Lineartechnik

Zusammenführung

Weniger Reibung, höhere Drehzahlen: Lager für dynamische Rundachsen
Für schnelldrehende Präzisions-Rundtischlagerungen in Werkzeugmaschinen hat Schaeffler High-Speed-Baureihen jetzt auch für größere Innendurchmesser.

Die Nachfrage nach größeren Rundtischlagern in reibungsreduzierter und drehzahlgesteigerter Ausführung wächst stetig. Im Durchmesserbereich von 580 bis 1.030 Millimeter führt Schaeffler daher die Baureihen YRT und RTC zur neuen, leistungsgesteigerten Baureihe YRTC zusammen. Sie bildet die Basis für äußerst dynamische Rundachsen zum schnellen Positionieren und zum Formfräsen mittels Mehrachs-Simultanbearbeitung. Selbst der Betrieb mit Dauerdrehzahl, zum Beispiel für die zeitweise Drehbearbeitung, ist innerhalb der Einsatzgrenzen möglich. Gleichzeitig wird die Verlustleistung im Vergleich zu konventionellen Axial-Radial-Zylinderrollenlagern reduziert.

Durch die signifikante Reibungsreduzierung steht ein deutlich größerer Anteil des vom Antrieb bereitgestellten Antriebsmoments für die Achsbeschleunigung und die Bearbeitung zur Verfügung. Beides dient der Produktivitätssteigerung. Zudem reduziert sich der Wärmeeintrag in die Maschinenstruktur. In der Folge verringern sich temperaturbedingte Geometrieänderungen der Maschine, und die Bearbeitungsgenauigkeit steigt. Bei gekühlten Achsen kann entsprechend der reduzierten Lager-Verlustleistung die Kühlleistung verringert werden, wodurch die Betriebskosten der Werkzeugmaschine sinken. Aufgrund der Lagergröße liegen die hierbei erzielbaren Einsparungen schnell im niedrigen Kilowatt-Bereich. Ein weiterer Vorteil der Reibungsreduzierung wird vielfach auch in den besseren Regelungseigenschaften der Rundachse gesehen, wodurch in der Praxis die Geometrieübergänge bei der Bearbeitung von Formen und Konturen präziser ausfallen.

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Größere Steifigkeit, längere Lebensdauer

Das 2009 noch als Konzept vorgestellte Rundtischlager auf Basis des Kugelrollenlagers befindet sich mittlerweile bei ausgewählten Pilotkunden in innovativen Bearbeitungszentren in der Erprobung und auf dem Weg zum Serieneinsatz. Dieses Produkt eröffnet die Möglichkeit, Rundtischlagerungen im Hochdrehzahlbereich mit 580 bis 1.030 Millimeter Bohrungsdurchmesser als wirtschaftliche und leistungsfähige Kompaktlagerung auszuführen. Der Nutzen für die Werkzeugmaschinenhersteller liegt in höheren Steifigkeiten und Genauigkeiten, Montagevereinfachungen und Optionen zur Systemkostensenkung. Durch die einteiligen Lagerringe wird die Laufgenauigkeit der Wälzlager besser auf die Maschinenbaugruppe übertragen. Zudem wird dadurch die Anzahl der Fugen reduziert und folglich die Steifigkeit erhöht. Das Konzept verzichtet auf laufbahnunterbrechende Wälzkörperfüllbohrungen, was der Lebensdauer und Betriebssicherheit bei hohen Drehzahlen nützt. Eine Wälzlager-Transportsicherung zum Zusammenhalten von geteilten Lagerringen entfällt, wodurch sich der Einbau in die Werkzeugmaschine vereinfacht und Montagefehler vermieden werden. Das erweiterte Fettdepot lässt eine längere Gebrauchsdauer erwarten beziehungsweise gestattet größere Nachschmierintervalle. Bei diesem Konzept müssen je nach Steifigkeitsanforderung die Lagerringe nicht zwangsläufig über die gesamte Lagerhöhe durch die Anschlusskonstruktion zentriert und unterstützt werden. Eine kurze Zentrierung seitens der Umgebungsbauteile ist ausreichend oder kann je nach Anwendungsfall sogar ganz entfallen. Außen- und Innenring sind zudem axial gegeneinander versetzt, so dass die Lager auf ebenen Flächen anschraubbar sind.

Die Innovation beruht auf einem zweireihigem Axial-Schräg-Kugelrollenlager in O-Anordnung mit neuartigen Wälzkörpern sowie auf neuen Montagemethoden. Für die Kugelrollen werden vom herkömmlichen Wälzkörper Kugel alle nicht belasteten Teile entfernt; das heißt, es werden je 15 Prozent des Kugeldurchmessers abgeschnitten. So entsteht eine beidseitig abgeflachte Kugel, die so genannte Kugelrolle, die um 30 Prozent schmaler und entsprechend leichter ist als eine Kugel. Ein mit Kugelrollen bestücktes Lager ist grundsätzlich von gleicher Funktionalität und Genauigkeit wie ein Kugellager. Vorteile sind unter anderem Bauraumgewinn, Gewichtseinsparung, mehr Fettraum und Tragzahlerhöhung. pb

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