Lebensdauereinfluss von Käfigverschleiß bei Transfer- schmierung von feststoffgeschmierten Wälzlagern

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernd Sauer
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 335747258

Typischerweise bestehen Wälzlager aus jeweils einem Innen- und Außenring, einem Satz von Wälzkörpern sowie einem Käfig der die Wälzkörper auf Abstand hält. Aus verschiedenen Gründen kann es vorkommen, dass die Taschen eines Käfigs unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Dies hat, wie erste Untersuchungen an feststoffgeschmierten Wälzlagern zeigen, einen deutlichen Einfluss auf den Reibenergieumsatz des Wälzkörper-Käfig-Kontakts, und damit auf die gesamte Verlustleistung des Wälzlagers, sowie gemäß der Literatur Auswirkungen auf die Käfigdynamik. Mit diesem Vorhaben sollen, orientierend an den im Betrieb gewollt verschleißenden Käfigtaschen feststoffgeschmierter Wälzlager, Systeme mit sich innerhalb eines Käfigs unterscheidenden Taschengeometrie hinsichtlich des individuellen Reibenergieumsatzes je Tasche sowie der Käfigdynamik in Summe untersucht werden. Neben seiner Aufgabe, die Wälzkörper über den Lagerumfang verteilt zu halten, dient der Käfig bei den feststoffgeschmierten Lagern zusätzlich als Schmierstofflieferant. Diese zweite Funktion beeinflusst wesentlich die Lebensdauer des Lagers, da über den Schmierstofftransport aus der Tasche in den Wälzkontakt die Lebensdauer signifikant verlängert werden kann. So ist denkbar, dass eine Vergleichmäßigung des Taschenverschleißes auf einem minimal für die Nachschmierung benötigten Niveau zu einer sehr deutlichen Lebens- und Nutzungdauersteigerung führt.Zunächst werden Tribometerversuche durchgeführt, um Reibbeiwerte sowie Verschleißinformationen über die eingesetzten Materialien zu erhalten und damit das im Weiteren verwendete Simulationsmodell zu unterbauen. Die Nutzung von Simulationsmodellen erlaubt zum einen hochaufgelöste Einblicke in einzelne Kontakte, zum anderen können so eine Vielzahl von Parametern untersucht werden. Parallel zu den simulativen Untersuchungen werden Prüfstandversuche am Realbauteil durchgeführt, um die Grundlagen für die Erstellung des Simulationsmodells und eine experimentelle Validierung der Simulationen zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen