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Optimierung der Vorspannung erhöht Lebensdauer

Passscheiben verbessern Wälzlager-Performance

08.02.2024
von Redaktion ANTRIEBSTECHNIK

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Zur axialen Spieleinstellung in der Wälzlagermontage nutzen viele Getriebebauer anwendungsspezifisch konfigurierte Laminum- und Lamivario-Passscheiben von Martin (Bild: f1online)

Die Georg Martin GmbH beliefert Getriebe- und Anlagenbauer mit hochspezialisierten Passscheiben. Bei der Montage und Instandhaltung von Wälzlagern überzeugen sie als Problemlöser für die Vorspannungseinstellung.

So ist etwa bei der Montage ein- und zweireihiger Schrägkugellager, Vierpunktlager sowie ein- und doppelreihiger Kegelrollenlager die Einstellung des axialen Lagerspiels von zentraler Bedeutung. Sie beeinflusst in hohem Maße die Standzeit, das Vibrationsverhalten sowie die Geräusch- und Wärmeentwicklung einer Wälzlager-Applikation. Mit kundenspezifisch ausgelegten Passscheiben des Unternehmens können Anwender Vorwege bis auf 5,0 µm genau einstellen und damit eine präzise Optimierung der Wälzlagervorspannung realisieren. Erreichen lässt sich dies mit mehrlagigen Abstimmelementen der Laminum- und Lamivario-Linie. Sie verfügen über mehrere hauchdünne und manuell abziehbare Folienschichten, die ein sehr feinstufiges Reduzieren der Passscheibendicke ermöglichen. Der Monteur oder Instandhalter kann damit einfach die erforderlichen Genauigkeiten von ein oder zwei Zehntelmillimetern einstellen – ganz ohne maschinelle Bearbeitung und ohne dass er viele massive Passscheiben mit unterschiedlichen Dicken vorhalten muss.

Passscheiben von Martin

Die randverschweißten oder laminierten Passscheiben der Typen Lamivario (links) und Laminum (Mitte) lassen sich bis auf 5,0 µm genau abziehen. Massive Folien und Passbleche gibt es unter der Bezeichnung Lamisol (rechts)

Mehrlagige Passscheiben als Problemlöser

Darstellung der Lebensdauer eines Wälzlagers in Abhängigkeit vom Betriebsspiel

Die Annäherung an die optimale Vorspannung verspricht einen Anstieg der Lebensdauer des Wälzlagers. Geht man aber über das Optimum hinaus, fällt die Lebensdauerkurve steil ab und es kommt zu einem frühzeitigen Versagen

Das Einstellen der optimalen Vorspannung und das präzise Justieren des Axialspiels ist ein entscheidender Aspekt der Qualitätssicherung beim Einbau der Wälzlager in antriebstechnischen Baugruppen. Je nach Wälzlagertyp definieren sich dabei maßgebend die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Lager.

In der Praxis wird das gegebene Optimierungspotenzial bei der Suche nach der optimalen Wälzlager-Performance meist nicht voll ausgeschöpft. Vielerorts arbeiten die Anwender von vornherein mit einer Art „Sicherheitszuschlag“.

Professor Dr. Stephan Sommer vom Labor für Qualitätsmanagement, Fertigungs- und Wälzlagertechnik an der FH Würzburg-Schweinfurt sagt dazu: „Die Annäherung an die optimale Vorspannung verspricht einen Anstieg der Lebensdauer des Wälzlagers. Beaufschlagt man jedoch über das Optimum hinaus, fällt die Lebensdauerkurve steil ab und es kommt zu frühzeitigem Versagen. Angesichts dieser Gradwanderung geht mancher Konstrukteur oder Monteur auf Nummer Sicher und entscheidet sich für einen deutlicheren Abstand zum Optimum. Dabei können bis zu 20 Prozent Lebensdauer verschenkt werden. Und das, obwohl die Wälzlager-Hersteller ihre Produkte bis ins Detail durchoptimierten. Der Sicherheitspuffer kann auf bis zu zwei Zehntel wachsen, da viele Anwender noch andere Einflussfaktoren mit einfließen lassen – etwa die thermisch bedingte Materialausdehnung.“

„Spürbarer Effizienzsprung“

Manuelles Abschälen eines laminierten Passelements vom Typ Laminum in der Wälzlagermontage

Manuelles Abschälen eines laminierten Passelements vom Typ Laminum in der Wälzlagermontage

Mit vorzugsweise auf der Basis von Kundenzeichnungen hergestellten Passelementen vom Typ Laminum oder Lamivario können Wälzlager-Anwender dies vermeiden. Gleichzeitig können durch den Einsatz der Passelemente Prozesse optimiert werden. Hat beispielsweise schon der Konstrukteur des OEM die mehrlagigen Passscheiben in seine Zeichnung integriert, so sinkt der Aufwand in allen vor- und nachlaufenden Prozessen – vom Einkauf über die Montage bis in die Instandhaltung.

Firmenchef Christoph Martin sagt: „Wird das Prinzip ‚Für jede Fügestelle eine richtige Passscheibe‘ konsequent umgesetzt und erfolgt eine bedarfsorientierte Verknüpfung mit der Stückliste, so macht die Wälzlager-Montage einen spürbaren Effizienzsprung.“

Das Unternehmen bietet die Abstimmscheiben in verschiedenen Varianten an: mit laminierten oder randverschweißten Metallfolien aus Stahl, Edelstahl, Aluminium, Messing oder auch Kunststoff. Zum anderen bewegen sich die typischen Dicken der einzelnen Folien zwischen 5,0 µm und 0,2 mm. Dadurch lassen sich sowohl die Dicken als auch die Materialien der abzieh- oder abschälbaren Folien projektorientiert auf nahezu jedes Szenario der axialen Spieleinstellung in der Wälzlager-Montage abstimmen.

Einbaufrage frühzeitig klären

Gut geeignet für die Integration der Laminum- und Lamivario-Passelemente sind quasi-statische Einbausituationen

Gut geeignet für die Integration der Laminum- und Lamivario-Passelemente sind quasi-statische Einbausituationen

Es ist immer der konkrete Einsatzfall, der darüber entscheidet, ob Passscheiben – und welche – das richtige Mittel zum Axialausgleich der Wälzlager sind. Für Highspeed-Rotationen mit erhöhter Vibrationsneigung eignen sich federnde Ausgleichselemente oft besser. Für Applikationen mit hohen Ansprüchen an die Lagersteifigkeit sind Passscheiben hingegen die bessere Wahl, wie etwa bei der Lagerung von Wellen in Getrieben, Pumpen oder Förderanlagen. Zu berücksichtigen ist darüber hinaus die Einbaustelle des Passelements.

Martin erklärt: „Ideal für den Einsatz der Laminum- und Lamivario-Passelemente ist die quasi-statische Einbausituation – etwa zwischen Gehäuse und Deckel, wobei der Deckel per Flansch auf dem Lageraußenring die Vorspannung erzeugt. Die Einbaufrage sollte schon in der Konstruktionsphase geklärt sein.“

 

Bild: f1online, Georg Martin

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