Mehr Vielseitigkeit durch den verstärkten Einsatz leistungsstarker RSH-Dichtungen

All diese Eigenschaften verlängern die Lagergebrauchsdauer erheblich. Dies bietet den OEM-Herstellern neben einer größeren Zuverlässigkeit und einer längeren rechnerischen Lagerlebensdauer auch Downsizing-Möglichkeiten. Die Vorteile für Endanwender sind ein längerer störungsfreier Maschinenbetrieb und niedrigere Wartungskosten.

Seit seiner Einführung hat SKF das SKF Explorer Rillenkugellagersortiment laufend verbessert. Die Erweiterung der Lagergrößen mit den hochwirksamen SKF RSH-Dichtungen stellt die jüngste Weiterentwicklung dar.

Abgedichtete SKF Explorer Rillenkugellager
Abgedichtete Rillenkugellager werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Von entscheidender Bedeutung ist dabei, dass die Auswahl der Dichtung einen direkten Einfluss auf die Lagergebrauchsdauer hat. SKF Explorer Rillenkugellager sind mit unterschiedlichen Dichtungsoptionen erhältlich, damit sie optimal auf die Betriebsbedingungen abgestimmt werden können (Bild 2). Dabei handelt es sich um Dichtungen mit den folgenden Bezeichnungen:

• -2Z: Stahlblechdeckscheiben
• -2RZ: berührungsfreie Dichtscheiben
• -2RSL, 2RST: reibungsarme Dichtscheiben
• -2RS1, -2RSH: schleifende Kontaktdichtungen.

Dank des großen Sortiments an abgedichteten SKF Explorer Rillenkugellagern lässt sich damit ein breites Anwendungsspektrum abdecken (Bild 3).

Die neuen RSH-Dichtungen bei größeren Lagern
Wenn es um die Verlängerung der Gebrauchsdauer eines Lagers geht, spielt die Dichtung eine wichtige Rolle. Dazu tragen Faktoren wie eine hohe Dichtwirkung gegen Verunreinigungen und ein gutes Fettrückhaltevermögen bei.

Es gibt eine hohe Nachfrage nach Maschinen oder Geräten, die starken Verschmutzungen oder intensiven Reinigungsarbeiten standhalten. Zurzeit erfüllen die SKF RSH-Dichtungen der Lagergrößen in den Lagerreihen 60, 62 und 63 mit einem Bohrungsdurchmesser bis zu 25 mm diese Anforderungen. Allerdings wächst die Nachfrage nach wirksameren Dichtungen bei größeren Lagergrößen. Um dem Rechnung zu tragen, hat SKF jetzt das Lagersortiment in den Lagerreihen 62 und 63 mit Bohrungsdurchmessern bis zu 60 mm mit RSH-Dichtungen ausgerüstet.

Diese Sortimentserweiterung kommt vielfältigen Anwendungen in zahlreichen Industriezweigen zugute, so dass nun auch größere Lager von längeren Wartungsintervallen und einem besseren Schutz vor Verunreinigungen profitieren können. Dies führt dazu, dass die Lager insbesondere unter nassen, verschmutzten oder staubigen Betriebsbedingungen länger laufen und weniger oft ausgetauscht werden müssen.

Die RSH-Dichtungen ersetzen die bisher verwendeten RS1-Dichtungen. Bild 4 zeigt den Unterschied zwischen den beiden Dichtungsausführungen. Die Dichtlippe der RS1-Dichtung steht in radialem Kontakt mit dem Außendurchmesser des Innenrings. Bei der RSH-Dichtung berührt die Dichtlippe den Innenring axial in einer Eindrehung in der Innenringstirnseite, und eine Schutzlippe sorgt dafür, dass beim Hochdruckreinigen kein Wasser eindringt. Bei dieser Dichtungsausführung erhöht sich der Anpressdruck zwischen der Dichtlippe und der Gegenlauffläche der Dichtung, sobald Druck auf die Lageraußenseite ausgeübt wird, während die Dichtlippenausführung selbst verhindert, dass die Dichtung in das Lager hineingedrückt wird. Zudem sind die Dichtscheiben mit Ausnehmungen im kegelförmigen Ansatz auf der Stirnfläche versehen. Diese hydrodynamischen Dichthilfen ermöglichen eine gute Schmierung der Dichtlippen und Gegenlauffläche und lassen das Fett wie eine dritte Dichtung wirken.

Die Anpassung der bewährten RSH-Dichtung an größere Lagergrößen stellte die SKF Konstrukteure bei der axialen Abdichtung dieser zweilippigen Dichtung vor neue Herausforderungen. Aufgrund der Überdeckung der Dichtlippe mit dem rotierenden Teil, also dem Lagerinnenring, steht die Dichtwirkung in direktem Zusammenhang mit dem Anpressdruck. Es muss natürlich eine Berührung stattfinden, aber die Reibung sollte so gering wie möglich bleiben. In Bild 5 ist der Einfluss der axialen Überdeckung auf den Anpressdruck dargestellt.

Bei Axialbelastungen (Bild 6) bewegen sich die Ringe eines Rillenkugellagers relativ zueinander. Bei größeren Lagergrößen kann es zu einer Axialverschiebung der Ringe um etwa einen halben Millimeter kommen. Folglich nimmt dadurch auf der Lastseite des Innenrings die Überdeckung ab. Wenn es keine Berührung und somit keine wirksame Abdichtung mehr gibt, ist das Worst-Case-Szenario eingetreten. Auch auf der gegenüberliegenden Seite kann die zunehmende Überdeckung zu einer Verformung der Dichtlippe führen, woraufhin diese dann ihre Funktion nicht mehr richtig erfüllen kann. Um eine wirksame Abdichtung auf Dauer sicherzustellen, ist es wichtig, dass während des Betriebs weder die eine noch die andere Situation eintritt.

Bei Axialdichtungen richtet sich die Überdeckung nach den Fertigungstoleranzen der Lagerringe und Dichtungen sowie nach dem Axialspiel des Lagers und den Axialbelastungen. Bei größeren Lagergrößen besteht eine Herausforderung darin, dass das mögliche Axialspiel des Lagers erhöht wird und gleichzeitig auch die Fertigungstoleranzen vergrößert werden (Bild 7).

Befestigung und „Regenschirm“-Effekt
Zu viel Druck an der Dichtungsaufnahme führt überdies zu einer Verformung der Dichtung und zum so genannten „Regenschirm“-Effekt, der sich nachteilig auf die Überdeckung auswirkt. Zu wenig Druck bewirkt dagegen, dass die Dichtung wegrutscht und Schmierfett austritt, und zwar insbesondere dann, wenn sich der Außenring dreht. SKF hat die Verankerung der RSH-Dichtung so optimiert, dass der normale Betriebsbereich nicht verlassen wird. Bild 8 zeigt den Unterschied zwischen dem Befestigungskonzept von SKF (links) und dem anderer Hersteller (rechts) mit dem „Regenschirm“-Effekt.

Dichtungswerkstoff
Die RSH-Dichtung besteht aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk mit einem Betriebstemperaturbereich von –40 bis +100 oC und bis zu 120 oC im Kurzzeitbetrieb. Dieser Werkstoff verfügt über eine höhere Alterungsbeständigkeit. Durch Alterung wird Kautschuk härter und die Flexibilität der Dichtlippen lässt nach; dies führt zu einem rascheren Verschleiß der Dichtlippen und zu einem Nachlassen der Dichtwirkung. Zudem ist dieser Dichtungswerkstoff auf Verträglichkeit mit den Standardschmierstoffen von SKF geprüft.

Entlüftungsöffnungen
In manchen Anwendungen laufen Lager bei ziemlich hohen Temperaturen. Sobald die Maschine stoppt und abkühlt, führt die im Lager vorhandene Luft zu einer Saugwirkung, die die Rotation des Lagers beim Wiederanlaufen blockieren kann, da der Anpressdruck der Dichtlippe gegen die Eindrehung am Innenring zu hoch ist (Bild 9). Bei größeren Lagergrößen sind die RSH-Dichtungen daher mit optimierten Entlüftungsöffnungen versehen, um einen solchen, durch einen geringen Innendruck verursachten Vakuumeffekt erst gar nicht entstehen zu lassen. Die Entlüftungsöffnungen wirken sich nicht nachteilig auf die Dichtwirkung aus und sorgen für einen Druckausgleich zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Lagers. Natürlich könnten sie auch das Eindringen von Verunreinigungen oder das Austreten von Schmierfett begünstigen. Aber genau hier setzten die Optimierungsbemühungen von SKF an und sorgten dafür, dass das Dichtungsdesign gegenüber dem Wettbewerb entscheidend verbessert wurde. Diese Optimierung trägt zusammen mit einer neugestalteten Dichtungsnut im Außenring des Lagers zu einer Verlängerung der Lagergebrauchsdauer bei.