechnik für Washdown-Anwendungen sowie Spezialausführungen für Reinraumapplikationen umfasst.

Grundlage der Entwicklung sind umfangreiche Testreihen auf eigens entwickelten Leistungsprüfständen, wo verschiedene Rillenkugellager unter den spezifischen Betriebsbedingungen der jeweiligen Anwendungsbereiche getestet wurden. Dabei prüft Findling mit unterschiedlichen Spezialbefettungen und Dichtungsvarianten aus seinem herstellerübergreifenden Portfolio vor allem die tribologischen Eigenschaften der Lager, um besonders leistungsfähige Kombinationen für eine möglichst lange Lebensdauer bei Höchstleistung zu ermitteln.

Spezialfett für hohe Lasten

Als optimales Schmiermittel für die Xforce-Lager für Anwendungen mit besonders hohen Lasten erwiesen sich zum Beispiel ein Sonderfett auf Basis von Lithium-12-Hydroxystearat sowie hochwertigem, alterungsbeständigem Mineralöl in Verbindung mit speziellen Hochlastadditiven. Diese Additive gewährleisten, dass der Schmierfilm auch unter Schwerlastbedingungen auf den metallischen Oberflächen haftet. Zudem sorgen sie für einen schnellen und kohäsiveren Aufbau des Schmierfilms, wodurch auch niedrige Drehzahlen gefahren werden können. Darüber hinaus bieten die Hochlastadditive in dem Sonderfett der Xforce-Lager einen ausgezeichneten Korrosionsschutz, was sich vor allem bei Outdoor-Anwendungen oder beim Einsatz in Baumaschinen bewährt.

Ein wichtiger lebensdauerrelevanter Bestandteil der Wälzlagerkonstruktion neben der Befettung sind jedoch auch die Dichtungen der Lager: Sie sollen das Eindringen von Verunreinigungen verhindern und zugleich gewährleisten, dass der Schmierstoff auch bei hohen Belastungen nicht aus dem Lager verdrängt wird oder sich seitlich ablagert. Als optimale Kombination mit der Spezialbefettung für die Xforce-Lager bewähren sich hier die besonders leistungsfähigen zweilippigen, beidseitig in einer Nut geführten Dichtungen der Baureihe 2RSDD.

Hohes Tempo kein Problem

Ein anderes Anforderungsprofil als für Hochlastlager unter rauen Umgebungsbedingungen gilt dagegen für Lager in Hochgeschwindigkeitsanwendungen: Gefragt sind hier anstelle einer eher robusten Dichtungstechnik und für niedrigere Drehzahlen optimierter Fette und Fettmengen vor allem kleinste Toleranzen, Mindermengenschmierung, ein geringes Reibmoment sowie hochreine Wälzlagerfette.

Zudem muss hier neben der Belastung durch die hohen Drehzahlen auch die daraus resultierende erhöhte Wärmeentwicklung berücksichtigt werden, die durch die Reibung von weniger geeigneten Dichtungen noch verstärkt werden kann. Weitere Voraussetzungen für eine lange Lagerlebensdauer bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen sind eine hohe Rundlaufgenauigkeit sowie eine möglichst geringe Geräuschentwicklung der Lager aufgrund der hohen Drehzahlen.

Die Ausstattungskomponenten der Xspeed-Lager sind deshalb exakt auf dieses Leistungssegment hin abgestimmt. Besonders wichtig ist bei diesen Lagern zudem, dass die Lagerluft sich innerhalb enger Toleranzen bewegt und an die hohen Geschwindigkeiten angepasst ist. Zudem müssen hier höhere Ansprüche an die Oberflächengüte gestellt werden, um die Laufeigenschaften bei höherer Geschwindigkeit zu verbessern und so die Geräuschentwicklung zu verringern. Um allen diesen Aspekten Rechnung zu tragen, muss die Befettung also für höhere Dauertemperaturen ausgelegt und hochrein sein. Zum Einsatz kommt deshalb ein spezielles Hochleistungsfett, das für einen Temperaturbereich von -50 bis +150 Grad Celsius ausgelegt ist und eine extrem feine Partikelstruktur aufweist. Die Folgen sind ein sehr geringes Anlaufmoment sowie ein besonders geräuscharmer Lauf. Ein spezieller Verdicker auf Ester/Lithium-Basis gewährleistet zudem, dass der Geräuschpegel auch über die gesamte Lebensdauer des Lagers hinweg weniger stark ansteigt als bei anderen Wälzlagerfetten.

Hitzefeste Sonderfette

Für Anwendungen bei noch höheren Temperaturen bietet Findling Lager mit C3-Lagerluft, deren hochreines Hochtemperaturfett auf der Basis von Di-Harnstoff Einsatztemperaturen bis zu 180 Grad Celsius erlaubt. Dieses Spezialfett bietet noch bei 177 Grad Celsius eine Lebensdauer von über 750 Stunden nach der Standard-Prüfnorm ASTM D3336 und ist durch seine feine Partikelstruktur zudem extrem geräuscharm. Aufgrund seiner höheren Grundölviskosität besitzt es jedoch ein höheres Anlaufmoment bei niedrigen Temperaturen und ist zudem nur bis -40 Grad Celsius einsetzbar.

Auch bei diesen Befettungs-systemen lassen sich mit der Dichtungsvariante 2RSDD hervorragende Ergebnisse erzielen. So konnte mit dieser Kombination die Eigenerwärmung gegenüber der RS-Standarddichtung um 10 Grad Celius reduziert werden, was die Lebensdauer des Lagers unmittelbar verlängert. Für besonders anspruchsvolle Anwendungen bietet Findling die Xspeed-Lager außerdem in der noch reibungsärmeren Variante 2RW sowie als berührungslose Version LLB an.

Gegenüber Lagern der ABEG-Referenzklasse Premium verringern die Optimierungsmaßnahmen bei den für hohe Umdrehungsgeschwindigkeiten optimierten Produkten der Reihe Xspeed nicht nur die Wär-meentwicklung, sondern auch die Laufgeräusche sowie die Schwingbeschleunigung deutlich. Insgesamt belegen die Langzeittests auf dem Leistungsprüfstand, dass die anwendungsspezifische Modifikation eines Wälzlagers dessen tatsächliche Lebensdauer gegenüber den Referenzwerten einer nominellen Lebensdauerberechnung für Premiumlager fast verdreifachen kann.

Auf einen Blick

-Die Findling Wälzlager GmbH in Karlsruhe ist ein führender Lieferant von Wälzlagern unterscheidlicher Hersteller.

-Ein eigenes Prüflabor ermöglicht die weltweite Recherche des optimalen Wälzlagers für verschiedene Einsatzzwecke.

Erschienen in Ausgabe: 06/2012