Wälzlager Evolution der Zylinderrollenlager

Mehr als 100 Jahre Entwicklungsarbeit bei Zylinderrollenlagern – davon 95 Jahre bei SKF. Dank dieser umfangreichen Erfahrung sind moderne Zylinderrollenlagerausführungen gekennzeichnet durch geringere Reibung, hohe Tragfähigkeit, längere Lebensdauer und Downsizing.

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SKF GmbH

Die Konstruktionsverbesserungen der Zylinderrollenlager bauen auf der Entwicklungsgeschichte der Kugellager auf, die bis in die 1870er Jahre zurückreicht. Die stetig steigenden Nachfragen nach Kugel- und Rollenlagern für Anwendungen im allgemeinen Maschinenbau führte zum Aufbau neuer Unternehmen, die Wälzlager entwickelten und herstellten.

Geschichte der Zylinderrollenlager eng mit SKF verbunden

1909 hat Dr.-Ing. Josef Kirner, leitender Ingenieur bei der Norma Compagnie in Cannstatt, ein Patent für die Erfindung eines „modernen“ Zylinderrollenlagers angemeldet. Wie im Patent beschrieben, wurde als wichtige Verbesserung die konvex gewölbte Laufbahn im Außenring bzw. am Innenring genannt, um schädliche Kantenspannungen an den Rollenenden zu vermeiden.

1914 erwarb SKF Göteborg, die Hälfte der Geschäftsanteile der Norma Compagnie GmbH. Seitdem ist die Geschichte des Zylinderrollenlagers mit der von SKF eng verbunden. Bedeutende Entwicklungen gab es dann in den 1920er Jahren für Eisenbahnanwendungen. In den 1930ern wurde die Standardisierung der Zylinderrollenlager vorangetrieben. Schließlich entstanden in den 1940ern die ersten theoretischen Beschreibungen des idealen Wälzkörperprofils.

Die Lundberg Theorie bildete die Grundlage für das ballige Profil der Zylinderrollen und ergab schließlich in den 1950ern die B-Rolle mit geradem Profil im Mittelteil und Kreisbogensegmenten an den Enden.

Höhere Tragzahlen durch die Entwicklung der E-Lagerausführung

Die Einführung der E-Lager in den 1960ern war ein bedeutender Meilenstein in der Geschichte des Zylinderrollenlagers. Mit Hilfe der E-Lagerausführung lies sich der Rollensatz optimieren: er bestand nun nicht nur aus dickeren und längeren Rollen, sondern auch aus mehr Rollen. Dadurch ergaben sich höhere Tragzahlen von durchschnittlich 35 % und deutlich längere Lebensdauerwerte.

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Für die Fertigung bedeutete das E-Lager eine große Herausforderung, da die Rollenabmessungen geändert und neue Käfige entwickelt werden mussten. In den 1970ern wurden neue Messingkäfige, Stahlblechkäfige und schließlich Kunststoffkäfige für die E-Lager entwickelt.

1981 wird das EC Zylinderrollenlager mit modifizierten Rollenstirnseiten und verbessertem Bordkontakt eingeführt. Die Geometrie des Bords ist offen gestaltet. Um den Schmierfilmaufbau zu verbessern, die Reibung zu verringern sowie die Betriebstemperaturen niedrig zu halten, sind die Rollenstirnseiten oberflächenbehandelt. Durch den verbesserten Rollenstirnseite-Bordkontakt ist zudem eine höhere axiale Belastbarkeit für Lager mit Borden am Innen- und Außenring möglich.

Die Einführung des logarithmischen Profils für Rollenlaufbahnen 1984 stellt eine weitere Optimierung der Berührungsverhältnisse im Wälzkontakt dar.

[Teil 2: Was sich seit dem neuen Jahrtausen bei den Zylinderrollenlagern noch verbessert hat]

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