Cookies auf der SKF Webseite

Mithilfe von Cookies stellen wir sicher, dass Sie unsere Webseiten und -anwendungen optimal nutzen können. Wenn Sie ohne Änderung Ihrer Browser-Einstellungen fortfahren, gehen wir davon aus, dass Sie der Nutzung von Cookies zustimmen. Natürlich können Sie Ihre Browser-Einstellungen bezüglich Cookies jederzeit ändern.

Für effizientere Fahrzeuggetriebe in Produktion und Betrieb: Neuartige Lagerungslösungen von SKF

SKF_Lagerungsloesungen_Fahrzeuggetriebe_1
Für hoch effiziente Getriebe besser als konventionelle Kegelrollenlager-Konzepte: Eine SKF Lagerhalterung für eine Kombination aus Rillenkugel- und Zylinderrollenlager.
SKF_Lagerungsloesungen_Fahrzeuggetriebe_2
Geringere Ressourcenverschwendung in punkto Produktion und Verbrauch: ein Getriebelager-Konzept auf Basis eines Los- und Festlager-Ansatzes von SKF.
SKF_Lagerungsloesungen_Fahrzeuggetriebe_3
Wie aus einem Guss: Lagerträgereinheiten von SKF vereinen die Anwender-Vorteile von Lagerhalterungen mit Vorzügen für Getriebe-Konstrukteure.
SKF_Lagerungsloesungen_Fahrzeuggetriebe_4
Made in Mühlheim (a.d. Donau): Kraftstoffsparende SKF Lagerhalterungen für innovative, hoch effiziente Getriebekonstruktionen.
SKF_Lagerungsloesungen_Fahrzeuggetriebe_5
Thomas M. Wolf, Manager Application Engineering Bearing Sales Germany im Bereich Automotive Market bei SKF in Schweinfurt: „Neuartige Lagerungslösungen von SKF ermöglichen es Getriebe-Konstrukteuren und Autofahrern gleichermaßen, von jüngsten Effizienzsteigerungspotenzialen zu profitieren.“

2017 Mai 30, 10:00 CET

Wälzlager für Fahrzeuggetriebe sollen zahlreichen Anforderungen gerecht werden – zum Teil sogar widersprüchlichen. Allerdings gibt es inzwischen neuartige Lager-Konstruktionsansätze, mit denen sich eine solche Herausforderung meistern lässt: Innovative Wälzlager-Konzepte bieten vielfältige Vorteile in punkto Montage, Effizienz und Leistung von modernen Getrieben.

Von Thomas M. Wolf*

Schweinfurt, den 30. Mai 2017

Wälzlager in Fahrzeuggetrieben müssen hohe Belastungen aufnehmen. Sie sollen eine Laufleistung von mindestens 300.000 km erreichen und robust genug sein, um auch unsachgemäßen Gebrauch zu überleben. Und nebenbei soll ihre Steifigkeit ausreichen, um Schwingungen und Geräuschen entgegenzuwirken.

Gleichzeitig wünschen sich die Konstrukteure von Getrieben aber auch kompaktere Lager mit geringerer Reibung (zur Reduktion des CO2-Ausstoßes) sowie eine optimale Kosteneffizienz und nicht zuletzt die weltweite Verfügbarkeit solcher Lager. Ein Anforderungsgeflecht wie dieses verlangt nach der Entwicklung neuartiger Lagerungskonzepte.

Kegelrollenlager adé
Bei den bis dato üblichen Getriebekonstruktionen sind an beiden Enden der Welle vorgespannte Kegelrollenlager verbaut. Dieses Prinzip bietet sowohl eine hohe Leistungsdichte als auch eine hohe Steifigkeit. Nachteilig ist jedoch, dass die Lageranstellung mit Vorspannung aufwändig ist und sich diese während des Betriebs durch temperaturbedingte Dehnungen der Komponenten verändert.

Aus diesen Gründen erfreut sich eine alternative Lageranordnung zunehmender Beliebtheit: Das Fest-Loslager-Konzept. Dabei nimmt ein Rillenkugellager als Festlager sowohl Radial- als auch Axialkräfte auf. Am anderen Ende der Welle kümmert sich ein Zylinderrollenlager – als Loslager – um die Aufnahme von reinen Radiallasten.

Vorteil: Diese Konstruktionsvariante ist weitgehend unempfindlich gegenüber Wärmedehnungen. Außerdem wird die Reibung reduziert, was während der Fahrt bis zu drei Gramm weniger CO2 pro Kilometer bei einem typischen 6-Gang-Schaltgetriebe bedeuten kann.

Fest- und Loslager befestigen
Leider ist ein Rillenkugellager aber weniger tragfähig als ein Kegelrollenlager, und seine axiale Steifigkeit hinkt ebenfalls hinterher. Zum Glück lässt sich die vergleichsweise geringe axiale Steifigkeit des Rillenkugellagers durch eine veränderte Einbauweise dieser Lager ins Getriebe kompensieren.

Normalerweise wird der Außenring im Gehäuse mit einem Sprengring fixiert. Die Montage des Sprengrings erfordert jedoch eine Spielpassung, welche eine axiale Beweglichkeit des Lagers im Gehäuse ermöglicht. Die somit „eingebaute Bewegungsfreiheit“ des Lagers kann den Zahneingriff beeinträchtigen, außerdem die Schaltpräzision herabsetzen und das Geräusch- und Schwingungsverhalten verschlechtern. Zudem besteht – bedingt durch die größere thermische Wärmedehnung des Leichtmetallgehäuses – die Gefahr des Ringkriechens in der Gehäusebohrung, was zu Verschleiß und einer weiteren Spielzunahme führen kann.

Lösungsansatz Lagerhalterung
Derartige Defizite räumt ein neuartiger Ansatz auf Basis einer Lagerhalterung („Bearing Retainer“) aus. Eine solche Halterung besteht in der Regel aus einem Stahlblech, das mit dem Außenring des Lagers verliersicher verbunden ist. Außerdem verfügt das Blech über eine Reihe von Gewindebohrungen, durch die es selbst am Gehäuse des Getriebes befestigt wird. Beim Verschrauben wird letztlich der Außenring zwischen Gehäuseschulter und Halteblech axial geklemmt. Resultat: Die Anbindung der Getriebewelle an das Getriebegehäuse ist nun deutlich steifer, was die oben beschriebenen Nachteile eliminiert und somit die Leistungsfähigkeit des Getriebes deutlich steigert.

Effizientere Getriebeproduktion
Neben den oben skizzierten Endeffekten bringen solche Lagerhalterungen auch schon in der Produktion Vorteile mit sich. Aus dem Werk in Mühlheim an der Donau liefert SKF die Lager bereits vormontiert in ihren Halterungen an; soll heißen: Es muss jeweils nur eine Komponente auf die Welle gedrückt und dann mit dem Gehäuse verschraubt werden. Dabei sind die Lagerhalterungen während der Montage in Umfangsrichtung frei beweglich. Ihre finale Ausrichtung erfolgt anhand spezieller Merkmale im direkten Verhältnis zueinander oder auf Basis entsprechender Markierungen am Getriebegehäuse.

So genannte „Doppel-Retainer“ sind von vorn herein zum zeitgleichen Aufdrücken von zwei Lagern auf zwei Getriebewellen bestimmt. Dank einer der beiden o. g. Zentrier- bzw. Ausrichtungsvoraussetzungen lassen sich die Verschraubungen sogar „blind“ von außen setzen – und das eröffnet einer hoch effizienten Automatisierung in der Getriebemontage Tür und Tor.

Neuartiges noch besser
Noch einen Schritt weiter gehen Lagerträgereinheiten. Bei dieser Version sind in der Regel zwei Lager über ihre Außenringe mit einem anwendungsspezifisch geformten Lagerträger dauerhaft verbunden. Das Lagerträgerkonzept umfasst sowohl die Aufnahme von Festlagern als auch Loslagern. Im Gegensatz zum Bearing Retainer übernimmt allerdings der Lagerträger die Aufnahme aller Lagerkräfte und deren Einleitung in das Gehäuse.

Trägereinheiten bieten natürlich alle Einbau- und Funktionsvorteile von Lagerhalterungen, vereinfachen aber zusätzlich die Gestaltung des Getriebegehäuses und ermöglichen dadurch auch kompaktere Getriebekonfigurationen.

*Thomas M. Wolf ist Manager Application Engineering Bearing Sales Germany im Bereich Automotive Market bei SKF in Schweinfurt.

Pressekontakt:
Dietmar Seidel, Leiter Technische Fachpresse Deutschland, Tel.: +49 (0)9721 / 56 - 28 43, E-Mail: dietmar.seidel@skf.com

SKF ist ein weltweit führender Anbieter von Wälzlagern, Dichtungen, Schmiersystemen und Mechatronik-Bauteilen mit umfassenden Dienstleistungen in den Bereichen Technischer Support, Wartung und Instandhaltung sowie Engineering-Beratung und Training. Weltweit ist SKF in mehr als 130 Ländern präsent und arbeitet mit rund 17.000 Vertragshändlern zusammen. Im Jahr 2016 erwirtschaftete die Unternehmensgruppe einen Umsatz in Höhe von 72.787 Mio. SEK und beschäftigte 44.868 Mitarbeiter. www.skf.de

SKF logo