Kostensenkung. Leistungssteigerung. Ressourcenschonung. Ein großer Auftrag. SKF begegnet dieser Herausforderung mit zwei Lagerleistungsklassen. Sowohl SKF Explorer Lager als auch SKF Energieeffiziente (E2) Lager bieten all dies und noch mehr.

Zurückblickend auf mehr als 100 Jahre Knowledge Engineering und enorme Erfahrung auf dem Gebiet der Tribologie, arbeitet SKF ständig an der Entwicklung neuer Produkte, die so effizient sind, dass sie über ihre Gesamtlebensdauer gesehen mehr Energie einsparen als für ihre Herstellung benötigt wurde. Gleichzeitig versuchen die SKF Ingenieure Herstellern sichere Wege aufzuzeigen wie sie ihren Energieverbrauch senken, die Wartungskosten reduzieren, die Betriebssicherheit der Maschinen verbessern und einen Beitrag zur globalen Nachhaltigkeit leisten können.

Der Erfolg kam in Gestalt zweier Lagerleistungsklassen, die jeweils entworfen wurden, um in speziellen Anwendungen Vorteile hinsichtlich Kosten- und Ressourceneinsparung zu bieten. SKF Explorer Lager erweisen sich als vorteilhaft beim Einsatz unter hohen Belastungen, während SKF Energieeffiziente (E2) Lager den Energieverbrauch bei geringer bis mittlerer Belastung senken.

SKF EXPLORER LAGER: FÜR HOHE BELASTUNG
SKF Explorer Lager (Bild 1) wurden für hochbelastete Anwendungen entwickelt. Sie laufen reibungsärmer und weisen längere Lebensdauern auf als Standardwälzlager. Dadurch bieten diese Lager eine Möglichkeit zum Downsizing und senken den Schmierstoff- und Energieverbrauch, was der der Umwelt zugute kommt. Ebenso wichtig: Explorer Lager können den Wartungsbedarf reduzieren und zu höherer Produktivität beitragen.

Schlüssel zur guten Performance der SKF Explorer Lager ist die optimierte innere Geometrie. Mit selbstentwickelter Software analysierten SKF Ingenieure die Wechselwirkungen zwischen Wälzkörpern, Laufbahn und Kä. Sie entwickelten Verfahren zur Verringerung von Reibung, Wärmeentwicklung und Verschleiß im Lager. So können SKF Explorer Lager jetzt höhere Radial- und/oder Axiallasten aufnehmen.

Die Wälzkörper der SKF Explorer Lager werden zur Verringerung des Schwingungsniveaus und zum Ausgleich der Lastverteilung in extrem engen Toleranzen gefertigt. Die Käe wurden zur besseren Führung der Wälzkörper und Optimierung der Schmierung weiterentwickelt, während Wärmeentwicklung, Reibung, sowie das Geräusch- und Schwingungsniveau abgesenkt wurden. Die Oberflächentopografie der Wälzkörper und Laufbahnen der SKF Explorer Lager wurde zur Verbesserung der Bildung eines elastohydrodynamischen Schmierfilms und Maximierung der Schmierwirkung optimiert, während Wärmeentwicklung und Verschleiß verringert wurden. Außergewöhnliche Festigkeit und Stabilität wurden durch Verwendung von extrem sauberem, höchst homogenem Stahl erreicht, während ein einzigartiges Wärmebehandlungsverfahren bei Anwendungen mit hohen Betriebstemperaturen für bessere Maßstabilität sorgt. Heute fertigt SKF eine große Zahl SKF Explorer Lager in verschiedenen Lagertypen an.

Umwelteinsparungen und verlängerte Laufzeiten
Ein praktisches Beispiel für die möglichen Einsparungen kommt von Stora Enso, einem Kartonhersteller in Schweden. Mit abgedichteten SKF Explorer Lagern hat Stora Enso die Betriebszeit verlängert, sein Schmiersystem eliminiert und die Wasserentsorgungskosten reduziert.

Kürzlich stellte die Firma eine Anhäufung von Lagerfehlern im Vakuumsystem eines Flachsaugers, das zum Extrahieren von Wasser aus der Pulpe eingesetzt wird, fest. Nach gerade mal vier bis sieben Monaten Betriebszeit fielen die Lager aus. Wasser drang in die Lageranordnung ein und das Fett wurde herausgewaschen. Reibkorrosion und vorzeitiges Lagerversagen waren das Resultat. Das Fett im Wasser musste entzogen und entsorgt werden, was die Wasserversorgungskosten in die Höhe trieb.

Stora Enso baute abgedichtete SKF Explorer Pendelrollenlager in zwei Flachsaugern ein.

Die abgedichteten SKF Explorer Pendelrollenlager in den beiden Flachsaugern liefen über mehr als 13 Monaten störungsfrei. Zusätzlich zu der längeren Lagergebrauchsdauer war die Firma in der Lage, das Schmiersystem auszurangieren und den Fettverbrauch um etwa 3 kg/Jahr je Lager zu verringern. Weiterhin muss kein Fett mehr aus dem Prozesswasser entfernt und entsorgt werden, wodurch weitere Kosteneinsparungen und Umweltvorteile resultieren.

SKF ENERGIEEFFIZIENTE (E2) LAGER: FÜR LEICHTE BIS MITTLERE BELASTUNG UND RELATIV HOHE DREHZAHLEN
SKF Energieeffiziente (E2) Lager gehören einer Leistungsklasse von Lagern an, die speziell entworfen wurden, die Reibung im Vergleich zu SKF Standardlagern um mindestens 30% zu senken (Bilder 3, 5, 7 und 9).

Ähnlich wie das SKF Explorer Lager ist das SKF Energieeffiziente Lager das Ergebnis eines Umdenk- und Neugestaltungsprozesses in buchstäblich jeder Facette der Lagerkonstruktion. Es wurden neue Theorien auf den Gebieten Tribologie, Metallurgie, Schmierung, Dichtungen und Fertigung miteinander kombiniert, und dabei neue Lagergeometrien, Spezialkäe und verfeinerte Herstellungsverfahren entwickelt.

Entscheidend für SKF E2 Lager ist auch die Entwicklung neuer Fettformeln für die Lagerschmierung sowie eine Verlängerung der Fettgebrauchsdauer und der Nachschmierintervalle.

Das SKF E2 Kugellager (Bild 2) eignet sich besonders gut für Elektromotoren (Bild 3), Pumpen, Getriebe, Förderer, Gebläse und andere Anwendungen, die durch leichte bis mittlere Belastungen bei relativ hohen Drehzahlen gekennzeichnet sind.

Die Ergebnisse haben gezeigt, dass bei Verwendung für Kugellager mit Deckscheiben das neue, für SKF E2 Lager entwickelte reibungsarme Fett mindestens zweimal länger eingesetzt werden kann als herkömmliche Fette, die in ähnlichen Standardlagern Verwendung finden (Bild 4).

Mittelgroße NJ Zylinderrollenlager,die typischerweise bei Getriebe-Zwischenwellen eingesetzt werden, gibt es auch in der energieeffizienten E2 Ausführung.

Üblicherweise laufen diese Lager unter kombinierter Belastung mit Axiallasten von bis zu 30% der Radiallast. Es wurden NJ Zylinderrollenlager in einem Windkraftgetriebe untersucht. Die Leistungsverluste in den SKF Energieeffizienten Zylinderrollenlagern lagen bis zu 80% niedriger als bei Standard SKF Zylinderrollenlagern (Bild 5). Die ausgezeichnete Reibungsreduzierung bei kombinierter Belastung wurde durch eine Optimierung der Rollenstirnseitenprofile und der Rolle-Bordberührungszone erreicht.

SKF Energieeffiziente Kegelrollenlager bieten eine Reihe von Vorteilen. Wie andere E2 Lager zeichnen sich auch diese Lager durch eine Verringerung der Reibung in Höhe von 30% aus. Diese Verbesserungen wurden durch Optimierung der Rollenanzahl, Ersetzen des Stahlblechkäs durch einen neu entwickelten Polymerkä und durch Optimierung der Topografie bei Rollen, Laufbahnen und Borden erreicht (Bild 6). Das Ergebnis ist ein leichteres Lager mit geringerem Schmierstoff- und Energieverbrauch (Bild 7).

SKF Energieeffiziente Pendelrollenlager(Bild 8) verringern wie alle anderen Lager der E2 Leistungsklasse das Reibungsmoment im Lager um mindestens 30% (Bild 9). Sie wurden für leichte bis mittlere Belastung entworfen und erreichen mit SKF LESA 2 Fett geschmiert niedrigere Betriebstemperaturen als SKF Explorer Lager. Sie benötigen somit weniger Schmierstoff und weisen längere Nachschmierintervalle auf.

Return on Investment
Das SKF E2 Lager hat seinen Wert in vielen Anwendungen weltweit bereits gezeigt. Bei der Sangam Group, einem Textilunternehmen in Indien, wurden E2 Kugellager in einen Elektromotor eingebaut, der eine Textilmaschine antreibt. Der Motor läuft bei 1.470 U/min, 22 Stunden am Tag, 363 Tage im Jahr.

Durch Umstellung auf SKF E2 Lager schätzt die Sangam Group eine jährliche Energieeinsparung von mehr als 2.600 kWh je Motor. Weitere Einsparungen ergeben sich aus der längeren Gebrauchsdauer der Lager. Das Unternehmen errechnete einen Return on Investment von gerade mal 37 Tagen. Daraufhin installierte die Sangam Group E2 Kugellager auch in die anderen Motoren und Pumpen in der Fabrik.

In einer der GlaxoSmithKline Consumer Healthcare Fabriken brachte der Return on Investment durch den Einbau von E2 Rillenkugellagern in Elektromotoren für Pumpen finanzielle Einsparungen sowie Beiträge für eine bessere Umwelt. Jährliche Energieeinsparungen von mehr als 4.500 kWh je Motor werden berichtet, was Einsparungen von 390 Euro/Jahr gleichkommt. Ferner wurde eine Verringerung des CO₂ Ausstoßes in Höhe von zwei Tonnen erreicht, und nach Schätzung der Firma wurden für jeden investierten Euro 20 Euro zurückverdient.

Nachhaltigkeit und Einsparungen
Abschließend zusammengefasst haben SKF Energieeffiziente (E2) Lager das Potenzial, einen signifikanten Beitrag zur globalen Nachhaltigkeit zu leisten. Tatsächlich, wenn SKF Energieeffiziente Kugellager in jedem Industriemotor in der Europäischen Union und den Vereinigten Staaten eingebaut würden und unter der Annahme einer Verringerung des Reibungsmoments um mindestens 30 % würden die erreichbaren Energieeinsparungen 2,46 Milliarden kWh pro Jahr betragen. Und diese Schätzung berücksichtigt nicht die Millionen Motoren und anderen Maschinen, die anderswo auf der Welt im Einsatz sind.