Spindel- und Lagerungstechnik Fraureuth

Hybridlager gehören bereits zum industriellen Standard

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Bei schwierigen Einsatzbedingungen sind Hybridlager Problemlöser

Überall dort, wo hohe Drehzahlen, erhöhte Temperaturen, schwierige Umgebungs- und Schmierungsverhältnisse, elektrische Isolierung sowie hohe Zuverlässigkeit und Standzeit entscheidende Aspekte sind, zählen Hybridlager zur engeren Wahl. Der sicherlich höhere Preis rechtfertigt sich häufig über die Betrachtung der gesamten Lebenszykluskosten.

Typische Anwendungsbeispiele, in denen Hybridlager ihre überlegenen Eigenschaften ausspielen können findet man in der gesamten Lebensmittelindustrie. In direkter Umgebung mit Lebensmitteln bestehen sehr häufig Einschränkungen bezüglich der Schmierung. Die Reinigung mit aggressiven Chemikalien sowie häufig direkter Kontakt mit dem zu verarbeitenden Produkt führen schnell zu sehr unwirtlichen Betriebsbedingungen. Konventionelle Lager können dann Mangelschmierung und Korrosion neben den hohen mechanischen Beanspruchungen nicht mehr bewältigen.

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Insbesondere beim Abfüllen und Verschließen von Getränken wird unter immer höheren Hygienestandards produziert. Schmierstoffe und schlecht zugängliche Maschinenelemente neigen zur Verkeimung. Daher versuchen Entwickler und Anlagenbetreiber immer häufiger, gänzlich auf Schmierstoff zu verzichten. Gerade hier kommen dann Hybridlager mit Ringen aus hoch überrollfestem Cronidur 30, Käfigen aus PEEK und Kugeln aus Si3N4 zum Einsatz. Im Zusammenspiel dieser hochwertigen Werkstoffe, sind Hybridlager hervorragend für solche Anforderungen gerüstet. Dabei konnte trotz erheblich schwierigerer Bedingungen die Lebensdauer im Vergleich mit den bis dahin verwendeten Lösungen drastisch erhöht werden.

Oft können baugleiche Hybridlager Stahllager ersetzen

Die konstruktive Auslegung und Implementierung von Hybridlagern in konkrete Anwendungen ist immer noch schwierig. Grundsätzlich gilt: Konventionelle Lager können durch baugleiche Hybridlager ersetzt werden. Nur für den Fall, dass die bisher verwendeten Stahllager statisch überlastet sind, funktionieren Hybridlager nicht besser. In allen anderen Fällen können Stahllager bedenkenlos substituiert werden.

Leider geben die heutigen Grundlagen zur Lebensdauerberechnung keinen wirklichen Aufschluss über das enorme Potenzial von Hybridwälzlagern. In der aktuellen DIN 281, Beiblatt 5:2011, wurde definiert, dass für Hybridwälzlager trotz geringerer statischer Tragzahl, die für die Lebensdauerberechnung wichtige dynamische Tragzahl mit der von Stahllagern faktisch gleichgesetzt wird. Rechnerisch ergeben sich daher nahezu identische Lebensdauern. Man ist also weiterhin, insbesondere in technischen Bereichen abseits von üblichen Betriebsparametern, auf Erfahrungswerte und allgemeine Auslegungsrichtlinien für Hybridlager angewiesen.

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Stromisolierende Wälzlager

Bei Hybridlagern übernehmen die Wälzkörper aus Keramik die Funktion der Stromisolierung. Sie bieten damit höchsten Widerstand gegen Stromdurchgang.

In einem Drehstrommotor beispielsweise würde die Spannung, die längs der Welle induziert wird, einen Stromfluss über die Wälzkörper auslösen. Durch den Einsatz eines stromisolierenden Lagers auf der meist weniger belasteten Loslagerseite wird dieser unterbrochen. Das verhindert einen frühzeitigen Lagerausfall.

Außerdem bieten solche Lager für viele Anwendungen zahlreiche Vorteile:

  • höhere Drehzahl
  • gleiche dynamische Tragzahlen und 30 % geringere statische Tragzahlen
  • geringere Reibung
  • bessere Notlaufeigenschaften
  • größere Fettgebrauchsdauer
  • geringeres Gewicht
  • größere Lagersteifigkeit

Hybridlager als Alternative für problematische Lagerstellen

Hybridwälzlager haben sich vom Nischendasein zur echten Alternative für problematische Lagerstellen entwickelt. Neben Werkzeugmaschinenspindeln, wo Hybridlager schon lange etabliert sind, finden sich in vielen Industriebereichen Anwendungen, in denen Hybridlager konventionelle Lager substituieren. Der nächste, konsequente Schritt ist die Berücksichtigung der besonderen Eigenschaften von Hybridwälzlagern bereits in der Design- und Konstruktionsphase. Dort ergeben sich dann schon in der Konzeptfindung interessante Lösungen, die sich mit qualitativ hochwertigen Hybridwälzlagern erheblich leichter verwirklichen lassen.

Die Spindel- und Lagerungstechnik Fraureuth GmbH, ein mittelständisches Unternehmen mit Produktionsstandort in Deutschland, kann auf eine über 60-jährige Erfahrung in der Herstellung von Kugel- und Rollenlagern zurückblicken. Seit Jahren hat sich das Unternehmen unter anderem auf die Entwicklung von Sonderlösungen in direkter Zusammenarbeit mit den Anwendern konzentriert – darunter auch Hybridlager als stromisolierende Lager. MM

* Weitere Informationen: Spindel- und Lagerungstechnik Fraureuth GmbH in 08427 Fraureuth

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