Produktvielfalt und Beratungskompetenz

Exklusiv in kem Der Autor Klaus Findling ist Geschäftsführer der Findling Wälzlager GmbH in Karlsruhe

Potenziale für die Optimierung von Wälzlagern liegen in der Werkstoff- und Oberflächenbeschaffenheit von Wälzkörpern und Ringen, dem Profil und der Geometrie der Laufbahnen, dem Kugel- oder Rollensatz sowie dessen Zusammenwirken mit speziellen Käfigausführungen. Ein geringeres Anlauf- sowie Widerstandsmoment dank verminderter Reibung oder eine geringere Masseträgheit als Ergebnis einer gewichtsreduzierten Bauweise – der Energieverbrauch lässt sich auf unterschiedliche Weise senken, ohne dass Abstriche bei der Leistung oder Lebensdauer gemacht werden müssen. Die Lebensdauer wird teilweise sogar durch eine anwendungsspezifische Optimierung erhöht und Anwender können neue, leistungsstärkere Applikationen entwickeln.

Durch den Einsatz der richtigen Maschinenelemente lässt sich ebenfalls eine energieeffizientere Antriebstechnik realisieren. Neben den eingesparten Verbrauchskosten durch geringeren Bedarf werden klimaschädigende CO2-Emissionen reduziert und Ressourcen nachhaltig geschont. Dies verschafft Wettbewerbsvorteile, da bei heutigen Konstruktionen der Umweltaspekt mehr denn je eine Rolle spielt und maßgeblich zum Image des Herstellers beiträgt.

Welche Möglichkeiten sich Anwendern dabei bieten, ist oft kaum bekannt. Konstrukteure wenden sich für Detailinformationen meist nur an die jeweiligen Hersteller. Dort wird aber in der Regel nur das im eigenen Hause verfügbare Wissen vermittelt – Informationen mit Tunnelblick. Besser beraten sei, wer herstellerübergreifendes Know-how nutze und somit umfangreichere Vergleichsmöglichkeiten habe. Als Spezialist für Wälzlager mit über 90 Jahren Produkt- und Anwendungserfahrung berät Findling Anwender transparent zu allen Details und deren Auswirkungen auf die jeweilige Applikation.

Dichtungen und Schmierstoffe sind weitere Konstruktionselemente, die die Energieeffizienz eines Lagers beeinflussen – und auch diese sind in vielen Ausführungen erhältlich. Wälzlagerhersteller können meist nur eine geringe Anzahl an Dichtungsformen und Werkstoffen wirtschaftlich fertigen und haben entsprechend eine eingeschränkte Auswahl. Findling liefert durch die Zusammenarbeit mit einer Vielzahl spezialisierter Abeg-Technologiepartner nicht nur eine hohe Variantenvielfalt an Lagertechnik, sondern auch an Dichtungselementen – und das auch in kleineren Losgrößen.

Beispielsweise führen nichtberührende Labyrinthdichtungen zu einer geringeren Verlustleistung. Sie sind bei guter Dichtwirkung besonders energiesparend. Rillenkugellager mit reibungsarmen, nichtschleifenden Dichtungen können den Betriebsverbrauch einer Anlage ebenfalls deutlich reduzieren. Gegenüber einer Premium-Lösung mit schleifender Dichtung (Massenprodukt) ermöglicht eine Supra-Lösung mit nichtschleifenden Dichtungen nicht nur einen energieeffizienteren und verschleißärmeren Betrieb, sondern auch eine Umschichtung der Fertigungskosten zugunsten der Energieeffizienz.

Auf die Forderung nach einer hohen oder annähernd gleichbleibenden Dichtwirkung bei gleichzeitiger Reduzierung des Anlauf- und Reibmoments hat Findling ebenfalls eine Antwort. Hierbei kommen spezielle schleifende Dichtungen mit geringer Vorspannung zum Einsatz, die diesen Anforderungen gerecht werden.

Den eingesetzten Schmierstoffen kommt eine weitere Schlüsselrolle zu. Die Viskosität des Fettes ist ein bestimmender Faktor, um das Anlauf- und Reibmoment zu reduzieren. Daraus entsteht eine energieeffizientere Lösung mit erhöhtem Wirkungsgrad. Die zusätzlich erreichte Reduzierung der Erwärmung des Lagers spielt eine weitere Rolle, da jede Wärmeentwicklung mit einem Energieverlust und somit einer Verringerung des Wirkungsgrades einhergeht. Häufig wird dem Parameter Schmierstoff bei Konstruktionen trotzdem nicht genügend Aufmerksamkeit entgegen gebracht.

Weiterhin ist entscheidend, in welchem Temperaturbereich das Schmierfett seine volle Wirksamkeit entfaltet. Findling hat sich in langjährigen Tests auf Leistungsprüfständen intensiv mit dieser Problematik beschäftigt und zählt heute bei Sonderanwendungen in kleinen Losgrößen zu den Vorreitern der Branche. Anwendern stehen erfahrene Techniker des Unternehmens zur Verfügung, die ihnen auch direkt vor Ort mit Rat und Tat zur Seite stehen. Im Abeg-Quickfinder professional, der Findling-Software zur Auswahl und Berechnung von Wälzlagern, sind mehr als 350 Fettsorten abrufbar. Dazu zählen normale Fette für Anwendungen im niedrigen Temperaturbereich bis zu 100 °C ebenso wie spezielle Fette auf Silikonbasis, die nicht sehr schnell fluide werden, Hochleistungs-PTFE-Fette und -Öle oder auch Kältefette bis -60 °C.

Findling,

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Technische Informationen zur Befettung

Beim Aufbau eines gleichbleibenden Schmierfilms für einen konstanten Betriebszustand in einem breiten Temperaturbereich spielen die Viskositätswerte des Schmierfetts (mm2/s) eine wichtige Rolle. Das Augenmerk sollte dabei auf den Viskositätswerten bei 40 und 100 °C liegen. Der sich daraus ergebende Schmierzustand k ist ein für die Energieeffizienz essentieller Wert. Um eine optimale Effizienz zu erreichen, ist ein Viskositätsverhältnis von 4 anzustreben. Auch die Drehzahl hat Einfluss auf den Wirkungsgrad der Wälzlager. Anhand der Stribeckkurve ist klar erkennbar, dass die Geschwindigkeit (v) im optimalen Bereich zu einem besseren Reibzustand führt.

Die Neutralisations-/Verseifungszahl des Fettes ist bei lebensdauergeschmierten Anwendungen wichtig. Sie gibt ein Indiz auf die Ölalterung und somit die Langlebigkeit der gesamten Anwendung. Die Ölabscheidung ist ein wesentlicher Faktor, um ein Ausbluten des Fettes während des Betriebs möglichst gering zu halten.

Weiterhin sollte die Lebensdauer des Fettes im Fokus stehen, da sie großen Einfluss auf die Lebensdauer des Wälzlagers hat. Es ist darauf zu achten, dass die theoretisch berechnete Lebensdauer F10 doppelt so groß ist wie die theoretisch berechnete Lebensdauer des Wälzlagers L10. Bei Fetten beginnt bereits ab der ersten Umdrehung ein schleichender Alterungsprozess, und der Wirkungsgrad der Anwendung nimmt ab. Auch die richtige Fettfüllmenge ist entscheidend – sie ist ein wichtiger Faktor zur optimalen Benetzung der Kontaktflächen und minimiert die Reibung.