Klein macht effizient

Gleitlager

Downsizing – Reibungs- und größenoptimierte Nadellager ermöglichen bedeutende Energieeinsparungen und erhöhen gleichzeitig die Leistung der jeweiligen Maschinen.

17. Juni 2011

Einen nicht unbedeutenden Beitrag zu Energieeinsparung und Ressourcenschonung leisten effiziente und reibungsoptimierte Wälzlager, die damit zugleich die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der jeweiligen Maschinen oder Anlagen erhöhen. Welch großes Effizienzpotenzial diese Gruppe von Maschinenelementen im Hinblick auf Downsizing und Reibungsreduzierung bietet, belegen gleich drei neue Baureihen von INA-Nadellagern, die die Schaeffler Gruppe Industrie auf der Hannover Messe 2011 vorgestellt hat.

Höhere Tragzahl

Besonders tragfähig sind die Massiv-Nadellager der Serie X-life-D mit einem neu entwickelten profilierten Stahlkäfig, der es ermöglicht, bei gleichbleibenden Lagerabmessungen mehr und zudem längere Nadeln in das Lager einzusetzen. In der Folge bieten die Nadellager eine um 25Prozent höhere Tragzahl gegenüber anderen Nadellagern mit gleichen Abmessungen. Die Lager lassen sich damit wahlweise bei gleichem Bauraum deutlich höher belasten oder sie erlauben eine Verkleinerung von Maschinen und Aggregaten bei gleichbleibender Leistung. So bietet zum Beispiel das neue Radial-Nadellager X-life NK20/16DXL mit einem Bohrungsdurchmesser von 20 Millimeter und einer Breite von 16 Millimeter dieselbe Tragfähigkeit wie das bisherige X-life-Nadellager NK26/16XL mit einem Bohrungsdurchmesser von 26 Millimeter. Wird das neue Lager zum Downsizing eingesetzt, reduziert sich damit also bei gleicher Tragfähigkeit die Bauhöhe des Lagers um 15 Prozent, das Gewicht um 20 Prozent und die Reibung um 30 Prozent.

Neben diesem Modell präsentierten die fränkischen Wälzlagerspezialisten in Hannover von der neuen Baureihe zudem die Baugröße NK55/25-D-XL mit 55 Millimeter Bohrungsdurchmesser; drei weitere Baugrößen mit 14, 28 und 37 Millimeter sollen im Laufe des Jahres 2011 folgen. Insgesamt überdecken die fünf Typen dann einen Hüllkreisdurchmesser-Bereich von 14 bis 70 Millimeter und bieten somit Downsizing-Alternativen für eine Vielzahl von Anwendungen.

Weniger Reibung

Mehr Effizienz durch weniger Reibung bieten neue Massiv-Nadellager mit dem Kunststoff-Nadelkranz TWin Cage, bei dem sich in jeder Käfigtasche zwei einzelne, kurze Nadeln befinden. Gegenüber der üblichen Bauweise mit langen, einzelnen Nadeln verringert diese neuartige Kombination von Käfig und Wälzkörpern die Reibung um bis zu 25 Prozent. Bei einem Massiv-Nadellager vom Typ NK45/20-TV-XL beträgt die Differenz der Reibleistung bei 4.000 Umdrehungen pro Minute zwischen 25 und 30 Watt. Mit nur einem einzigen TWin-Cage-Nadellager lässt sich damit so viel Energie sparen, wie zum Betrieb einer Glühlampe erforderlich ist. Die damit verbundene geringere Wärmeentwicklung im Lager verlängert zudem die Fettgebrauchsdauer und damit die Schmierintervalle. Darüber hinaus verbessert sich auch die Genauigkeit der jeweiligen Anwendung aufgrund der geringeren Temperaturunterschiede im Betrieb. Durch die optimierte Lastverteilung auf beide Nadelreihen verbessern sich daneben die kinematischen Eigenschaften des Lagers.

Einen wesentlichen Beitrag zu weniger Reibung und mehr Effizienz können auch die neuartigen Slimline-Nadelhülsen mit einer radialen Bauhöhe von lediglich 1,5 Millimeter leisten, speziell beim Einsatz als Ersatz für Gleitlager. Die Außenabmessungen der Slimline-Nadelhülsen entsprechen nämlich in vielen Fällen denen von Gleitlagern, sodass sie diese beispielsweise in PKW-Automatikgetrieben ersetzen können. Im Vergleich zur herkömmlichen Gleitlagerung reduzieren Slimline-Nadelhülsen dort die Reibung um bis zu 60 Prozent.

Einfachere Konstruktion

Darüber hinaus vereinfachen sie die Umgebungskonstruktion, weil zur Schmierung schon ein feiner Ölnebel genügt. Bei Anwendungen in einem Automatikgetriebe kann deshalb auf aufwendige Ölzuführungen über horizontale und vertikale Bohrungen in der Welle verzichtet werden, wie sie beim Einsatz von Gleitlagern benötigt werden. Zugleich kann deshalb die Ölpumpe kleiner ausgeführt werden. Das geringere Losbrechmoment des Wälzlagers erhöht außerdem bei Start-Stopp-Anwendungen die Funktionssicherheit und Zuverlässigkeit. Zudem gewährleistet die gleichbleibend hohe Genauigkeit der Nadelhülse ein dauerhaft geringes Spiel des Lagers auf der Welle. Weil darüber hinaus das Getriebeöl nicht mehr durch den Abrieb der Gleitlagerschicht kontaminiert wird, bleibt zudem das Öl beim Einsatz der Slimline-Nadelhülsen länger sauber.

Auf einen Blick

- Drei neue Baureihen von Nadellagern der Schaeffler Gruppe Industrie eröffnen zahlreiche Möglichkeiten zum effizienteren Einsatz von Energie beim Betrieb von Maschinen und Anlagen.

- Die Massiv-Nadellager der Serie X-life-D besitzen eine um 25 Prozent höhere Tragzahl als andere Nadellager mit gleichen Abmessungen und erlauben damit eine Verkleinerung von Maschinen und Aggregaten bei gleichbleibender Leistung.

- Massiv-Nadellager mit einem Kunststoff-Nadelkranz mit je zwei Nadeln pro Nadeltasche reduzieren die Reibung um bis zu 25 Prozent.

- Extra dünne Nadelhülsen mit einer radialen Bauhöhe von lediglich 1,5 Millimeter eignen sich in vielen Fällen als Ersatz für Gleitlager mit identischen Außenabmessungen und reduzieren dabei Reibung und Verschleiß um bis zu 60 Prozent.

Erschienen in Ausgabe: 05/2011