Wälzlager für feuchte, korrosive oder aggressiv chemische Umgebungen

Beschichtungen schützen

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Extreme Situationen erfordern extreme Maßnahmen. Dies gilt auch für Wälzlager. Durch eine spezielle Kombination ausgewählter Konstruktionselemente wurden Abeg- Extreme-Lager für den Einsatz unter besonderen Betriebsbedingungen optimiert. Neben den Serien Xforce und Xspeed für Hochlast- und Hochgeschwindigkeitsanwendungen gibt es mit Xclean jetzt auch eine Serie für feuchte, korrosive oder aggressiv chemische Umgebungen sowie Reinraum- und Vakuumanwendungen.

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

Wälzlager sorgen auf der ganzen Welt in zahllosen mechanischen Anwendungen für Bewegung. Entsprechend groß ist die Vielfalt der unterschiedlichen Typen: Findling Wälzlager führt allein im DIN-Standardsortiment 22 000 unterschiedliche Artikel. Hinzu kommen mehr als 1000 anwenderindividuelle Sonderlösungen. Seit 2012 bietet der Wälzlagerspezialist außerdem etwa 1500 verschiedene Wälzlager der Serien Xforce und Xspeed aus der Abeg-Extreme-Serie als Standardartikel direkt ab Lager.
Diese Serie steht für Wälzlager, die für Anwendungen „außerhalb des Standards“ optimiert wurden. Ist eine möglichst lange Lebensdauer gefordert, endete die Suche nach entsprechenden Produkten bislang meist bei teuren, nur schwer lieferbaren Premium- oder Sonderlagern. Unter Erhalt der Leistungsfähigkeit und Lebensdauer misst Findling bei der Abeg-Extreme-Serie den Faktoren Bezugskosten und Lieferzeiten besondere Bedeutung bei. Das Ergebnis sind hoch spezialisierte Wälzlager für bestimmte Anwendungen, die nicht nur technisch hohe Anforderungen erfüllen, sondern auch kurzfristig verfügbar und wirtschaftlich sind.
Die Serie Xspeed ist für Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit hohen Drehzahlen optimiert. Der typische Einsatzbereich für diese Wälzlager ist die Antriebstechnik mit Elektromotoren, Drehgebern oder Getrieben sowie Ventilatoren. Hochlastanwendungen, in denen ein hohes Druckaufnahmevermögen sowie Verschleißarmut bei geringen Drehzahlen gefordert sind, sind das Spezialgebiet der Xforce-Lager. Sie werden in Kranen und Hebezeugen, in der Förder- und Getriebetechnik sowie der Landwirtschaft und Robotik eingesetzt.
Die Xclean-Wälzlager stehen für eine gesteigerte Lebensdauer in feuchten, korrosiven Umgebungsbedingungen, in Anwendungen mit aggressiven Chemikalien sowie in Reinraum- und Vakuumapplikationen. In diesen Bereich fallen viele Anwendungen im Freien, der Automobilbau, medizinische Applikationen, Verpackungsmaschinen für Lebensmittel und allgemein lebensmittelverarbeitende Maschinen und Anlagen.
Die entscheidenden Faktoren zur Optimierung der Lebensdauer sind in diesem Bereich die bewährten Dichtungstechniken gepaart mit modernen, hochwertigen Beschichtungstechnologien und Werkstoffen. Um diese Anforderungen optimal durchzusetzen, müssen die anwendungsspezifisch am besten geeigneten Werkstoffe aus Edelstahl, Keramik oder Kunststoff sowie Beschichtungen gegen Korrosion und zur Verringerung des Verschleißes ausgewählt werden und die Dichtungstechnik hervorragende Arbeit leisten.
Edelstahl kann Korrosion reduzieren
Die typischerweise in der Lagertechnik verwendeten Wälzlagerstähle 100Cr6 sind extrem anfällig gegen Korrosion. Die Verwendung von Konservierungsölen und die Befettung der Lager bieten zwar einen gewissen Schutz, können unter Einfluss von Feuchtigkeit eine Korrosion aber langfristig nicht verhindern. Bessere Ergebnisse verspricht die Verwendung von Edelstahl als Rohmaterial. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die im Wälzlagerbereich eingesetzten „Edelstähle“ nicht rostfrei, sondern lediglich rostarm sind.
So eignet sich der Edelstahl der Sorte AISI440C für Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit oder leichter Benetzung, aber nicht für dauerhaften Flüssigkeitskontakt. In Salzsprühtests nach ISO 9227 bleibt dieser Werkstoff jedoch nur maximal 96 Stunden korrosionsfrei. Mögliche Anwendungen für Wälzlager aus diesem Edelstahl sind Lagerstellen, die durch das Gehäuse vor direktem Flüssigkeitskontakt geschützt werden, etwa Windmesser, Förderrollen im Lebensmittelbereich, Mahlwerke oder Pumpen. Die Tragzahlen dieser Edelstahlsorte sind jedoch bis zu maximal 30 % geringer als bei herkömmlichem 100Cr6-Wälzlagerstahl und verringern die Lebensdauer gegenüber Lagern aus 100Cr6 erheblich.
Kommen die Lager in direkten Kontakt mit Flüssigkeiten, sollte AISI316L-Edelstahl gewählt werden. Dieser Werkstoff ist zusätzlich resistent gegen verschiedene Säuren und ist beständig gegen interkristalline Korrosion. Im Salzsprühtest bleibt dieser Edelstahl zwischen 360 und 500 Stunden ohne Korrosion. Eingesetzt werden können Wälzlager aus AISI316L in natürlichen Umweltmedien, auch bei gemäßigter Chlor- und Salzkonzentration, wie beispielsweise Meerwasser. Das Material ist darüber hinaus sogar gegen verschiedene Säuremedien beständig. Diese besondere Eignung muss mit einem noch höheren Tragzahlverlust von 50 % im Vergleich zu 100Cr6-Wälzlagerstahl erkauft werden.
Beschichtungen schützen konventionellen Lagerstahl
Mit Zink, Zink-Eisen oder Zink-Nickel beschichteter 100Cr6-Wälzlagerstahl ist in vielen Applikationen eine gute oder je nach Beschichtungsart sogar bessere Alternative zum Edelstahl.
Mit einer Zinkbeschichtung bis ca. 5 µm eignen sich die Lager für Einsatzbereiche mit hoher Luftfeuchtigkeit und direktem, dauerhaftem Kontakt mit wenig aggressiven Flüssigkeiten. Das belegt der Salzsprühtest nach ISO 9227 mit Ergebnissen von bis zu 360 Stunden ohne Korrosion – ein Wert, der mit dem deutlich teureren Edelstahl AISI316L vergleichbar ist. Kompromisse bei der Tragfähigkeit sind jedoch im Unterschied zum Werkstoff Edelstahl nicht erforderlich.
Typische Einsatzbereiche für diese zinkbeschichteten Lager sind beispielsweise Waschstraßen oder die Bewegungstechnik in Außenbereichen wie Markisen, Fördergeräte oder Spielgeräte auf Spielplätzen. Die Zinkbeschichtung verhindert Passungsrost an Wellen und schützt die Lagergehäuse vor Korrosion. Zinkbeschichteter Wälzlagerstahl eignet sich allerdings nicht für eine Verwendung in den Laufbahnen der Rollkörper, da sich die Beschichtung im Laufe der Zeit durch die Reibung abnutzt.
Eine Cr(VI)-freie Zink-Eisen-Beschichtung bietet wahlweise mit Stärken von 1 bis 3 oder ab 5 µm den Vorteil, dass auch geringe Schichtdicken realisierbar sind und erfordert nur geringen Aufwand in der Fertigung vor der Beschichtung. Darüber hinaus kann Zink-Eisen-beschichteter 100Cr6-Stahl auch für die Laufbahnen der Rollkörper in Wälzlagern eingesetzt werden.
Der so beschichtete Stahl eignet sich für Anwendungen, die bis zu 600 Stunden gegen Rotrostbildung beständig sein müssen, z. B. im Bereich Automotive, bei Laufrollen in der Transport- und Fördertechnik oder in Applikationen mit erhöhtem Reinigungsaufwand in der Lebensmittelindustrie. Der entscheidende Vorteil von Zink-Eisen-beschichtetem Wälzlagerstahl ist eine unverändert hohe Tragzahl und damit die Eignung auch für hohe Belastungen bzw. die Möglichkeit, diese Lager als Ersatz für Standardlager in Umgebungen mit erhöhten Anforderungen an den Korrosionsschutz einzusetzen.
Eine Cr(VI)-freie Zink-Nickel-Beschichtung ab 3 µm mit Dünnschichtpassivierung bietet im Vergleich zur Zink-Eisen-Beschichtung noch einmal in jeder Hinsicht verbesserte Eigenschaften. Im Salzsprühtest nach DIN EN ISO 9227 bietet dieser Werkstoff Ergebnisse zwischen 360 und 720 Stunden und damit einen Korrosionsschutz, der deutlich über dem von Edelstahlwälzlagern liegt.
So beschichteter Wälzlagerstahl übersteht einen direkten, dauerhaften Kontakt mit aggressiven Flüssigkeiten sowie diversen Chemikalien. Er eignet sich für alle Wälzlagerkomponenten in Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit. Entsprechend lang ist die Liste der möglichen Anwendungen. Sie reicht von der Automobil- und Flugzeugtechnik über den Offshore-Bereich bis hin zur Lebensmittelindustrie, der Medizintechnik und der Landwirtschaft.
Das richtige Material für das richtige Lager
Mit der Xclean-Serie bietet Findling Anwendern ein breites Spektrum unterschiedlicher Wälzlagertypen wie Rillen-, Axial- und Pendelkugellagern sowie Laufrollen, Kurvenrollen, Gehäuse, Lagereinsätze, Gelenkköpfe und Nadellager aus unterschiedlichen Stahlarten mit und ohne Beschichtung. Hinzu kommen Lagergehäuse aus Kunststoff sowie Hybridlager mit Stahllagerringen und Wälzkörpern aus Industriekeramik. Beide Werkstoffe bieten ausgezeichneten Schutz gegen Korrosion und können, je nach Einsatzbereich und Anforderungsprofil an die Lagertechnik, eine sinnvolle Alternative zu Stahlwälzlagern sein.
Bei der Auswahl der Basistechnologie, des Korrosionsschutzes und der Befettung können so neben den technischen Anforderungen auch wirtschaftliche Kriterien berücksichtigt werden. Alle Lager der Xclean-Serie bieten durch ihre geschützten Ober- und Laufflächen in korrosiven Umgebungen eine deutlich längere Lebensdauer als Standard-Premiumprodukte. Im Gegensatz zu teuren Sonderlösungen überzeugen die Xclean-Lager als Standardsortiment durch hohe Planungssicherheit, schnelle Verfügbarkeit und niedrigere Kosten.
Bei der Auswahl des optimalen Lagers, das allen technischen Anforderungen einer individuellen Applikation mit bestmöglichem Preis-Leistungs-Verhältnis gerecht wird, stehen die Wälzlagerexperten von Findling den Anwendern mit Rat und Tat zur Seite. Ein Ansprechpartner berät dort über alle Wälzlager-Leistungsklassen hinweg. Hinzu kommen individuell abgestimmte Software- und Produktlösungen. Die Anwender sparen so bei der Auswahl der Wälzlager Zeit, Geld und angesichts der kaum überschaubaren Produktauswahl auf dem Weltmarkt für Lagertechnik auch Nerven.
Findling,
Tel.: 0721 55999-0,
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