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Begriffe wie Selbstregelung, Selbstoptimierung oder selbstlernende Maschinen tauchten bereits in den Anfängen der Industrie 4.0 auf. Sie halten sich hartnäckig, werden in jüngster Zeit sogar häufiger genannt.

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Wälzlager-BeschaffungAuf einem schmalen Grat

SCOPE: Herr Findling, welche Bedeutung messen Sie grundsätzlich einer Professionalisierung der Wälzlager-Beschaffung bei?

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ti2: Auf einem schmalen Grat

Findling: Eine ganz hohe! Denn Wälzlager sind mehr als nur Verschleißteile. In einem Motor oder Getriebe kann ein einzelnes Lager einen entscheidenden Wertanteil ausmachen. Eine professionelle Beschaffungsstrategie kann Kostenvorteile von 20 oder 30 Prozent erzielen und sich so entscheidend auf die Wettbewerbsfähigkeit des gesamten Antriebs auswirken.

SCOPE: Und was ist für Sie das „optimale“ Wälzlager?

Findling: Jenes Lager, das so exakt wie möglich den Anforderungen entspricht. Dabei ist das technisch Beste selten das Optimale! Deshalb verläuft die Ermittlung des optimalen Wälzlagers immer auf einem schmalen Grat zwischen wirtschaftlichen und technischen Faktoren. Das entscheidende Auswahlkriterium ist dabei die Lebensdauer des Lagers unter bestimmten Rahmenbedingungen. Diesem Kriterium nähert man sich über die Lebensdauer-Berechnung unter Beachtung der konkreten technischen Vorgaben.

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SCOPE: Das klingt sehr theoretisch. Angesichts des globalen Mammutangebots an Wälzlagern muss man sich zudem fragen, ob die Lebensdauer-Berechnung tatsächlich immer zum Ziel führt...

Findling: ...in der Tat beinhaltet die Lebensdauer-Berechnung nach DIN ISO 281 zwar Ansätze, um die Unterschiede der auf dem Weltmarkt verfügbaren Produkte zu erfassen. Sie kommt jedoch in der Praxis wegen ihrer Komplexität kaum zum Einsatz! Und mag der Lehrsatz, die Auslegung und Konstruktion der Wälzlager konsequent unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten vorzunehmen, während der Ingenieursausbildung noch hohe Beachtung finden – im industriellen Alltag stößt er doch schnell an die Grenzen des vertretbaren Aufwandes.

SCOPE: Macht das die Wälzlager-Auswahl nicht zu einem Blindflug?

Findling: Eher zu einer Lotterie mit vielen Unbekannten. Zumal für die Auswahl eines Wälzlagers im Konstruktionsprozess oft nicht die eigentliche Leistung entscheidend ist, sondern eher ein Bündel verschiedener Rahmenbedingungen. Wird etwa eine hohe Torsionssteifigkeit benötigt, ist der Wellendurchmesser der Lagerstelle bereits vorbestimmt. Auf dieser Basis erfolgt dann die Auslegung und führt zwangsweise zu einer Überdimensionierung. Das heißt, die realisierte Lebensdauer übertrifft die geforderte um ein Vielfaches! Und das ist weit weg vom optimalen Ausschöpfungsgrad, der ja im besten Fall bei 100 Prozent liegt. Diesen Wert wird man zwar kaum erreichen; sich ihm anzunähern, muss aber das grundlegende Ziel der Wälzlager-Auswahl sein und hat großen Einfluss auf mögliche Einsparpotenziale.

SCOPE: Wie kann denn diese Annäherung gelingen?

Findling: Selbst in Zeiten ausgereifter Produkte und enger Kostenrahmen finden wir immer wieder viel Raum für eine bedarfsoptimierte Wälzlager-Beschaffung. Mit einem durchdachten Konzept können versteckte Einsparpotenziale – und damit Wettbewerbsvorteile – auf vielschichtige Weise aufgespürt werden. Wir haben dazu das Dienstleistungsangebot ABEG* entwickelt, mit dem sich die Beschaffung von Wälzlagern durch eine präzise Bedarfsanalyse verbessern lässt. Es strukturiert den globalen Wälzlagermarkt in vier Produktklassen. Das System ermöglicht es letztlich, verborgende Kostenfaktoren – verursacht etwa durch Überdimensionierungen – aufzudecken. Als Optimierungswerkzeug macht es die Leistungs- und Preislevel von über 22.000 Lagertypen hunderter Anbieter aus Europa und Asien markenunabhängig transparent.

SCOPE: Das klingt nach einer enormen Fleißarbeit. Aber geschieht die Optimierung dabei am Ende nicht doch wieder über die übliche Lebensdauer-Berechnung?

Findling: Nicht ganz. Das Herzstück unseres Konzeptes ist unser so genannter ABEG-Faktor. Dabei handelt es sich um eine neue, praxisbezogene, einheitliche Kennzahl – eine Art Lebensdauer-Beiwert – der die Leistungsfähigkeit der auf dem Weltmarkt verfügbaren Produkte der verschiedenen Hersteller intuitiv berechenbar und nutzbar macht.

SCOPE: Wie setzt sich denn diese zusätzliche Kennzahl zusammen?

Findling: Sie ergänzt die bestehenden Beiwerte für Temperatureinfluss oder Sauberkeit im Schmierspalt um Kriterien, die in der praktischen Anwendung der Lebensdauertheorie bislang unberücksichtigt geblieben sind. Je präziser diese Beiwerte den tatsächlichen Einflüssen entsprechen, desto enger schließt sich die Lücke zwischen den theoretisch errechneten und der praktisch realisierten Lebensdauer eines Wälzlagers. Sind beispielsweise zwei Lager in Abmaßen, Wälzkörper-Anzahl und innerer Geometrie gleich, so müssten sie eigentlich die gleiche Leistung bringen – ein Zusammenhang, der aber in der Praxis täglich widerlegt wird. Der ABEG-Faktor deckt die praktischen Unterschiede auf und ermöglicht eine optimale Entscheidung.

SCOPE: Können Sie das bitte noch etwas konkretisieren?

Findling: Wenn das so einfach wäre! Material und Fertigungsbedingungen beeinflussen natürlich die Lebensdauer entscheidend. Und wie erwähnt klassifiziert unser System den Wälzlager-Weltmarkt in vier Produktlinien. Sie heißen Easy Roll, Eco, Supra und Premium. Produkte für den Einsatz bei geringen Umdrehungszahlen und hoher Kostensensibilität werden unter Easy Roll eingestuft, während Wälzlager für höchste Anforderungen der Premium-Klasse entsprechen. Für jede Kategorie existiert ein Grenzwert für den ABEG-Faktor und damit gleichzeitig auch die Zuordnung der Hersteller. Dabei stellt unser Auditierungsverfahren sicher, dass alle Lager diesen Grenzwert erfüllen.

SCOPE: Wie arbeitet man denn ganz praktisch mit Ihrem Beschaffungssystem?

Findling: Besonders einfach gestaltet sich die Arbeit mit dem ABEG-Quickfinder. Dieses Online-Tool filtert aus dem Weltmarkt-Angebot die passenden Produkte schneller heraus als jeder Herstellerkatalog oder jedes andere Berechnungsprogramm. Es funktioniert wie eine Datenbank-Abfrage über alle Wälzlager-Bauformen und ABEG-Produktlinien. Durch Hinzufügen von Filterkriterien kann der Anwender seine technischen Rahmenbedingungen, eingeben, also etwa Wellendurchmesser, Hüllkreis, Lagerbreite oder Außendurchmesser. Trägt er auch die Umdrehungsgeschwindigkeit sowie die radiale und axiale Belastung ein, wird für alle Lagertypen die Lebensdauer Lh bei 90 Prozent Erlebenswahrscheinlichkeit berechnet. Anschließend lassen sich durch Eintragen der benötigen Lebensdauer die überdimensionierten Lagertypen ausfiltern. So gelangt der Nutzer schrittweise zu einer Auswahl der geeigneten Wälzlager.

SCOPE: Zum Problem der Wälzlager-Berechnung gibt es aber doch bereits mannigfaltige Lösungen. Was zeichnet denn Ihr System speziell aus?

Findling: Es gibt kein vergleichbares markenunabhängiges System, dass den Weltmarkt so umfassend darstellt und derartig feine Optimierungsmöglichkeiten für Konstrukteure und Einkäufer bietet. Die Klassifizierung in Gängigkeiten eines jeden Lagertyps spiegelt sogar das gesamte Anfrage- und Auftragsverhalten unserer über 5.500 Kunden wider. So kann bereits in der Konstruktionsphase darauf geachtet werden, dass nur solche Lagertypen verwendet werden, sie sich später auch mit kurzen Lieferzeiten beschaffen lassen. Außerdem stellt das System Datenblätter und Berechnungsprotokolle zur Dokumentation des Konstruktionsprozesses bereit sowie auch die Möglichkeit von „Was-wäre-wenn“-Analysen. Und richtig eingesetzt, ermöglicht der Quickfinder sogar eine Betrachtung der Lebensdauerentwicklung bei Rest­unsicherheiten in den Belastungs- und Drehzahlwerten.

SCOPE: Und wie erreicht der Nutzer nun tatsächliche die Optimierung?

Findling: Die Optimierung kann auf verschiedene Arten stattfinden. Über ein Down-Sizing findet der Konstrukteur das kleinste Lager, das die geforderten Werte gerade so erfüllt. Ist die Lagergröße vorgegeben, führt hingegen der Einsatz einer anderen Produktlinie zu Einsparungen. Ein Prozess, der sich als Cost-Sizing titulieren lässt. Auch ein Up-Sizing kann sinnvoll sein. Damit ist der Einsatz größerer Lager bei Realisierung eines noch größeren Spareffekts durch Überspringen einer Produktlinie gemeint. Up- und Down-Sizing machen ein Reengineering erforderlich und werden daher vorzugsweise bei Neuentwicklungen angewendet. Beim Cost-Sizing profitiert das Unternehmen eventuell doppelt, da es sich den konstruktiven Änderungsaufwand erspart und direkt Kostenvorteile realisiert.

SCOPE: Wen haben Sie als Anwender Ihres Systems im Auge?

Findling: Eigentlich alle an der Wälzlager-Auswahl beteiligten Kräfte, die sonst häufig im Widerstreit miteinander stehen. Mit ABEG wollen wir vor allem den Konflikt zwischen den Konstrukteuren und den Einkäufern entschärfen. Das Management muss die Implementierung des Systems vorantreiben, der Konstrukteur kann damit bei seiner technischen Auslegung von Anfang an wirtschaftliche Aspekte mit berücksichtigen und der Einkäufer kann die Einsparpotenziale ermitteln und im Rahmen einer ganzheitlichen Wertanalyse entscheiden.*Advanced Bearing Expert Group

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