Forschungsprojekt Lebensdauer von Wälzlagern verlängern

Eine ressourcenschonende Herstellung und die Steigerung der Lebensdauer von Wälzlagern um 250 % ist das Ziel eines Forschungsprojekts an der Leibniz Universität Hannover. Dafür sollen reibungsrelevante Flächen der Wälzlagerringe bei der Produktion nicht geschliffen und gehont, sondern durch Hartdrehwalzen bearbeitet werden.

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Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover

Wissenschaftler der Institute für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) und für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT) der Leibniz Universität Hannover forschen an der Ressourceneffizienz von Wälzlagern. Da Ziel ist eine Produktivitätssteigerung bei der Fertigung sowie eine Erhöhung der Lebensdauer von Wälzlagern um 250 %.

„Wenn die Lebensdauer eines Lagers nun zweieinhalbmal so lang ist wie bisher, kann man pro einer Million eingesetzter Wälzlager etwa 77 t Stahl einsparen“, erklärt Oliver Maiß, wissenschaftlicher Mitarbeiter am IFW, die Relevanz. Etwa die gleiche Menge CO₂ würde weniger erzeugt.

Neues Fertigungsverfahren

Die Lebensdauersteigerung ist nicht alles: Ein neues Fertigungsverfahren bringt einen weiteren Ressourcenvorteil. Die für die Reibung relevanten Flächen der Wälzlagerringe werden nicht geschliffen und gehont. Durch das sogenannte Hartdrehwalzen wird eine besondere lebensdauererhöhende Oberflächenqualität erzielt. Dabei werden in einem kombinierten Prozess die gedrehten Flächen gleich gewalzt.

„Durch das Walzen wird das Gefüge so stark verdichtet, dass hohe Druckeigenspannungen auftreten, die die Lebensdauer erhöhen. Gleichzeitig kann auch die Oberflächentopografie gut eingestellt werden“, erklärt Maiß. Trotz deutlich höherem Vorschub liesse sich die Oberflächenrauheit und damit der Rollwiderstand reduzieren. Der Forscher präzisiert: „Wenn die Produktivitätssteigerung bei 300 % liegt, ist die Oberflächenqualität noch immer um 20 % besser als beim Hartdrehen ohne Walzen.“

Teil eines Forschungsprojekts

Das Forschungsprojekt gehört zu einem größeren Vorhaben, dem Schwerpunktprogramm „Ressourceneffiziente Konstruktionselemente“, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird und noch bis Ende 2017 läuft. Am IMKT berechnen Professor Gerhard Poll und seine Mitarbeiter mit einem eigenen Lebensdauermodell die Oberflächenanforderungen, legen die Wälzlager aus und definieren für das IFW schließlich auch die Anforderungen an die Fertigung.

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