NSK Wälzlager für Landmaschinen

(openPR) Kundenspezifische Konstruktionen bieten Vorteile

Die Landtechnik gehört zu den Anwendungsfeldern des Maschinen- und Fahrzeug-baus, in denen besondere Anforderungen an die Wälzlager gestellt werden. Neben den hohen mechanischen Beanspruchungen spielt hier die Unempfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen eine große Rolle. Aus diesem Grund sind in diesem Einsatzfeld häufig kundenspezifische Lager gefragt – zumal die Lager in vielen Fäl-len ein Konstruktionselement sind, das entscheidend zur Funktion und Leistung der Landmaschinen beiträgt. Auch die Funktions- und Bauteilintegration spricht für kundenspezifische Konstruktionen.

Ein Beispiel aus den aktuellen NSK-Neuheiten illustriert diese Aussagen. Es han-delt sich um die kundenspezifische Lagereinheit für eine Kurzscheibenegge. Diese Geräte werden eingesetzt, um den Boden für die Saat vorzubereiten. Die einzelnen Scheiben der Egge greifen in den Boden ein und durchmischen die oberste Erd-schicht homogen. Da die Scheibe sich unabhängig von der Bodenbeschaffenheit drehen soll, sind Leichtlaufeigenschaften gefragt.
Besonders anspruchsvoll in Bezug auf die Lagerung sind Eggen, bei denen die Scheiben einzeln über Trägerarme mit dem Grundrahmen verbunden sind. Bei ihnen wirken hohe Axialkräfte, die das Lager aufnehmen muss. Dieses Prinzip bietet jedoch Vorteile bei der Bodenbearbeitung – vor allem erlauben sie ein deutlich höheres Bearbeitungstempo -, so dass die Landwirte die Einzelscheibenauf-hängung bevorzugen.

Kundenspezifisches Schrägkugellager
Dass die Umgebungseigenschaften für diese Lagerungen eher ungünstig sind, muss nicht ausführlich begründet werden: Eggen bearbeiten den Boden, somit muss die Abdichtung des Lagers sehr wirksam sein. Zudem fahren sie mit Ge-schwindigkeiten von bis zu 20 km/h über unebenen Grund und müssen dabei so manchen Schlag durch Steine hinnehmen, die im Boden liegen.
Als Ausgangsbasis der kundenspezifischen Konstruktion für diesen Einsatzfall verwendete NSK ein doppelreihiges Schrägkugellager mit geteiltem Innenring, das bauartbedingt hohe Axial- und Kippkräfte aufnehmen kann. Diese Fähigkeit ist bei der abgedichteten Hub Einheit für die Landwirtschaft besonders groß, da der Anlaufwinkel auf 40 Grad erhöht wurde.

Baueinheit statt Einzellager
Nicht nur die Lager, auch die Gehäuse werden von NSK gefertigt. Dabei handelt es sich um die komplette Einheit zwischen Scheibe und Trägerarm. Scheibenseitig sind die Lagereinheiten über einen Flansch mit vier oder fünf Schrauben nach Kundenwunsch befestigt. Die Lagerachse wird durch den Trägerarm gesteckt und über eine Mutter befestigt.
Diese Baueinheit ermöglicht den Verzicht auf weitere Bauteile zur Befestigung der einzelnen Scheiben. Das ist für die Montage eine erhebliche Erleichterung, denn eine Egge der betreffenden Baureihe ist mit bis zu 66 Scheiben ausgestattet.

Wartungsfreie Konstruktion mit Lebensdauerschmierung
Mindestens ebenso wichtig ist die Tatsache, dass die Funktionseinheit eine opti-male Abdichtung ermöglicht. Scheibenseitig übernimmt eine wirkungsvolle statische Dichtung diese Aufgabe, zum Trägerarm hin erfolgt die Abdichtung mit einer dynamischen Kassettendichtung mit fünf Dichtlippen. Das zweireihige Schrägkugellager mit geteiltem Innenring ist zusätzlich mit schleifenden Dichtungen abgedichtet. Dieses Dichtungssystem ist hochwirksam auch bei starken Verunreinigungen, bei Feuchtigkeit und abrasiv bzw. korrosiven Bodenbestandteilen wie Sand und Düngemittel
Die Lager sind trotz der hohen Beanspruchungen wartungsfrei und müssen nicht nachgeschmiert werden. Das Gehäuse ist mit einem speziellen Hochleistungsfett mit befüllt, das über die gesamte Lebensdauer des Lagers wirksam ist. Damit kann man auf die sonst übliche Nachschmiermöglichkeit verzichten. Das spart Zeit und Fett und schont zugleich die Umwelt, denn es wird sichergestellt, dass kein Fett aus der Lagereinheit austreten kann.

Funktionsintegration auch bei Erntemaschinen
Die neue abgedichtete Hub Einheit für die Landwirtschaft ist nur eines von vielen Beispielen für kundenspezifische Wälzlagereinheiten, die NSK für die Hersteller von Landmaschinen entwickelt hat. Ein weiteres Beispiel, auch aus dem Bereich der Flanschlager: In einer neuartigen Erntemaschine kommt eine Flanschlagerein-heit zum Einsatz, bei der die Abdichtung durch eine vorgeschaltete Schleuderscheibe unterstützt wird. Eine festsitzende dreiteilige Dichtung sorgt für eine wirkungsvolle Abdichtung unter den vorherrschenden ungünstigen Umgebungsbe-dingungen. Die Kombination von Schleuderscheibe und Dreifachdichtung schafft die Voraussetzung für lange Lebensdauer in sehr staubhaltiger Umgebung. Zudem konnte die Tragzahl im Vergleich zur vorher eingesetzten Lagereinheit um 30% erhöht werden.
Nicht zuletzt durch dieses kundenspezifische Lager ist der Hersteller in der Lage, eine Landmaschine anzubieten, die das Vorbereiten des Bodens (Grubbern) und das Aussäen verschiedener Fruchtarten in einem einzigen Arbeitsgang ermöglicht. Genau wie die abgedichtete Hub Einheit für die Landwirtschaft wird auch dieses Lager mit maximaler Fettfüllung geliefert, um ein Nachschmieren unnötig zu machen und eine Lebensdauerschmierung zu gewährleisten.

Asymmetrisches Zweireihiges-Kegelrollenlager
Für ein Traktorgetriebe hat NSK ein zweireihiges-Kegelrollenlager entwickelt, bei dem ein zentrales Konstruktionsmerkmal schon auf den ersten Blick erkennbar ist: Der Stahlkäfig ist asymmetrisch, weil die eine der beiden Kegelrollenreihen mit längeren Rollen bestückt ist. Diese Reihe ist in der Lage, besonders hohe Lasten aufzunehmen. Bei der anderen Reihe wählte man eine kürzere Rollenbauform¸ um die Reibungs- und damit die Energieverluste so gering wie möglich zu halten.
Auf diese Weise wird ein optimaler Kompromiss zwischen den beiden Entwick-lungszielen „Aufnahme hoher Kräfte“ und „Energieeffizienz“ erzielt. Ein Dis-tanzstück hält das Spiel zwischen den beiden Innenringen im gewünschten Tole-ranzbereich und verhindert zugleich Korrosion in diesem kritischen Bereich zu verhindern. Die Gehäusekonstruktion wurde so optimiert, dass das Lager über einen Flansch mit geringstmöglichem Aufwand im Getriebe montiert werden kann. Dieses Konstruktionsmerkmal hat NSK auch in anderen Lagern für die Landtechnik verwirklicht.

Alternative zum Katalogprogramm
Aus der Sicht der Maschinen- und Fahrzeughersteller zeigen diese Beispiele (die um zahlreiche weitere aus der Landmaschinentechnik ergänzt werden könnten): Es lohnt sich, über Sonderwälzlager nachzudenken. Sie bieten in vielen Fällen nicht nur höhere Leistung und längere Lebensdauer als Lager aus dem Katalogprogramm. Der Konstrukteur kann mit ihnen auch zusätzliche Funktionen realisie-ren und damit auf Komponenten wie Befestigungen, Gehäuse etc. verzichten. Das gilt selbstverständlich nicht nur für die Landmaschinentechnik, sondern für den gesamten Maschinen- und Anlagenbau.

Sonderlager „made in Germany“

Dass trotz des umfangreichen Katalogprogramms der einschlägigen Anbieter ein Sonderwälzlager oft die bessere Lösung ist, wissen viele Anwender im Maschinen-, Anlagen- und Fahrzeugbau. Allerdings gibt es oft Vorbehalte im Hinblick auf Zeit und Kosten. Um solche Vorbehalte auszuräumen, hat NSK das Werk Munderkingen ganz auf die flexible Entwicklung und Produktion von derartigen Sonderkonstruktionen ausgerichtet.

Die Ingenieure in der Entwicklungsabteilung setzen die individuellen Anforde-rungen in einen Konstruktionsvorschlag um und können dabei oft vorhandene Grundkonstruktionen variieren – das spart Zeit. Ein leistungsfähiger Prototypenbau fertigt die ersten Muster, die vom Kunden umfassend getestet werden können. Die Fertigung erfolgt dann auf flexiblen Produktionslinien, die eine wirtschaftliche Produktion von kleineren Stückzahlen erlauben.