Wälzlager Neue Fahrmotorlagereinheiten für den Zug der Zukunft

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Für den „Next Generation Train“ – kurz NGT – entwickelt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) derzeit ein neues Triebwagenkonzept, das Zuggeschwindigkeiten bis 400 km/h ermöglichen soll. Im technisch anspruchsvollen Fahrwerk stecken eigens entwickelte SKF-Fahrmotorlagereinheiten.

Mit dem in Entwicklung befindlichen doppelstöckigen Triebwagenzug, bei dem jeder Wagen einzeln fahrfähig ist, können künftig Hochgeschwindigkeitshauptstrecken bedient werden. Das Konzept ist energiesparend und auf lange Nutzungszeiten ausgelegt. Der „Zug der Zukunft“ ist schneller, sicherer und komfortabler, so das DLR. Damit die Fläche auch im unteren Stockwerk der Triebwägen voll genutzt werden kann, musste eine Lösung für das normalerweise aus achsgetriebenen Radsätzen bestehende Fahrwerk gefunden werden. Denn über der Achse „stört“ üblicherweise ein Radkasten, der in den Innenraum ragt.

Strukturoptimiertes Fahrwerk mit Einzelradaufhängung

Das DLR setzt hier auf ein strukturoptimiertes Fahrwerk mit Einzelradaufhängung, das mit mechatronischer Spurführung und Direktantrieb an der Radaußenseite ausgestattet ist. Zwischen den Einzelrädern gibt es keine Achse, weshalb der Fußraum des unteren Waggonstockwerks plan weitergeführt werden kann. Während zwei achsgetriebene Räder naturgemäß gleichschnell laufen müssen und deshalb rein mechanisch die Spur halten, müssen die einzelgetriebenen Räder über eine Steuerungstechnik synchronisiert werden.

SKF hat für diese Fahrwerke neue Fahrmotorlagereinheiten hergestellt, die abgedichtet und wartungsfrei sind. Dies geschah im engen Austausch zwischen SKF und dem DLR. Die ersten Exemplare finden sich in dem auf der Innotrans 2022 ausgestellten Fahrwerks-Prototypen, dessen Last- und Laufverhalten in einem eigens entwickelten Forschungsprüfstand des DLR getestet wird.

Doppelstöckige Triebwägen machen die Zugplanung flexibler

Stefan Gladeck, Director EMEA Railway, ist überzeugt, dass die neue Technik nach einer zwei- bis dreijährigen Prüfphase einsatzbereit ist und auf großes Interesse stoßen wird. „Die doppelstöckigen Triebwägen machen die Zugplanung flexibler, sind schneller unterwegs und können mehr Menschen befördern“, so Gladeck. „Mehr Kapazitäten im Schienenverkehr zu schaffen ist elementar und braucht Innovation – SKF ist mit seinen auf die neue Technik ausgelegten Fahrmotorlagereinheiten von Anfang an mit an Bord.“

Hybrid-Rillenkugellager für Hochgeschwindigkeitsanwendungen

Zu den weiteren Railway-Neuheiten zählt unter anderem ein neues Hybrid-Rillenkugellager für Hochgeschwindigkeitsanwendungen. Ein neuer, leichter Polymerkäfig erhöht die maximale Drehzahl des Lagers um mehr als 60 Prozent und verringert zeitgleich die Reibung. Dies ermöglicht einen leisen Betrieb und steigert die Leistungsdichte der Anwendung.

„Unser neues Käfig-Design hilft Anwendern, mehr Leistung aus kleineren Motoren herauszuholen. Dadurch können sie downsizen", erläutert Andreas Pichler, Business and Project Engineer bei SKF, die Motivation hinter der Marktneuheit. Mit dem verbesserten Wirkungsgrad senkt das Lager den Energieverbrauch sowie die Gesamtbetriebskosten und ist noch zuverlässiger, so der Hersteller.

Lagerkäfig ist um 80 Prozent leichter als Messingpendant

Der zweiteilige Käfig des Hybrid-Rillenkugellagers besteht aus PEEK und PA66. Er ist um 80 Prozent leichter als sein Messingpendant, büßt jedoch keine Performance ein, im Gegenteil: Seine Grenzdrehzahl ist laut SKF doppelt so hoch wie bei einem einteiligen Polyamidkäfig und um 60 Prozent höher als bei einem Käfig aus Messing. Das Lager soll nicht nur leiser laufen, sondern auch bei niedrigeren Temperaturen arbeiten. Dadurch schont es das Schmierfett, verlängert die Nachschmierintervalle deutlich und erhöht so die Design-Flexibilität der Konstrukteure, die es verbauen.

Starr verbundene, robuste Käfigstangen erhöhen die Lebensdauer des Lagers selbst unter rauen Bedingungen. Die optimierte Geometrie soll eine radiale Verformung durch hohe Fliehkräfte verhindern, den so genannten Schirmeffekt, der typischerweise bei Hochgeschwindigkeits-Schnappkäfigen auftritt.

Für Bahn, Off-Highway und Elektromobilität

Das neue Hybrid-Rillenkugellager ist mit Bohrungsdurchmessern von 40 bis 160 Millimetern erhältlich und richtet sich vor allem an Erstausrüster in der Bahn- sowie Off-Highway-Fahrzeugindustrie und der E-Mobilität.

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