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DER KONSTRUKTEUR ASB / 2019

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DER KONSTRUKTEUR ASB / 2019

LAGER UND LINEARTECHNIK

LAGER UND LINEARTECHNIK TITELSTORY OBERSTES ZIEL BEI WÄLZLAGERN: REIBUNG REDUZIEREN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Energieeffizienz steht im Fokus vieler Neuentwicklungen im Maschinenbau. Insbesondere Wälzlager leisten hierzu ihren Beitrag. Eine neue Baureihe von reibungsoptimierten Rillenkugellagern zeichnet sich durch eine um bis zu 79 % verringerte interne Reibung aus. Und zwar dank neuem Käfig-Design, neu entwickeltem Fett und angepasstem Fettfüllgrad. Autor: Ralf Petersen, Manager Industrial Bearings, European Technology Center, NSK Deutschland GmbH, Ratingen 14 DER KONSTRUKTEUR ASB/2019

LAGER UND LINEARTECHNIK Neue Maschinengenerationen zeichnen sich oft durch ihre verbesserte Energieeffizienz aus, das heißt sie verbrauchen weniger Energie. Hersteller von Antriebskomponenten bieten ihren Kunden Wettbewerbsvorteile, wenn sie ihr Produktprogramm entsprechend optimieren. Dies gilt nicht nur für Anwender im Maschinen- und Anlagenbau, sondern ebenso für Hersteller von Konsumgütern wie Haushaltgeräte. Letztere fokussieren das Thema „energiesparende Elektroantriebe“ besonders intensiv, nicht zuletzt wegen der Geräteeinteilung in Effizienzklassen. IM FOKUS – REIBUNG REDUZIEREN Als langjähriger Lieferant von Wälzlagern für hochwertige Haushaltgeräte verfügt NSK über umfassende Erfahrungen beim Entwickeln von Lagern für energieeffiziente Elektroantriebe. Aber auch im Maschinenbau wächst die Nachfrage nach solchen Lagern, was wiederum Innovationen vorantreibt. In ihrem Zentrum steht das Reduzieren der inneren Reibung, denn sie ist der Kennwert für den (indirekten) Energieverbrauch. Aktuell führt NSK eine neue Baureihe von reibungsoptimierten Rillenkugellagern in den Markt ein. Dieser Lagertyp wurde gewählt, weil er typischerweise zur Lagerung der Welle von Elektromotoren verwendet wird. 01 FETT UND FETTFÜLLGRAD ALS ZENTRALE EINFLUSSFAKTOREN Im Vorfeld haben die Entwickler gründlich jene Faktoren untersucht, die die interne Reibung von Wälzlagern beeinflussen. Resultat ist eine überraschende Erkenntnis: Fett wirkt sich in erheblich größerem Ausmaß auf die Reibung aus als die mechanische Konstruktion. Daher wird bei der neuen Baureihe unter anderem ein unter dem Aspekt der Reibungsreduzierung entwickeltes Fett verwendet und zudem der Fettfüllgrad optimiert. Zugleich haben die Konstrukteure ebenso das Design der Käfige verbessert, die nun in Kunststoff- und Stahlausführung verfügbar sind. Standardmäßig stehen die reibungsoptimierten Lager mit den neuen Kunststoff- Schnappkäfigen abrufbar bereit. In kundenspezifischen Projekten mit Engineering-Unterstützung seitens NSK kommen auch Stahlkäfige zur Anwendung. INNERE REIBUNG BIS 79 % VERRINGERT Die Ergebnisse aus Messreihen zur mechanischen Verlustleistung sprechen für sich. Im Vergleich zu einem konventionellen Rillenkugellager weist die neue Baureihe bei einem Stahlkäfig eine um 58 % verringerte Reibung auf. Kommt der neue Kunststoffkäfig zum Einsatz, verringert sich die interne Reibung sogar um 79 %. Zugleich wird die Fettgebrauchsdauer um den Faktor 2,7 erhöht. Die Tragzahlen entsprechen weiterhin jenen der Standardlager. Die Ergebnisse der Testreihen mit Antrieben der Leistungsklassen 2,3, 7,5 und 30 kW (jeweils 200 V, 50 Hz) zeigen auch, dass der Optimierungseffekt mit der Leistung des Antriebs linear steigt. Das heißt, die neuen Rillenkugellager nehmen in allen verfügbaren Baugrößen einen signifikant positiven Einfluss auf die Energieeffizienz des Antriebs. 02 01 Der Fettfüllgrad beeinflusst in hohem Maße die interne Reibung im Wälzlager 02 Durch die Fettwahl lässt sich die Reibung von Wälzlagern reduzieren und die Fettlebensdauer deutlich steigern NECO: DER ÖKOLOGISCHE EFFEKT VON ANTRIEBSKOMPONENTEN Von einem geringeren Energieverbrauch profitieren Betreiber und Umwelt gleichermaßen. Einen positiven Beitrag hierzu leistet NSK, indem für alle neu entwickelten Produkte der sogenannten Neco-Index ermittelt wird. Das Kürzel steht für „NSK Eco-Efficiency Indicators“ und setzt unter anderem den ökologischen Fußabdruck des Produkts in Relation zum multifaktoriellen Produktnutzen. Jedes neue Produkt muss einen Mindestnutzen bei der Umweltfreundlichkeit aufweisen. DER KONSTRUKTEUR ASB/2019 15

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