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Einkaufsführer: Wälzlager richtig einkaufen

Einkaufsführer: Wälzlager richtig einkaufen

Einkaufsführer: Wälzlager richtig einkaufen

Bild Haken

Die Wälzlagertechnik sollte vor dem Einkauf fachgerecht bewertet werden:

Was muss ich beim Einkauf von Wälzlagern beachten? Bei der Auswahl von Wälzlagern sehen sich Konstrukteure und Einkäufer regelmäßig mit einer unüberschaubaren Vielfalt an Typen, Ausführungen und Herstellern konfrontiert. Da ein Überblick kaum noch möglich ist, wird oft auf Altbewährtes zurückgegriffen – wertvolle Optimierungspotenziale bleiben so ungenutzt.

in solides technisches Basiswissen und leistungsfähige Softwaretools können Einkäufern helfen, das anwendungsspezifisch optimale Wälzlager auszuwählen. Allein das DIN-Sortiment enthält tausende unterschiedlicher Wälzlagertypen von weltweit mehreren tausend Herstellern. Für den Einkäufer stellt sich angesichts der schier unüberschaubaren Vielfalt die Frage nach den Kriterien für die richtige Auswahl eines Anbieters. Viele unterschiedliche Faktoren spielen dabei eine Rolle. Am Anfang steht jedoch stets die gleiche Frage, die Einkauf und Technik gemeinsam beantworten müssen: Soll ein benötigtes Wälzlager als Sonderlösung gefertigt werden oder kann eine Standardlösung eingesetzt werden?

Bild Waelzlagerkonstruktion

Neben den konstruktiven Anforderungen müssen auch wirtschaftliche Faktoren berücksichtigt werden. (Bild: Findling)

Maßgeschneiderte Wälzlager, die als Sonderlösung gefertigt werden, stellen rein technisch betrachtet oft das Maß der Dinge dar. Hier können im Idealfall sämtliche Vorgaben und konstruktionsbedingten Parameter optimal berücksichtigt werden. Die Anzahl der technischen Kompromisse ist auf ein absolutes Minimum begrenzt. Kompromissfreude ist dagegen in anderen Bereichen gefragt. Vor allem der Faktor ‚Zeit‘ spielt dabei eine zentrale Rolle. Es beginnt mit der Konstruktionsphase der Wälzlager, in der ein hoher Beratungsaufwand erforderlich ist. Projektlaufzeiten von zwei Monaten sind üblich und deutlich mehr keine Seltenheit. Für die Testphase muss ein Zeitrahmen von drei bis acht Monaten einkalkuliert werden. Haben sich die Prototypen schließlich bewährt, kann die Produktion beginnen. Vorausgesetzt, es wurde alles rechtzeitig und von Anfang an richtig geplant – Produktionsvorlaufzeiten von sechs Monaten sind in der Wälzlagerbranche marktüblich. Es versteht sich von selbst, dass sich dieser Aufwand nur bei hohen Stückzahlen rechtfertigen lässt.

Vieles spricht bei Wälzlagern für den Einsatz standardisierter Lösungen. Als Katalog- und Lagerware ist sie schnell beschaffbar, auch in kleinen Stückzahlen verfügbar und im Vergleich zu Sonderlösungen wesentlich kostengünstiger. Aufgrund der mehrstufigen Vertriebsstrukturen der Wälzlagerbranche hat man es als Einkäufer mit Händlern, Werksvertretungen, dem direkten Verkauf der Hersteller und weiteren Dienstleistern zu tun. Ebenso groß sind die Unterschiede in der Qualität und Lebensdauer der angebotenen Wälzlager – ein Low-Cost-Wälzlager hat zudem eine bis zu 60 % geringere Lebensdauer als eine hochwertige Lösung. Entsprechend groß ist die Preisspanne, die bis zu 400 % betragen kann. Die Auswahlkriterien sind dabei alles andere als transparent. Wälzlager aller Leistungsklassen sehen für den Unerfahrenen immer ‚gleich‘ aus, erst recht auf dem Angebotspapier, denn die Produktbezeichnungen sind genormt. Kann man manchen Produkten die Leistungsunterschiede noch konstruktiv – also durch mehr oder größere Kugeln, Nadeln oder Rollen – ansehen, so können auch identische Produkte durch fertigungstechnische Bedingungen erhebliche Lebensdauerunterschiede aufweisen. In dieser Hinsicht gibt es zwar herstellerspezifisch unterschiedliche Ausführungen – beispielsweise verschiedene Käfigmaterialien wie Stahl, Messing oder Kunststoffe – die aber nicht zwingend leistungsrelevant sein müssen. Informationen zur Verfügbarkeit und Wiederbeschaffbarkeit eines bestimmten Lagertyps sind anhand der Katalogdaten ebenfalls nicht ersichtlich. Allerdings gibt es hier Anbieter, die ihren Kunden in Onlinetools Angaben über die ‚Gängigkeit‘ einzelner Lager geben. Unter dem Strich lässt sich jedoch zusammenfassen: Die Auswahl eines Wälzlagerherstellers ist somit in vielerlei Hinsicht Vertrauenssache.

Checkliste Wälzlager: Leistungsfähigkeit erkennen können

Wer seinen Blick auf das Wesentliche richtet, kann bei der Herstellerauswahl dennoch die Spreu vom Weizen trennen. Viele Produktunterschiede sind offensichtlich. Wer sich im Vorfeld eine Checkliste erarbeitet, kann sich später viele Probleme sparen.

  • Fertigungspräzision: Industriestandard ist P0 – den jedoch auch die günstigsten Hersteller einhalten können. P6 können in der Regel aber nur Hersteller, die auf hochwertigen, vollautomatisierten Maschinen produzieren. Bei Nadellagern sollte auf die Nadelsortierung geachtet werden. G2 (mit 2µm Varianz) erfüllt die Automotive-Anforderungen, G3 oder gar G5 sind deutlich kostengünstiger und nur für einfache Anwendungsfälle bei überdimensionierten Lagerstellen in Betracht zu ziehen.
  • Varianz der Fettfüllmenge: Gute Hersteller können die Fettfüllmenge auf das Milligramm genau dosieren und sind auch in der Lage, Minderbefettungen zu liefern. Die Befettung erfolgt dabei werksseitig von beiden Seiten mit je 15 % für besseres Einlaufverhalten und gleichmäßigerer Fettverteilung. Eine einseitige Fettfüllung von des Standardvolumens von 30 % wie bei Low-Cost-Herstellern üblich kann zu Fettaustritt schon in der Einlaufphase führen.
  • Oberflächenrauhigkeit: Low-Cost-Produkte weisen zu Beginn deutliche Laufgeräusche auf und benötigen eine längere Einlaufphase als Premium-Wälzlager, die bereits ab Werk bei hohen Drehzahlen leiser laufen. Die Geräuschentwicklung kann anhand von zwei Kennzahlen beurteilt werden: Z1 bis Z4 kennzeichnen die Geräuschentwicklung in Dezibel von sehr hoch bis sehr geräuscharm (Z4). Die Kennzahlen V1 bis V3 beschreiben die Schwingbeschleunigung der Wälzlagerelemente Kugel, Innenring, Außenring und Käfig, die in drei Frequenzbereichen gemessen wird. Geräuschprüfung nach V1 ist damit ein einfaches Merkmal für die Funktionssicherheit (keine Fertigungsfehler an den Wälzlagerelementen). V3 steht für eine hohe Fertigungspräzision aller Lagerelemente.
  • Verhältnis von Radial- zu Axialspiel: Ein hohes Axialspiel oder eine hohe Varianz innerhalb einer Produktionscharge ist ein Anzeichen für eine lange Werkzeuggebrauchsdauer, durch die niedrige Produktionskosten erreicht werden sollen.
  • Güte des Wälzlagerstahls: Trotz unterschiedlicher länderspezifischer Normen ist die chemische Zusammensetzung des Stahls annähernd identisch. Nicht erfasst werden jedoch der Grad nichtmetallischer Verunreinigungen und die Gefügestruktur, die durch den Härtungsprozess erreicht wurde. Beides ist entscheidend für die Dauerfestigkeit.
  • Präzision der Dichtungstechnik: Eindringende Verunreinigungen sind neben Montagefehlern die häufigste Ursache für Lagerausfälle. Aufwändige Dichtungstechnik wie Labyrinthdichtungen sind zwar teurer, bieten aber Zusatznutzen durch eine erhebliche Verlängerung der Gesamtlebensdauer.
  • Leistungsfähigkeit der verwendeten Standard-Wälzlagerfette: Bei geringer Bandbreite der Einsatzbedingungen hinsichtlich Temperatur, Drehzahl und Belastung sind preiswerte Standardfette ausreichend. Je breiter der Einsatzbereich, desto komplexer werden die Anforderungen an das Lagerfett. Hochwertige Wälzlagerfette sind teuer und können bis zu 20 % des Lagerpreises ausmachen.

Bei der Analyse und Bewertung der unterschiedlichen Produkteigenschaften von Wälzlagern sollte der Einkauf in jedem Fall auf die Expertise der technischen Abteilungen zurückgreifen, doch ist eine Vorauswahl durch den interessierten Einkäufer möglich.

von Klaus Findling, Geschäftsführer Findling Wälzlager


Checkliste für den Einkauf von Wälzlagern

Bild Haken Liegen ungewöhnliche Umgebungsbedingungen vor, z.B. Temperatur, Feuchtigkeit, Schmutz?
Bild Haken Welche Lebensdauer des Wälzlagers ist gefordert – welche Leistungsklasse?
Bild Haken Welche Lebensdauer erreicht das gewünschte Produkt (Über- und Unterdimensionierung vermeiden)?
Bild Haken Wie sind die Wiederbeschaffungszeiten bzw. wie gängig ist ein Lager?
Bild Haken Welche alternativen kommen in Frage, gibt es mehrere Anbieter/Hersteller für das Produkt?
Bild Haken Plausibilität: Preis vs. Leistungsklasse – Leistungsfähigkeit hat seinen Preis!
Bild Haken Preisstabilität, Lieferzuverlässigkeit, Bevorratung des Lieferanten, Verfügbarkeit
Bild Haken Dienstleistungen rund ums Wälzlager/After Sales: technische Beratung, Logistikkonzepte (Kanban, Konsignation, internationale Logistikkonzepte), Schulungen
Bild Haken Individuelle Qualitätsvereinbarungen zur Prozesskostenreduktion möglich

ABEG-QuickfinderBild Diagramm

Neues Werkzeug für eine optimierte Materialwirtschaft

Der Wälzlagerspezialist Findling bietet mit dem Online-Softwaretool ABEG-Quickfinder ein leistungsfähiges Werkzeug, das Transparenz in das weltweite Angebot von Wälzlagern bringt. Das fundierte Know-how des Wälzlagerspezialisten wird in der ABEG-Methode strukturiert aufbereitet und bietet Anwendern folgende Leistungen:

  • Herstellerneutrale Analyse der benötigten Leistungsklasse eines Wälzlagertyps
  • Lebensdauerberechnung aller bauraumrelevanten Wälzlager durch innovative Online-Software ABEG-Quickfinder
  • Gliederung in vier Produktlinien: Premium, Supra, Eco und EasyRoll
  • Berücksichtigung der Marktgängigkeit bei der Lagerauswahl
  • Mehrstufiges, herstellerübergreifendes Qualitätsmanagement und Zertifizierung nach ISO 9001:2008. Eigenes Prüflabor und Leistungsprüfstände für Wälzlager.
  • Konstruktionsunterstützung, Beratung und Schulung durch spezialisierte Anwendungstechniker

Drei Fragen an Helmar Birk, Geschäftsführer und Einkauf, Birk Maschinenbau GmbH & Co. KGBild Helmar Birk

Welche Lagerarten und in welcher Anzahl kaufen Sie ein?
Wir kaufen vor allem Rillen-Kugellager und Gehäuseeinheiten mit Pendel-Rollenlager ein. Die Größenordnung liegt bei den Rillen-Kugellagern im Bereich von 3000 bis 4000 Stück pro Jahr und bei den Gehäuseeinheiten bei 100 bis 200 Stück.

Welche Kriterien sind bei Ihnen bei der Auswahl besonders wichtig?
Je nach dem zu bestückenden Produkt ändern sich auch die Kriterien. Es gibt einfache Rollen, da ist vor allem der Preis ein Kriterium. Und wenn es ein anspruchsvolles Lager ist, dann definiere ich meine Einsatzbedingungen, das heißt es wird mehr auf die Abdichtung oder Temperaturen Wert gelegt. Für die Auswahl des richtigen Lagers schätze ich das System von Findling, weil es in jeder Preisklasse eine klare Leistung definiert. Das Auswahlsystem vereinfacht für mich die Auswahl entscheidend.

In welchen Produkten setzten Sie die Kugellager ein?
Wir fertigen Förderbänder, die beim Abbau von Steinen und Erden eingesetzt werden. Da liegt der Anspruch, was die Technologie der Wälzlager angeht, relativ niedrig. Hier sind lediglich die Ansprüche an die Dichtungstechnologie hoch, da die Lager in harten Umweltbedingungen arbeiten müssen. Wir dimensionieren die Lagerungen bei diesen Förderbändern immer großzügig, Kundenspezifikationen gibt es in diesem Bereich praktisch nicht. Die Förderbänder arbeiten mit niedrigen Drehzahlen, Geräuschentwicklung der Lagerung ist hier kein Thema. Lagerabdichtung und stoßartige Belastungen sind die kritischen Punkte bei der Auswahl in diesem Bereich.

Autor: Kathrin Irmer

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