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ANTRIEBSTECHNIK » Wälzlager Bild: NSK Deutschland Auch hohe Betriebstemperaturen können das Gefüge nachteilig verändern und zu Wälzlagerschäden führen Bild: NSK Deutschland Die Ursachen von White Structure Flaking werden immer besser verstanden Vergleichstests zeigen den Erfolg der Entwicklungsarbeit In umfangreichen Testreihen hat NSK die Wirksamkeit der Optimierungsmaßnahmen im Vergleich zu Lagern aus dem Standardwerkstoff 100Cr6 nachgewiesen – z. B. bei Tests sowohl in einer hinreichend reinen als auch in einer verschmutzten Umgebung. Bei Tests in sauberer Umgebung erreichten die Lager aus dem Werkstoff SHJ7 eine um den Faktor 2,5 höhere Lebensdauer im Vergleich zum Standardwälzlagerstahl. Unter widrigen Umgebungsbedingungen, bei starker Verschmutzung, verlängerte sich die Lebensdauer entsprechend um den Faktor 1,3. INFO Detaillierte Informationen zu den Wälzlagern mit verdoppelter Lebensdauer: hier.pro/CuBBA Wirksam auch gegen die Bildung weißer Strukturen Mit Blick auf das White Structure Flaking wurden die Lager unter Wasserstoffbeaufschlagung getestet. Hier zeigte sich, dass die Rillenkugellager aus SHJ7 gegenüber Standardmaterial eine mehr als 2,5-fach höhere Lebensdauer erzielten. Ein Dauertest bei +150 °C Umgebungstemperatur führte auch hier den Nachweis einer verlängerten Lebensdauer. Höhere Tragzahlen – kompaktere Konstruktion Der NSK-Sonderwerkstoff SHJ7 zeigt: Die Werkstoffentwicklung ist eine wirksame Stellschraube, um die Lebensdauer von Wälzlagern zu verlängern und das Risiko des Auftretens typischer Schadensbilder in den jeweiligen Applikationen zu ver - ringern. Steigende Anforderungen in den Anwendungen führen zu einer höheren Belastung in den Wälzlagern. Im Vergleich zu Wälzlagern aus konventionellen Stählen erreichen die Rillenkugellager aus SHJ7 höhere Tragzahlen. Das bedeutet: Der Konstrukteur kann gegebenenfalls ein kleineres Wälzlager einsetzen oder aber die Belastbarkeit und Leistungsfähigkeit der vorhandenen Konstruktion steigern. Mit anderen Worten: Die Rillenkugellager aus SHJ7 schaffen die Voraussetzung für ein Downsizing der Konstruktion. Das ist eine wichtige Forderung angesichts des immer dichteren „Packaging“ in vielen Bereichen des Maschinenbaus und der Antriebstechnik. Höhere Effizienz dank Reibungsreduzierung In einem weiteren Bereich, der zunehmend an Bedeutung gewinnt, ermöglicht die Verwendung des Sonderwerkstoffs SHJ7 ebenfalls Verbesserungen: Bei Downsizing der Lager wird deren innere Reibung verringert. Dies reduziert die Antriebsverluste, was bei Haushaltgeräten schon im Hinblick auf die Einteilung in Effizienzklassen ein echter Vorteil ist. Gängige Größen der Rillenkugellager aus dem Werkstoff SHJ7 sind mit Bohrungsdurchmessern von 20 bis 35 mm und Außendurchmessern bis 72 mm ausgeführt. (bec) www.nskeurope.de 36 KEM Konstruktion » 01-02|2021
Gleitlager/Werkstoffe « ANTRIEBSTECHNIK Iglidur-Werkstoffe bieten nicht nur bei Gleitlagern Vorteile Lastaufnahme von 15 auf 40 kg gesteigert Das 3D-Fördersystem Quick Move ermöglicht nicht nur eine flexible Streckenführung wie bei einer Achter bahnfahrt, es arbeitet auch praktisch wartungsfrei und bietet damit eine Verfügbarkeit von über 99,7 %. Beteiligt sind unter anderem Hochleistungskunststoffe von Igus, die verschleißfest sind und keine Schmier stoffe benötigen. So kommen Iglidur-Werkstoffe sowohl bei Gleitlagern zum Einsatz, vor allem aber auch bei der Kopplung der Wagen des Fördersystems. Die Lastaufnahme konnte auf diese Weise von 15 auf 40 kg gesteigert werden. Um die Wagen des 3D-Fördersystems Quick Move zu koppeln, haben sich die Konstrukteure der Quick Move GmbH aus Köln etwa Besonderes einfallen lassen. Sie lassen in jeden Wagen eine metallische Verbindungsstange mit Kugelzapfen ein und legen anschließend über je zwei Kugelzapfen einen Verbinder, ein zweischaliges Bauteil aus Kunststoff. Somit sind die Wagen gekoppelt. Im ursprünglichen Design war es mit dieser Kopplung möglich, jeden Wagen mit maximal 15 kg zu beladen – bei höheren Gewichten drohte der Verbinder aber zu reißen. Für Quick Move nicht gut genug. „Wir wollten die Lastaufnahme auf 40 Kilogramm erhöhen“, erinnert sich Thomas Brüse, Geschäftsführer des Kölner Start-ups. „Dazu machten wir uns auf die Suche nach einem festeren Kunststoff, der zudem keine Schmierung benötigt und wartungsfrei ist.“ Metall gegen Kunststoff als beste Paarung »Iglidur Q2 ermöglicht dank integrierter Festschmierstoffe einen reibungsarmen und somit verschleißarmen Trockenlauf – ohne einen einzigen Tropfen Schmieröl. Metall gegen Kunststoff ist die beste Paarung.« Fündig wurde Quick Move bei der ebenfalls in Köln beheimateten Igus GmbH, die seit Jahrzehnten Hochleistungskunststoffe für die Industrie entwickelt und produziert. „Wir haben mit den Experten von Igus die Köpfe zusammengesteckt und in gemeinschaftlicher Diskussion das Design des Verbinders optimiert“, so Brüse weiter. „Das war eine produktive und professionelle Zusammenarbeit.“ Mit den CAD-Daten des Verbinders hat Igus anschließend in der hauseigenen Werkzeugfertigung eine Gussform für den Spritzguss hergestellt. Das passende Material war schnell gefunden: Iglidur Q2. „Der Hochleistungskunststoff steht für hohe Tragfestigkeit und gute Abriebfestigkeit bei hohen Belastungen“, erklärt Kai Schmitz, technischer Verkaufsberater bei Igus. „Zudem ermöglicht Iglidur Q2 dank integrierter Festschmierstoffe einen reibungsarmen und somit verschleißarmen Trockenlauf – ohne einen einzigen Tropfen Schmieröl. Metall gegen Kunststoff ist die beste Paarung“, ist Schmitz überzeugt. „Kunststoff gegen Kunststoff würde hingegen zu viel Reibungswärme entwickeln.“ Belastungstests haben die Bauteile bereits bestanden. In einer Testanlage, die Zugbelastungen simuliert, hielten die alten Verbinder eine Belastung von 4.340 N aus. Die neuen Spritzgussteile liegen mit 6.370 N weit darüber. Kosten um 50 % reduziert Die Verbinder sind nicht die einzigen Komponenten, die Quick Move im Spritzgussverfahren aus Hochleistungskunststoffen fertigen lässt. Zum Einsatz kommt Kunststoff auch in der Bügelkonstruktion, über die Die Kopplung der Wagen des 3D-Fördersystems Quick Move erfolgt über in die Wagen eingelassene Verbindungsstangen mit Kugelzapfen. Zwei Schalen, die Igus aus verschleißfestem und schmiermittelfreiem Hochleistungskunststoff fertigt, verbinden die Wagen zu einem Zug Bild: Igus KEM Konstruktion » 01-02|2021 37
