Bessere Lager ermöglichen mehr Durchsatz

Für den Bau solch hochbelasteter Maschinen braucht man die richtigen Partner. Seit mehr als 80 Jahren arbeitet das mittelständische Unternehmen deshalb schon mit dem Lagerspezialisten SKF zusammen. Der erste Schritt der Zusammenarbeit bestand damals darin, einfache Gleitbuchsenlager durch SKF-Pendelrollenlager zu ersetzen. „Damit konnte Köppern die Lastverteilung innerhalb der Lagerung entscheidend verbessern und Schiefstellungen der Walzen überhaupt ermöglichen“, ergänzt Gereon ­Wollenhaupt, Konstrukteur und Projektleiter bei Köppern.

„Wir statten die Mehrzahl der von uns gelieferten Maschinen mit Lagern von SKF aus“, berichtet Heuer. Dabei ist SKF aber nicht nur Hauptlieferant – der Lagerspezialist ist vor allem Entwicklungspartner. Wie wichtig das ist, zeigt der Trend zu immer höheren Durchsatzleistungen. „Diese Forderungen kommen zum Beispiel von den Zementanlagenbetreibern, die wir mit Walzenmühlen beliefern“, erklärt er. „SKF entwickelt für und mit uns Lösungen, die speziell auf diese hohen Anforderungen angepasst sind.“

Um eine höhere Leistungsdichte der Maschinen zu erreichen, hat Mühlenspezialist Köppern jetzt seine Gutbettwalzenmühlen der 850er-Serie überarbeitet. Diese hat einen Walzendurchmesser von bis zu 2000 Millimeter. Damit sind beispielsweise bei der Zerkleinerung von ­Zementrohstoffen Durchsatzleistungen von mehr als 1200 Tonnen in der Stunde möglich. Dafür hat SKF ein spezielles Pendelrollenlager in der Leistungsklasse Explorer (siehe Kasten) entwickelt.

Bei der Herstellung wurden die Lager einer speziellen Wärmebehandlung unterzogen, dem sogenannten XBITE-Verfahren. Dadurch wird eine größere Oberflächenhärte erzielt. Das macht die Lager noch verschleißfester und unempfindlicher gegen Verschmutzung. Die Druckeigenspannungen an der Oberfläche und die hohe Zähigkeit im Grundmaterial verhindern Risse. Für die erforderliche Festigkeit, auch bei schweren und großen Rollen, sorgt ein einteiliger Doppelkammkäfig aus Stahl. Die Rollen­selbstführung wird im Lager durch das Zusammenspiel von einer exakt aufeinander abgestimmten Oberflächentopographie der Laufbahnen und der Wälzkörper sowie dem losen Führungsring und den symmetrischen Rollen erreicht.

Vorteilhaft war bei der Entwicklung dieser besonderen Lagertype, dass die äußeren Abmaße nicht mit den Festlegungen der ISO- oder DIN-Normen übereinstimmen mussten. Wollenhaupt: „Durch diesen konstruktiven Freiraum konnten wir unseren Walzensatz und gemeinsam mit SKF die innere Lagergeometrie speziell auf diesen Anwendungsfall abstimmen.“

Effiziente und sichere Montage

Die Walzenmühlen der 850er-Serie werden extrem hoch belastet. Bei Drehzahlen von nur 15 bis 20 Umdrehungen pro Minute arbeiten die Pendelrollenlager mit Radialbelastungen von mehr als 8000 kN pro Lager. Deshalb legt Köppern auf das geeignete Schmiermedium besonderen Wert. SKF hat gerade für solch extreme Einsatzbedingungen das Fett LGEV 2 entwickelt. Für einen zuverlässigen Schmierfilmaufbau und Verschleißschutz sorgen ein spezieller Komplexverdicker, Feststoffschmierzusätze sowie eine Grundölviskosität von 1000 mm²/s. Fett statt Öl als Schmiermedium hat einige Vorteile. „Mit der Fettschmierung kann im Vergleich zur Ölschmierung ein dickerer und stabilerer Schmierfilm erzeugt werden“, erläutert Wollenhaupt. Der Einsatz von Fett zur Lagerschmierung bietet dem Kunden wesentlich bessere Notlaufbedingungen der Maschine. Im Fall eines Dichtungsschadens kann sie kontrolliert bis zur Revision weiterbetrieben werden. Ein sofortiger Stopp der Anlage und somit ein teurer Produktionsausfall tritt nicht ein. Die Lagerdichtung wird durch ein Mehrfach-Labyrinth und mehrere V-Ringe sichergestellt. Zusammen mit dem durch den Dichtungsspalt austretende Schmierfett sorgt dies – auch unter den extrem staubigen Umgebungsbedingungen im Mahlbetrieb – für die sichere Abdichtung gegen von ­außen eindringende Verschmutzungen der ­Lager.

Die Maschinenfabrik Köppern schätzt SKF nicht nur als zuverlässigen Entwicklungspartner. „Uns überzeugt auch die hohe Verfügbarkeit der Produkte“, erklärt Heuer. „Selbst in Konjunkturphasen, in denen Lieferzeiten extrem lang werden, kann SKF immer zuverlässig liefern.“