Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovationen für Energieeffizienz

01.03.2009
Die Zukunft des Wälzlagers

Der Sinn eines Wälzlagers besteht darin, Energie zu sparen. Wo immer mechanische Arbeit verrichtet wird und Dinge in Bewegung sind, vermindern Wälzlager die Reibung und steigern den Wirkungsgrad - ob im Antriebsstrang eines Autos, im Rotor einer Windkraftanlage oder im Mixer einer Küchenmaschine. Das Wälzlager als universelles und häufig eingesetztes Maschinenelement wird daher auch in Zukunft ein Schlüssel zur Energieeinsparung sein.

Die ständige Verbesserung der Simulationsmethoden und Berechnungswerkzeuge ist heute Voraussetzung dafür, Lager noch weiter zu verbessern. Sie können so präziser auf die Kundenanforderungen und damit auch energieeffizienter ausgelegt werden. Nicht nur der Auswahl des Lagertyps kommt dabei eine Schlüsselrolle zu, zum Beispiel der Ersatz von Gleitlagern durch reibungsarme Wälzlager, wo dieser sinnvoll ist. Auch die Details der Innenkonstruktion eines Wälzlagers, wie etwa das Design des Wälzlagerkäfigs, haben einen wesentlichen Einfluss auf Leistungsfähigkeit und Reibung. Reibungsmindernde und verschleißresistente Werkstoffe sowie entsprechende Beschichtungen sind weitere Ansatzpunkte, ebenso die Oberflächenqualität der Funktionsflächen. Auch die Verwendung spezieller Schmierstoffe und die Optimierung der Schmierstoffversorgung selbst sowie reibungsarme Dichtsysteme können erheblich zur Energieeinsparung beitragen.

Obwohl die Schaeffler-Gruppe bereits eine Vielzahl reibungsoptimierter Produkte anbietet, gilt es hier, weiteres Potenzial zu heben. Die Strategie beruht dabei auf mehreren Säulen. Eine ist die Optimierung beziehungsweise Neuentwicklung energieeffizienter Komponenten (Lager, Dichtungen, Schmierstoffe, Antriebe). Zusätzlich zu den üblichen Auslegungskriterien wie Tragzahl oder Steifigkeit gewinnt die Energieeffizienz als neues Kriterium bei der Lagerauswahl und Lösungsgestaltung zunehmend an Bedeutung. Schaeffler bietet dafür die notwendigen Auslegungswerkzeuge und theoretischen Modelle.

Ein Kundensystem kann nur dann energieeffizient ausgelegt werden, wenn nicht nur die Einzelkomponenten isoliert betrachtet werden, sondern eine Gesamtbetrachtung des Systems erfolgt. Das heißt: Energieeffiziente Komponenten müssen auch im Sinne des Endprodukts/Systems passend eingesetzt werden. Dazu bedarf es umfassender Systemkenntnis.

Mehr Effizienz im Automobil

Wieviel Potenzial in effizienteren Wälzlagern steckt, zeigt das Beispiel Kfz-Getriebelagerungen. Zwei Prozent Wirkungsgradverbesserung, die man mit verbesserten Lagern durchaus erreichen kann, führen zu einer jährlichen Energieeinspaarung von 36.000 Gigawattstunden. Man könnte damit 500.000 Einfamilienhäuser heizen. Setzt man den Primärenergiebedarf pro Einwohner in der westlichen Welt mit 50.000 Kilowattstunden pro Jahr, reicht das für den Primärenergiebedarf von einer Dreiviertelmillion Menschen. Bei der Entwicklung energieeffizienter Lager spielt die Reibungsminimierung eine entscheidende Rolle. Im Kegelrollenlager hat Schaeffler mit Hilfe neuer Berechnungsmethoden und veränderter Fertigungsverfahren die Effizienz deutlich erhöht. Die optimierten Berührverhältnisse zwischen Wälzkörperstirn und Bord lassen das Reibmoment unter Axiallast um bis zu 75 Prozent gegenüber handelsüblichen Produkten absinken. Damit steigt die Effizienz erheblich.

Auch im Automobil erhöht der Einsatz von modernen Wälzlagern die Effizienz signifikant und senkt Kraftstoffverbrauch und Emissionen. Für Antriebsstrang und Fahrwerk im Automobil bietet Schaeffler mit reibungsarmen zwei- beziehungsweise vierreihigen Schrägkugellagern eine Alternative zu herkömmlichen Kegelrollenlagern. Die um bis zu 50 Prozent geringere Lagerreibung - zum Beispiel in Radlagern oder Achsgetrieben von Personenfahrzeugen - senkt den Verbrauch in der Größenordnung von 1,5 Prozent.

Höhere Effizienz durch Downsizing
Ein weiterer innovativer Ansatz ist die teilweise Entlastung eines Wälzlagers durch die Kombination mit einem Permanentmagnetlager. Im Rundtischlager einer Werkzeugmaschine lässt sich so durch gleichpolige Anordnung der Magnete an stehendem und drehendem Teil beispielsweise die auf das Lager wirkende Gewichtskraft teilweise kompensieren. Im Ergebnis bedeutet das eine höhere Lagerlebensdauer bei gleicher Lagergröße oder eine höhere Grenzdrehzahl durch Nutzung eines kleineren Wälzlagers. Mit zahlreichen Produktinnovationen trägt Schaeffler zu mehr Energieeffizienz bei. Das Wälzlager als universelles und am meisten eingesetzte Maschinenelement erweist sich dabei als einer der Schlüssel zur Energieeinsparung. Überall lassen sich so durch mehr Effizienz große Energieeinsparpotenziale mit optimierten Lagerungen heben, hinter denen entsprechendes Entwicklungs- und Fertigungs-Know-how der Schaeffler-Gruppe steckt.

| handling
Weitere Informationen:
http://www.handling.de/xist4c/web/Innovationen--fuer-Energieeffizienz_id_882__dId_412910_.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Ifremer entwickelt autonomes Unterwasserfahrzeug zur Untersuchung der Tiefsee
24.02.2017 | Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland

nachricht Baukasten-System für die Linienfertigung: Die VL-Baureihe von EMAG
21.02.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie