Für fast alles geeignet

Technik Maschinenelemente

Rillenkugellager – Wenn eine Anwendung zahlreiche Anforderungen an die eingesetzten Wälzlager stellt, fungieren Rillenkugellager quasi als Allrounder. Wie das in der Praxis aussieht, zeigen einige Beispiele aus dem Referenzportfolio von Findling.

17. August 2016

Rillenkugellager sind robust, wartungsfrei und vielseitig verwendbar. Sie nehmen Radialbelastungen sowie axiale Belastungen in beide Richtungen auf und haben auch mit hohen Drehzahlen kein Problem. Tagtäglich zu tun mit diesen Komponenten hat die Findling Wälzlager GmbH aus Karlsruhe. In ihrem Sortiment aus mehr als 22.000 Lagertypen sind auch viele Rillenkugellager vertreten. Eigentlich vergleichsweise einfache Standardbauteile, sind sie im verbauten Zustand oft auch funktionskritisch.

In den Kolben-Membran-Dosierpumpen eines deutschen Herstellers zum Beispiel erfüllen die Maschinenelemente die Anforderungen an einen 24-Stunden-Betrieb zuverlässig und widerstehen höheren Temperaturen ebenso wie dem Schmutzgehalt in der Umgebungsluft. Die Lager müssen sehr robust sein, denn wenn sie versagen, steht die Pumpe still und somit unter Umständen die gesamte Aufbereitungsanlage. Daraus resultieren nicht nur ein Ausfall und hohe Kosten für den Anwender. Ein solcher Vorfall schädigt zudem das Image des Anlagenherstellers und auch des Wälzlageranbieters. Dank des ABEG-Systems mit vier Leistungsklassen lassen sich die Wälzlager bei Findling aber optimal auswählen. Bei den Pumpen kommen Rillenkugellager der Leistungsklasse Supra zum Einsatz. Sie erfüllen die geforderten Leistungsdaten zuverlässig, arbeiten aber auch sehr wirtschaftlich.

Die unterschiedlichen Leistungsklassen sagen nichts über die Qualität der Produkte aus, es geht vielmehr um den genau angepassten Einsatz, denn Lager werden in der Konstruktionsphase gerne sicherheitshalber überdimensioniert, auch in puncto Lebensdauer. Findling hat dazu die Formel zur Lebensdauerberechnung von Wälzlagern um den ABEG-Faktor erweitert. Definiert man die tatsächlich geforderte Lebensdauer als Zielgröße, lassen sich diejenigen Produkte herstellerneutral ermitteln, die den Betriebs- und Umgebungsbedingungen entsprechen. Der Anwender kann nun seine Auswahl nach technischen und wirtschaftlichen Kriterien treffen.

Besonders leise

Die kosteneffiziente Auswahl der Lager war auch für einen weiteren Kunden von Findling relevant. Bezüglich der benötigten Rillenkugellager hatte der Hersteller von Getrieben für Treppensteiggeräte allerdings durchaus andere Prioritäten: In diesem Fall sollten die Antriebe besonders leise arbeiten, und die Geräusche dürfen sich nicht verändern, denn das würde die Nutzer beunruhigen. Auch die Vibrationen während des Betriebs sind ein entscheidender Faktor. Verantwortlich für den leisen und vibrationsarmen Lauf eines Getriebes ist auch hier wieder das eingesetzte Kugellager. Die Karlsruher bieten dazu Lager in genormten Vibrationsklassen und darüber hinaus in verschärften, nicht von der Norm erfassten Klassen an.

In enger Zusammenarbeit mit Findling identifizierte der Hersteller die richtigen Lager für diese Herausforderung. Die Wahl fiel auf einreihige Rillenkugellager vorwiegend der Serie 69, welche in 100Cr6 und Edelstahl eingesetzt werden. Edelstahllager sind sehr korrosionsbeständig, lassen sich aber nicht so gut härten. Darum haben sie eine verringerte Lebensdauer gegenüber Chromstahllagern. Für einen zusätzlichen Korrosionsschutz der inneren Bauteile sorgt die Befettung mit einem Fett auf Lithiumseifenkomplex-Basis. Besonders bei hohen Drehzahlen und entsprechend hohen Temperaturen kann dieser spezielle Schmierstoff die Lebensdauer der Lager deutlich erhöhen. Bei der eingesetzten Dichtungsvariante 2RS schützen zwei beidseitig angebrachte Dichtscheiben aus Nitrilkautschuk (NBR) vor Verunreinigungen und Fettaustritt. Sehr wichtig: Dank einer besonders hohen Fertigungsgenauigkeit lässt sich ein sehr leises Laufgeräusch gewährleisten.

Besonders schnell

Sehr spezielle Rillenkugellager bietet Findling mit der Xspeed-Serie, bei deren Entwicklung hohe Drehzahlen und Energieeffizienz im Fokus standen. Diese Lager bewähren sich unter anderem in elektrischen Stellantrieben von Regelventilen. Hier lagern je zwei Rillenkugellager vom Typ 6005 die Antriebsspindel, die über Zahnräder die Drehmomente überträgt. Für die Funktionalität der Baugruppe hat die Lagertechnik auch in dieser Anwendung eine zentrale Bedeutung. Denn bei deren Versagen kann der Antrieb das Ventil nicht mehr regeln. Deshalb müssen die Lager relativ hohe Axialkräfte übertragen können, hohe Anforderungen bezüglich Drehzahlen und Kraftaufnahme erfüllen und Temperaturen von 30 bis 80 Grad Celsius standhalten.

Die Xspeed-Lager sind dazu mit einem Hochleistungsfett geschmiert, das den geforderten Bereich zuverlässig abdeckt und zudem ein sehr gutes Anlaufverhalten zeigt. Da die Umgebungs- und Betriebstemperaturen die Konsistenz des Schmierstoffs beeinflussen und sich dieser bei höheren Gradzahlen zunehmend verflüssigen kann, hat Findling bei der Entwicklung der Xspeed-Lager unterschiedliche Dichtungsvarianten auf Praxistauglichkeit getestet.

Dies war vor allem im Hinblick auf die hohen Drehzahlen und die damit verbundenen Fliehkräfte wichtig, denn in Hochgeschwindigkeitsapplikationen darf der Schmierstoff nicht herausgeschleudert werden. Die darauf ausgerichtete Lagerausstattung inklusive der besonders leistungsfähigen Dichtungsvariante 2RSDD mit beidseitig in Nut geführter, axial anliegender schleifender Gummidichtung hat sich in den Ventilen des deutschen Herstellers bewährt.

Auf einen Blick

ABEG in sieben Schritten ...

• Analysiert die Hersteller.

• Stellt vorab die richtigen Fragen.

• Zeigt Optimierungspotenziale.

• Führt zur richtigen und optimalen Leistungsklasse.

• Findet den richtigen Preis.

• Verbindet konkrete Kundenwünsche mit dem Angebot auf den weltweiten Märkten.

• Verbindet die Prioritäten des Ein-käufers und des Konstrukteurs.

Erschienen in Ausgabe: 06/2016