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Der Konstrukteur ASB/2022

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Der Konstrukteur ASB/2022

LAGER UND LINEARTECHNIK

LAGER UND LINEARTECHNIK 02 Besonders in Umgebungen mit starken Verschmutzungen kommen metallische, geschmierte Lager an ihre Grenzen: Kalotten aus Kunststoffen dagegen sind verschleißfest, langlebig und schmutzunempfindlich PRODUKTE UND ANWENDUNGEN SCHNELLE MONTAGE OHNE UMRÜSTKOSTEN DIE LAGEREINSÄTZE SIND IM SPRITZGUSS GEFERTIGT UND VERZICHTEN AUF EXTERNE SCHMIERMITTEL Die Montage der Kalotten ist ein Kinderspiel. Sie lassen sich per Hand in Sekundenschnelle in metallische Steh- und Flanschlagergehäuse einsetzen – ohne teure und aufwendige Umrüstungen. Kalotten der Serie Igubal sind derzeit in fünf Abmessungen für Low-cost-Blechgehäuse und für Gussgehäuse in acht Abmessungen (UC203-210) erhältlich. „Dank einheitlicher Größen lassen sich die Lagereinsätze aus Hochleistungskunststoff hersteller unabhängig verbauen und beispielsweise für 2-Lochund 4-Loch-Flanschlager sowie Stehlager verwenden“, führt Preißner aus. Da der Wechsel auf Polymergleitlager einfach ist, steigen immer mehr Anlagenbetreiber und Maschinenbauer auf die Hybridtechnologie um. Zum Einsatz kommen die Lagereinsätze aus Hochleistungskunststoff u. a. in Förderanlagen, in Abfüllanlagen sowie in Agrar- und Baumaschinen. Anwender profitieren von der Dauerfestigkeit, Verschleißfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit der Standardwerkstoffe Iglidur J und J4. Das Material nimmt kaum Feuchtigkeit auf, Außeneinsätze bei Wind und Wetter sind daher kein Problem. Die Korrosionsbeständigkeit der Kalotten stellt hier einen zusätzlichen Vorteil dar. Für besondere Anforderungen jenseits der Standardanwendung stellt Igus weitere Iglidur-Materialien zur Verfügung: von der hochtemperaturbeständigen Variante Iglidur X bis zur FDA-konformen Alternative A350 für den sensiblen Lebensmittelbereich. GUT FÜR DIE UMWELTBILANZ Entscheiden sich Unternehmen, geschmierte Metalllager durch Polymergleitlager zu ersetzen, verbessern sie ihre Ökoeffizienz. Warum? – Weil sie dazu beitragen, Schmiermittel einzusparen. Nicht nur Steh- und Flanschlager, sondern auch andere Lagertypen lassen sich durch Kunststoffvarianten ersetzen. Etwa klassische Metallverbundlager, die aus einer Metallhülle und einer dünnen Beschichtung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) bestehen. Die PTFE-Schicht hat eine Verschleißzone von rund 0,05 mm und nutzt sich während des Betriebs ab. Tauschen Techniker die Lager nicht rechtzeitig aus, sind teure Folgeschäden vorprogrammiert. Ist die PTFE-Schicht aufgebraucht, läuft Metall auf Metall, es kommt zu Wellenschäden oder einem Festfressen des Lagers. „Bei Polymergleitlagern hingegen stellt der durchgängige Aufbau ohne Schichten nahezu konstante Reibwerte und Verschleißraten über den gesamten Produktlebenszyklus sicher. Durch den homogenen Aufbau steht theoretisch die ganze Wandstärke als Verschleißzone zur Verfügung“, verdeutlicht der Spezialist von Igus. ALTERNATIVE FÜR NADELLAGER UND SINTERLAGER Anwender von Nadellagern können ebenfalls von einem Austausch profitieren. Hier besteht das Problem, dass Wälzlager aufgrund des Linienkontaktes zwischen Nadelrollen und Laufbahnen eine hohe Hertz’sche Pressung aufweisen und empfindlich auf Erschütterungen und Stöße reagieren. Überdies müssen Anwender meistens gehärtete Wellen nutzen, da bei weichen aufgrund hoher Kantenpressungen die Gefahr des Einlaufens besteht. Bei Polymergleitlagern ist das Risiko des Welleneinlaufens hingegen selbst bei hohen Kantenlasten geringer als bei Nadellagern, sodass Anwender weiche Wellen nutzen können. Ferner eignen sich Polymergleitlager für Anwendungen mit Vibrationen und starken Stoßbelastungen. Nicht zuletzt sind sie korrosionsfrei und aufgrund ihrer organischen Natur resistent gegenüber anorganischen Medien, Säuren, Laugen und Salzlösungen. Polymergleitlager räumen außerdem mit den Nachteilen von Sinterlagern auf. Diese nehmen in ihrem porösen Körper eine Öltränkung auf, die bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten für einen Schmiereffekt sorgt. Das Problem: Bei langsamen oder schwenkenden Bewegungen kann sich der Schmierkeil oftmals nicht optimal aufbauen. „In diesem Fall stellt der homogene Aufbau der Polymergleitlager mit Festschmierstoffen sicher, dass Schmierstoff immer zur Verfügung steht – unabhängig von Bewegungsart und Geschwindigkeit“, so Preißner abschließend. „Über den gesamten Produktlebenszyklus sind hervorragende Reibund Verschleißwerte gegeben.“ Wenn es weniger auf Festigkeit, dafür jedoch um absolute Korrosionsfreiheit, möglichst geringes Gewicht oder maximale Schwingungsdämpfung ankommt, kann der Kunde natürlich auch weiterhin auf die Vollkunststofflösungen von Igus setzen. Die Kalotte aus einem selbstschmierenden Iglidur-Material befindet sich hierbei in einem Kunststoffgehäuse aus einem faserverstärkten Polymer. Bilder: igus GmbH www.igus.de 36 DER KONSTRUKTEUR 2022 / ASB www.derkonstrukteur.de

LAGER UND LINEARTECHNIK BIOKUNSTSTOFFE IN DER WÄLZLAGERTECHNIK 2021 hat NSK den weltweit ersten Biokunststoffkäfig für Wälzlager vorgestellt. Jetzt präsentiert das Unternehmen das erste Produktprogramm, das aus erneuerbaren Ressourcen hergestellt wird. Damit sollen dem Markt umweltfreundliche Lösungen zur Verfügung gestellt werden, die eine Alternative zu konventionellen Käfigmaterialien bieten. Die Herstellung von Lagerkäfigen aus einem Kunststoff, der aus erneuerbaren Biomassequellen (hauptsächlich Pflanzen) gewonnen wird, ermöglicht eine deutliche Senkung der produktspezifischen CO 2 -Emissionen über den gesamten Lebenszyklus. Im Vergleich zu herkömmlichen, aus fossilen Brennstoffen hergestellten Kunststoffkäfigen liegt die CO 2 - Reduzierung bei 91 %. Damit leisten der Hersteller und auch der Anwender einen Beitrag zum Klimaschutz. Bislang eigneten sich Bauteile aus Biokunststoff nicht für solche Anwendungen, weil ihre Wärmbeständigkeit zu gering war. Das von NSK ausgewählte Käfigmaterial hält jedoch, wie Dauertests bestätigten, Betriebstemperaturen von bis zu 120 °C stand. Wälzlager sind eine Schlüsselkomponente in den Lüftermotoren von Klimaanlagen. Dieses Einsatzgebiet hat NSK u. a. deswegen ausgewählt, weil dieser Markt weiter wachsen wird und die Hersteller bestrebt sind, durch Zulieferkomponenten mit schmalem CO 2 -Fußabdruck ihre Nachhaltigkeitsbilanz zu verbessern. Viele Hersteller nutzen hier die NSK Rillenkugellager der Serien 60 und 62. Nun können sie die weltweit ersten Käfige aus 100 % Biokunststoff einsetzen, die dem Massenmarkt zur Verfügung stehen, und die Ökobilanz ihrer Produkte verbessern. Der Einsatz moderner CAE-Technologie im Entwicklungsprozess ermöglichte es den NSK-Konstrukteuren schon im Vorfeld, die Dimensionierung der Käfige zu optimieren, deren Verformung im Betrieb zu berechnen und die Eignung vorhandener Formwerkzeuge zu überprüfen. Außerdem konnten in der rechnergestützten Simulation zentrale Eigenschaften wie Festigkeit und Lebensdauer bewertet werden. Der „digitale Zwilling“ der Biokunststoffkäfige wurde insbesondere genutzt, um die Belastungseigenschaften des Käfigs unter Betriebsbedingungen zu ermitteln. Gestützt auf diese Ergebnisse, konnten die NSK-Entwickler innerhalb kurzer Zeit die Eigenschaften der Käfige in der Prototypenphase weiter verbessern. Von Wälzlagern für Lüfterantriebe von Klimaanlage wird neben hoher Zuverlässigkeit auch geringe Geräuschentwicklung und minimale Reibung erwartet. Tests von NSK bestätigen, dass die Lager aus Biokunststoffkäfig ein gleichwertiges Geräuschund Reibungsverhalten aufweisen wie herkömmliche Käfige aus Polyamid 66. Außerdem weist der neue Käfig eine ähnliche Festigkeit, Wärmebeständigkeit, Fettbeständigkeit und Schweiß nahtfestigkeit wie Polyamid 66 auf. Ebenso vergleichbar sind Steifigkeit, Ermüdungsfestigkeit, Kriechbeständigkeit und Schlagfestigkeit. Damit steht einer Markteinführung nichts mehr im Wege. Erfreulich ist, dass NSK den Einsatz von Biokunststoffen auch in Produkten für andere Anwendungsbereiche, z. B. für die Automobilindustrie, weiter ausbauen möchte. Damit verfolgt das Unternehmen das Ziel, die Kohlenstoffemissionen weiter zu reduzieren und einen Beitrag zur Schaffung einer CO 2 -neutralen Gesellschaft zu leisten. Bilder: Hintergrund Shutterstock - Kai Beercrafter, Einklinker NSK www.nskeurope.de Wir realisieren PRÄZISION Als Spezialist in der Gelenklagertechnik mit mehr als 45 Jahren Erfahrung Als Spezialist in der Gelenklagertechnik mit mehr als 45 Jahren Erfahrung überzeugen wir nicht nur mit unserem umfassenden Produktportfolio an überzeugen wir nicht nur mit unserem umfassenden Produktportfolio an Standard-Ausführungen. Unsere innovativen Hochleistungs-Produkte Standard-Ausführungen. Unsere innovativen Hochleistungs-Produkte machen uns zu einem der führenden Hersteller auf dem Markt. machen uns zu einem der führenden Hersteller auf dem Markt. VOLLSORTIMENT VOLLSORTIMENT Gelenklager, Gelenkköpfe & Co. | Dreh-, Fräs & Schleifteile uvm. Gelenklager, Gelenkköpfe & Co. | Dreh-, Fräs & Schleifteile uvm. SONDERLÖSUNGEN SONDERLÖSUNGEN Kundenindividuelle sondergefertigte Teile für die Antriebstechnik Kundenindividuelle sondergefertigte Teile für die Antriebstechnik FLURO ® -Gelenklager GmbH | Siemensstr. 13 | 72348 Rosenfeld | 07428 - 93 850 | fluro.de FLURO ® -Gelenklager GmbH | Siemensstr. 13 | 72348 Rosenfeld | 07428 - 93 850 | fluro.de Martin Höhn GmbH | Siemensstr. 13 | 72348 Rosenfeld | 07428 - 93 840 | hoehn-praezision.de Martin Höhn GmbH | Siemensstr. 13 | 72348 Rosenfeld | 07428 - 93 840 | hoehn-praezision.de