Der Konstrukteur Sonderausgabe ANTREIBEN - STEUERN - BEWEGEN - 2024

ANTRIEBSELEMENTE UND

ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE WÄLZLAGERDICHTUNGEN UNTER DER LUPE Wälzlagerdichtungen verhindern das Eindringen von Verunreinigungen und halten den Schmierstoff zuverlässig im Lager. Sie sind in großer Vielfalt verfügbar – doch welche Ausführung eignet sich für welche Anwendung? Und welche Rolle spielen die Werkstoffe? In diesem Beitrag werden Wälzlagerdichtungen von Findling genau unter die Lupe genommen. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Dichtungen sind ein lebensdauerrelevanter Bestandteil des Wälzlagerdesigns. Die Abdichtung der Lagerstelle kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des Wälzlagers realisiert werden. Außerhalb des Wälzlagers werden vorzugsweise Wellendichtringe, Lamellendichtungen oder Labyrinthdichtungen verwendet. Statische Abdichtung erfolgt mittels Dichtlacken, Flüssigdichtmitteln, Gummierungen oder O-Ringen. „Wälzlagerhersteller können meist nur eine geringe Anzahl an Dichtungsformen wirtschaftlich fertigen und haben folglich eine eingeschränkte Auswahl“, so Klaus Findling, Geschäftsführer von Findling Wälzlager. „Wir liefern durch die Zusammenarbeit mit einer Vielzahl spezialisierter Technologiepartner nicht nur die größtmögliche Variantenvielfalt an Lagertechnik, sondern auch an Dichtungselementen.“ Entsprechend groß ist die Expertise der Karlsruher, was Dichtungen & Co anbelangt. Für Konstrukteure, die sich angesichts der schieren Masse an Dichtungsarten überfordert fühlen, ist das besonders hilfreich. SCHLEIFEND ODER NICHTSCHLEIFEND? Dichtungen innerhalb des Wälzlagers werden fest im Außenring montiert und verpresst. Nach innen liegen sie mit einer oder mehreren Dichtlippen auf dem Innenring schleifend auf, bei einer nichtschleifenden Dichtung bleibt ein schmaler Spalt. Die häufigste Dichtungsvariante im Wälzlager ist die Z-Deckscheibe. Diese nichtschleifende Dichtung erzeugt keine zusätzliche Reibung. Die 2RS-Dichtung hingegen ist die am meisten genutzte schleifende Dichtung. Sie besteht standardmäßig aus NBR (Acrylnitril- Butadien-Kautschuk) und hat im Inneren eine Stahlblecharmierung, um die notwendige Steifigkeit zu erzeugen. Dieses Modell wird fest am Außenring eingeklemmt und liegt mit einer oder mehreren Dichtlippen am Innenring auf. Hier gibt es die bereits angesprochene hohe Vielfalt herstellerabhängiger Designvarianten mit unterschiedlicher Anzahl, Form und Ausprägung an Dichtlippen, die flach oder in verschieden geformten Einstichen am Innenring anliegen. Dabei erzielt jede der Formen besondere anwendungsspezifische Vor- und Nachteile und muss daher bei der Auswahl berücksichtigt werden. EINE SICHERE LÖSUNG AUCH BEI HOCHLAST Zum Extreme-Spezialsortiment gehören die Serien Xforce, Xspeed, Xtemp und Xclean. Sie decken unterschiedliche Anforderungen im Hinblick auf die Betriebsbedingungen ab. Bei Lagern in Xforce-Ausführung handelt es sich um Lösungen für hohe Belastungen bei geringen Umdrehungsgeschwindigkeiten. Derartige Anwendungsszenarien kommen häufig in der Agrarindustrie, Schüttguttechnik und im Kranbau vor. So haben sich in den Xforce-Lagern besonders leistungsfähige zweilippige, beidseitig in Nut geführte 2RSDD-Dichtungen als optimale Lösung erwiesen. Eine Lippe dient dabei als Schutz vor der in der Nut liegenden Hauptdichtlippe. „Hochlastlager benötigen eine gute Mischung aus robuster Dichtungstechnik, guter Dichtwirkung und mittlerer Reibung in Kombination mit für niedrigere Drehzahlen optimierten Wälzlagerfette und Fettmengen“, beschreibt Klaus Findling. „Sind Dichtungen gegen eindringende Flüssigkeiten gefordert, so gibt es eine spezielle zweilippige, nach außen und nach innen gerichtete Version mit der Bezeichnung 2RST.“ HIGHSPEED DURCH PASSENDE DICHTUNGEN Hochgeschwindigkeitsanwendungen haben hingegen ein ganz anderes Anforderungsprofil: Hier sind kleinste Toleranzen, Mindermengenschmierung, geringes Reibmoment und hochreine Wälz lagerfette gefragt. Neben der Belastung durch die hohen Drehzahlen ist die daraus resultierende erhöhte Wärmeentwicklung, die durch die Reibung der Dichtungen noch verstärkt werden kann, zu berücksichtigen. Um all diesen Aspekten Rechnung zu tragen, wurden die Ausstattungskomponenten der Xspeed-Lager exakt auf dieses Leistungssegment hin abgestimmt. Auch hier werden mit der Dichtungsvariante 2RSDD als ausgewogene Standardlösung 46 DER KONSTRUKTEUR 2024 / ASB www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE 01 01 Zu den verbreitetsten Dichtungsvarianten im Wälzlager zählt die Z-Deckscheibe 02 Je nach Leistungsklasse kann dieselbe Dichtungsart unterschiedlich ausgeführt sein 02 hervorragende Ergebnisse erzielt. So konnte die Eigenerwärmung um 10 °C gegenüber der RS-Standarddichtung reduziert werden, was unmittelbaren lebensdauerverlängernden Einfluss hat. OPTIONAL ERHÄLTLICHE DICHTUNGSVARIANTEN Noch effizienter arbeitet die optional erhältliche Dichtungsvariante 2RW. Dabei handelt es sich ebenfalls um eine in Nut geführte schleifende NBR-Dichtung, die sich jedoch durch eine besonders geringe Vorspannung der Dichtlippe auszeichnet. Die entstehende Reibung wird auf diese Weise weiter reduziert und dadurch ein besonders niedriges Anlaufmoment erreicht. Diese Ausführung bietet eine gute Staubdichtigkeit, ermöglicht hohe Geschwindigkeiten und eignet sich besonders für kleine und mittlere Lager. Nichtberührende Labyrinthdichtungen wie der Dichtungstyp 2RZ überzeugen durch die geringste Verlustleistung. Die zweilippige NBR-Dichtung wird in einer Nut geführt und dichtet durch die Ausbildung eines sich mit Fett füllendem Labyrinths ab. Auf diese Weise können Schmutzpartikel nur schwer eindringen. Bei guter Dichtwirkung ist dieser Dichtungstyp besonders energieeffizient. Konsequent eingesetzt, können Rillenkugellager mit reibungsarmen nichtschleifenden Dichtungen so den Betriebsverbrauch einer Anlage spürbar reduzieren. STETS DER GEEIGNETE WERKSTOFF Gleiches gilt für die Dichtungswerkstoffe: Neben dem bereits erwähnten NBR gibt es auch noch HNBR (Hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautschuk), ACM (Acrylat-Kautschuk), EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) oder FKM (Fluorkautschuk). Für Tieftemperaturen bis - 70° kommen Silikondichtungen zum Einsatz. Diese Werkstoffe unterscheiden sich im Temperatureinsatzbereich sowie der chemischen Beständigkeit. So ist FKM, auch unter dem Markennamen Viton bekannt, von bis - 20°C bis 200°C zuverlässig einsetzbar. „Mit diesen Werkstoffen arbeiten wir unter anderem bei unseren Xtemp-Lagern“, so Klaus Findling. „Diese Lager gehören zu unserer ABEG-Extreme-Serie. Sie garantieren Temperaturstabilität bei übermäßiger Hitze oder Kälte.“ VOR EXTREMEN SCHMUTZ GESCHÜTZT Die Beispiele zeigen: Gerade bei extremen Einsatzbedingungen spielt die Dichtungstechnik eine wichtige Rolle. Deshalb hat Findling eine Vielzahl von Gehäuselagern im Sortiment, die mit widerstandsfähiger Dichtungstechnik ausgerüstet sind. Dazu gehören zum Beispiel die Gehäuselager des Premium-Herstellers FYH: Die Lagereinsätze der UC-Baureihe verfügen über eine Schleuderscheibe, die sich mit dem Innenring dreht und das Eindringen von grobem Schmutz durch die Fliehkraft der Rotation verhindert. Die hinter der Schleuderscheibe sitzende Floback-Dichtung schützt das Lagerinnere vor feinem Schmutz. Zu allen Gehäuselagereinsätzen der UC-Baureihe können L3-Dichtungen bestellt werden. Durch die höhere Reibung sind diese Produkte für geringe bis mittlere Drehzahlen einsetzbar. Auch LT3-Dichtungen sind eine Alternative: Sie sind dreilippig und liegen besonders fest am Innenring an, wodurch eine hohe Reibung entsteht. Dadurch verdoppelt sich zwar das Drehmoment, jedoch schützt diese Dichtung auch gegen extremen Schmutz und Schlamm. Das dreilippige Dichtungssystem der einbaufertigen SRU-Einheiten von FYH kann sich sogar um ±2° selbst ausrichten und somit Fluchtungsfehler und Wellendurchbiegungen ausgleichen. „Zusammenfassend lässt sich sagen: Dichtung ist nicht gleich Dichtung“, so Klaus Findling. „Je nach Anwendung muss genau geprüft werden, welche Ausführung am meisten Sinn macht.“ Die Karlsruher Experten helfen gerne bei der Auswahl – schließlich wird Service bei Findling großgeschrieben. So finden sich Konstrukteure auch angesichts der großen Auswahl bestens zurecht. Bilder: Aufmacher zinkevych – stock.adobe.com; sonstige Findling Wälzlager www.findling.com www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2024 / ASB 47