Kunststoffummantelte Kugellager für mehr Laufleistung

Im Mittelpunkt standen insbesondere Aspekte zur Verlängerung der Lebensdauer, Verbesserung der Zähigkeit und Erhöhung der Belastbarkeit sowie die Widerstandsfähigkeit gegen stehende Belastung. Die Weiterentwicklung verschiedener Kunststoffmaterialien sowie der Fertigungstechnik erbrachte laut Unternehmen unter anderem eine Steigerung der Laufleistung von 20 Prozent beziehungsweise eine Erhöhung der Last um 20 Prozent. Durch den Einsatz neuer Materialien konnte die Entstehung von Standplatten um den Faktor 3 reduziert werden. Gleichzeitig wurden weitere Produkteigenschaften verbessert und den steigenden Anforderungen angepasst.

Die Produkte der SKT Schwarzwälder Kugel- und Rollentechnik kommen in unterschiedlichen Branchen zum Einsatz. Der Anwendungsbereich richtet sich an Hersteller und Verarbeiter mit hohen Anforderungen an präzise und langlebige Rollentechnik. Die Transport- und Fördertechnik setzt sie besonders in Hebeanlagen, Hängesystemen, Intralogistiklösungen und Transfersystemen ein, wo reibungsarme Bewegungsabläufe erforderlich sind „Anwendungsspezifische Probleme sind meist auf Materialverschleiß oder falsche Material­auslegung zurückzuführen – dieses Grundproblem zeigt sich branchenübergreifend in immer vergleichbarer Form“, so Andreas Schwarzwälder, Geschäftsführer der SKT Schwarzwälder Kugel- und Rollentechnik.

Funktionsstörungen durch mechanischen Abrieb und materialbedingte Verformung

In Bereichen wie der Intralogistik sind Transport- und Fördersysteme, Förderketten oder Shuttle­systeme kontinuierlichen dynamischen Belas­tungen ausgesetzt. Der erhöhte Verschleiß macht es erforderlich, dass Teile getauscht werden müssen. Unerwünschte Betriebsunterbrechungen, Stillstandzeiten und zusätzliche Kosten sind die Folge. In allen Bereichen sind robuste und langlebige Komponenten unerlässlich, um einen effizienteren Materialfluss zu gewährleisten und einen störungsfreien Betrieb sicherzustellen.

Höhere statische Belastung und Laufruhe

Vor dem Hintergrund des branchenübergreifend gestiegenen Anspruchs an kunststoffummantelte Kugel- und Gleitlager – insbesondere in Bezug auf Lebensdauer, Zähigkeit und Belastbarkeit – hat das Schwarzwälder Unternehmen einen Entwicklungsprozess angestoßen. Von Kundenseite wurden auch Aspekte wie Energieeinsparung oder höhere Tragkraft mit eingebracht. Während des Innovationsprozesses wurden Rohstoffhersteller verstärkt eingebunden und ins Entwicklungsboot geholt. Verfahrenstechnische Verbesserungsmaßnahmen haben zu signifikanten Leistungssteigerungen der Produkte geführt. Ebenso wurden Füllstudien für den Kunststoffspritzgussprozess sowie Belastungssimulationen der Kunststoffrollen durchgeführt.

Ein Schwerpunkt der Entwicklungsarbeit wurde auf die Optimierung der kunststoffummantelten Kugellager gelegt. Test­reihen zeigten, dass eine Abweichung der Rundheit um mehr als 2–3 Hundertstel Millimeter bereits spürbar ist. Daher wurde dieser Wert als obere Grenze für die weiteren Entwicklungsschritte festgelegt. Zukünftig kann eine abgewandelte Form des teilkristallinen PET eingesetzt werden, für dessen Verwendung auch der Spritzgussprozess verbessert wurde. Die statische Belastung der verwendeten Lager konnte insgesamt durch die durchgeführten Maßnahmen deutlich verbessert werden, und diese weisen eine Reduktion der Standplatten um den Faktor 3 auf, was die Laufrollen nahezu resistent gegenüber Verformungen macht und eine hohe Laufruhe garantiert.

Höhere Lastfähigkeit und längere Laufzeiten

Für die Ummantelung der Kugellager des Anbieters sowie der Gleitlagerfertigung wurde bislang das Thermoplast POM-H eingesetzt, da es sich als bewährtes Ausgangsmaterial im Markt durch seine hohe Festigkeit, Zähigkeit und die sehr guten Gleiteigenschaften durchgesetzt hat. Während des Entwicklungsprozesses konnte aufgezeigt werden, dass eine andere Werkstoffvariante die Qualität der Laufrollen deutlich verbessert. Dauerlauftests in SKT-eigenen Testständen haben eine Steigerung der Laufleistung der kunststoffummantelten Kugellager von 20 Prozent bewiesen, was letzten Endes einer Verlängerung der Lebensdauer um denselben Wert entspricht. Ebenso konnte durch Tests eine höhere Lastaufnahme von 20 Prozent bewiesen werden. Als weiteres Beispiel des verbesserten Entwicklungsprozesses zeigt sich, dass abhängig vom jeweils eingesetzten Produkt die Lastfestigkeit von 50 auf 60 Kilogramm gesteigert wird. Somit können zukünftig höhere Lasten bewegt werden.

Der Unternehmer hat vor allem in der Fördertechnik durch den reduzierten Wartungs- und Instandhaltungsaufwand einen zusätzlichen Nutzen. Die Summe aller bisherigen Bemühungen  – von der gezielten Investition in den Entwicklungsprozess über die Produktoptimierung bis hin zu Anpassungen im Fertigungsprozess – tragen bereits erste Früchte, so der Anbieter: „Das durchweg positive Kundenfeedback bestätigt uns allen, dass wir den richtigen Weg eingeschlagen haben“, unterstreicht Andreas Schwarzwälder.