Oberflächen-Feinstbearbeitung Superfinish-Bearbeitung sorgt für reibungslose Abläufe in Wälzlagern

Mit dem Trend zu leistungsstärkeren, energieeffizienten Antrieben steigt nicht nur der Anspruch an die Oberflächenqualität von Wälzlagerkomponenten, sie unterliegt auch einer verstärkten Kundenspezifizierung. Das erfordert eine Feinstbearbeitung, die bei flexiblen Prozessabläufen Superfinish-Ergebnisse liefert.

Anbieter zum Thema

Franke GmbH

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

trivid GmbH

Supfina Grieshaber GmbH & Co. KG

Die Welt der Wälzlager bietet eine große Variantenvielfalt, die sich grob in Rillen- und Schrägkugellager, Zylinder-, Kegel- und Pendelrollenlager unterteilen lässt. Die jeweilige Lagerauslegung hat in vielen Anwendungsfällen großen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Energieeffizienz von Maschinenantrieben und Motoren.

Wälzlager benötigen Oberflächen-Feinstbearbeitung

Weil die Anforderungen an diese Antriebskriterien steigen, kommen die Wälzlagerhersteller heutzutage ohne eine abschließende, meist mehrstufige Oberflächen-Feinstbearbeitung im Kurzhubhonverfahren mit Stein oder Band nicht aus. In diese Superfinish-Bearbeitung hochbelasteter Wälzkörper und Laufbahnen an den Lagerinnen- und -außenringen wird immer mehr investiert. Das Superfinish-Verfahren hat bei der Bearbeitung von Wälzlagerlaufbahnen eine Reihe von Vorteilen:

• Sie reduziert Rundheitsfehler und Welligkeit aufgrund des flächigen Werkzeugkontakts (Bild 1).

• Es werden Oberflächenschichten bis zu 15 µm Tiefe abgetragen und Schleif- und Drehstrukturen dadurch entfernt.

• Die Optimierung der Oberfläche mit definiertem Kreuzschliff erhöht den Traganteil. Der Kreuzschliff sorgt für gute Schmiereigenschaften.

• Die Mikrogeometrie der Oberfläche wird verbessert. So findet beim Kurzhubhonen eine Kompensation von Querformfehlern statt. Die Einstellung definierter Oberflächenkennwerte (R_a, R_z, R_k, R_pk, R_vk, R_dq und R_sk) wird ermöglicht.

• Die Superfinish-Bearbeitung erzeugt Druckeigenspannungen in der Randzone, diese Oberflächenverfestigung erhöht die Belastbarkeit.

Diese Oberflächenvorteile verlängern die Lebensdauer, mindern die Reibung und erhöhen die Laufruhe der Wälzlagerkomponenten (Bild 2 – siehe Bildergalerie). Jedoch gehen die aktuellen Anforderungen an die Superfinish-Bearbeitung weit über die Qualitätskriterien hinaus.

In einer Zeit, in der Kundenwünsche in immer detaillierteren und umfangreicheren Spezifikationen zum Ausdruck kommen, wird vor allem eines deutlich: Die Prioritäten ändern sich ständig. Infolgedessen rückt die Anwendungsflexibilität des Verfahrens in den Fokus. Die Prozessabläufe werden komplexer. Werden dadurch die Maschinen im Aufbau, in der Steuerung und in der Bedienung komplizierter?

Einfache Maschinentechnik trotz wechselnder Prioritäten

Diese Gleichung erscheint aus technischer Sicht nachvollziehbar – vor allem weil der für die Superfinish-Bearbeitung typische Flächenkontakt bei jeder Bauteilgeometrie zum Tragen kommt. Prinzipiell sind daher mehr maschinelle Randbedingungen als beim Drehen und Schleifen zu beachten. Eine Dreh- oder Schleifmaschine muss nur den Punkt- oder Linienkontakt zwischen Werkzeug und Werkstück beherrschen.

Die Konstruktion, der Bau und das sichere Betreiben einer komplizierten Maschine sind jedoch auch finanziell problematisch. Der Maschinenhersteller Supfina, Wolfach, setzt bei der Superfinish-Bearbeitung trotz der wechselnden Prioritäten auf maschinelle Einfachheit.

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