Mehr Power für Elektroantriebe mit Hybrid-Lagern

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Material-Mix als Lösung

Um derartig negative Einflüsse zu eliminieren, hat SKF Hybrid-Wälzlager entwickelt. Diese Lager besitzen Ringe aus Stahl und Wälzkörper (in Form von Kugeln oder Rollen) aus dem hoch festen Keramikwerkstoff Siliziumnitrid (Si3N4). Damit bietet das Unternehmen eine zuverlässige Lösung, die allen Anforderungen eines modernen drehzahlvariablen Antriebs gerecht wird.

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Beispielsweise wirkt Siliziumnitrid nicht nur elektrisch isolierend und damit dem Stromdurchgang entgegen; es ist auch mehr als doppelt so hart wie Stahl und besitzt eine um 30 % höhere Festigkeit. Außerdem hält der Keramikwerkstoff Temperaturen bis 1000 °C problemlos stand. Trotz ihrer enormen Robustheit ist die Keramik auch noch deutlich leichter als Wälzlagerstahl: Sie besitzt eine Dichte von ca. 3,2 g/cm³, während diejenige von Stahl bei 7,7 g/cm³ liegt – sodass sie um rund 60 % leichter ist.

All diese Faktoren zusammen ermöglichen deutlich bessere Laufleistungen als man sie in Elektroantrieben mit herkömmlichen Stahl-Lagern erzielen kann. So erlaubt die geringere Masse der Keramik-Wälzkörper unter anderem höhere Drehzahlen. Zugleich sorgt ihre minimierte Reibung für niedrigere Betriebstemperaturen, was wiederum die Schmierstoffgebrauchsdauer verlängert.

Widerstandsfähiger als Stahl-Lösungen

Ein weiteres Performance-Plus der Hybrid-Lager von SKF resultiert aus der Härte der Wälzkörper: Dem benutzten Siliziumnitrid ist es zu verdanken, dass die Lager viel unempfindlicher gegenüber Verschmutzungen oder unzureichender Schmierung sind. Auch Stößen oder Vibrationen widerstehen sie deutlich besser als konventionelle Lösungen aus Stahl.

So erzielen die SKF-Hybridlager unter stark verschmutzten Betriebsbedingungen eine Verschleißfestigkeit, die bis zu neunmal so hoch ist wie diejenige vergleichbarer Stahl-Lager.

In Kombination mit einem für elektrische Antriebe optimierten Schmierstoff gelingt es SKF unter anderem die verschleißfördernden Einflüsse von Vibrationen und Schwingungen weiter zu minimieren (im Vergleich zu herkömmlichen Wälzlagerfetten).

Langlebiger Hochleistungsschmierstoff

Außerdem ist der Hochleistungsschmierstoff von SKF extrem langlebig, wie umfangreiche Tests gezeigt haben: Bei typischen Betriebstemperaturen zwischen 70 °C und 120 °C und hohen Drehzahlen erzielten die mit dem SKF-Schmierstoff versehenen Lager eine mehr als viermal so lange Gebrauchsdauer wie die gleichen Lager mit einem herkömmlichen Wälzlagerfett.

In elektrischen Anwendungen bieten Hybrid-Wälzlager von SKF eine ganze Reihe tribologischer Vorteile. Sie optimieren die Betriebszuverlässigkeit und verlängern die Gebrauchsdauer. Dank der isolierenden Eigenschaften von Siliziumnitrid verhindern sie darüber hinaus jegliche Art von Stromdurchgang. Damit sind sie die ideale Wahl für moderne elektrische Fahrzeugantriebe. (sh)

Ziel des Projekts ist es, Wälzlager so herzustellen, dass sie in der Herstellung und Nutzung möglichst wenig Ressourcen brauchen. (gemeinfrei)

* DI. Dr. techn. Gerwin Preisinger ist Entwicklungsleiter Sonderlager bei der SKF Österreich AG

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