NSK, Motion & Control
Automotive - Neuigkeiten
20.12.2011
Kugellager mit extrem langer Lebensdauer
NSK hat ein Kugellager mit extrem langer Lebensdauer entwickelt, das dazu beiträgt, Kfz-Getriebe kompakter und leichter zu gestalten und so für eine erhöhte Kraftstoffeffizienz zu sorgen.
Hintergrund der Entwicklung
Der Bedarf an kompakten, leichten und effizienteren Getrieben für Kraftfahrzeuge ist in den letzten Jahren aufgrund der immer strengeren Verordnungen zum Emissionsausstoß gestiegen.
Gleichzeitig sind Getriebelager – beispielsweise durch die Verwendung niedrigviskoser Öle – immer schwierigeren Schmierungsbedingungen ausgesetzt und sollen unter anderem kein Abplatzen der Laufbahnoberfläche oder „Surface Flaking“ zeigen.
Im Rahmen der fortwährenden Forschung auf dem Gebiet der Werkstofftechnik hat NSK die Mechanismen, die zum Surface-Flaking führen, einer gründlichen Analyse unterzogen. Dabei wurde festgestellt, dass sich eine noch längere Lagerlebensdauer durch die Verstärkung der Wälzkörper erreichen lässt.
Abriebpartikel von gehärtetem Stahl sind im Getriebeöl nichts Ungewöhnliches. Wenn diese Partikel zwischen Kugel und Laufbahn eingeklemmt werden, können sie Eindrücke in der Laufbahnoberfläche verursachen. Bisher ging man davon aus, dass Surface Flaking auf die Spannungskonzentration an den Rändern der Eindrücke zurückzuführen sind, 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 erhöhte Oberflächenrauhigkeit der Kugeln verursacht wird. Wenn verhindert werden kann, dass sich die Oberflächenbeschaffenheit des Wälzkörpers verschlechtert, lässt sich die Lagergebrauchsdauer verlängern.
Produktmerkmale
Das neue von NSK entwickelte Lager verfügt über Wälzelemente (Kugeln) in verstärkter Ausführung. 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 bei dem neu entwickelten Lager auf diese Weise eine mindestens zwei- bis dreimal längere Lebensdauer erzielen. Wird das Lager mit Ringen kombiniert, die mit der Long-Life-Wärmebehandlungstechnologie von NSK (UR, HTF) behandelt wurden, so ist die erwartete Lebensdauer mehr als zehnmal so hoch wie die eines herkömmlichen Lagers.
Eine derart verlängerte Lebenserwartung macht ein Downsizing von Lagern möglich, wodurch eine Gewichtsreduzierung von bis zu 50 % und demzufolge eine Reibmomentreduzierung von 12 % erreicht werden.
Die für dieses Produkt verwendeten Materialien basieren auf einer Technologie, die im Forschungszentrum von NSK entwickelt wurde. Mithilfe seiner in mehr als 90 Jahren ständig weiterentwickelten vier Kerntechnologien – Tribologie, Werkstofftechnik, Analysetechnologie und Mechatronik – wird NSK weiterhin Produkte entwickeln, die sich durch geringe Reibung auszeichnen und zu einer kompakteren und leichteren Bauweise von Fahrzeugen beitragen, um so eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs zu ermöglichen.