Mit den Axial-Pendelrollenlagern der SKF Explorer-Reihe, einem neuen Hochleistungsprodukt von SKF, können Ingenieure aus Konstruktion und Instandhaltung jetzt Lagerungen in Explorer-Qualität bauen, die sich durch längere Gebrauchsdauer und geringeren Wartungsaufwand auszeichnen.

Axial-Pendelrollenlager sind von der Konstruktion her die einzigen Lager, die neben Axiallasten auch größere Radialbelastungen aufnehmen können. Für Anwendungen mit kombinierten Belastungen sind sie optimal, weil sie wirtschaftliche und platzsparende Lösungen ermöglichen, die auch bei hoher Belastung noch ausreichend Steifigkeit aufweisen. Axial-Pendelrollenlager sind außerdem die einzigen Axiallager, die Schiefstellungen der Welle von zwei bis drei Grad zum Gehäuse verkraften.

SKF Explorer
SKF Explorer – die Wälzlager dieser Familie setzen Maßstäbe in bezug auf Langlebigkeit und Gebrauchsdauer. Die neue Leistungsklasse entsteht aus der Erfahrung von SKF mit Praxisanwendungen in Kombination mit langjähriger Erfahrung auf dem Gebiet der Tribologie, Werkstoffentwicklung und Optimierung von Konstruktion und Fertigung.

Durch die genaue Untersuchung der gegenseitigen Beeinflussung der Bauteile eines Wälzlagers ist es den SKF Ingenieuren gelungen, die Schmierwirkung zu optimieren und die Auswirkungen von Reibung, Verschleiß und Verunreinigung zu minimieren. Um diese neue Leistungsklasse zu fertigen, hat das SKF Team die Toleranzen und Oberflächenparameter jedes Bauteils und Werkstoffs auf Mikro- und Molekularebene schärfer gefasst.

Die wesentlichen Konstruktionsmerkmale der SKF Explorer Axial-Pendelrollenlager sind

• Besserer Werkstoff: SKF Explorer Axial-Pendelrollenlager werden aus hochreinem, homogenem Stahl mit äußerst geringem Sauerstoffgehalt gefertigt. So laufen sie einfach länger.
• Die spezielle SKF Wärmebehandlung: Der hochreine Wälzlagerstahl wird in einem weiterentwickelten Wärmebehandlungsverfahren gehärtet. So wird die Balance zwischen Verschleißfestigkeit, Zähigkeit und Maßstabilität optimiert.
• Verbesserte Oberflächengüte: Die Oberflächengüte aller Lauf- und Gleitflächen (Wälzkörper und Laufbahnen) wurde weiter verfeinert. Dies erhöht die Wirksamkeit der Schmierung und lässt die Lager länger, ruhiger und kühler laufen.

Die Lagerleistung wurde so sehr verbessert, dass die Lebensdauer nicht einmal mehr mit der in ISO genormten Methode bestimmt werden kann. Die SKF Ingenieure haben daher die Rechenparameter entsprechend verändert.

Immer bessere Konstruktionen
In den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts entwickelte SKF Axial-Pendelrollenlager für die Ölindustrie, und in den 40er Jahren wurden diese Lager in Anwendungen wie Eisenbahn-Drehscheiben und Drehbrücken und Drehkränen eingesetzt. Besonders wegen der hohen Tragfähigkeit bei gleichzeitig kleinem Bauraum wurden diese Lager besonders gern verwendet.

Ein Beispiel für die Stabilität und Leistungsfähigkeit eines SKF Explorer Axial-Pendelrollenlagers sind Strahlruder, wie sie in leistungsfähigen Schiffen wie Bugsierschiffen und Hafenschleppern eingesetzt sind. Auch in neuartigen Schiffsantrieben finden sie Verwendung, die allein mit einem neuen Strahlrudersystem aus Elektromotor, Welle und Propeller ein Schiff vorantreiben und in die richtige Richtung steuern. In Kreuzfahrtschiffen und sogar großen Eisbrechern haben sich diese Antriebe bewährt (nähere Informationen finden Sie in Evolution Ausgabe 1/02 oder im Internet unter evolution.skf.com).

Beim nachfolgend dargestellten Strahlruder wirken auf die Lagerung ständig 85 kN Radiallast ein. Bei „Voller Kraft voraus“ treten eine Axialkraft von 170 kN über 75 % der Zeit und von 127 kN in entgegengesetzter Richtung über 25 % der Zeit auf.

Zur Aufnahme dieser Lasten können die Konstrukteure jetzt auf SKF Explorer Axial-Pendelrollenlager zurückgreifen und damit ihre Konstruktion entweder leistungsfähiger machen oder kompakter bauen.

Strahlruder
Eine solche Anwendung wird normalerweise mit drei Lagern abgestützt: zwei Axiallager und ein Radiallager. Die beiden Axiallager sind „gebunden“: eins dient der Vorwärts-, das andere der Rückwärtsbewegung. Das Radiallager ist, wie bereits die Bezeichnung nahelegt, zur Aufnahme der Radialbelastung bestimmt.

Im Beispiel unten besteht die Lagerung (ohne SKF Explorer Lager) aus einem Pendelrollenlager 23038 CC/W33 und zwei Axial-Pendelrollenlagern 29338 E. Unter normalen Betriebsbedingungen sollte diese Lagerung ca. 80.000 Betriebsstunden lang zuverlässig laufen.

Wenn aber in derselben Anwendung an allen drei Lagerstellen SKF Explorer Lager eingesetzt werden, ergibt sich eine rechnerische Lebensdauer von fast 200.000 Stunden.

Wie gezeigt, lässt sich die Leistungsfähigkeit der Lagerung erheblich steigern, was dem Konstrukteur verschiedene Möglichkeiten eröffnet: längere Lebensdauer, größere Leistungsfähigkeit oder eine kompaktere und damit kostengünstigere Lagerung. Die SKF Ingenieure haben sich für eine „Kompaktlösung“ entschieden.

Neue Konstruktion
Hier das Beispiel: Die Strahlruder wurden mit nur zwei SKF Explorer Axial-Pendelrollenlagern derselben Größe wie die vorherigen Lager neu ausgelegt. Auf das Pendelrollenlager 23038 CC/W33 kann verzichtet werden, weil Axial-Pendelrollenlager neben Axiallasten eben auch Radiallasten aufnehmen. Die neue Lagerung mit zwei Lagern weist eine Lebensdauer von mehr als 45.000 Stunden auf. Sie kann bei normalen Betriebsbedingungen also fast fünf Jahre ununterbrochen in Betrieb bleiben. Das ist mehr als die von den Klassifizierungsgesellschaften geforderten 40.000 Stunden.

Bei Ölbadschmierung üben die Rollen im Axial-Pendelrollenlager eine Pumpwirkung auf den Schmierstoff ins Lager hin aus. So werden nicht nur die Laufflächen im Lager zuverlässig mit Schmierstoff versorgt, sondern durch den gleichmäßigen Ölstrom wird auch die Wärme aus dem Lager sicher abgeführt. Beides kann erheblichen Einfluss auf die Gebrauchsdauer eines Lagers haben.

Die Lebensdauer des Systems wurde mit SKF eigener Software und hochentwickelten Berechnungsverfahren bestimmt.

SKF Explorer Axial-Pendelrollenlager bieten noch mehr Vorteile, als in diesem Beispiel mit der kompakteren Konstruktion und dem Wegfall eines Lagers augenfällig wurde. Mit SKF Explorer Axial-Pendelrollenlagern und anderen Lagern aus der SKF Explorer Familie lassen sich in unterschiedlichsten Anwendungen Leistungsgrenzen überwinden.