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Wälzlager Hochleistungsprüfstand für energieeffiziente Wälzlager entwickelt

| Redakteur: Katharina Juschkat

Schaeffler hat zusammen mit der Universität Erlangen-Nürnberg einen Wälzlagerschleuderprüfstand entwickelt. Der tonnenschwere Prüfstand soll die 3000-fache Erdbeschleunigung simulieren und dabei helfen, die Wälzlagertechnologie zu verbessern.

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Dr. Stephan Tremmel (links), Oberingenieur am Lehrstuhl für Konstruktionstechnik und Projektleiter seitens der FAU, und FAU-Wissenschaftler David Hochrein verfolgen an der Powerwall die virtuelle Darstellung des Prüfstands.
Dr. Stephan Tremmel (links), Oberingenieur am Lehrstuhl für Konstruktionstechnik und Projektleiter seitens der FAU, und FAU-Wissenschaftler David Hochrein verfolgen an der Powerwall die virtuelle Darstellung des Prüfstands.
(Bild: Schaeffler)

In einer Forschungskooperation haben Schaeffler und die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) einen neuen Wälzlagerschleuderprüfstand entwickelt. Auf diesem werden Lager einer bis zu 3000-fachen Erdbeschleunigung ausgesetzt und unter den resultierenden hohen Belastungen getestet. Insbesondere das Reibungsverhalten von Wälzlagern bei solch hohen Fliehkräften, wie sie auf dem Wälzlagerschleuderprüfstand erreicht werden, ist bisher wenig erforscht. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts sollen die aktuelle Wälzlagertechnologie optimieren mit dem Ziel, Kraftstoff- und Energieverbrauch bei Fahrzeugen und Maschinen zu verringern.

Ein tonnenschwerer Prüfstand für die Wälzlagerforschung

Der massive, 16 t schwere Prüfstand, der in einem eigenen Prüfbunker auf 22 m2 untergebracht ist, ist innerhalb von drei Jahren Konstruktions- und Bauzeit entstanden. 900 technische Zeichnungen, 1600 Schrauben und 1 km Kabel waren dafür notwendig. „Der Prüfstand war eines der größten Projekte des Lehrstuhls und ist ein gutes Beispiel für eine gelungene Kooperation zwischen Industrie und Universität im Bereich Wälzlagerforschung“, sagt Lehrstuhlinhaber Prof. Dr.-Ing. Sandro Wartzack über die Zusammenarbeit.

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Die Lager drehen sich während des Prüfvorgangs gleich zweimal. Mittels eines offenen Planetengetriebes rotieren die Prüflinge sowohl jeweils einzeln um ihre eigene Achse als auch in ihrer Gesamtheit um eine Zentralachse. Vor allem die Frage, welche Faktoren wie die Temperatur, Beschichtungen oder geometrische Details die Lager unter Extrembelastung beeinflussen, sollen an dem Prüfstand untersucht werden.

Simulationswerkzeuge für Wälzlager verbessern

Zusammen mit der FAU hat Schaeffler eine für Simulationsverfahren nötige Software verbessert und weiterentwickelt, mit der schon vor dem Bau eines Prototyps das Verhalten der Wälzlager simuliert und somit schon am Computermodell optimiert werden kann. „Mithilfe dieses Prüfstands haben wir die Möglichkeit, die Phänomene an einem Wälzlager im Fliehkraftfeld besser zu verstehen“, erklärt Oliver Graf-Goller, Bearing & Components Development und Projektleiter seitens Schaeffler. „Mit den Versuchsergebnissen wollen wir unsere Simulationswerkzeuge für Wälzlager verbessern. Die gewonnenen Erkenntnisse können wir auf anwendungsnahe Bedingungen übertragen und unsere Produktentwicklung verbessern.“ Aktuell finden noch letzte Tests und Einrichtungsarbeiten statt. Ab Oktober starten die ersten Messungen, um Simulationen zu verbessern und einen schnellen Test von neuen Lager-Prototypen zu ermöglichen. (kj)

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