Gut beraten – gut gelagert
Anwendungsspezifische Wälzlager
Die Firma Siko entwickelt und produziert Messgeräte und Positioniersysteme für Automatisierungsprozesse. In den teilweise kundenspezifisch angepassten Lösungen herrschen ganz besondere Einsatzbedingungen, deshalb ist die Wahl der passenden Wälzlager oft komplex. Die richtigen Lösungen für neue Produkte im Bereich Stellantriebe und Drehgeber wurden deshalb in Zusammenarbeit mit dem Wälzlagerhersteller Findling ausgewählt.
Für eine Anwendung in der Lebensmittelverpackung liefert Siko den Stellantrieb AG05 in einer Ausführung mit Edelstahl-Wälzlagern, die chemischen Reinigungsprozessen widerstehen.
Für eine Anwendung in der Lebensmittelverpackung liefert Siko den Stellantrieb AG05 in einer Ausführung mit Edelstahl-Wälzlagern, die chemischen Reinigungsprozessen widerstehen.Bild: SIKO GmbH

Die Safety-Drehgeber von Siko wurden z.B. für Aufgaben der Positionserfassung in Nutzfahrzeugen konzipiert. Darunter ist auch der Typ WH58MR mit Hohlwelle, der sich nicht nur durch kompakte Maße und flexible Anschlussarten, sondern auch durch Robustheit auszeichnet: Die verschleißfreie, magnetische Abtasttechnologie resultiert in einer hohen Schock- und Vibrationsbelastbarkeit. Darüber hinaus prädestinieren die UV-Beständigkeit, das optionale salznebelbeständige Gehäuse sowie die Schutzart IP67 den Geber für den Einsatz in besonders rauen Anwendungen wie in Bau-, Land- oder Forstmaschinen. Genau solche Anwendungsfälle erschwerten die Wahl der Wälzlager, die die Hohlwelle des Drehgebers lagern. Die Welle des Drehgebers verbindet den Sensor mit der zu erfassenden Drehbewegung. Somit sind die Lager absolut funktionskritisch – und die Anforderungen entsprechend hoch: „Wichtig war für uns unter anderem der weite Temperaturbereich von –40 bis +85°C“, schildert Mathias Roth, Manager Business Unit Mobile Automation bei Siko. Die Anwendungsingenieure von Findling Wälzlager führten mehrere Lebensdauerberechnungen durch, um die passende Konfiguration der Wälzlager zu ermitteln. Da alle technischen Rahmenparameter vorlagen und eine relativ hohe axiale Belastung im Verhältnis zur Radiallast vorlag, entschied man sich für eine Berechnung der nominellen Referenzlebensdauer nach ISO/TS16281 (L10rh). Dabei wird die gesamte Einbausituation von Gehäuse- und Wellenpassung sowie die im Betrieb herrschende Belastung eines jeden Wälzkörpers berücksichtigt.

Edelstahllager von Findling bieten einen hohen Korrosionsschutz und eine gute chemische Resistenz.
Edelstahllager von Findling bieten einen hohen Korrosionsschutz und eine gute chemische Resistenz.Bild: Findling Wälzlager

Preisklasse und Befettung

Als Folge dieses Berechnungsansatzes ergibt sich eine 10-fach längere Lebensdauererwartung, wenn die Lagerluft von C0 auf C3 erhöht wird. Weil der Wellendurchmesser mit 20mm vorgegeben war, entschied man sich für ein Dünnringlager des Typs 6804-ZZ-C3. Da bei dieser Ausführung die Lebensdauer deutlich über den Anforderungen liegt, ließ sich die Leistungsklasse von Premium auf Supra reduzieren – das resultiert in Kostenvorteilen. Um den breiten Einsatztemperaturbereich abzudecken, liefert Findling die Wälzlager mit einer angepassten Befettung. Die richtige Wahl des Schmierstoffs im Lager ist wichtig, andernfalls könnte dieser sich verflüssigen oder ausgasen und so die Funktionalität des Drehgebers beeinträchtigen. Bei niedrigen Temperaturen darf das Schmiermittel außerdem nicht zu fest werden, denn das wirkt sich nachteilig auf das Anlaufmoment und somit die Leichtgängigkeit des Lagers aus. Im vorliegenden Fall wurde die Viskosität des Schmierstoffes optimal auf den Anwendungsfall angepasst – so ließ sich ein niedriges Reibmoment und die Ausbildung eines konstanten Schmierfilms erreichen. Im Einsatz bestätigt sich der gute und gleichmäßige Lauf der verbauten Wälzlager auch bei niedrigen Temperauren.

Der Drehgeber WH58MR mit Hohlwelle von Siko ist für harte Einsatzbereiche konzipiert – entsprechend robust müssen auch die verbauten Wälzlager ausfallen.
Der Drehgeber WH58MR mit Hohlwelle von Siko ist für harte Einsatzbereiche konzipiert – entsprechend robust müssen auch die verbauten Wälzlager ausfallen.Bild: SIKO GmbH

Korrosionsbeständige Lagerung

Aber auch im Produktbereich der Positioniersysteme kommen spezielle Wälzlager von Findling zum Einsatz. Jürgen Schuh von Siko nennt die Stellantriebe der Serie AG05 als Beispiel: „Stellantriebe werden gerne eingesetzt, wenn Kunden von einer manuellen auf eine automatische Verstellung wechseln wollen“, erläutert der Sales Manager. „So auch im Fall einer kundenspezifischen Serienausführung des AG05 für einen Hersteller von Maschinen für die fleischverarbeitende Industrie. Für einen effizienteren Verpackungsprozess wurde die bisherige Handverstellung der Maschine automatisiert.“ Der Stellantrieb hilft, einzelne Fleischportionen in Kunststoffschalen zu verpacken und zu etikettieren und ermöglicht unter anderem eine einfachere Formatumstellung in der Maschine. Normalerweise kommen im Stellantrieb AG05 Lager aus regulärem Wälzlagerstahl zum Einsatz, die ebenfalls Findling liefert. Sie übernehmen die Lagerung der Antriebswelle, nehmen dabei axiale und radiale Kräfte auf und ermöglichen so einen möglichst verlustfreien und geräuscharmen Lauf der Hohlwelle. Im vorliegenden Fall jedoch war eine Ausführung aus korrosionsbeständigem Edelstahl gefragt, denn aufgrund der strengen Hygienevorschriften im lebensmittelverarbeitenden Bereich werden die Verstellbereiche der Maschine mit Lösungsmittel gereinigt. Die Lager des Stellantriebs sind dem aggressiven Reinigungsvorgang zumindest teilweise ausgesetzt. Deshalb kommen in diesen speziellen Stellantrieben zwei Kugellager des Typs 6803-2RS-SS aus Edelstahl AISI440C zum Einsatz – auch hier in einer Supra-Leistungsklasse, die die Lebensdauer und vor allem auch die nötigen Tragzahlen gewährleisten kann.

Dünnringlager eignen sich für besonders kompakte Einbausituationen, wie sie in Drehgebern vorliegen.
Dünnringlager eignen sich für besonders kompakte Einbausituationen, wie sie in Drehgebern vorliegen.Bild: Findling Wälzlager

Chemische Reinigungsprozesse

Gerade im Bereich der Lebensmittelverpackungen sind oft ein hoher Korrosionsschutz und eine gute chemische Resistenz gefragt. Im Edelstahl-Portfolio von Findling finden sich deshalb entsprechende Stütz- und Kurvenrollen, Nadellager, Gehäuselager, Pendelkugellager, Axiallager und Rillenkugellager. Der Kunde kann den für den jeweiligen Einsatzbereich geeigneten Basiswerkstoff wählen, zusätzlich lassen sich verschiedene Beschichtungen, passende Dichtungen und Schmierstoffe flexibel beauftragen. So findet sich für jede Anwendung die passende Lösung. „Die von Findling gelieferten Wälzlager sind kompakt, korrosionsbeständig und sorgen für einen hohen Wirkungsgrad des Antriebs. Die Kombination dieser Eigenschaften ist absolut entscheidend für diese kundenspezifische Anwendung“, so Jürgen Schuh abschließend.

Anwendungsberatung bei Findling Wälzlager

Bei einer professionellen Anwendungsberatung von Findling Wälzlager werden die Anforderungen der jeweiligen Applikation genau analysiert. Die Karlsruher Experten arbeiten mit professionellen Computersimulationen und mit den hauseigenen ABEG-basierten Berechnungsprogrammen. Der Kunde erhält auf Wunsch eine genaue Spezifikation der benötigten Lagertechnik inklusive Bemusterungen. Findling ist jedoch auch der richtige Partner für die individuelle Entwicklung eines Lagers: In diesem Fall wird der Konstrukteur beim zielorientierten Design seines optimalen Lagers unterstützt – von der Entwicklung über den Bemusterungsprozess bis zur Serienbetreuung. Dabei greift Findling Wälzlager auf seine hohe Expertise in den Bereichen Kompetenzen Dichtungstechnik, Werkstoffkunde, Tribologie und Beschichtungstechnik zurück.

Findling Wälzlager, Siko GmbH
www.siko-global.com

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