Schrägkugellager Kugel- statt Kegelrollenlager senkt Verbrauch und CO2-Emissionen

Die Schaeffler Gruppe Automotive hat unter ihrer Marke FAG ein zweireihiges Schrägkugellager entwickelt, das zur Lagerung von Ritzel und Differenzial in Achsgetrieben von Personenfahrzeugen eingesetzt wird und damit herkömmliche Kegelrollenlager ersetzt.

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Schaeffler Technologies AG & Co. KG

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Der Ersatz des Linienkontaktes der Kegelrollen durch die Punktkontakte der Kugeln sowie der Entfall der Bordreibung reduzieren die Lagerreibung um ca. 50 %. Dies hat neben dem geringeren Kraftstoffverbrauch auch eine wesentlich niedrigere Betriebstemperatur zur Folge. In Anwendungen mit hohen Betriebsdrehzahlen wird diese um bis zu 40 °C abgesenkt. Dadurch ergeben sich weitere positive Effekte:

• aufgrund der geringeren Temperaturentwicklung können die Kühlrippen am Gehäuse des Differenzials entfallen – das Design wird einfacher und kostengünstiger
• Öl und Dichtungen werden weniger stark beansprucht – ihre Gebrauchsdauer erhöht sich
• die Ölmenge im Differenzial kann verringert werden
• die konstante Vorspannung über die gesamte Gebrauchsdauer vermindert Geräusche und erhöht die Gebrauchsdauer der Verzahnung
• die Montage wird vereinfacht – ein Drehen der Welle beim Einbau ist nicht mehr erforderlich.

Individuelle Optimierung

Erforderliche Lastaufnahme bei geringerem Reibmoment erreicht

Doppelschrägkugellager kommen auf der Ritzelwelle zum Einsatz. Dadurch wird die erforderliche Lastaufnahme bei geringerem Reibmoment im Vergleich zu herkömmlichen Lagerungskonzepten erreicht. In jeder Reihe können Druckwinkel, Teilkreisdurchmesser und Kugeldurchmesser unabhängig voneinander auf die individuelle Anforderung hin optimiert werden. Unter Einsatz spezieller Berechnungs- und Optimierungsprogramme sollen so bestmögliche Lastaufteilung im Lager und höchste Lagersteifigkeit sichergestellt werden. Im Gegensatz zu den Lagern auf der Ritzelwelle werden im Differenzial einfache Schrägkugellager eingesetzt.

Der Einsatz der Schrägkugellager senkt Verbrauch und Emissionen um etwa 1,5 %. Bei einem Durchschnittsverbrauch von 7,7 l/100 km sowie einer Gesamtfahrleistung von 100 000 km ergibt sich eine Kraftstoffeinsparung von ca. 115 Liter. In gleicher Weise wie der Kraftstoffverbrauch gehen auch die Emissionen zurück. Bei einem angenommenen CO2-Ausstoß von 184 g/km pro Fahrzeug reduzieren sich bei einer Gesamtfahrleistung von 100 000 km die CO2-Emission um etwa 276 kg pro Fahrzeug.

Somit ergibt sich hochgerechnet auf das Marktpotenzial einer solchen Lösung eine gesamtwirtschaftlich relevante Größenordnung: Bezogen auf die oben angenommenen Werte für Verbrauch und Fahrleistung sowie unter Berücksichtigung von derzeit ca. 20 Mio. produzierten Kraftfahrzeugen mit Differenzialgetriebe liegt das Einsparpotenzial damit bei ca. 2,3 Mrd. Liter Kraftstoff bzw. rund 5,5 Mio. Tonnen CO2 – lediglich durch die Substitution herkömmlicher Kegelrollenlager durch Tandem-Schrägkugellager im Differenzialgetriebe.

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