Rillenkugellager produziert der Dortmunder Hersteller LFD vollautomatisch auf eigenen maschinengeführten Fertigungslinien. Das sichert die geforderte durchgehend hohe Qualität – unabängig vom Produktionsstandort.
Es ist völlig unerheblich, an welchem Standort LFD-Lager produziert werden – vollautomatische Maschinen mit integrierten Qualitätsmanagementsystemen (TQM) nach deutschen Standards gewährleisten eine durchgehend hohe Qualität.
Bereits in der Konstruktionsphase arbeiten die Ingenieure von LFD eng mit den Kunden zusammen und sind beratend tätig. Dadurch werden LFD-Lager für die individuelle Anwendung des Kunden optimiert und überzeugen durch hohe Belastungs- und Tragfähigkeiten auch unter extrem harten Bedingungen bei Landmaschinen, Straßenfertigern und Baumaschinen, Offshore-Deckswinden, Krananlagen und allgemein in der Forstwirtschaft.
Üblicherweise werden einem Konstrukteur Zielanforderungen in Form eines Lastenheftes für eine bestimmte Nutzungsdauer „seiner“ Maschine vom Vertrieb oder Endverbraucher gestellt. Dabei werden LFD-Wälzlager in der Regel im Verhältnis zur Anwendung um einiges überdimensioniert, damit das jeweilige Lager die Lebenserwartung der Anwendung/Maschine überdauert.
Belastungsdaten lassen sich zwar gut greifen, allerdings gibt es genügend Grauzonen, wo Annahmen getroffen werden müssen und entsprechend Sicherheiten eingerechnet werden. Dies ist dann entscheidend, wenn es um sicherheitsrelevante Bauteile geht. Für Wälzlager bedeutet dies beispielsweise, dass zwar die Auslegung nach Kraft, Drehzahl, Schmierungsverhältnissen oder Umgebungseinflüssen durchgeführt werden kann. Aber wie gut sind die Annahmen zur Anwendung, sprich Eingangsdaten für die theoretische Auslegung?
Vor diesem Hintergrund gewinnt der Begriff „Überdimensionierung“ eine greifbarere Bedeutung. Immer dann, wenn die Anwendung wirklich definiert ist, würde eine noch größere „zu große Dimensionierung“ Geld zum Fenster hinauswerfen. Hier helfen die Ingenieure von LFD den Kunden, indem sie bereits in der Konstruktionsphase eines Produktes beratend und begleitend hinzugezogen werden, wodurch es anschließend zum Einsatz anwendungsoptimierter Lager kommt. Dieses Vorgehen reduziert Kosten. Dadurch konnte sich der Dortmunder Wälzlagerhersteller LFD gerade in den letzten Jahren weiter erfolgreich als Marke etablieren – und das nachweislich mit deutlichem Preisvorteil.
Qualitätsmanagement beginnt im Stahlwerk
Die Ingenieure des Herstellers kümmern sich darum, dass alles in der Anwendung auch optimal läuft. Sie befassen sich dabei mit Themen wie Rauigkeit, Laufgeräuschminimierung, Schmierstoffe, Dichtungen, Tragkräfte und vielem mehr.
Mit den richtigen Komponenten läuft ein Lager richtig gut und auch entsprechend länger. LFD-Wälzlager sind daher so konzipiert, dass sie bereits in der Standardausführung ein weites Spektrum von Anwendungen abdecken. Auch hier hat sich LFD als Marke mit konstant hohem Qualitätsstandard weiter etabliert.
Durch die Verwendung hochreiner homogener Stähle wird Ausfällen in der Anwendung erfolgreich vorgebeugt. Dadurch konnte die erreichbare Lebensdauer nochmals gesteigert werden, da ein homogeneres Gefüge auch höhere Kraftbelastungen tragen kann.
Wälzlagerwerkstoffe und die Auswirkungen auf die Lebensdauer
Die Eignung von Werkstoffen für Wälzlager ergibt sich aus den vielfältigen Anforderungen an das Leistungsverhalten. Bei der Auswahl helfen Kriterien wie zum Beispiel Belastbarkeit, Korrosions- oder Temperaturbeständigkeit. Hohe Ansprüche werden in der Regel an die Belastbarkeit der einzelnen Wälzlagerkomponenten (siehe Bilderleiste links) wie Ringe, Käfige und Kugeln gestellt. Diesen Anforderungen wird LFD durch die Auswahl besonders reiner Stähle mit möglichst geringen Sauerstoffgehalten gerecht. Durchgesetzt haben sich weltweit durchhärtende Chromstähle mit circa 1 % Kohlenstoff und 1,5 % Chromgehalt, die gut geeignet sind, auf 58–65 HRC (Härtegrad nach Rockwell) gehärtet zu werden.
Schmierstoffe und Dichtung im optimalen Zusammenspiel
Ringe und Kugeln allein ergeben aber noch kein Kugellager. Hinzu kommen üblicherweise noch ein Kugelhalter (Käfig) sowie Schmierstoff und Abdichtung/-deckung. Eine Dichtung hat eine entscheidende Aufgabe: sie muss dicht sein. Mit einer optimierten Abdichtung/-deckung von LFD wird wirksam vermieden, dass Fremdstoffe ins Schmiermittel gelangen und so das Funktionsverhalten des Wälzlagers gestört wird. Die Lebensdauer ist davon entscheidend abhängig. Der Anpressdruck zwischen der Dichtung und dem Innenring hat ebenfalls einen maßgeblichen Einfluss auf die Dichtwirkung.
Es läuft wie geschmiert
Unzählige Schmierstoffe sind auf dem Markt, speziell abgestimmt zum Beispiel für hohe Belastungen mit Extreme-Pressure-Zusätzen oder auf geringes Reibmoment für tiefe Temperaturen. Die Aufgabe des Schmierstoffes ist es nun, die metallische Reibung der Wälzlagerkomponenten durch den trennenden Schmierfilm zu reduzieren oder zu verhindern. Ähnlich wie der bei Fahrzeugen bekannte Aquaplaningeffekt ist eine gewisse Drehgeschwindigkeit notwendig, die Reibpartner (hier Kugel und Ring) zu trennen. Beim Wälzlager setzt dadurch die gewünschte hydrodynamische Schmierung ein. Einfach ausgedrückt: „es läuft“.
Verbesserter Schutz des Kugellagers
Bei staubigen Umgebungen werden andere Ansprüche an die Lagerabdichtung gestellt als bei einem Betrieb in klinisch reinen Räumen. Ebenso gibt es Anforderungsunterschiede, wenn ein Lager beispielsweise in gekapselten Gehäusen oder bei hohen Drehzahlen läuft.
Die Ausführung orientiert sich an den Anforderungen wie Fettaustritt, Dichtwirkung gegen Staub, Reibmoment und Temperaturerhöhung. Die Ausgangskontur der schleifenden Dichtscheibe wird durch Abrieb permanent verändert, und umso stärker, je höher der Anpressdruck auf der Oberfläche des Innenringes ist.
Sehr stramm laufende schleifende Dichtungen bewirken zudem eine Temperaturerhöhung und führen zu ungewünschten Leistungsverlusten. Bei hohen Drehzahlen sind also leichter laufende RS-Scheiben klar im Vorteil. Um die Funktion der schleifenden RS-Scheiben mit leichtem Anpressdruck dennoch zu verbessern, wird eine besondere Kontur des Innenringes verwendet. Durch Verengung und Umlenkung in Spalten wird der Austritt von Schmierstoff aus dem Lager behindert.
Ein Labyrinth schützt das Lager vor Verunreinigung
Das Labyrinth hat LFD mit der speziellen Innenringausformung in der sogenannten V-Nut umgesetzt. In den V-förmigen Einstich kann eine schleifende Dichtung eingreifen oder die Kontur der Dichtlippe folgt mit Spalt zur V-Nut. Diese nicht schleifende und dennoch sehr effiziente Variante heißt RZ-Dichtung. Eingesetzt zum Beispiel in Rollen von Schwerkraftförderbändern im Paketverteilzentrum, auf denen selbst bei nur leichter Neigung Güter ohne großen Kraftaufwand befördert werden können. Sinnvoll sind RZ-Dichtungen überall dort, wo Leistungsverluste durch Dichtungen unerwünscht sind und der zu erwartende Verschmutzungsgrad nicht erheblich ist.
Dipl.-Ing. Michael Neuhaus Technischer Leiter, LFD, Dortmund
Neue technologien
Ein Labyrinth schützt das Lager vor Verunreinigungen. LFD hat es mit der speziellen Innen- ringausformung in der sogenannten V-Nut umgesetzt. In den V-förmigen Einstich kann eine schleifende Dichtung eingreifen oder die Kontur der Dichtlippe folgt mit Spalt zur V-Nut. Diese nicht schleifende und dennoch sehr effiziente Variante heißt RZ-Dichtung. Diese sind überall dort sinnvoll, wo Leistungsverluste durch Dichtungen unerwünscht sind und der zu erwartende Verschmutzungsgrad nicht erheblich ist.
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