Premium gegen Eco: Zylinderrollenlager auf dem Prüfstand

Geht auch eine Nummer kleiner?

Die theoretische Berechnung der Lebensdauer von Wälzlagern ist, sofern sie korrekt durchgeführt wird, ein guter Anhaltspunkt für Konstrukteure. Wer auf Nummer sicher gehen möchte, kann die Werte zudem praktisch überprüfen. Findling Wälzlager hat diese Aufgabe vor kurzem für einen Kunden übernommen - mit überraschenden Ergebnissen.

Ein weiterer Punkt, der sich auf die Lebensdauer von Zylinderrollenlager auswirkt, ist die Ausformung der Einstiche zwischen der Laufbahn und den Borden. Diese Einstiche sind das Resultat eines zusätzlichen Arbeitsschrittes in der Herstellung. Der Hintergrund: Durch die angesprochene hochdynamische Belastungssituation entsteht ein wechselnder Kraftfluss zwischen Laufbahn und Borden. Ohne Einstich würde diese Kraft um eine scharfe 90°-Ecke geleitet werden, was durch den sogenannten Effekt der Kerbwirkung zu hohen und schädlichen Spannungen im Material führt. Dies wiederum führt zu einer verkürzten Lebensdauer. „Die Qualität der Einstiche lässt sich hinsichtlich deren Kreisform bewerten“, erläutert Janek Herzog. „Im Optimalfall ist der Einstich als Kreisbogen ohne Kanten oder Ecken ausgeführt.“ Sowohl das untersuchte Eco-Zylinderrollenlager als auch das Premium-Wälzlager zeigen einen vergleichbar guten Einstich auf hohem Niveau.

Gute Noten bei der Lebensdauer

„Verschiedene Lebensdauerberechnungen führen zu verschiedenen Ergebnissen“, erläutert Janek Herzog. „Hintergrund ist, dass komplexere Berechnungs- und Simulationsmethoden aufwändiger sind, dafür aber auch mit mehreren Parametern genauer die Realität abbilden können.“ Da der Betrieb in der Praxis jedoch immer komplexer und vielschichtiger ist, als Simulationen es abbilden können, haben reale Lebensdauertests einen hohen Stellenwert und eine gute Aussagekraft.

Besonders interessant – und überraschend – sind daher die Ergebnisse des Lebensdauertests: Alle acht getesteten Lager, vier Premium und vier Eco, haben im Lebensdauertest die maximale Testdauer von 4xL10h ohne Ausfall erreicht. Durch die nach der ABEG-Methode korrigierte, rechnerisch geringere, Lebensdauer des Eco-Zylinderrollenlagers von L10hEco = 131,65h erreichten diese Lager nach der Testdauer von 865h genau genommen nicht nur das 4-fache, sondern das 6,5-fache der erwarteten Lebensdauer.

Nach dem Test wurden die Lager zusätzlich auf vorhandene Schadensbilder untersucht, um Rückschlüsse auf die Leistungsfähigkeit ziehen zu können. Dabei fiel lediglich das bekannte Phänomen des sogenannten Einlaufverschleißes auf. Durch die Überrollung werden feinste Rauheitsspitzen abgetragen, wodurch die Oberflächenrauheit und somit auch die Vibration des Lagers sinkt. Durch die Auswertung dieser Frequenzen können Rückschlüsse auf die Materialermüdung bzw. die Beschädigung des Lagers gezogen werden. Zusätzlich zeigen Parameter, wie die Vibration und Reibung, die Feinheit der gefertigten Form- und Lagetoleranzen, wie z.B. Rundheit, Welligkeit und Rauigkeit.

„Insgesamt haben sich die Eco-Lager in den Tests ausgezeichnet geschlagen“, resümiert Janek Herzog. „Dem Wechsel des Kunden auf die preisgünstigeren Produkte steht somit nichts mehr im Weg.“ Der ausführliche Praxistest belegt zudem, dass die Qualität und Leistungsfähigkeit der Produkte auch bei erheblichen Preisvorteilen realisierbar und maßgeblich von der Materialgüte des Wälzlagerstahls abhängig sind.

www.findling.com

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