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WälzlagerWie ein leerer Luftballon

2007 wurde die Kugelrolle als Studie vorgestellt, nun hat Schaeffler die Entwicklung zur Serienreife gebracht. Helmut Bode, Leiter des Geschäftsbereichs Produktionsmaschinen der Schaeffler-Gruppe Industrie, erläutert Chefredakteur Hajo Stotz, was die Kugelrolle mit einem leeren Luftballon zu tun hat.
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Wälzlager: Wie ein  leerer Luftballon

SCOPE: Herr Bode, 2007 wurde das Kugelrollenlager erstmals vorgestellt – in diesem Jahr wollen Sie das Lager nun auch in Anwendungen für Rundachsen in den Markt bringen. Welche Probleme gab es noch zu lösen?

Bode: Wir haben das Kugelrollenlager 2007 auf der Hannover Messe als Vorentwicklungsstudie präsentiert. Seitdem haben wir den Fertigungs- und Montageprozess weiter optimiert und aus einem Innovationsprojekt eine serienreife Wälzlagerfamilie mit unterschiedliche Typen für verschiedene Anwendungen entwickelt. Bezogen auf unsere spezielle Anwendung in der Werkzeugmaschine haben wir einen Spezialkäfig und eine „intelligente“ Lagermontage entwickelt, die nur unter Verwendung der Kugelrolle möglich ist.

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SCOPE: Und was kann die Kugelrolle besser als die Kugel?

Bode: Wenn Sie eine Kugel nehmen und schneiden den nichttragenden Teil ab, geht an der Tragfähigkeit nichts verloren. Sie sparen aber Platz oder gewinnen zusätzlichen Fettraum. Zudem erlauben es die Geometrie des Wälzkörpers und ein spezielles Montageverfahren, die Befüllung des Lagers mit Wälzkörpern von rund 60 auf bis zu 90 Prozent zu steigern. Und mehr Wälzkörper im gleichen Bauraum bedeutet eine deutlich höhere Leistungsfähigkeit.

SCOPE: Wie können Sie 30 Prozent mehr Kugelrollen als Kugeln in gleichem Bauraum unterbringen?

Bode: Der Traum eines Wälzlagerkonstrukteurs ist es, einen aufblasbaren Wälzkörper zu haben. Das wäre die perfekte Montage – also eine Kugel als leeren Luftballon in das Lager zu setzen und dann aufzublasen. Das geht natürlich nicht. Aber mit dem Kugelrollenlager kommen wir dem sehr nahe. Durch die flache Seite des Wälzkörpers ergeben sich hier ganz neue Möglichkeiten zur Montage.

SCOPE: Mit der Kugelrolle können Sie Lager mit einteiligem Lagerring bauen. Warum ist das so wichtig?

Bode: Bei der vorliegenden Lagerlösung für Rundachsen liegt der Nutzen der Kugelrolle im Wesentlichen darin, dass wir einen einteiligen Lagerinnenring einsetzen können. Das hat den Vorteil, dass der Kunde in seiner Anschlusskonstruktion mit einer kurzen Zentrierung arbeiten kann. Die ist natürlich kostengünstiger zu erzeugen. Die Montage kann einfacher und schneller erfolgen. Der einteilige Innenring ist deutlich kippsteifer und überträgt die Laufgenauigkeit des Wälzlagers besser auf die Maschinenbaugruppe. Und letztendlich entfällt eine Wälzlager-Transportsicherung zum Zusammenhalten des bisher verwendeten, zweiteiligen Innenrings. Montagefehler werden so vermieden.

SCOPE: Gibt es bereits erste Erfahrungen von Anwendern?

Bode: Wir haben dieses neue Lager für Rundachsen ausgiebig auf unseren Prüfständen getestet. Die hohe Steifigkeit und das niedrige Reibverhalten entsprachen unseren vorausgegangenen Berechnungen. Bei der Laufgenauigkeit wurden unsere Erwartungen sogar übertroffen. Das Konzept ermöglicht es, vor allem bei Anwendungen mit hoher Drehzahl die Kosten deutlich zu senken. Zur Zeit gehen wir in erste Anwendungen mit Pilotkunden und bereiten die industrielle Umsetzung für Anfang 2010 vor.

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