Wälzlager Optimierte Wälzlager verbessern Axialkolbenpumpen und -motoren

Ein wichtiger Schritt bei der Neukonzeption hydraulischer Axialkolbenpumpen und -motoren ist die Wälzlageroptimierung. Sie verringert die Verlustleistung, den Bauraum und das Gewicht der Pumpen in mobilen Arbeitsmaschinen. Aufgabenschwerpunkt ist dabei die Reibungsminimierung der Lager.

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Im Rahmen der Neukonzeption von Axialkolbenpumpen und -motoren der Baureihe H1 des Hydraulikspezialisten Sauer-Danfoss hat die Schaeffler Gruppe Industrie zahlreiche Lagerstellen optimiert. Seit Kurzem werden die Lager eingebaut. Das Ergebnis: Der Gesamtwirkungsgrad der Pumpen und Motoren wurde jeweils um rund 2% gesteigert. Die Systeme arbeiten damit wesentlich energieeffizienter als zuvor (Bilder 1 und 2 – siehe Bildergalerie).

Optimierte Wälzlager sparen viel Energie

Ausgestattet mit einer optimierten Hydraulikpumpe und zwei Hydraulikmotoren dieser Baureihe, spart ein Radlader mit einer Antriebsleistung von 140 kW in der Summe rund 9 kW ein. Hochgerechnet auf 1000 Radlader bei 8 h Betriebsdauer am Tag resultiert daraus ein jährliches Einsparpotenzial von 26000 MWh.

Dies entspricht einem durchschnittlichen Energieverbrauch von mehr als 6500 Drei-Personen-Haushalten im Jahr. Umgerechnet auf Energiekosten ergibt sich eine Kosteneinsparung von etwa 5 Mio. Euro (bei 0,21 Euro pro Kilowattstunde) und auf CO2-Emissionen eine Reduzierung um etwa 16000 t. Dies wiederum entspricht der jährlichen Emission von 4200 Autos der Golf-Klasse bei einer Jahresfahrleistung von je 25000 km.

Immer strengere Emissionsvorgaben und steigende Energiepreise verlangen nach energieeffizienten Arbeitsmaschinen, die optimal die Leistung von Dieselmotoren ausnutzen und damit den Kraftstoffverbrauch senken. In den Non-Road-Anwendungen sind diverse hydraulischen Aggregate für die Kraftübertragung zuständig. Verstellbare Axialkolbenpumpen und -motoren sind speziell für den Einsatz von elektrischen Maschinensteuerungen ausgelegt.

Verlustleistung, Bauraum und Gewicht durch Wälzlager-Optimierung reduziert

Bei der Neukonzeption der Baureihe H1 standen außer der Elektrohydraulik insbesondere die Basiskomponenten der Hydraulikpumpen und -motoren im Fokus der Optimierungen. Die Lagerstellen wurden „durchleuchtet“, nach Verbesserungspotenzial wurde gesucht. Dabei zeigte es sich, dass reibungsoptimierte Wälzlager einen ganz erheblichen Einfluss auf die Verringerung von Verlustleistung, Bauraum und Gewicht haben können.

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