Wälz- und Gleitlager-Lösungen, Linear- und Direktantriebstechnologie sowie mechatronische Komponenten zur Steigerung von Effizienz und Ressourcenschonung, aber auch für mehr Leistung und Zuverlässigkeit werden für die Schaeffler Gruppe Industrie einen Schwerpunkt auf der diesjährigen Hannover Messe (Halle 22, Stand A12 )darstellen. Robert Schullan, Vorsitzender der Geschäftsleitung der Schaeffler Gruppe Industrie stellte beim MDA Presse-Roundtable zur Hannover Messe 2011 erste Highlights vor. Er hob dabei die Bedeutung der MDA als exzellente internationale Plattform für die Antriebs- und Fluidtechnikbranche innerhalb der Hannover Messe hervor. Die Schaeffler Gruppe Industrie werde die Hannover Messe nutzen, ihre hervorragende strategische und operative Positionierung darzustellen, die es ermögliche, vom weiteren Wachstum der Märkte weltweit überproportional zu profitieren. "Unser breites Produktportfolio, unsere Innovationskraft und unsere Positionierung in den Wachstumsmärkten ermöglichen uns, die großen Zukunftstrends unserer Branchen - Energie und Energieeeffizienz, Mechatronik und E-Mobilität - mit zu gestalten und die Marktposition der Schaeffler Gruppe weiter auszubauen."
Nadellager: Downsizing und weniger Reibung
Mit effizienten und reibungsoptimierten Wälzlagern verfügt die Schaeffler Gruppe Industrie über eine Schlüsselkomponente für die gesamte Industrie. Wälzlager leisten einen wichtigen Beitrag zu Energieeinsparung und Ressourcenschonung und erhöhen gleichzeitig Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der jeweiligen Maschinen oder Anlagen. Wie viel Effizienz-Potenzial Wälzlager noch aufweisen, zeigt zum Beispiel die konsequente Weiterentwicklung der Nadellager mit Blick auf Downsizing und Reibungsreduzierung. Zur Hannover Messe 2011 präsentiert die Schaeffler Gruppe Industrie insgesamt drei neue INA-Nadellager-Bauarten: das leistungsfähigere X-life Massiv-Nadellager -D für Downsizing, das reibungsreduzierte X-life Massiv-Nadellager mit Twin Cage sowie die Slimline-Nadelhülse mit einer radialen Bauhöhe von nur noch 1,5 mm.
Im neuen X-life Massiv-Nadellager -D ermöglicht ein neu entwickelter, profilierter und umformtechnisch optimierter Stahlkäfig eine wesentlich höhere Tragfähigkeit. Der Käfig ist so ausgeführt, dass bei gleichbleibenden Lagerabmessungen sowohl die Anzahl der Nadeln als auch ihre tragende Länge erhöht werden kann. Daraus ergibt sich zum Beispiel für das neue X-life Massiv-Nadellager NK 55/25-D-XL eine Steigerung der Tragzahl um 25 %. Das eröffnet neue konstruktive Möglichkeiten für das Downsizing. Ein Lager dieser Baugröße erreicht damit die Tragfähigkeit, für die bisher ein X-life Nadellager der Größe NK 75/25-XL erforderlich war.
Mehr Effizienz durch weniger Reibung bietet das neue Massiv-Nadellager mit dem Kunststoff-Käfig Twin Cage. In ihn können zwei einzelne kurze Nadeln in eine Käfigtasche nebeneinander eingesetzt werden - anstelle von einer langen Nadel wie sonst üblich. Diese völlig neuartige Kombination von Käfig und Wälzkörpern führt im Vergleich zu herkömmlichen Nadellagern zu einem deutlich geringeren Reibmoment. Beim Vergleich des X-life Massiv-Nadellagers NK 45/20 mit herkömmlichem Kunststoff-Käfig und mit dem neuen Twin Cage beträgt die Differenz der Reibverlustleistung bei 4.000 Umdrehungen pro Minute zwischen 25 und 30 Watt. Damit wird mit nur einem Twin-Cage Nadellager so viel Energie gespart, wie sie zum Betrieb einer Glühbirne erforderlich ist.
Einen wesentlichen Beitrag zu weniger Reibung und mehr Effizienz leisten auch die neuartigen Slimline-Nadelhülsen. Sie weisen als erste Nadellager in dem Durchmesserbereich von 15 bis 50 mm nur noch eine radiale Bauhöhe von lediglich 1,5 mm auf und sind damit insbesondere dafür geeignet, in Automatikgetrieben Gleitlager zu ersetzen. Im Vergleich zur herkömmlichen Gleitlagerung reduzieren die Slimline-Nadelhülsen die Reibung um bis zu 60% und vereinfachen die Umgebungskonstruktion spürbar. Gleichzeitig sinkt der Aufwand für die Ölversorgung im Getriebe, wodurch zum Beispiel eine kleinere Ölpumpe möglich wird. Die Genauigkeit wird erhöht, da sich das Spiel reduziert und so eine höhere Zuverlässigkeit zum Beispiel bei Start-Stop-Anwendungen gegeben ist.
Erneuerbare Energien: Wasser, Sonne und Wind
Die erneuerbaren Energien sind ein strategisches Wachstumsfeld, in dem sich die Schaeffler Gruppe Industrie frühzeitig positioniert, um langfristig die Markt- und Wettbewerbsfähigkeit zu sichern und auszubauen. Neben der Windkraft zählen dazu insbesondere Solarkraftwerke sowie Wellen- und Strömungskraftwerke. In zahlreichen Projekten ist die Schaeffler Gruppe Industrie Entwicklungspartner und schafft die Voraussetzung, um mit anwendungsspezifischem Know-how und innovativen Produkten die Entwicklung und Wirtschaftlichkeit der regenerativen Energien zu forcieren.
Bei einem der erfolgversprechendsten Projekte in der Wellenkrafttechnologie war die Schaeffler Gruppe Industrie von Beginn an einer der strategischen Partner. So konnte mit der britischen Pelamis Wave Power ein entscheidender Durchbruch bei der Entwicklung von Wellenkraft-Konvertern erzielt werden. Möglich wurde dieser Fortschritt durch erweiterte Leistungsgrenzen in der Lagerungs- und Dichtungstechnologie. Der Pelamis-Wellenenergiekonverter liegt wie eine Seeschlange auf der Wasseroberfläche und ist auf dem Meeresboden fest verankert. Riesige Stahlröhren sind über Gelenke miteinander verbunden und quer zum Wellenkamm ausgerichtet. Das Auf und Ab der Wellen treibt über hydraulische Zylinder und entsprechende Druckspeicher Hydraulikmotoren an, die mit Generatoren gekoppelt sind. Die einzelnen Stahlrohrsegmente werden durch Lagereinheiten, bestehend aus einer Kombination verschiedener Schaeffler Lager, miteinander verbunden. An jeder dieser Gelenkverbindungen greifen Kräfte von bis zu mehreren hundert Tonnen an, die die Lager aufnehmen müssen.
Zuverlässigkeit und Präzision von Wälz- und Gleitlagerung in Nachführsystemen von Solaranlagen spielen eine entscheidende Rolle, um den maximalen Wirkungsgrad und eine hohe Wirtschaftlichkeit der Anlage zu ermöglichen. Hierfür ist die neue Schrägrollenlager-Baureihe AXS besonders geeignet. Sie verfügt über zylindrische Rollen als Wälzkörper und schräg zur Lagerachse angeordnete Laufbahnen. Das besondere Merkmal der AXS-Baureihe sind die konischen Lagerringe, die an dünne Tellerfedern erinnern. Diese speziellen Wälzlagerringe werden in Spanlostechnologie hergestellt, was extrem leichte und dabei hoch tragfähige Konstruktionen ermöglicht. Lagerringdicken von einem Millimeter und geringe radiale Lagerbauhöhen ermöglichen besonders kompakte Bauformen. Bei Lagerabmessungen mit einem Durchmesser über 250mm kommen filigrane Stahlkäfige, die aus Bandmaterial geformt sind, zum Einsatz. So werden hohe Tragzahlen erreicht. Gleichzeitig sorgt die Lagervorspannung für eine hohe Steifigkeit des Systems.
Mechatronik im Wälzlager: E-Mobilität und optimierte Zustandsüberwachung
Die Mechatronik gewinnt für die Entwicklung innovativer Wälzlagerlösungen zunehmend an Bedeutung. Sie ermöglicht es, durch erhöhte Funktionalität die Produktivität, Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit von Maschinen weiter zu steigern. Mit der Neuentwicklung von Wälzlagern mit integrierten Sensoren und integrierter bzw. benachbarter Energieversorgung bietet die Schaeffler Gruppe Industrie für zahlreiche industrielle Branchen neue Lösungsansätze. Beispiele sind E-Bikes, Schienenfahrzeuge, Werkzeugmaschinen oder die Zustandüberwachung von Wälzlagern.
Das Thema Elektromobilität gewinnt nicht nur in der Automobilindustrie an Bedeutung. Bei Zweirädern erfreuen sich E-Bikes oder so genannte Pedelecs wachsender Beliebtheit. Für die komfortable Steuerung des Antriebs hat die Schaeffler Gruppe Industrie ein Drehmoment-Sensor-Tretlager, 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 die entsprechende Steuerung der Leistungsabgabe möglich. Das neue FAG Drehmoment-Sensor-Tretlager zeichnet sich insbesondere durch die hohe Auflösung des Drehzahlsignals und die Genauigkeit der Drehmomentsensorik aus. 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. Damit verbunden ist nicht nur hoher Komfort, sondern auch maximale Effizienz, was zu einer Steigerung der Reichweite führt.
In Zusammenarbeit mit dem Dichtungsspezialisten Freudenberg und dem Schmierstoffexperten Klüber-Lubrication hat die Schaeffler Gruppe einen Schmierfettsensor inklusive Auswerteelektronik entwickelt, mit dem im Wälzlager bei laufendem Betrieb der Zustand des Fettes analysiert werden kann. Mit diesem neuen System ist es nun möglich, Zustandsänderungen des Fettes zu detektieren, bevor es zu Schädigungen im Wälzlager kommt. Somit lässt sich der Schmierfettaustausch genau planen, wobei der Anwender entscheiden kann, ab welchem Zustand des Fettes - von 100 Prozent für neuwertig bis theoretisch 0 Prozent für unbrauchbar - die Nachschmierung oder der Fettwechsel erfolgen soll. Dazu kann der Schmierstoffsensor über eine Schnittstelle mit einem automatischen Schmiersystemen verbunden werden. Durch den neuen Schmierfettsensor erfolgt der Schwenk von der zeit- zur bedarfsgesteuerten Nachschmierung und somit zu einem kostenoptimalen und umweltfreundlicheren Einsatz des Fettes.
Nadellager: Downsizing und weniger Reibung
Mit effizienten und reibungsoptimierten Wälzlagern verfügt die Schaeffler Gruppe Industrie über eine Schlüsselkomponente für die gesamte Industrie. Wälzlager leisten einen wichtigen Beitrag zu Energieeinsparung und Ressourcenschonung und erhöhen gleichzeitig Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der jeweiligen Maschinen oder Anlagen. Wie viel Effizienz-Potenzial Wälzlager noch aufweisen, zeigt zum Beispiel die konsequente Weiterentwicklung der Nadellager mit Blick auf Downsizing und Reibungsreduzierung. Zur Hannover Messe 2011 präsentiert die Schaeffler Gruppe Industrie insgesamt drei neue INA-Nadellager-Bauarten: das leistungsfähigere X-life Massiv-Nadellager -D für Downsizing, das reibungsreduzierte X-life Massiv-Nadellager mit Twin Cage sowie die Slimline-Nadelhülse mit einer radialen Bauhöhe von nur noch 1,5 mm.
Im neuen X-life Massiv-Nadellager -D ermöglicht ein neu entwickelter, profilierter und umformtechnisch optimierter Stahlkäfig eine wesentlich höhere Tragfähigkeit. Der Käfig ist so ausgeführt, dass bei gleichbleibenden Lagerabmessungen sowohl die Anzahl der Nadeln als auch ihre tragende Länge erhöht werden kann. Daraus ergibt sich zum Beispiel für das neue X-life Massiv-Nadellager NK 55/25-D-XL eine Steigerung der Tragzahl um 25 %. Das eröffnet neue konstruktive Möglichkeiten für das Downsizing. Ein Lager dieser Baugröße erreicht damit die Tragfähigkeit, für die bisher ein X-life Nadellager der Größe NK 75/25-XL erforderlich war.
Mehr Effizienz durch weniger Reibung bietet das neue Massiv-Nadellager mit dem Kunststoff-Käfig Twin Cage. In ihn können zwei einzelne kurze Nadeln in eine Käfigtasche nebeneinander eingesetzt werden - anstelle von einer langen Nadel wie sonst üblich. Diese völlig neuartige Kombination von Käfig und Wälzkörpern führt im Vergleich zu herkömmlichen Nadellagern zu einem deutlich geringeren Reibmoment. Beim Vergleich des X-life Massiv-Nadellagers NK 45/20 mit herkömmlichem Kunststoff-Käfig und mit dem neuen Twin Cage beträgt die Differenz der Reibverlustleistung bei 4.000 Umdrehungen pro Minute zwischen 25 und 30 Watt. Damit wird mit nur einem Twin-Cage Nadellager so viel Energie gespart, wie sie zum Betrieb einer Glühbirne erforderlich ist.
Einen wesentlichen Beitrag zu weniger Reibung und mehr Effizienz leisten auch die neuartigen Slimline-Nadelhülsen. Sie weisen als erste Nadellager in dem Durchmesserbereich von 15 bis 50 mm nur noch eine radiale Bauhöhe von lediglich 1,5 mm auf und sind damit insbesondere dafür geeignet, in Automatikgetrieben Gleitlager zu ersetzen. Im Vergleich zur herkömmlichen Gleitlagerung reduzieren die Slimline-Nadelhülsen die Reibung um bis zu 60% und vereinfachen die Umgebungskonstruktion spürbar. Gleichzeitig sinkt der Aufwand für die Ölversorgung im Getriebe, wodurch zum Beispiel eine kleinere Ölpumpe möglich wird. Die Genauigkeit wird erhöht, da sich das Spiel reduziert und so eine höhere Zuverlässigkeit zum Beispiel bei Start-Stop-Anwendungen gegeben ist.
Erneuerbare Energien: Wasser, Sonne und Wind
Die erneuerbaren Energien sind ein strategisches Wachstumsfeld, in dem sich die Schaeffler Gruppe Industrie frühzeitig positioniert, um langfristig die Markt- und Wettbewerbsfähigkeit zu sichern und auszubauen. Neben der Windkraft zählen dazu insbesondere Solarkraftwerke sowie Wellen- und Strömungskraftwerke. In zahlreichen Projekten ist die Schaeffler Gruppe Industrie Entwicklungspartner und schafft die Voraussetzung, um mit anwendungsspezifischem Know-how und innovativen Produkten die Entwicklung und Wirtschaftlichkeit der regenerativen Energien zu forcieren.
Bei einem der erfolgversprechendsten Projekte in der Wellenkrafttechnologie war die Schaeffler Gruppe Industrie von Beginn an einer der strategischen Partner. So konnte mit der britischen Pelamis Wave Power ein entscheidender Durchbruch bei der Entwicklung von Wellenkraft-Konvertern erzielt werden. Möglich wurde dieser Fortschritt durch erweiterte Leistungsgrenzen in der Lagerungs- und Dichtungstechnologie. Der Pelamis-Wellenenergiekonverter liegt wie eine Seeschlange auf der Wasseroberfläche und ist auf dem Meeresboden fest verankert. Riesige Stahlröhren sind über Gelenke miteinander verbunden und quer zum Wellenkamm ausgerichtet. Das Auf und Ab der Wellen treibt über hydraulische Zylinder und entsprechende Druckspeicher Hydraulikmotoren an, die mit Generatoren gekoppelt sind. Die einzelnen Stahlrohrsegmente werden durch Lagereinheiten, bestehend aus einer Kombination verschiedener Schaeffler Lager, miteinander verbunden. An jeder dieser Gelenkverbindungen greifen Kräfte von bis zu mehreren hundert Tonnen an, die die Lager aufnehmen müssen.
Zuverlässigkeit und Präzision von Wälz- und Gleitlagerung in Nachführsystemen von Solaranlagen spielen eine entscheidende Rolle, um den maximalen Wirkungsgrad und eine hohe Wirtschaftlichkeit der Anlage zu ermöglichen. Hierfür ist die neue Schrägrollenlager-Baureihe AXS besonders geeignet. Sie verfügt über zylindrische Rollen als Wälzkörper und schräg zur Lagerachse angeordnete Laufbahnen. Das besondere Merkmal der AXS-Baureihe sind die konischen Lagerringe, die an dünne Tellerfedern erinnern. Diese speziellen Wälzlagerringe werden in Spanlostechnologie hergestellt, was extrem leichte und dabei hoch tragfähige Konstruktionen ermöglicht. Lagerringdicken von einem Millimeter und geringe radiale Lagerbauhöhen ermöglichen besonders kompakte Bauformen. Bei Lagerabmessungen mit einem Durchmesser über 250mm kommen filigrane Stahlkäfige, die aus Bandmaterial geformt sind, zum Einsatz. So werden hohe Tragzahlen erreicht. Gleichzeitig sorgt die Lagervorspannung für eine hohe Steifigkeit des Systems.
Mechatronik im Wälzlager: E-Mobilität und optimierte Zustandsüberwachung
Die Mechatronik gewinnt für die Entwicklung innovativer Wälzlagerlösungen zunehmend an Bedeutung. Sie ermöglicht es, durch erhöhte Funktionalität die Produktivität, Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit von Maschinen weiter zu steigern. Mit der Neuentwicklung von Wälzlagern mit integrierten Sensoren und integrierter bzw. benachbarter Energieversorgung bietet die Schaeffler Gruppe Industrie für zahlreiche industrielle Branchen neue Lösungsansätze. Beispiele sind E-Bikes, Schienenfahrzeuge, Werkzeugmaschinen oder die Zustandüberwachung von Wälzlagern.
Das Thema Elektromobilität gewinnt nicht nur in der Automobilindustrie an Bedeutung. Bei Zweirädern erfreuen sich E-Bikes oder so genannte Pedelecs wachsender Beliebtheit. Für die komfortable Steuerung des Antriebs hat die Schaeffler Gruppe Industrie ein Drehmoment-Sensor-Tretlager, 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 die entsprechende Steuerung der Leistungsabgabe möglich. Das neue FAG Drehmoment-Sensor-Tretlager zeichnet sich insbesondere durch die hohe Auflösung des Drehzahlsignals und die Genauigkeit der Drehmomentsensorik aus. 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. Damit verbunden ist nicht nur hoher Komfort, sondern auch maximale Effizienz, was zu einer Steigerung der Reichweite führt.
In Zusammenarbeit mit dem Dichtungsspezialisten Freudenberg und dem Schmierstoffexperten Klüber-Lubrication hat die Schaeffler Gruppe einen Schmierfettsensor inklusive Auswerteelektronik entwickelt, mit dem im Wälzlager bei laufendem Betrieb der Zustand des Fettes analysiert werden kann. Mit diesem neuen System ist es nun möglich, Zustandsänderungen des Fettes zu detektieren, bevor es zu Schädigungen im Wälzlager kommt. Somit lässt sich der Schmierfettaustausch genau planen, wobei der Anwender entscheiden kann, ab welchem Zustand des Fettes - von 100 Prozent für neuwertig bis theoretisch 0 Prozent für unbrauchbar - die Nachschmierung oder der Fettwechsel erfolgen soll. Dazu kann der Schmierstoffsensor über eine Schnittstelle mit einem automatischen Schmiersystemen verbunden werden. Durch den neuen Schmierfettsensor erfolgt der Schwenk von der zeit- zur bedarfsgesteuerten Nachschmierung und somit zu einem kostenoptimalen und umweltfreundlicheren Einsatz des Fettes.
