Möglichst reibungsarm rollen
Die Mobilität von morgen benötigt tribologisch optimierte Lagerungen.
Derzeit müssen die Zulieferer im Grunde zwei Welten bedienen, weil konventionelle Antriebsstränge ebenso nach immer effizienteren Lösungen verlangen wie Elektro- und Hybridfahrzeuge.
Unabhängig von der Architektur des Antriebsstrangs gibt es einen gemeinsamen Feind: die Reibung. In herkömmlichen und hybridisierten Antriebssträngen erhöhen reibungsbedingte Leistungsverluste die CO2-Emissionen – und in batteriebetriebenen Fahrzeugen minimieren sie deren Reichweite. Aus diesem Grund suchen die OEMs händeringend nach Alternativen, die weniger Reibungsverluste verursachen als beispielsweise Standard-Kegelrollenlager für Getriebe, Reduktionsgetriebe und Differentiale.
SKF arbeitet bereits seit geraumer Zeit an der Entwicklung besonders reibungsarmer Kegelrollenlager für solche Applikationen. Inzwischen kann das Unternehmen Lösungen anbieten, die in bestimmten Anwendungen lediglich die Hälfte der Leistungsverluste ihrer „herkömmlichen“ Pendants aufweisen.
Maßgeblicher Schlüssel für diesen Fortschritt ist der „Toolbox“-Ansatz, mit dem SKF maßgeschneiderte Produkte für jede Anwendung entwickelt: Zunächst greifen die Ingenieure auf modernste, hauseigene Simulationssoftware zurück, um die genauen Anforderungen einer bestimmten Lager-Anwendung zu identifizieren.
Anhand „virtueller Optimierungsschleifen“ werden dann Parameter wie Kontaktwinkel, Anzahl und Abmessungen der Wälzkörper sowie die Konstruktion des Käfigs optimiert – alles mit dem Ziel, ein extrem reibungsminimiertes Kegelrollenlager zu konstruieren, ohne dadurch dessen Robustheit aufs Spiel zu setzen.
Zum tribologischen Gesamtsystem eines Lagers gehört aber nicht zuletzt ein geeigneter Schmierstoff. Aktuelle Trends bei der Entwicklung von Getriebeschmierstoffen gehen zu immer niedrigviskoseren Leichtlaufölen mit entsprechender Additivierung, um die ungeliebten Leistungsverluste weiter zu reduzieren.
Die Auswirkungen solcher Neuentwicklungen auf die Lager und deren Lebensdauer müssen jedoch genauestens untersucht werden. Denn einige dieser neuen Öle zeigen, dass sie den Verschleiß bzw. die Oberflächenermüdung im Wälzkontakt der Lager nicht mehr ausreichend verhindern können.
Einen möglichen Lösungsansatz dafür könnte das Karbonitrieren von Lagerkomponenten bieten. Diese Technologie nutzt SKF bereits erfolgreich zur Lebensdauerverlängerung von Lagern, die in verschmutzten Umgebungen zum Einsatz kommen oder unter schwierigen Schmierungsbedingungen leiden.
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