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Wälzlager: kleines Bauteil, riesiges Sparpotenzial (Presseinfo 12. Dezember 2016)

Bild: IFW

Enorme Produktivitätssteigerungen bei der Fertigung und eine Erhöhung der Wälzlager-Lebensdauer um 250 Prozent: Das ist das Ergebnis eines Forschungsprojekts zur Ressourceneffizienz, an dem das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) maßgeblich beteiligt ist.

„Viele Millionen Wälzlager werden weltweit jährlich eingesetzt – fast immer, wenn sich irgendwo etwas drehen soll“, skizziert Oliver Maiß die Dimension seiner Forschungsergebnisse. „Wenn die Lebensdauer eines Lagers nun zweieinhalbmal so lang ist wie bisher, kann man pro einer Million eingesetzter Wälzlager etwa 77 Tonnen Stahl einsparen“. Etwa die gleiche Menge CO2 würde weniger erzeugt. Maiß ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) am Produktionstechnischen Zentrum Hannover, und das Ziel seines Projekts ist es, Wälzlager so herzustellen, dass sie in der Herstellung und Nutzung möglichst wenig Ressourcen brauchen.

Die Lebensdauersteigerung ist deshalb nicht alles: Sie geht Hand in Hand mit einer zweiten Verbesserung. Das neue Fertigungsverfahren, das Maiß für die Produktion dieser Wälzlager optimiert hat, bietet einen zweiten Ressourcenvorteil. Die für die Reibung relevanten Flächen der Wälzlagerringe werden bei Maiß nämlich nicht geschliffen und gehont. Vielmehr erzielt er die besondere, lebensdauererhöhende Oberflächenqualität durch das so genannte Hartdrehwalzen, bei dem in einem kombinierten Prozess die gedrehten Flächen gleich gewalzt werden. „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.“ Mit anderen Worten: Trotz deutlich höherem Vorschub lässt sich die Oberflächenrauheit und damit der Rollwiderstand reduzieren. „Wenn die Produktivitätssteigerung bei 300 Prozent liegt, ist die Oberflächenqualität noch immer um 20 Prozent besser als beim Hartdrehen ohne Walzen“, präzisiert Maiß.

Das Forschungsprojekt, das gemeinsam vom Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen und vom Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT) bearbeitet wird, 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.

Erste Transferprojekte mit Industriepartnern sind bereits geplant. Professor Berend Denkena, Institutsleiter des IFW, begrüßt die Ergebnisse und auch den schnellen Transfer in die Unternehmen: „Gerade wenn wir mit unserer Forschung dazu beitragen können, real und in relevantem Maße Ressourcen zu sparen, ist es uns ein großes Anliegen, die Ergebnisse schnell umgesetzt zu sehen. Weitere Forschungs- und Anwendungspartner aus der Industrie sind daher sehr willkommen.“

Hinweis an die Redaktion:
Für weitere Informationen steht Ihnen Dipl.-Ing. Oliver Maiß vom Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen unter Telefon +49 511 762 5389 oder per E-Mail unter maiss@ifw.uni-hannover.de zur Verfügung.