Reibungsverlustoptimiertes Wälzlager zur Substitution von hochbelasteten Kegelrollenlagern

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernd Sauer
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 314523572

Wälzlager gehören zu den zuverlässigsten und am häufigsten eingesetzten Maschinenelementen. Überall dort wo relativ bewegende Teile gestützt oder geführt werden müssen, finden sie ihren Einsatz. Nicht nur im Umfeld der Bestrebungen den Verbrauch und CO2-Ausstoß von Kraft- und Nutzfahrzeugen zu senken werden Lagerungen überdacht und optimiert. Für eine Vielzahl von Anwendungen können schon heute Wälzlager mit hoher Reibung, wie z.B. Kegelrollenlager, durch Bauformen mit wesentlich geringerer Reibung ersetzt werden. Zum Teil wurde dies durch neue Wälzlagertypen mit entsprechenden Leistungsdaten möglich. Beispielsweise bei Achsgetrieben in PKW konnten erfolgreich Tandem-Schrägkugellager eingeführt werden. Für einige Anwendungen hingegen gibt es noch keine derartigen Lösungen zur Reibungsminderung an den Lagerstellen. Hierzu zählen u.a. Achsgetriebe in Schwerlastfahrzeugen (Tandem-Schrägkugellager kommen aufgrund der Tragfähigkeit nicht in Frage). Ein mögliches Konzept zur Reibungsreduzierung in diesen Systemen ist in dem Kegeltonnenlager zu finden. Dieses Lagerungskonzept hat in experimentellen Voruntersuchungen des Antragstellers an Prototypen seine grundsätzliche Funktionalität bewiesen. Das beantragte Vorhaben hat zum Ziel durch ein dreigliedriges Verfahren einen neuartigen Lagertyp zu entwickeln, welcher hinsichtlich seiner Reibungsverluste im Vergleich zu verfügbaren hochbelasteten Lagerungsarten optimiert ist. Hierzu werden zunächst theoretische Grundlagen geschaffen, darauf aufbauend wird eine simulationsgestützte Optimierung der Geometrie erarbeitet, um schlussendlich im Bauteilversuch die Arbeiten experimentell zu verifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen