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NSK: Neues Getriebekugellager ist leichter, reibungsärmer und hält länger

NSK hat ein Getriebekugellager mit einer bis zu zehn Mal höheren Lebensdauer für kompaktere und leichtere Kfz-Getriebe entwickelt. Dabei sah sich der Lagerexperte vor der Herausforderung, ein möglichst reibungsarmes Lager zu konstruieren, das - beispielsweise durch die Verwendung niedrigviskoser Öle - schwierigen Schmierungsbedingungen ausgesetzt ist. Auch unter diesen Bedingungen dürfen sich keine Schadensbilder wie Abplatzen der Laufbahnoberfläche ("Surface Flaking") entwickeln.

Im Rahmen der Forschung auf dem Gebiet der Werkstofftechnik haben die NSK-Wissenschaftler die Mechanismen, die zum Surface Flaking führen, einer gründlichen Analyse unterzogen. Dabei haben sie festgestellt, dass sich durch die Verstärkung der Wälzkörper eine noch längere Lagerlebensdauer erreichen lasse, da die Abplatzungen zumeist durch Abriebpartikel von gehärtetem Stahl im Getriebeöl hervorgerufen werden. Wenn diese Partikel zwischen Kugel und Laufbahn eingeklemmt werden, können sie Eindrücke in der Laufbahnoberfläche verursachen.

Bisher wurde auch bei NSK davon ausgegangen, dass Surface Flaking auf die Spannungskonzentration an den Rändern der Eindrücke zurückzuführen ist, die zuerst Risse und dann schließlich Abplatzen bewirkt. Die neu entwickelte Theorie berücksichtigt darüber hinaus die Tangentialkraft, die auf die Ränder der Eindrücke wirkt und durch die eine erhöhte Oberflächenrauhigkeit der Kugeln verursacht wird. Wenn verhindert werden kann, dass sich die Oberflächenbeschaffenheit des Wälzkörpers verschlechtert, lasse sich die Lagergebrauchsdauer verlängern, so das Ergebnis der Forscher.

Aus dieser Erkenntnis heraus hat NSK das neue EBR-Lager (Enhanced Bearing by Rolling Element umschreibt durch Wälzkörper optimiertes Lager) mit Wälzelementen in verstärkter Ausführung ausgestattet (EBR-Kugeln). Die Verstärkung wird durch eine Schicht winziger, harter Siliziumnitrid-Partikel in Kombination mit einem speziellen Karbonitrierungsverfahren zur Wärmebehandlung erreicht.

In Verbindung mit herkömmlich gefertigten Innen- und Außenringen lässt sich so nach Angaben des Lagerspezialisten bei dem neu entwickelten EBR-Lager eine mindestens zwei bis drei Mal längere Lebensdauer erzielen. Wird das Lager mit Ringen kombiniert, die der Long-Life-Wärmebehandlungstechnologie von NSK unterzogen wurden, soll die erwartete Lebensdauer mehr als zehnmal so hoch sein wie die eines herkömmlichen Lagers. Eine derart verlängerte Lebenserwartung macht ein Downsizing von Lagern möglich, wodurch eine Gewichtsreduzierung von bis zu 50 Prozent und demzufolge eine Reibmomentreduzierung von zwölf Prozent erreicht werden würde. Metadaten anzeigen: Autor verbergen | Schlagworte