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antriebstechnik 11/2015

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WÄLZ- UND GLEITLAGER

WÄLZ- UND GLEITLAGER Kleine Feder, große Wirkung Warum Wellenfedern die Lebensdauer von Wälzlagern verlängern Johannes Lambertz Wenige Komponenten sind so essenziell für den reibungslosen Betrieb einer Maschine und arbeiten zudem an so vielen Stellen unter permanenter Belastung wie Wälzlager. Daher muss ihrer Herstellung und ihrem Einbau besonderes Augenmerk zukommen. Gleichzeitig hat ihre Lebensdauer fundamentalen Einfluss auf die Gesamtlebensdauer der Maschine. Mit dem Einsatz von Wellenfedern lassen sich deutlich längere Lebenszyklen erreichen. Damit die Leistungsfähigkeit von Wälzlagern voll genutzt werden kann, muss der Konstrukteur einerseits die richtige Lagerbauart und Ausführung wählen und andererseits die Eigenschaften von Lagern und Umgebungsteilen sachgerecht aufeinander abstimmen. Der Einsatz geeigneter Hilfsmittel beim Ein- und Ausbau von Wälzlagern sowie Sorgfalt und Sauberkeit am Montageplatz sind wesentliche Voraussetzungen dafür, dass die Lager eine lange Gebrauchsdauer erreichen. Mithilfe der richtigen Vorspannung durch den Einsatz von Wellenfedern, unter Berücksichtigung des Toleranzausgleichs in der Anwendung, kann die Lebensdauer erheb lich verlängert werden. Dipl. Wirt.-Ingenieur Johannes Lambertz ist Niederlassungsleiter bei der TFC Ltd. in Bochum Bedeutung der Vorspannung Warum ist die Vorspannung von Lagern von so einer großen Bedeutung? Die Hauptgründe dafür liegen vor allem in einer präziseren Wellenführung, geringerem Laufgeräusch sowie einer langen Gebrauchsdauer. Vorgespannte Lager erlauben eine exaktere Wellenführung, weil die Vorspannung die Möglichkeit der Welle beeinträchtigt, sich unter Belastung durchzubiegen. Eine präzise dimensionierte Vorspannung kann sich günstig auf die Belastungsverteilung sowie auf die Verringerung des Laufgeräuschs auswirken. Weltweit wird die Vorspannung von Lagern am häufigsten durch Wellenfedern realisiert, wie sie die Bochumer TFC Ltd. anbietet. Mancher Entwicklungsingenieur – obgleich er regelmäßig mit Federn arbeitet – hat bislang noch keine Erfahrung mit Wellenfedern aus Flachdraht gesammelt und kennt daher deren Vorzüge in so vielen Einsatzgebieten noch nicht. Dabei liegen diese auf der Hand und helfen bei der Lösung einer ganzen Reihe von Konstruktionsproblemen. Die einlagigen Standard-Wellenfedern der YSSB-Serie von Typ Smalley z. B. nehmen Spiel auf und gleichen Änderungen der Abmessungen in einer Baugruppe aus. Sie üben konstanten moderaten Druck aus, der das Spiel zwischen Kugellagern und Innen- und Außenlaufring entfernt. Betriebstemperaturen werden gesenkt und Vibrationen reduziert, sodass der Lagerver- 01 Einlagige Wellenfedern mit Spalt und mit überlappenden Enden 102 antriebstechnik 11/2015

WÄLZ- UND GLEITLAGER schleiß minimiert und damit ein ruhiges, leichtgängiges Betriebsverhalten realisiert werden kann. Die Lagergeräusche werden so ebenfalls eliminiert. Wellenfedern in zwei Arten TFC liefert zwei Arten von Smalley Wellenfedern – mit Spalt und mit überlappenden Enden. Beide erlauben eine radiale Ausdehnung bzw. ein Vergrößern des Durchmessers im Bauraum, ohne dass sich diese verklemmen, wie man es bei gestanzten Federn beobachtet. Je nach Durchmesser der Feder wird entweder ein Spalt zwischen den Drahtenden frei gelassen oder die Enden überlappen sich. Dadurch sind die Enden frei und können sich zusammenbzw. übereinander schieben, wenn sich der äußere Durchmesser der Feder beim Stauchen vergrößert. Der Außendurchmesser einer Wellenfedern mit Spalt lässt ein Spiel von 0,5 mm an jeder Seite der Bohrung. Ihr Innendurchmesser hat einen Abstand von 0,25 mm zur Welle. Wenn die Feder gestaucht wird, vergrößern sich beide Durchmesser, bis der Außendurchmesser an der Bohrung anliegt. Bei einer weiteren Stauchung bewegen sich die Spaltenden zueinander, während der Außendurchmesser gegen die Bohrung drückt. Federn mit überlappenden Enden funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Jede „Geht es um die Vorspannung von Lagern, erweisen sich Wellenfedern als eine der intelligentesten Lösungen“ 02 Vorspannung von Lager mit einlagiger Wellenfeder Feder erhält eine besondere Leistungscharakteristik, um präzise Betriebsbedingungen zu erfüllen. In der Regel besetzen Wellenfedern für die von ihnen geleistete Arbeit einen relativ kleinen Bauraum. Dieses Produkt ist für einen sehr engen radialen und axialen Bauraum ausgelegt, jedoch nicht darauf beschränkt. Es können praktisch Federn mit unendlich vielen verschiedenen Federkräften gefertigt werden, mit entweder einer graduellen oder einer abrupten Kraftentwicklung, um eine bestimmte Arbeitshöhe zu erreichen. Dadurch erhalten sie eine genaue Federkonstante, bei der sich die Kraft proportional zum Federweg verhält. www.tfcdeutschland.com SLF. DA BEWEGT SICH WAS. Kugellager und Rollenlager von 30 mm bis 1600 mm Außendurchmesser in verschiedenen Ausführungen Spindeleinheiten Bohr-, Fräs- und Drehspindeln Spindeln mit angeflanschtem bzw. integriertem Motor Spindeln für spezielle Einsatzgebiete NEU! Rekonditionierung von Wälzlagern Spindel- und Lagerungstechnik Fraureuth GmbH Fabrikgelände 5 D-08427 Fraureuth Tel.: +49 (0) 37 61 / 80 10 Fax: +49 (0) 37 61 / 80 11 50 E-Mail: slf@slf-fraureuth.de www.slf-fraureuth.de SLF.indd 1 16.04.2015 14:15:30 antriebstechnik 11/2015 103

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