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AntriebseinheitenKein Ausfall erlaubt

Schneckengetriebemotor
Beim Antrieb vertraut Anlagenbauer Evans auf Nord Drivesystems, die zuverlässige und wartungsfreundliche Antriebseinheiten mit ebenfalls anwendungsspezifisch passenden Ausstattungsoptionen konfigurieren.
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Drehmoment-Sensor-Tretlager, Nadelhülse Slimline, Nadellager Typ-D, Nadellager mit Twin Cage, Schmierfett-Sensor, Schrägrollenlager AXSVon Pedelecs und Seeschlangen

Motoren-Downsizing, Erneuerbare Energien oder Elektro-mobilität – viele Trends treiben die Entwicklung von Wälzlagern voran. Andererseits werden viele Fortschritte erst durch Innova- tionen auf dem Gebiet der Wälz- und Gleitlagertechnik möglich. Auf der Hannover Messe zeigte die Schaeffler Gruppe Industrie aber nicht nur neue Wälzlager-Lösungen, sondern auch Direktantriebssysteme und mechatronische Komponenten. Eine Nachbetrachtung.
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Schmierfett-Sensor: Von Pedelecs  und Seeschlangen

Keine Frage, innovative Wälzlager können stets einen wichtigen Beitrag zu Energieeffizienz und Ressourcenschonung leisten. Im gleichen Atemzug verbessern sie dabei meist die Leistungs- von Maschinen, Motoren und Anlagen. Welches Potenzial sie eröffnen, zeigt - unter anderem - die Weiterentwicklung der Nadellager mit Blick auf Downsizing und Reibungsreduktion. Die Schaeffler Gruppe Industrie stellte auf der Hannover Messe gleich drei neue INA-Nadellager-Bauarten vor. Dabei handelt es sich um das X-Life Massiv-Nadellager vom Typ -D, das reibungsreduzierte X-Life Massiv-Nadellager mit Twin Cage-Kunststoffkäfig und die Slimline-Nadelhülse mit einer radialen Bauhöhe von nur noch 1,5 mm. Beim neuen Massiv-Nadellager der Ausführung -D ermöglicht ein neuer, umformtechnisch optimierter Stahlkäfig eine höhere Tragfähigkeit. Der Käfig ist so ausgeführt, dass sich bei gleichbleibenden Lagerdimensionen sowohl die Anzahl der Nadeln als auch ihre tragende Länge erhöhen lässt. Daraus ergibt sich zum Beispiel für das neue Massiv-Nadellager NK 55/25-D-XL der X-Life-Familie eine Steigerung der Tragzahl um 25 Prozent. Das eröffnet neue konstruktive Möglichkeiten für das Downsizing. Denn ein Lager dieser Baugröße erreicht eine Tragfähigkeit, für die bisher ein X-Life Nadellager der Größe NK 75/25-XL erforderlich war. Höhere Effizienz durch weniger Reibung verspricht das neue Massiv-Nadellager mit Kunststoffkäfig namens Twin Cage. In ihn können zwei einzelne kurze Nadeln in eine Käfigtasche nebeneinander eingesetzt werden - anstelle einer langen Nadel (wie sonst üblich). Diese Kombination von Käfig und Wälzkörpern führt zu einem geringeren Reibmoment als jenem herkömmlicher Nadellager. Beim Vergleich des X-Life Massiv-Nadellagers NK 45/20 mit üblichem Kunststoff-Käfig und mit dem neuen Twin Cage beträgt die Differenz der Reibverlustleistung bei 4.000 U/min zwischen 25 und 30 Watt. Damit wird mit nur einem Twin-Cage Nadellager so viel Energie gespart, wie zum Betrieb einer Glühbirne erforderlich wäre.

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Alternative zum Gleitlager

Einen Beitrag zu weniger Reibung und mehr Effizienz leisten auch die neuen Slimline-Nadelhülsen von Schaeffler. Als erste Nadellager im Durchmesserbereich von 15 bis 50 mm weisen sie nur noch eine radiale Bauhöhe von 1,5 mm auf. Damit sind sie prädestiniert dafür, in Automatikgetrieben die Gleitlager zu ersetzen. Im Vergleich zur herkömmlichen Gleitlagerung reduzieren die Slimline-Nadelhülsen die Reibung um bis zu 60 Prozent und vereinfachen die Umgebungskonstruktion. Zugleich sinkt der Aufwand für die Ölversorgung im Getriebe, was etwa den Einsatz kleinerer Ölpumpen ermöglicht. Die Genauigkeit wird erhöht, da sich das Spiel reduziert und so eine höhere Zuverlässigkeit (etwa bei Start-Stop-Anwendungen) gegeben ist. Ein strategisches Wachstumsfeld für die Schaeffler Gruppe Industrie sind die Erneuerbaren Energien. Neben der Windkraft zählen dazu Solarkraftwerke sowie Wellen- und Strömungskraftwerke. Bei einem der erfolgversprechendsten Projekte der Wellenkrafttechnologie zählte das Unternehmen zu den strategischen Partnern: Mit der britischen Pelamis Wave Power gelang ein entscheidender Durchbruch bei der Entwicklung von Wellenkraft-Konvertern. Möglich wurde er durch erweiterte Leistungsgrenzen in der Lagerungs- und Dichtungstechnologie. Der Pelamis-Wellenenergiekonverter schwimmt wie eine Seeschlange auf dem Wasser und ist im Meeresgrund verankert. Riesige Stahlröhren sind mit Gelenken verbunden und quer zum Wellenkamm ausgerichtet. Das Auf und Ab der Wellen treibt über hydraulische Zylinder und entsprechende Druckspeicher Hydraulikmotoren an, die an Generatoren gekoppelt sind. Große Lagereinheiten, bestehend aus einer Kombination verschiedener Schaeffler-Lager, halten die Stahlrohr-Segmente zusammen. An jeder dieser Gelenkverbindungen wirken Kräfte von bis zu mehreren hundert Tonnen. Auch in den Nachführ-Vorrichtungen moderner Solarsysteme spielen die Zuverlässigkeit und Präzision der Wälz- und Gleitlagerung eine wichtige Rolle, um den besten Wirkungsgrad und eine hohe Wirtschaftlichkeit der Anlagen zu gewährleisten. Dazu eignet sich eine neue Schrägrollenlager-Baureihe AXS, die über zylindrische Rollen als Wälzkörper und schräg zur Lagerachse angeordnete Laufbahnen verfügt. Das Besondere dieser Baureihe sind die konischen Lagerringe, die an dünne Tellerfedern erinnern. Sie werden in Spanlos-Technologie hergestellt, was leichte aber hoch tragfähige Konstruktionen ermöglicht. Lagerringdicken von einem Millimeter und geringe radiale Lagerbauhöhen erlauben kompakte Bauformen. Bei Lagerabmessungen mit einem Durchmesser über 250 mm kommen filigrane Stahlkäfige, die aus Bandmaterial geformt sind, zum Einsatz. So werden hohe Tragzahlen erzielt. Gleichzeitig sorgt die Lagervorspannung für die hohe Steifigkeit des Systems. Eine Disziplin, die auch bei der Schaeffler Gruppe Industrie immer mehr Bedeutung hat für die Entwicklung innovativer Wälzlagersysteme ist die Mechatronik. Mit der Neuentwicklung von Wälzlagern mit eingebauten Sensoren und integrierter oder benachbarter Energieversorgung bietet das Unternehmen für zahlreiche industrielle Branchen neue Lösungsansätze. Beispiele dafür sind Schienenfahrzeuge, Werkzeugmaschinen, die Zustandsüberwachung von Wälzlagern oder auch der Bereich Elektromobilität. So hat die Schaeffler Gruppe Industrie etwa für die komfortable Steuerung des Antriebs von E-Bikes oder so genannten Pedelecs ein Drehmoment-Sensor-Tretlager entwickelt, das erstmals das Gesamt-Drehmoment aus der Summe der Trittkraft von linkem und rechtem Pedal ermittelt. Damit ist die situationsabhängig richtige Erkennung des Fahrerwunsches nach Motorunterstützung und eine entsprechende Steuerung der Leistungsabgabe möglich. Das neue FAG Drehmoment-Sensor-Tretlager bietet eine hohe Auflösung des Drehzahlsignals und eine hohe Genauigkeit der Drehmoment-Sensorik. Diese Eigenschaften sind Voraussetzung für die Qualität des Ausgabesignals und das kurze Ansprechverhalten der Motorsteuerung. Ergebnis für den Fahrer: Er wird in jeder Situation optimal unterstützt. Das erhöht nicht nur den Komfort, sondern auch die Effizienz, was letztlich zu einer Steigerung der Reichweite führt. In Zusammenarbeit mit Freudenberg (Dichtungen) und Klüber-Lubrication (Schmierstoffe) hat die Schaeffler Gruppe außerdem einen Schmierfett-Sensor mit Auswerteelektronik entwickelt, mit dem der Zustand des Fettes im Wälzlager bei laufendem Betrieb analysiert werden kann. Damit ist es möglich, Eigenschaftsänderungen des Fettes zu detektieren, bevor es das Wälzlager Schaden nimmt. Der Schmierfett-Austausch lässt sich damit genau planen und der Anwender kann entscheiden, ab welchem Zustand des Fettes die Nachschmierung oder der Fettwechsel erfolgen soll. Der neue Schmierfettsensor verkörpert auch den Wechsel von der zeit- zur bedarfsgesteuerten Nachschmierung. ms

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