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antriebstechnik 4/2016

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WÄLZ- UND GLEITLAGER

WÄLZ- UND GLEITLAGER Speziallager mit Sonderfunktion 4-Punkt-Lager ermöglicht Durchmesser-Toleranzausgleich bis 0,11 mm Iris Gehard Bei Standardlagern, wie sie auch bei Lenksäulen in Fahrzeugen zum Einsatz kommen, müssen Gehäuse und Lenkwelle in der Regel einen präzisen Passungssitz, z. B. von h6, aufweisen und nach dem Urformprozess nachbehandelt werden. Um diesen aufwändigen Fertigungsschritt zukünftig zu vermeiden, ließ ein Zulieferunternehmen für eine Lenksäule – die in den Fahrzeugen eines deutschen Automobilherstellers verbaut wird – eigens ein Speziallager entwickeln. Iris Gehard ist freie Journalistin aus München H oher Winkelausgleich, große Gehäuseund Wellentoleranzen: Das 4-Punkt-Lager, entwickelt von Rollax, fängt Winkelfehler der Lenkwelle bis zu 3 ° sowie Koaxialitätsfehler und Durchmessertoleranzen von Welle und Gehäuse bis zu 0,11 mm ab. Da Rollax- Lager variabel sind und präzise auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden können, lassen sich auch zusätzliche Sonderfunktionen, z. B. eine einstellbare Reibung, unkompliziert umsetzen. Bei Standardlagern aus 100Cr6 werden Außen- und Innenring gedreht, gehärtet und anschließend gehont. Sie weisen dadurch eine geringe Reibung sowie eine hohe Präzision auf und eignen sich für hohe Geschwindigkeiten, haben jedoch einen gravierenden Nachteil: Die Lager haben feste Größen und benötigen zur einwandfreien Funktion gegenüber Gehäuse und Welle eine Passungstoleranz von z. B. h6, im vorliegenden Fall also 13 bis 20 µm. Winkel- und Koaxialfehler werden gar nicht kompensiert, sodass die umgebenden Komponenten diese aufnehmen müssen. Da es sich beim Gehäuse allerdings um eine Schweißbaugruppe handelt, ist der Lagersitz derartigen Fehlern unterworfen, die dann bei der Fertigung in einem nachgelagerten Dreh-/Fräs- bzw. Schleifprozess ausgeglichen werden müssen. Spezialanfertigung mit hohem Toleranzausgleich Um bei einer Lenksäule, die in Fahrzeugen eines deutschen Automobilherstellers eingesetzt wird, auf diesen Aufwand verzichten zu können, ließ ein Zulieferer ein spezielles Lager von Rollax entwickeln: „Die Vorgabe war, dass das Lager eine mögliche Misslage der Lenkwelle sowie mögliche Koaxialitätsfehler von Lenksäulengehäuse und Lenkwelle kompensiert“, erklärt Patrick Berges, Projektleiter bei der Rollax GmbH & Co. KG in Bad Salzuflen. „Gehäuse- und Lenkwellentoleranzen sollten ebenfalls so gut wie möglich ausgeglichen werden.“ Rollax konstruierte daher ein 4-Punkt-Lager, dessen Außenring tiefgezogen und dessen Innenring in einer besonderen Wellen-Form hergestellt wird, wodurch es leichter ist, als die gedrehte Variante. Diese neue Konstruktion konnte die Ansprüche des Projektes übertreffen und Winkel- sowie Koaxialitätsfehler von Welle und Gehäuse mehr als im geforderten Maße ausgleichen. Durch die spezielle Werk- 60 antriebstechnik 4/2016

STANDARDMÄSSIG HÖCHSTLEISTUNG ABEG eXtreme steht für optimierte Lagerlösungen oberhalb des Standards. speed force temp clean 01 Spezialanforderungen, wie Kombinationslager aus Axial- und Radiallager, können genauso umgesetzt werden wie unterschiedliche Dichtungskonzepte 02 Das 4-Punkt-Lager besitzt einen tiefgezogenen Außenring sowie einen Innenring, der in einer besonderen Wellen-Form hergestellt wurde EM-Spielplan 2016 FRANKREICH Jetzt unter www.findling.com/em-tipp registrieren, tippen und attraktive Preise gewinnen! stoffwahl können die Durchmessertoleranzen im Gehäuse vollständig kompensiert werden. Darüber hinaus sorgt die Form des Innenrings dafür, dass die Durchmessertoleranz bzw. die Rundheit der Lenkwelle im Zehntel- Millimeterbereich abgefangen wird, ohne die Stützwirkung zu vermindern. Zusätzlich sind zwei Toleranzringe im Inneren des Lagers aus Elastomeren gefertigt; das federnde Material unterstützt ebenfalls die Aufnahme von Abweichungen. „Dieses Zusammenspiel von Toleranzausgleichen und gleichzeitig hohen Belastungen umzusetzen, war bei der Konstruktion die größte Herausforderung“, so Berges. Es gab viele Entwicklungsschleifen, um die geeignetsten Materialien und Formen zu finden.“ Für die auf niedrige Drehzahlen ausgelegten Lager verwendet Rollax zur Kostenoptimierung, wenn möglich, reine Ur- und Umformteile. Kein Schleifprozess mehr notwendig Insgesamt machen die Eigenschaften des neuen Lagers nun eine exakte Passung von Gehäuse und Welle überflüssig. Somit spart sich der Anwender eine Nachbehandlung des Gehäuses und der Welle nach dem Urformprozess. „Es ist kein Drehen und Fräsen oder Schleifen notwendig. Da die Mitarbeiter von Rollax bereits früh in die Entwicklung der Lenksäule eingebunden wurden, konnte das Lager exakt gemäß den Anforderungen der zukünftigen Betreiber konstruiert werden. „Wir beraten Anwender im Vorfeld einer Entwicklung ausführlich und kostenlos, wie ein Lager aussehen kann, das nicht nur alle Anforderungen am besten in sich vereint, sondern auch besonders kosten- und anwendungsgerecht ist“, so Berges. „Wir passen uns also soweit irgend möglich den Bauteilen des Anwenders an – im Fall des 4-Punkt-Lagers beispielsweise an die Maße der Lenkwelle.“ Generell zeichnen sich Rollax-Lager aufgrund ihrer anwendungsbezogenen Entwicklung dadurch aus, dass sie in Bauform und Größe sehr variabel sind. Es können Toleranzen der Bohrung von 0,2 mm, der Welle von 0,11 mm sowie Koaxialitätsfehler von bis zu 0,5 mm kompensiert werden. Winkelfehler können bis zu 3 ° ausgeglichen werden, bei Pendellagern auch mehr. Zudem sind mehrere Funktionen in einem applikationsspezifischen Lager vereinbar. So besteht auch die Option, die Reibung des Lagers nach dem Verbau einzustellen. Darüber hinaus können in das Lager Krampen für die axiale Sicherung eingefügt werden, sodass als weitere Einsparung der klassische Sprengring entfallen kann. Weitere Spezialanforderungen wie Kombinationslager aus Axial- und Radiallager können genauso umgesetzt werden wie unterschiedliche Dichtungskonzepte. „Wir ermöglichen unseren Anwendern neue Möglichkeiten in der Entwicklung, insbesondere in der Auslegung bezüglich Bauraum und Funktionsintegration“, fasst Berges zusammen. „Häufig lohnt es sich bei einer Neuentwicklung, frühzeitig über die Lagerfunktionen nachzudenken anstatt Standards einzuzeichnen.“ www.rollax.de e treme findling.com/extreme Findling Wälzlager GmbH, Schoemperlenstr. 12, 76185 Karlsruhe, Telefon: +49 721 55 999-0, E-Mail: sales@findling.com www.findling.com

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