Werkstoff Vacrodur steigert Tragfähigkeit und Lebensdauer

Spindellager von Schaeffler

Schaeffler
Ein Baureihe mit drei Performance-Klassen: M, HCM, VCM – eine einfache und effiziente Möglichkeit, die Drehzahleignung und Robustheit der Spindellager den Anwenderbedürfnissen anzupassen Bild: Schaeffler
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Die Leistungsfähigkeit und Produktivität von Werkzeugmaschinen wird in besonderem Maße von der Hauptspindel vorgegeben. Ihre Drehzahleignung, Steifigkeit und Robustheit gegenüber betrieblichen Einflüssen widerum bestimmen die Spindellager. Wichtige Entwicklungsziele der FAG-Spindellager der M-Baureihe in X-life-Qualität der Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Herzogenaurach, waren eine besonders reibungsoptimierte Innenkonstruktion sowie eine große Toleranz gegenüber schnell wechselnden thermischen Betriebszuständen, wie sie in Motorspindeln häufig auftreten. Die optimierte Konstruktion bewirkt einen deutlich geringeren Anstieg der Lagervorspannung durch Einflüsse wie z. B. die Überdeckung von Bohrung und Lager, hohe Drehzahlen und große Temperaturgradienten zwischen Welle und Gehäuse.

Inhaltsverzeichnis

1. Hochleistungswerkstoff Vacrodur widersteht selbst schwierigen Einsatzbedingungen
2. Große Auswahl an Varianten und Baugrößen
3. Höhere OEE dank robuster Spindelantriebe

Angeboten wird die neue Baureihe in den drei Varianten M, HCM und VCM. Die Kugeln und Ringe der X-life-High-Speed-Spindellager der M-Variante sind aus dem bewährten Wälzlagerstahl 100Cr6 gefertigt. Diese Variante stellt eine leistungsfähige und wirtschaftliche Lagerlösung für Motorspindeln dar. X-life-High-Speed-Spindellager der HCM-Variante sind mit Kugeln aus Keramik bestückt, während die Ringe aus Wälzlagerstahl 100Cr6 bestehen. Durch die sehr hohe Drehzahleignung bietet die HCM-Variante die Möglichkeit, die Leistung von Motorspindeln zu steigern.

Hochleistungswerkstoff Vacrodur widersteht selbst schwierigen Einsatzbedingungen

Die Kugeln der X-life High-Speed-Spindellager der VCM-Variante sind ebenfalls aus Keramik, die Lagerringe jedoch aus dem neu entwickelten Hochleistungswerkstoff Vacrodur gefertigt. Dieser Hochleistungsstahl verfügt über eine Vielzahl an herausragenden Eigenschaften, die speziell für die Anwendung als Spindellager sehr vorteilhaft sind. Im Bereich der Dauerfestigkeit erträgt Vacrodur bis zu 35 % höhere Pressungen als der Wälzlagerstahl 100Cr6. In zertifizierten Versuchen konnte mit guten Schmierverhältnissen eine 2,4-fach höhere dynamische Tragfähigkeit im Vergleich zum Standardwälzlagerstahl 100Cr6 nachgewiesen werden. Dies entspricht einer 13-fachen Verlängerung der nominellen Lagerlebensdauer. Unter Mangelschmierungsbedingungen ergibt sich sogar eine 25-fache Verlängerung der Gebrauchsdauer.

Vacrodur verfügt über eine hohe Härte von 65 HRC und bietet dennoch eine gute Duktilität. Beim Überrollen von Fremdpartikeln in der Laufbahn entstehen kleinere Eindrücke und damit auch niedrigere Aufwürfe. Diese können bei den folgenden Überrollungen durch die duktile Werkstoffmatrix wieder leicht zurückgebildet werden. In Versuchen auf Dauerlaufprüfständen bei Schaeffler unter kontrollierten Verschmutzungsbedingungen konnte im Vergleich zum bisherigen Benchmark eine fast 20-fache Steigerung der Gebrauchsdauer bis zum Lagerausfall realisiert werden. Diese außergewöhnlichen Ergebnisse bestätigen auch Tests bei mehreren Anwendern.

Große Auswahl an Varianten und Baugrößen

Die X-life-High-Speed Spindellager M, HCM und VCM sind für die Maßreihen 70 und 719 und mit einem nominellen Druckwinkel von 17 bzw. 25° lieferbar. Es stehen drei unterschiedliche Vorspannungen zur Auswahl. Mögliche Bohrungsdurchmesser reichen von 25 bis 130 mm, abgedichtet zunächst von 50 bis 80 mm. In nachfolgenden Release-Stufen sind weitere Durchmesserbereiche geplant. Die Spindellager können sowohl offen als auch abgedichtet ausgeführt werden. Optional sind die Lager in Direct-Lube-Ausführung mit Schmierbohrungen und Dichtringen am Außenring lieferbar.

Höhere OEE dank robuster Spindelantriebe

Mit einer Umstellung der Spindellager auf die X-life-M-Serie haben Maschinen- und Spindelhersteller die Auswahl zwischen drei Performance-Stufen hinsichtlich Drehzahleignung, Belastbarkeit und Gebrauchsdauer. Die im Durchschnitt längere Gebrauchsdauer führt zu signifikanten Einsparungen bei den Betriebskosten der Werkzeugmaschinen. Bezogen auf die Betriebsstunden fallen geringere Kosten für die Spindelreparatur an. Vor allem die Spindellager der VCM-Variante aus Vacrodur widerstehen selbst schwierigen Einsatzbedingungen erheblich länger als Lager aus konventionellen Werkstoffen und machen Spindelantriebe deutlich robuster. bec

Messe EMO 2019: Halle 7, Stand C46

Kontakt:
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Industriestraße 1–3
91074 Herzogenaurach
Tel.: 09132 82–0
Fax: 09132 82–4950
info.de@schaeffler.com
www.schaeffler.de

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