Für eine bessere Umweltbilanz

In jedem Wälzlager von SKF steckt umfassendes Expertenwissen über Werkstoffe, Lagerdesign, Schmiermittel und Dichtungen. Diese Faktoren beeinflussen die Reibung und damit auch den Energieverbrauch der Anwendung, in der die Lager zum Einsatz kommen. Zahlreiche Industriezweige können ihren Energieverbrauch jetzt mit Rillenkugellagern der E2-Leistungsklasse spürbar senken.

Der Autor: Dietmar Seidel, Leiter Technische Fachpresse Deutschland, SKF, Schweinfurt

E2 steht in der Nomenklatur des Herstellers als Kürzel für energieeffizient: Dieses Kürzel erhalten nur solche Wälzlager, die 30 bis 50 % weniger Reibung verursachen als die SKF-Standardlager. Weil die reibungsminimierten E2-Lager zu einer höheren Energieeffizienz auf Seiten ihres Anwenders beitragen, gehören sie zum umweltfreundlichen BeyondZero-Portfolio des Unternehmens.

Von den Vorzügen dieser „grünen“ Lösung hat sich beispielsweise der indische Textilhersteller Sangam Group of Companies überzeugt: In seiner Branche gehört das Unternehmen zu den größten Playern weltweit. Mit über 200 000 Spindeln und mehr als 4000 Rotorspinnen produziert der Konzern etwa 73 000 t Garn pro Jahr. „Dabei kommen zu Veredelungszwecken unter anderem Doppeldraht-Zwirnmaschinen zum Einsatz, die zwei Zwirne aus unterschiedlichen Materialien zusammendrehen“, erläutert Anoop Kumar von Sangam in Bhilwara. In diesen Zwirnmaschinen arbeiten 30-kW-Motoren, die in der Regel 22 Stunden am Tag und 363 Tage im Jahr mit 1740 min-1 laufen. „Das verbraucht natürlich eine Menge Energie“, so Kumar, „und deshalb haben wir an einem dieser Motoren einen Test mit abgedichteten E2-Rillenkugellagern von SKF gefahren.“

Indischer Textilhersteller rüstet auf E2-Lager um

Erste Effekte zeigten sich schon unmittelbar nach der Umrüstung: „Wir bemerkten sofort, dass der Motor spürbar vibrationsärmer und kühler lief“, erinnert sich Kumar. Kaum zwei Monate später war klar, dass sich die Investition durch einen deutlich reduzierten Stromverbrauch bereits amortisiert hatte. „Im Schnitt stellten wir eine um 0,33 Kilowatt geringere Leistungsaufnahme fest“, so Kumar, „und damit war absehbar, dass der Motor nach der Umrüstung auf SKF-E2-Rillenkugellager rund 2635 Kilowattstunden weniger Strom pro Jahr verbrauchen würde.“ Der globalen Atmosphäre bleiben so durch die E2-Reibungsminimierung an einem indischen Motor etwa 1,5 t CO2-Emissionen pro Jahr erspart.

„Inzwischen wissen wir, dass die tatsächlichen Einsparungen sogar noch höher ausfallen“, betont Kumar, „weil die E2-Lager gegenüber unserer vorherigen Lösung auch noch bedeutend länger halten. Das wiederum reduziert unsere Instandhaltungskosten.“ Kein Wunder also, dass der Betriebsleiter schon kurz nach dem erfolgreichen Test weitere 136 E2-Lager in andere Elektromotoren einbauen ließ, um weitere Einsparpotenziale zu erschließen.

Natürlich eignen sich die neuen Rillenkugellager von SKF nicht nur für die Textilindustrie, sondern für Anwendungen aller Art, in denen leichte bis mittlere Belastungen und hohe Drehzahlen vorherrschen. Beispielsweise können sie auch in Pumpenmotoren eingesetzt werden. Das hat das Pharma-Unternehmen GlaxoSmithKline Consumer Healthcare in der Praxis überprüft: „In unseren Werken betreiben wir unter anderem Kühlwasserpumpen, die im Grunde ständig in Betrieb sind. Für diese Pumpen benutzen wir Elektromotoren mit einer Leistung von 22 Kilowatt. Die Motoren wiederum laufen mit 2990 Umdrehungen pro Minute“, berichtet Chefingenieur Pardeep S. Bhamra.

Einsatz in Kühlwasserpumpen-Motoren

Der hohe Stromverbrauch der Pumpenanlage war Bhamra angesichts steigender Energiepreise ein Dorn im Auge. Also entschloss auch er sich dazu, einen Pumpenmotor testweise mit SKF-E2-Rillenkugellagern auszustatten. „Im direkten Vergleich mit dem Altzustand sowie den anderen, noch nicht umgerüsteten Motoren haben wir eine Effizienzsteigerung von 2,5 Prozent gemessen“, so Bhamra. Das bedeutete letztendlich: Der umgerüstete Motor verbrauchte 4583,6 kWh weniger Energie pro Jahr als zuvor. „Damit haben sich die Vorhersagen von SKF absolut bewahrheitet“, berichtet der Chefingenieur, „und unsere Investition in die reibungsminimierte Lösung hatte sich nach nur 17 Tagen amortisiert.“ Anlass genug für Bhamra, auch alle anderen Pumpenmotoren des Werks auf E2-Lager umzustellen. Pro umgerüstetem Motor wird die Umwelt seither um etwa 2,6 t CO2 pro Jahr entlastet.

In den E2-Lagern von SKF steckt demnach ein enormes Potenzial, um den globalen Energieverbrauch zu senken. Für die USA und Europa hat das Unternehmen beispielsweise folgende Hochrechnung aufgestellt: Wenn man von einer mindestens 30%igen Reibungsminimierung durch E2-Rillenkugellager ausgeht, könnten die in den USA und der EU betriebenen Industrie-Elektromotoren jedes Jahr rund 2,46 Mrd. kWh weniger Energie verbrauchen. Das entspräche einer Umweltentlastung von über 141 Mio. t CO2 pro Jahr.

Möglich werden derartige Kosten- und Umweltvorteile u. a. durch die optimierte innere Geometrie der abgedichteten E2-Rillenkugellager, durch einen ebenso reibungsarmen wie langlebigen Schmierstoff und durch einen innovativen Polymer-Käfig. Der neue Käfig basiert auf einer leichteren Konstruktion, die trotz ihres Gewichtsverlusts weniger anfällig für Verformungen ist – selbst bei hohen Geschwindigkeiten. Quasi nebenbei sorgen diese Komponenten auch noch für eine geringere Geräuschentwicklung, da sie insgesamt leichter laufen und damit weniger Vibrationen erzeugen.

Auch die Dichtung der E2-Rillenkugellager hat der Hersteller unter Reibungsgesichtspunkten optimiert: Obwohl es nur noch ein minimales Übermaß zwischen Innenring und Dichtlippe gibt, leidet die Dichtwirkung nicht darunter. Dafür sorgt u. a. ein neuer Acrylnitril- Butadien-Kautschuk. Die neuen Lager bringen noch eine Reihe weiterer Vorzüge mit sich: Da eine geringere Reibung zugleich weniger Hitze verursacht, wird auch das Schmierfett in den abgedichteten SKF-E2-Rillenkugellagern weniger beansprucht. Ein derartig schonender Umgang mit dem Schmierfett bedeutet für den Betreiber, dass sein Wartungsaufwand sinkt – denn durch die reduzierten Betriebstemperaturen erhöht sich die Gebrauchsdauer der E2-Rillenkugellager. Anders ausgedrückt: Der Anwender benötigt deutlich seltener Ersatz. Verglichen mit abgedichteten Standard-Rillenkugellagern von SKF ist – je nach Anwendung – sogar eine Verdoppelung der Lagerlebenserwartung möglich. I