Nach erfolgreichen Tests und Praxiserprobungen bei Kunden bringt SKF das Befestigungssystem ConCentra auf den Markt, das Lager mit weniger Schwingungen und weniger Gefahr von Passungsrost sicher auf der Welle festlegtConCentra ist die SKF Antwort auf die steigende Nachfrage nach konzentrischen Befestigungen, die einfach im Einbau und zuverlässig im Betrieb sind. Sicherer und problemloser Einbau von Wälzlagern ist für SKF Kunden wichtig. Mit dem neuen ConCentra-Konzept kommen Nutzer ohne die herkömmlichen Befestigungen mit Befestigungsschrauben, Exzenterringen oder Spannhülsen aus.
   Die ConCentra-Befestigung wird in Kugel- und Rollenlagereinheiten eingesetzt, genauso in Buchsen in Kraftübertragungskomponenten. Insbesondere ist ConCentra für Anwendungen wie Gebläse, Handhabungstechnik und in Industrie-Waschmaschinen mit ihren anspruchsvollen Umgebungsbedingungen geeignet.
Ganz einfach
ConCentra basiert darauf, dass zwei abgeschrägte, aufeinanderliegende Körper, die waagerecht gegeneinander bewegt werden, gleichzeitig senkrecht dazu „auseinandergehen“. Dieses mechanische Prinzip ist aus vielen Anwendungen bekannt. Auch ConCentra geht grundsätzlich davon aus. Zwei Ringe mit konischen Abschnitten bewegen sich bei einer Axialbewegung in radialer Richtung. Aber um dieses Prinzip zur Festlegung von Lagern und Bauteilen für die Kraftübertragung nutzbar zu machen, dürfen die Hülsen nur einen sehr dünnen Querschnitt aufweisen. Normalerweise bedeutet das auch einen kleinen Kegelwinkel. Konstruktionen mit kleinem Kegelwinkel haben jedoch erhebliche Nachteile. So ist etwa eine große Axialbewegung erforderlich, um eine ausreichende Radialverschiebung und dadurch Haltekraft zu erzielen. Weiterhin lässt sich das System aufgrund der selbstsichernden Wirkung des flachen Berührungswinkels zwischen den beiden Hülsen (Reibungskoeffizient = 0,15) nur schwer wieder auseinander bauen. Das wird nur bei einem Kegelwinkel von mehr als 8,5° vermieden.
   Die SKF Ingenieure mussten also eine dünnwandige Konstruktion mit großem Kegelwinkel in der für Wälzlager und Hülsen erforderlichen Breite finden. Dafür wurde das konische Profil der Ringe in mehrere kurze kegelige Stücke hintereinander aufgeteilt. Bei der patentierten SKF Mehrkegel-Konstruktion hat jeder konische Abschnitt denselben steilen Kegelwinkel.
Ein komplettes System
Als die Konstruktion grundsätzlich gefunden war, wurde sie sofort zu einem kompletten Befestigungssystem weiterentwickelt. Es besteht aus drei Bauteilen: zwei Hülsen, einer Innenhülse mit kegeligem Profil außen und einer Außenhülse mit demselben kegeligen Profil innen, sowie einem Mechanismus zum Verschieben der Hülsen gegeneinander. Um die radiale Aufweitung beim Anziehen der Stellschrauben auszugleichen, sind eine oder beide Hülsen geschlitzt. Die obenstehende Abbildung zeigt das Befestigungssystem in einer Lagerung. Mit den Stellschrauben wird der Lagerinnenring (in die Bohrung ist das Mehrkegelprofil eingearbeitet) gegen die kegeligen Flächen der Innenhülse bewegt, um einen konzentrischen Festsitz auf der Welle zu erreichen.
   ConCentra von SKF bietet große Vorteile gegenüber der herkömmlichen Festlegung von Lagern mit Stellschrauben oder Exzenterringen. Das neue Verfahren hat große Haltkraft auch für Wellen handelsüblicher Qualität mit einer Durchmessertoleranz von h9 – h10. Die Wellen müssen nicht auf hochgenaue Toleranzen geschliffen und poliert werden, wie es bei Kraftübertragungen und Lagern der Fall ist, die mit Stellschrauben oder Exzenterringen festgelegt werden. Außerdem sind mit ConCentra in Kraftübertragungen keine kostspieligen Passfedernuten erforderlich, so dass auch Hohlwellen verwendet werden können.
   Mit ConCentra werden die Komponenten genau konzentrisch montiert, und die Haltekraft verteilt sich gleichmäßig auf den belasteten Bereich. Nicht nur werden Beschädigungen der Welle durch die Stellschrauben vermieden, auch können die Lager schneller und ruhiger laufen. Bei herkömmlicher Befestigung kann durch Mikrobewegungen zwischen Welle und Lagerinnenring Passungsrost auftreten, der bei ConCentra aber durch den Presssitz über fast 360° verhindert wird. Ein- und Ausbau sind schnell und problemlos möglich. Der Innensechskantschlüssel mit integriertem Anzugsmomentenmesser für die Montage wird mitgeliefert (Bild oben). Wenn die Schrauben mit dem richtigen Anzugsmoment festgezogen werden, werden Lager oder Hülse konzentrisch mit genau der erforderlichen Kraft gehalten.
   SKF ConCentra kann in neuen Konstruktionen eingesetzt werden, genauso gut aber herkömmliche Befestigungen, beispielsweise mit Stellschrauben und Passfedern, ersetzen. Der Anpressdruck ist recht gering, weil die Haltekraft gleichmäßig über die Berührungsfläche verteilt ist. In Tests wurde gezeigt, dass bei dem niedrigen und gleichmäßig verteilten Anpressdruck keine Gefahr von örtlichen Materialschäden an der Innenhülse besteht, selbst wenn sie über einer bestehenden Passfedernut auf der Welle sitzt.
Der Trend
Für die Zukunft ist zu erwarten, dass die Kunden in steigendem Maße die gesamte Lagerung als Komplettkonzept von nur einem Lieferanten beziehen wollen. Mit einer Befestigungshülse wie ConCentra bietet SKF den Kunden nicht nur Wälzlagerkompetenz, sondern auch Lösungen zur Festlegung von Wälzlagern, Zahnkränzen und Riemenscheiben und kann damit die immer anspruchsvolleren Wünsche der Kunden besser erfüllen.
Magnus Hultén  
Development Centre, SKF Industrial Division, Katrineholm, Schweden