Forschung und Entwicklung
Hochleistungsprüfstand schleudert Wälzlager
In einer Forschungskooperation haben Schaeffler und die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) einen neuen Wälzlagerschleuderprüfstand entwickelt. Auf diesem werden Lager einer bis zu 3.000-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
Der massive, 16 Tonnen schwere Prüfstand, der in einem eigenen Prüfbunker auf 22 Quadratmetern untergebracht ist, ist innerhalb von drei Jahren Konstruktions- und Bauzeit entstanden. 900 technische Zeichnungen, 1.600 Schrauben und ein Kilometer Kabel waren dafür notwendig. „Der Wälzlagerschleuderprüfstand war eines der größten Projekte des Lehrstuhls und ist ein Musterbeispiel für eine hervorragende Kooperation zwischen Industrie und Universität im Bereich grundlagenorientierter Wälzlagerforschung“, unterstreicht Lehrstuhlinhaber Prof. Dr.-Ing. Sandro Wartzack die erfolgreiche Zusammenarbeit.
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 zum Beispiel die Temperatur, Beschichtungen oder geometrische Details, die Lager unter Extrembelastung beeinflussen, können an dem neuen Prüfstand untersucht werden.
Verbesserung der Simulationswerkzeuge
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. „Mit Hilfe dieses Prüfstands haben wir nun die Möglichkeit, die Phänomene an einem Wälzlager im Fliehkraftfeld besser zu verstehen. Ein wichtiger Aspekt für uns ist hierzu die weitere Verbesserung unserer Simulationswerkzeuge für Wälzlager auf Basis der Versuchsergebnisse. Hiermit können wir die gewonnenen Erkenntnisse auf anwendungsnahe Bedingungen übertragen und somit unsere Produktentwicklung weiter verbessern“, führt Oliver Graf-Goller, Bearing & Components Development und Projektleiter seitens Schaeffler, die Bedeutung des Prüfstands aus.
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. cs
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