Wälzlager in Treppensteiggeräten

Bei Antriebssystemen im Rehabilitationsbereich ist diese Qualität besonders wichtig. So sollten Getriebe für Treppensteiggeräte kompakt, aber auch leistungsstark und ausfallsicher sein und möglichst wenig Energie verbrauchen. Das wichtigste Kriterium ist jedoch der leise Betrieb, denn Menschen mit Behinderungen reagieren teilweise sehr sensibel auf die Geräuschkulisse. Verantwortlich für die Geräuscharmut und den vibrationsarmen Lauf eines Getriebes ist vor allem eine Komponente, nämlich die eingesetzten Kugellager. Die SAS (Sprenger-Antriebssysteme) GmbH setzt auf die Lagertechnik der Xspeed-Serie.

Wer auf einen Rollstuhl angewiesen ist, für den stellen Stufen und Treppen unüberwindbare Hindernisse dar. Treppensteiggeräte können helfen, mit dem Handicap zu leben: Die mobil einsetzbaren Kraftmaschinen ermöglichen gehbehinderten Menschen das Überwinden von Treppen mithilfe von nur einer Begleitperson. Für einen sicheren und komfortablen Einsatz müssen Treppensteiggeräte hohen Qualitätskriterien entsprechen – das gilt auch und vor allem für den Antrieb, der zuverlässig und geräuscharm ausgelegt sein muss. Dabei ist der Einsatz der richtigen Kugellager entscheidend.

Die Experten der SAS (Sprenger-Antriebssysteme) GmbH wissen genau, worauf es bei Antriebssystemen im Rehabilitationsbereich ankommt, denn das Unternehmen hat sich auf diese Produkte spezialisiert. Darüber hinaus beliefert die SAS GmbH jedoch auch Kunden aus einer Vielzahl von anderen Branchen mit seinen bewährten individuellen Lösungen. Die Produktion der Antriebe bzw. Getriebe erfolgt vollständig in Deutschland und deckt sämtliche Prozesse ab: Das Unternehmen mit Firmensitz in der Schwäbischen Alb übernimmt die Materialauswahl, Konstruktion, Fertigung, Oberflächenbehandlung und Systemintegration. Durch einen engen Kontakt zwischen Handwerk, Engineering und Kunden erreichen die Experten eine Produktqualität, die problemlos in andere Produktionsprozesse integriert werden kann.

Bei Antriebssystemen im Rehabilitationsbereich ist diese Qualität besonders wichtig. So sollten Getriebe für Treppensteiggeräte kompakt, aber leistungsstark und ausfallsicher sein und möglichst wenig Energie verbrauchen. Unverzichtbar ist zudem eine einfache und kostengünstige Wartung. „Das wichtigste Kriterium ist jedoch der leise Betrieb, denn Menschen mit Behinderungen reagieren extrem sensibel auf die Geräuschkulisse“, so Jürgen Sprenger, Geschäftsführer der SAS GmbH. „Das Getriebe eines Treppensteiggerätes muss entsprechend leise arbeiten und die Geräusche dürfen sich nicht verändern, denn das würde die Nutzer beunruhigen.“ Auch die Vibrationen während des Betriebs sind ein entscheidender Faktor. Verantwortlich für die Geräuscharmut und den vibrationsarmen Lauf eines Getriebes ist vor allem eine Komponente, nämlich die eingesetzten Kugellager. Dabei setzt die SAS GmbH auf Wälzlager des Karlsruher Spezialisten Findling. Dieser bietet Lager in unterschiedlichen, genormten Vibrationsklassen (von V bis V4)  und darüber hinaus noch in verschärfte, nicht von der Norm erfasste Klassen an.  So wird zum Beispiel die Xspeed-Serie mit der Vibrationsklasse V2+ gefertigt, die extreme Laufruhe auch im Bereich der Grenzdrehzahl gewährleistet.

Unterschiedliche Anforderungen im Getriebe
Die SAS GmbH stellt für den Einsatz in Treppensteiggeräten mehrstufige Getriebe her. „Das bedeutet eine Vielzahl von Anforderungen an die eingesetzten Kugellager“, so Sprenger. „Denn in den verschiedenen Stufen des Getriebes sind die Lager unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt.“ So müssen die eingesetzten Wälzlager in der ersten Stufe des Getriebes der hohen Eingangsdrehzahl von 5.500 U/min gewachsen sein.  In der Zwischenstufe des Getriebes mit einer Drehzahl von 1.500-2.000 U/min kommt ein schräg verzahntes Stirnrad zum Einsatz.  Diese Lösung gewährleistet bessere Laufruhe und eine geringere Geräuschentwicklung – jedoch entsteht dadurch auch eine Axialkraft, die auf das Lager wirkt und dort kompensiert werden muss. Aufgrund der kompakten Bauweise konnten hierbei nur Dünnringlager eingesetzt werden, welche aber auf axiale Belastungen sehr sensibel reagieren. Einmal mehr kommt es deshalb zusätzlich zur konstruktiven Lösung darauf an, Wälzlager mit einer hohen Fertigungspräzision der Laufbahn einzusetzen. Die Abtriebsstufe der Getriebe ist weniger geräuschkritisch, aber maßgeblich für die Leistung. Bei einer niedrigen Ausgangsdrehzahl von 30 U/min fallen hier hohe Drehmomente an.

„Generell muss das Getriebe in diesem Anwendungsbereich eine extrem hohe Drehzahl-Reduzierung leisten“, so Sprenger weiter. „Wenn dabei eine Lagerstelle nicht optimal arbeitet, bilden sich Vibrationen, die wiederum Geräusche verursachen. Die Lagerung ist daher ein extrem wichtiger Bestandteil.“ In enger Zusammenarbeit mit Findling identifizierte die SAS GmbH die richtigen Lager für diese Herausforderungen, die seitdem in den Getrieben des Unternehmens zum Einsatz kommen.

Ein Allrounder mit den passenden Eigenschaften
„Aufgrund der vielfältigen Anforderungen in diesem Anwendungsfall müssen die eingesetzten Lager ein breites Spektrum abdecken“, so Klaus Findling, Geschäftsführer der Findling Wälzlager GmbH. „Dementsprechend sind Rillenkugellager hier geradezu prädestiniert.“ Denn diese Lager können neben Radialbelastungen gleichzeitig auch axiale Belastungen in beide Richtungen aufnehmen. Wegen des geringen Reibmoments sind sie zudem für hohe Drehzahlen geeignet. Der größte Vorteil ergibt sich in diesem Kontext allerdings durch den besonders geräuscharmen Lauf der Findling Rillenkugellager: Diese gewährleisten ein optimales Schwingungsverhalten und ein sehr leises Laufgeräusch. Zum Einsatz kommen einreihige Rillenkugellager vorwiegend der Serie 69, welche in 100Cr6 und Edelstahl eingesetzt werden. Edelstahllager zeichnen sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit und eine geringe Oberflächenrauheit aus. Für einen zusätzlichen Korrosionsschutz der inneren Geometrie sorgt die Befettung mit einem Fett auf Lithiumseifenkomplex-Basis. „Besonders bei hohen Drehzahlen und entsprechend hohen Temperaturen kann dieser spezielle Schmierstoff die Lebensdauer der Lager deutlich erhöhen“, so Findling.
Bei der eingesetzten Dichtungsvariante 2RS schützen zwei beidseitig angebrachte Dichtscheiben aus Nitrilkautschuk (NBR) zudem vor Verunreinigungen und Fettaustritt.

Eine Partnerschaft mit Zukunft
In den Getrieben der SAS GmbH bewähren sich die Lager von Findling seit vielen Jahren. Eine kontinuierliche Messung der Geräuschemissionen bescheinigt den eingesetzten Rillenkugellagern stets beste Werte. „Darüber hinaus sind wir besonders zufrieden mit der gleichbleibend hohen Qualität der Lager“, so Sprenger. „Seitdem wir mit Findling zusammenarbeiten, hatten wir keine Rückläufe mit Lagerschaden mehr.  Das ist ein klarer Vorteil für uns und unsere Kunden.“ Mit über 50 Jahren Erfahrung in Entwicklung und Fertigung arbeitet die SAS GmbH stetig an ihrem Produktportfolio und plant, auch bei zukünftigen Entwicklungen im Bereich der montagefertigen Antriebssysteme mit Findling zu kooperieren: „Wir haben in der bisherigen Zusammenarbeit sehr gute Erfahrungen gemacht und werden auch in Zukunft auf die Expertise von Findling zurückgreifen“, so Sprenger.

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