Hybrid-Axial-Schrägkugellager ZKLF-HC

Keine Riffel

Hybrid-Axial-Schrägkugellager gegen vorzeitige Lagerausfälle
Mit den Hybrid-Axial-Schrägkugellagern ZKLF..-HC mit Keramikwälzkörpern bietet Schaeffler eine zuverlässige Lösung für Kugelgewindetriebe im Kurzhubbetrieb. (Foto: Schaeffler)
Vorbehalte gegen den Einsatz von Hybridlagern mit Keramikwälzkörpern wegen geringerer dynamischer Tragzahlen sind zwischenzeitlich obsolet, da die vielfache Anwendung gezeigt hat, dass die erreichte Lebensdauer mindestens vergleichbar zu der von Standardausführungen ist.

Mit den Hybrid-Axial-Schrägkugellagern ZKLF-HC bietet Schaeffler eine zuverlässige Lösung gegen vorzeitige Lagerausfälle, wie sie bei Kugelgewindetrieben durch das so genannte false brinelling immer wieder auftreten. Die Stimmen gegen den Einsatz von Hybridlagern aufgrund geringerer dynamischer Tragzahlen sind zwischenzeitlich verstummt, da die vielfache Anwendung von Hybridlagern gezeigt hat, dass die erreichte Lebensdauer mindestens vergleichbar zu der von Standardausführungen ist. Die DIN-Arbeitkreise haben daher beschlossen, die theoretische Reduktion der dynamischen Tragzahlen zurückzunehmen. Unter dem Aspekt der Lebenszykluskosten steht dem Einsatz von Hybridlagern nun nichts mehr im Weg. Die höheren Anschaffungskosten im Vergleich zu Standardlagern amortisieren sich innerhalb kürzester Zeit.

Lokale Reibkorrosion führt zum Stillstand

Im Kurzhubbetrieb bei Gewindetrieben kann es zu extremen Frühausfällen von Lagerungen kommen. Grund dafür ist die Riffelbildung oder „false brinelling“. Sie entsteht, wenn der trennende Schmierfilm zwischen Wälzkörpern und Laufbahnen zum Beispiel aufgrund der fehlenden Relativbewegung zwischen den Wälzpartnern oder bei einem sehr kleinen Schwenkwinkel nicht mehr vorhanden ist. Ergebnis ist lokale Reibkorrosion – der „ungeschützte“ Stahl-Stahl-Kontaktpunkt beginnt zu korrodieren. Aufgrund von Schwingungen werden die Korrosionsprodukte (Rost) bei ihrer Entstehung entfernt und lagern sich im Schmierfett ein. Mit der Zeit korrodieren sich so die Wälzkörper in die Laufbahn hinein. Das führt zum Lagerausfall und zum Stillstand der Maschine. Bei Lagern für Gewindetriebe tritt das Phänomen des false brinelling dann gehäuft auf, wenn die entsprechenden Achsen für längere Zeit stillstehen oder nur geringe Hübe ausführen. Abhängig von der Steigung der entsprechenden Kugelgewindespindel liegen diese zwischen null und zwei Millimeter. Besonders betroffen sind angesichts der meist kleinen Werkstückgrößen Anwender im Formenbau und in der Medizintechnik.

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Abhilfe schaffen hier die Hybrid-Axial-Schrägkugellager von Schaeffler. Aufgrund der eingesetzten Keramikwälzkörper kann es zu keinem Stahl-Stahl-Kontakt kommen. Darüber hinaus erhöht sich die Grenzdrehzahl. Die Fettgebrauchsdauer steigt um das Dreifache. Bislang wurden die Hybridlager nicht eingesetzt, da sie eine rund 30 Prozent geringere Tragzahl haben als entsprechende Standardlager. Verantwortlich dafür ist der höhere E-Modul der Keramikkugeln. Dadurch ist die Kontaktzone in der Laufbahn kleiner und die entsprechende Pressung bei vergleichbarer Belastung höher. Der Einsatz von Hybridlagern hat jedoch gezeigt, dass die erreichten Lebensdauern solcher Lager mindestens vergleichbar zu denen der Standardausführungen sind. Somit können die positiven Erkenntnisse aus dem Feldeinsatz jetzt auch Einzug in die Tragzahlberechnung finden – die Reduzierung der statischen Tragzahl bleibt zwar erhalten, ist jedoch bei der Lagerung von Gewindetrieben in den meisten Fällen nicht relevant. pb

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