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Wälzlager schützen mit Polymerfüllung

Sensorisierte KomponentenSchaeffler: Digitale Infrastruktur macht IoT konkret verfügbar

Schaeffler Cloud

Mit einer durchgängigen und flexiblen digitalen Infrastruktur ermöglicht Schaeffler einen schnellen und einfachen Einstieg in die Welt von Industrie 4.0. Auf der Hannover Messe 2017 präsentiert Schaeffler die Einbindung neuer, sensorisierter Komponenten in das Gesamtsystem und konkrete Geschäftsmodelle.

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Festes Öl gegen Lager-VerfallWälzlager vor Verunreinigung und vorzeitigem Ausfall schützen

Mountainbike-Touren im Gelände können bei schlechtem Wetter schnell zum Ochsenritt durch Schlamm, Wasser und Dreck werden. Das fordert nicht nur die Sportler. Auch die Lager der Bikes stehen unter extremen Anforderungen.

Mountainbike-Lager mit Lagern von SKF

SKF hat jetzt eine neue Generation von Lagern mit deutlich höherer Lebensdauer entwickelt. Eine in Öl getränkte Polymermatrix schützt die Wälzlager vor Verunreinigung und vorzeitigem Ausfall. Sieger in der Schlammschlacht: Solid Oil – „festes Öl“.

Standardmäßig werden Wälzlager mit einem Fettfüllgrad von 25 bis 35 Prozent des freien Volumens im Lager ausgeliefert. Im Gelände reicht das jedoch kaum aus, um das Eindringen von Schmutz wirksam zu verhindern. Außerdem kann beim Reinigen der Mountainbikes Wasser in die Lager geraten, wenn deren Dichtungen bzw. Deckscheiben durch den Hochdruckstrahl „eingedrückt“ werden. Zum Vergleich: Oft genug säubern die Biker ihre verschmutzten Maschinen mit mehr als 15 bar Wasserdruck. Allerdings dürfen gängige Standard-Dichtungen, wie sie normalerweise in Mountainbikes verbaut sind, lediglich maximalen Druckunterschieden von etwa einem 1 bar ausgesetzt werden. Die Folge: Wasser und weitere Fremdstoffe gelangen ins Innere, der Schmierstoff kann die Stahloberflächen im Lager nicht ausreichend schützen und es kommt zu chemischen Reaktionen. Rostnarben und Spaltkorrosion verursachen möglicherweise Schälungen und Risse, die im schlimmsten Fall sogar die Sicherheit des Fahrers gefährden.

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Festes Öl gegen Lager-Verfall

Laufrad mit  SKF Solid Oil-Lager
Weitere Beiträge zuWälzlager

Abhilfe schafft hier eine Innovation von SKF. Dabei werden die Lager mit einer in Öl getränkten Polymermatrix gefüllt, die den freien Raum im Lager vollständig ausfüllt und den Käfig sowie den Wälzkörper komplett umschließt. Solid Oil kommt bevorzugt dann zum Einsatz, wenn die Lagerstelle schwer zugänglich und eine Nachschmierung schwierig ist. Oder wenn sie aggressiven Reinigungsmitteln widerstehen muss – wie zum Beispiel in der Lebensmittelproduktion, deren Anlagen aus Hygienegründen regelmäßig mit scharfen „Desinfektionsmitteln“ abgespritzt werden. Dabei bildet die Matrix einen sehr guten Schutz gegen das Eindringen von Reinigungsmitteln, Verunreinigungen und damit letztlich Korrosion. Das Wälzlager wird durch das Einbringen von Solid Oil praktisch wartungsfrei, sodass ein Nachschmieren hinfällig ist.

Lager im Vergleich

Weitere Vorteile der cleveren SKF Entwicklung: Das Öl bleibt stets an der Einsatzstelle, es tritt nicht aus und verschmutzt seine Umgebung nicht. Im Lager wird deutlich mehr Schmierstoff deponiert als bei einer herkömmlichen Fettschmierung. Die Polymermatrix ist umweltverträglich und ermöglicht die gleiche Tragzahl wie Standardlager.

„Stresstest“ im Selbstversuch

Florian Fischer und Benjamin Michael

Um die Eignung der Polymerfüllung für Sportgeräte zu testen, kam der passionierte Mountainbiker und SKF Anwendungsingenieur Benjamin Michael auf die Idee, einen „Selbstversuch“ durchzuführen. Gesagt, getan: Mit Unterstützung von Florian Fischer vom Schweinfurter Coffee + Bike Store stattete Michael einen Laufradsatz seines Bikes mit Solid Oil-Lagern aus. Fischer und Michael hatten sich die Lagerung der Naben von Laufrädern herausgepickt, weil diese ihrer eigenen Erfahrung nach den größten Schwachpunkt darstellt. Anschließend folgte ein knapp einjähriger „Stresstest“ – wobei die Rahmendaten der dafür absolvierten „Tour de Torture“ mit dem neu getunten Bike so manchem Radler höchsten Respekt abverlangen dürften: 5.500 Kilometer Laufleistung (darin über 90 Höhenkilometer) mit einem Gelände- und Schotteranteil von 87 Prozent bei einer gesamten Einsatzzeit von 228 Stunden; davon 31 Prozent bei Regen bzw. Nässe, inklusive einer viermaligen, gründlichen Reinigung des Rades per Hochdruck.

Lager SKF

Nach Abschluss der Torturen für Mensch und Maschine hat der Test eindrucksvoll gezeigt, dass die ölgetränkte Polymermatrix das Korrosionsrisiko sowie die Kondensatbildung erheblich minimiert. Außerdem bewährte sich die zusätzliche Abdichtung per RS1-Dichtscheiben als verstärkter Schutz gegen Wassereintritt und Rost. Weil Solid Oil aufgrund des relativ großen Ölreservoirs im Lager zwei- bis viermal mehr Grundöl als ein Lager mit herkömmlicher Fettschmierung enthält, konnte Michael darüber hinaus während der gesamten Testphase komplett auf eine Nachschmierung verzichten. Selbst seine anfänglichen Bedenken wegen einer womöglich erhöhten inneren Reibung hat der Test ausgeräumt: Die mit Polymer ausgestatteten Laufräder zeigten das gleiche Verhalten wie Standardlaufräder.

Fazit

Der Härtetest im Feld hat das immense Potenzial nachgewiesen, das Lager mit Solid Oil für den Einsatz in Mountainbikes haben. Aus Sicht von SKF eignet sich die neue Lagergeneration für den Einsatz in Wälzlagern in Schwingen von vollgefederten Rädern, in Tretlagern und in Naben von Laufrädern.

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