Welt der Fertigung
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Getriebekugellager mit extrem langer Lebensdauer

Kompakter, leichter und reibungsärmer

NSK hat ein Getriebekugellager mit extrem langer Lebensdauer entwickelt. Die neuen EBR-Wälzlager leisten einen Beitrag dazu, Kfz-Getriebe kompakter und leichter zu gestalten und so für eine erhöhte Kraftstoffeffizienz zu sorgen.


Der Bedarf an kompakten, leichten und effizienteren Getrieben für Kraftfahrzeuge ist in den letzten Jahren stark gestiegen. Wesentliche Treiber für diese Entwicklung sind die immer strengeren Verordnungen zum Emissionsausstoß und der Wunsch der Autokäufer nach Fahrzeugen, die wenig Kraftstoff verbrauchen. Gleichzeitig sind die Getriebelager – beispielsweise durch die Verwendung niedrigviskoser Öle – immer schwierigeren Schmierungsbedingungen ausgesetzt. Auch unter diesen Bedingungen dürfen sie keine Schadensbilder wie Abplatzen der Laufbahnoberfläche („Surface Flaking“) entwickeln.

Im Rahmen der Forschung auf dem Gebiet der Werkstofftechnik hat NSK die Mechanismen, die zum Surface Flaking führen, einer gründlichen Analyse unterzogen. Dabei wurde festgestellt, dass sich durch die Verstärkung der Wälzkörper eine noch längere Lagerlebensdauer erreichen lässt. Zumeist werden die Abplatzungen durch Abriebpartikel von gehärtetem Stahl im Getriebeöl hervorgerufen. Wenn diese Partikel zwischen Kugel und Laufbahn eingeklemmt werden, können sie Eindrücke in der Laufbahnoberfläche verursachen.

Bisher ging man davon aus, dass Surface Flaking auf die Spannungskonzentration an den Rändern der Eindrücke zurückzuführen sind, die zuerst Risse und dann schließlich Abplatzen bewirkt. Die neu entwickelte Theorie berücksichtigt darüber hinaus die Tangentialkraft, die auf die Ränder der Eindrücke wirkt und durch die erhöhte Oberflächenrauhigkeit der Kugeln verursacht wird. Wenn verhindert werden kann, dass sich die Oberflächenbeschaffenheit des Wälzkörpers verschlechtert, lässt sich die Lagergebrauchsdauer verlängern.

Aus dieser Erkenntnis heraus ist das neue, von NSK entwickelte EBR-Lager (die Abkürzung steht für „Enhanced Bearing by Rolling Element“; durch Wälzkörper optimiertes Lager) mit Wälzelementen in verstärkter Ausführung ausgestattet (EBR-Kugeln). Die Verstärkung wird durch eine Schicht winziger, harter Siliziumnitrid-Partikel in Kombination mit einem speziellen Karbonitrierungsverfahren zur Wärmebehandlung erreicht.

In Verbindung mit herkömmlich gefertigten Innen- und Außenringen lässt sich bei dem neu entwickelten EBR-Lager eine mindestens zwei- bis dreimal längere Lebensdauer erzielen. Wird das Lager mit Ringen kombiniert, die der Long-Life- Wärmebehandlungstechnologie von NSK unterzogen wurden, ist die erwartete Lebensdauer mehr als zehnmal so hoch wie die eines herkömmlichen Lagers. Eine derart verlängerte Lebenserwartung macht ein Downsizing von Lagern möglich, wodurch eine Gewichtsreduzierung von bis zu 50 Prozent und demzufolge eine Reibmomentreduzierung von 12 Prozent erreicht wird.

Die für dieses Produkt verwendeten Materialien basieren auf einer Technologie, die im Forschungszentrum von NSK entwickelt wurde. Auf der Basis der in mehr als 90 Jahren ständig weiterentwickelten vier Kerntechnologien – Tribologie, Werkstofftechnik, Analysetechnologie und Mechatronik – wird NSK weiterhin Produkte entwickeln, die sich durch geringe Reibung auszeichnen und zu einer kompakteren und leichteren Bauweise von Fahrzeugen beitragen, um so eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs zu ermöglichen.

 

Mehr Informationen zu NSK:

Kontakt  Herstellerinfo 
NSK Deutschland GmbH
Harkortstraße 15
40880 Ratingen
Tel. 02102/ 481-0
www.nskeurope.de
 

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