Neues Wälzlagerkonzept Effizienter in Produktion und Betrieb

Autor / Redakteur: Thomas M. Wolf / Stefanie Michel

Wälzlager für Fahrzeuggetriebe sollen zahlreichen Anforderungen gerecht werden – zum Teil widersprüchlichen. Doch es gibt neue Konstruktionsansätze, mit denen sich solche Herausforderungen meistern lassen. Sie zeigen, dass ein energieeffizienter Betrieb ebenso möglich ist wie eine einfachere Montage.

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Geringere Ressourcenverschwendung in punkto Produktion und Verbrauch: ein Getriebelager-Konzept auf Basis eines Los- und Festlager-Ansatzes von SKF.
Geringere Ressourcenverschwendung in punkto Produktion und Verbrauch: ein Getriebelager-Konzept auf Basis eines Los- und Festlager-Ansatzes von SKF.
(Bild: SKF)

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.

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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. Von Nachteil ist jedoch, dass die Lageranstellung mit Vorspannung aufwendig 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 3 g 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. Doch die vergleichsweise geringe axiale Steifigkeit des Rillenkugellagers lässt sich durch eine veränderte Einbauweise dieser Lager ins Getriebe kompensieren.

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