Sie sind auf schnelle Bewegungen und exaktes Positionieren getrimmt: Hochgenaue Lager sichern in Werkzeugmaschinen und anderen Einsatzfeldern die Präzision. SKF bringt eine neue Lagergeneration auf den Markt. Axial-Schrägkugellager sind die erste Produktreihe, weitere werden 2009 folgen.
Seit die weltweit tätige SKF-Gruppe den französischen Lagerhersteller SNFA im Jahr 2006 übernommen hat, arbeiten Ingenieure beider Unternehmen auf Hochtouren zusammen. Im Fokus der Entwickler steht eine neue Generation hochgenauer Lager: Die SKF-SNFA-Höchstgenauigkeitslager sind so ausgelegt, dass Erstausrüster und Endverbraucher die Leistungsparameter ihrer Maschinen und Anwendungen optimieren können.
Hierzu wird nicht nur das einzelne Lager, sondern das gesamte Lagerungssystem betrachtet. Die Optimierung der Leistungsparameter setzt voraus, dass die Kontaktgeometrie und Tribologie in den unterschiedlichen Betriebspunkten der Lagerung genau untersucht werden. Weitere wichtige Einflussfaktoren kommen hinzu: die gegenseitigen Wechselwirkungen der einzelnen Lager innerhalb eines Lagersatzes sowie Veränderungen von Vorspannung und Kontaktwinkel bei unterschiedlichen Drehzahlen und Temperaturdifferenzen. Eine gleichmäßige lastfreie Loslagerverschiebung ohne Verlust der Systemgenauigkeit spielt hier ebenso eine Rolle wie die gesicherte Versorgung des Wälzkontakts im Lager mit ausreichend Schmierstoff. Dies gilt sowohl für Fett- als auch für Ölschmierung.
Neue Werkstoffe und das Optimieren aller Bauteile eines Lagers werden hierzu in die Entwicklung mit einbezogen, um nicht nur die aktuellen Anforderungen, sondern auch neue Einsatzbereiche für den Kunden erschließen zu können.
Die besonderen Vorteile dieser neuen Lagergeneration hängen von der Lagerreihe und ihrer Anwendung ab, diese schließen höhere Drehzahlen und Tragfähigkeiten ein. Eine geringere Lagerreibung zeigt ihre Vorteile in einer längeren Gebrauchsdauer, verlängerten Wartungsintervallen und geringerem Energieverbrauch. Ergebnis dieser Entwicklung: Alle SKF- und SNFA-Hochgenauigkeits-Ausführungen werden durch die neue Generation Höchstgenauigkeitslager ersetzt.
Werkzeugmaschinen erfordern Gewindetriebe (Bild oben) , die ein Werkstück oder Maschinenteil schnell, effizient und exakt positionieren können. Um diese Forderungen zu erfüllen, stützen Höchstgenauigkeitslager die Gewindetriebe zumeist beidseitig mit hoher Steifigkeit ab. Zudem müssen diese Lager in der Lage sein, hohe Beschleunigungen und Drehzahlen aufzunehmen. Aus diesem Grund verfügen Axial-Schrägkugellager über charakteristische Merkmale wie
- hohe axiale Steifigkeit,
- hohe axiale Tragfähigkeit,
- sehr hohe Laufgenauigkeit,
- niedriges Reibmoment und
- ausgezeichnetes Betriebsverhalten bei hohen Drehzahlen und Beschleunigungen.
SKF-SNFA-Axial-Schrägkugellager für Gewindetriebe eignen sich besonders gut für die jeweiligen Anwendungen. Vorteilhaft sind sie aber auch in anderen Applikationen, bei denen eine zuverlässige radiale und axiale Unterstützung gemeinsam mit äußerst genauer axialer Führung verlangt werden.
Nicht nur das Design macht die Lager so besonders. Das Sortiment ist zudem so ausgelegt, dass es praktisch alle Anforderungen von Gewindetrieben abdeckt (siehe Kasten unten). Neu für SKF sind jetzt Höchstgenauigkeits-Schrägkugellager der Baureihe 718, die die Erfahrung und die besondere Leistungsfähigkeit der SEA-Baureihe von SNFA nutzt. Ihre Einsatzschwerpunkte sind Anwendungen, in denen eine geringe Baugröße, hohe Steifigkeit, sehr hohe Drehzahlen und geringste Rundlauffehler gefordert sind. Mit diesen Kenngrößen zielt die Baureihe auf den Einsatz in Werkzeugmaschinen, Mehrspindel-Bohrköpfen, Handlingsystemen und Robotern, Messmaschinen, im Rennsport und in anderen Präzisionsanwendungen.
In Werkzeugmaschinen ermöglichen diese Hochleistungsprodukte schnelle Bewegungen und genaues Positionieren, Voraussetzungen für hochwertige Produkte und hohe Arbeitsleistung. Bei Anwendungen in Druckmaschinen tragen diese Lager zu qualitativ hoher Durchsatzleistung und längerer verfügbarer Maschinenbetriebszeit bei. Und für die Luftfahrtindustrie stellen sie zuverlässige Bauteile mit geringem Eigengewicht dar.
Beim Gestalten von Lagern kommt es darauf an, gegensätzliche Anforderungen zu berücksichtigen: Ein hohes Maßes an Lagersteifigkeit bei gleichzeitig möglichst niedriger Lagerreibung sind Forderungen, die den Anwendungen der Kunden zugrunde liegen. Die Fähigkeit, mit hohen Drehzahlen und schnellen Drehbeschleunigungen fertig zu werden und hierbei eine ausreichende Tragfähigkeit und hohe Genauigkeit zu bieten, wird als selbstverständlich vorausgesetzt.
Um die Anforderungen an maximale Drehzahlen und Systemsteifigkeiten aufeinander abstimmen zu können, sind die Lager der 718(SEA)-Baureihe in unterschiedlichen Vorspannklassen verfügbar. Eine spezielle Wärmebehandlung der Wälzlagerstähle gewährleistet eine hohe Maßstabilität bei gleichzeitig hoher Oberflächenhärte im Laufbahnbereich. Ein weiteres Ergebnis dieser Optimierung ist eine geringere Lagerreibung und eine um durchschnittlich 3 % höhere Drehzahlfähigkeit, verglichen mit der Ausgangsbaureihe SEA von SNFA. Erhältlich sind die Lager für Wellendurchmesser von 10 mm bis 160 mm und standardmäßig mit den Druckwinkeln 15° und 25°. Neben Wälzkörpern aus Stahl sind auch keramische Wälzkörper möglich.
Abgedichtete SKF-SNFA-Lager und -Einheiten werden standardmäßig mit einem Hochleistungsfett gefettet, das sich für höchste Drehzahlkennwerte eignet. Der Fettfüllgrad ist den besonderen Anforderungen angepasst und ermöglicht einen schnellen Einlauf der Lager, während gleichzeitig eine lange Fettgebrauchsdauer sichergestellt ist. Das werksseitige Befüllen mit Fett wird auch für offene Lager angeboten. Dabei kann der Anwender Fetttype und -menge bestimmen. Genauigkeit bei der Fettmenge, gleichmäßige Fettverteilung und Sauberkeit sind in der Lagerfabrik garantiert.
Fortschrittliches Modellieren und Simulieren ermöglicht es den SKF-Anwendungs-Ingenieuren, den Kunden in allen Phasen der Produktentwicklung zu unterstützen. Mit Kernkompetenzen in Lager und Lagereinheiten, Dichtungen, Mechatronik, Schmiersysteme und Dienstleistungen kann das SKF-SNFA-Team beim Entwickeln kundenspezifischer Lösungen helfen, um die Anforderungen an die Werkzeugmaschinen der nächsten Generation zu erfüllen.
Höchstgenauigkeitslager der Baureihe 718 und höchstgenaue Axial-Schrägkugellager sind die ersten gemeinsamen Neuentwicklungen im Verbund SKF-SNFA. Weitere Baureihen werden im Laufe dieses Jahres folgen. Hierbei wird neben den Spindellagern auch eine neue Generation an Höchstgenauigkeitszylinderrollenlagern vorgestellt werden, die eine verbesserte Drehzahleignung bei Fett und Ölschmierung aufweisen und dadurch eine ideale Loslagerung auch für höchste Drehzahlen darstellen.
Thomas Friedrich Application Engineer, SKF, Schweinfurt
Lager für nahezu alle Anforderungen von Gewindetrieben
Einseitig wirkende Lager (offen, Bild links) ermöglichen verschiedene Lagersatzanordnungen, die sich für einzelne Anforderungen einstellen lassen. Und abgedichtete Lager (rechts) bieten höhere Zuverlässigkeit bei rauer Umgebung.
Zweiseitig wirkende Axial-Schrägkutellager verringern die Zahl der benötigten Komponenten und können leicht und schnell montiert werden – zum Einbau (links) und zur Schraubbefestigung (rechts).
Flanschlagereinheiten mit SKF-SNFA-Lagern lassen sich ebenfalls leicht und schnell montieren.
Kreative Basis
Die neue Generation der einseitig wirkenden höchstgenauen Axial-Schrägkugellager für Gewindetriebe verbindet sichtbare und unsichtbare Merkmale:
- optimierte Schmiegung
- 62° Berührungswinkel
- geschliffener Übergang Laufbahn-Schulter
- robuster Käfig
- spezielle Wärmebehandlung
- hochreiner Wälzlagerstahl
- enge Fertigungstoleranzen
- universal paarbare Ausführung – Lageranordnung mit bis zu vier Lagern je Satz
- abgedichtete Ausführung für alle Lagergrößen
- für Betriebstemperaturen von -40 °C bis +120 °C geeignet
„Die Baureihe erfüllt heute schon die Anforderungen von morgen“
NACHGEFRAGT
Anwender wollen Lager sofort einbauen können. Ist diese Forderung mit der neuen Baureihe sichergestellt?
Das große Sortiment an SKF-SNFA Höchstgenauigkeitslagern liefert Lösungen für praktisch alle Anwendungen. Es umfasst universell paarbare Lager, die sowohl in verschiedenen Sätzen als auch einbaufertigen Einheiten für den schnellen Einbau oder Austausch angeordnet werden.
Sind Dichtungsprobleme damit endgültig passé?
Die integrierten Lagerdichtungen arbeiten berührungslos und erreichen dadurch die gleichen Drehzahlkennwerte wie die offene Ausführung. Eine integrierte Abdichtung für Höchstgenauigkeitslager kann eine vorgeschaltete Abdichtung nicht ersetzen, sie kann diese aber zusätzlich unterstützen. Dadurch kann die vorgeschaltete Abdichtung, angepasst an die Anwendung, einfacher aufgebaut werden.
Wie viele neue hochgenaue Baureihen sind in den nächsten zwei Jahren geplant?
In den nächsten zwei Jahren werden weitere 16 hochgenaue Baureihen auf den Markt gebracht. Darüber hinaus planen wir weitere Neuentwicklungen, die unser aktuelles Angebot optimal ergänzen.
Wird die Hochgenauigkeitsbaureihe das bisherige Genauigkeitslager bei SKF ablösen?
Seit der Übernahme der SNFA arbeiteten die Entwicklungsingenieure beider Unternehmen zusammen, um diese neue Generation von Höchstgenauigkeitslagern zu schaffen. Diese neuen SKF-SNFA Höchstgenauigkeitslager werden alle SKF und SNFA Hochgenauigkeits-Ausführungen ersetzen. In diesem Prozess stehen allerdings die Kundeninteressen, unter anderem Lagerbestände und Lieferzeiten, im Vordergrund.
Wo steht SKF nach der Entwicklung des Höchstgenauigkeitslagers?
SKF hat sich zum Ziel gesetzt, der bevorzugte Partner für die Werkzeugmaschinenhersteller zu werden. Die neuen SKF-SNFA Höchstgenauigkeitslager sind ein sehr großer Schritt in diese Richtung. Sie helfen Erstausrüstern wie Endverbrauchern bei der Optimierung der Leistungsparameter ihrer Ausrüstungen und Anwendungen. Die neue Baureihe erfüllt bereits heute die Anforderungen, die viele unserer Kunden mit ihren nächsten Konstruktionen haben werden.
Beeinflusst die Entwicklung der Höchstgenauigkeitslager die SKF- Produktstrategie?
Die SKF-Produktstrategie ist in allen Bereichen identisch. Wir wollen in unseren Kernkompetenzfeldern Wälzlager und Wälzlagereinheiten, Dichtungen, Schmiersysteme, Mechatronik und industrielle Dienstleistungen zum bevorzugten Partner unserer Kunden aus allen Branchen werden. Die Produkte und Lösungen, die wir entwickeln, müssen demzufolge in allen Bereichen weltweit führend sein. Nur so können wir unsere Kunden in die Lage versetzen, dass sie mit ihren Lösungen im Markt erfolgreich sind. dk
Anwendungsbeispiele für Höchstgenauigkeitslager
Gewindetriebe sind normalerweise an beiden Enden mit Lagersätzen in O- oder X-Anordnung gelagert. Mit universell paarbaren einseitig wirkenden Lagern ist es möglich, die Anordnung den Anforderungen anzupassen
Abgedichtete Lager können ebenfalls die Zahl der Komponenten verringern. Eliminiert wird auch die Notwendigkeit, während des Montagevorgangs die Lager fetten zu müssen
Zweiseitig wirkende Lager (links) können die Anzahl der Komponenten weiter verringern. Zweiseitig wirkende Lager für Schraubbefestigung (rechts) benötigen kein Gehäuse und können einfach montiert werden
Bei Schleifköpfen wird zusätzlich die hohe Steifigkeit der Lager genutzt
Höchstgenauigkeitslager der Baureihe 718 werden bei Anwendungen mit begrenztem Bauraum eingesetzt
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