| Titel | Konzept zur Käfigoptimierung feststoffgeschmierter Rillenkugellager |
| Autor | M. Marquart, M. Wohlgemuth, B. Sauer |
| Infos zum Autor | TU Kaiserslautern Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik (MEGT) Lehrstuhlinhaber: Prof. Dr.-Ing. B. Sauer Dipl.-Ing. M. Wohlgemuth, wohlgemuth@mv.uni-kl.de, Tel.: 0631-205 2571 Dipl.-Ing. M. Marquart, Marquart@mv.uni-kl.de, Tel.: 0631-205 2175 Gottlieb-Daimler-Straße Gebäude 42-375 67663 Kaiserslautern |
| Inhalt | Zusammenfassung Aus dem Stand der Technik und eigenen Vorarbeiten hat sich gezeigt, dass die Lebensdauer feststoffgeschmierter Rillenkugellager von der Käfiggeometrie und vom Käfigwerkstoff beeinflusst wird. Hierbei ist die Auswirkung des Käfigwerkstoffes dahingehend bekannt, dass die Dotierung des Kunststoffkäfigs mit Festschmierstoff eine wesentliche Lebensdauerverlängerung bewirken kann. Dagegen ist jedoch der Einfluss der Käfiggeometrie in diesem Zusammenhang noch nicht systematisch untersucht worden. Hier haben Vorarbeiten ergeben, dass durch eine Optimierung der Käfiggeometrie die Lebensdauer der feststoffgeschmierten Lager positiv beeinflusst werden kann. Auf Basis dieses Kenntnisstandes ist ein DFG Projekt formuliert und beantragt worden, dass zwischenzeitlich bewilligt wurde. Innerhalb des geplanten Projektes wird die Mehrkörpersimulationen zur Bestimmung der inneren Kräfte im Kugel Käfig Kontakt eingesetzt werden. Auf Basis der am Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik der TU Kaiserslautern entwickelten Dynamikmodelle von Wälzlagern soll erforscht werden, wie durch eine veränderte Käfiggeometrie die Reibenergie positiv beeinflusst werden kann. Die hieraus gewonnenen Erkenntnisse sollen mit Hilfe von Stichprobenversuchen an einem Vier-Lager-Prüfstand unter hoher Temperatur und Vakuum überprüft werden. Bei diesen Versuchen werden die Wälzlager Laufbahnen mit MoS2 beschichtet, während die Käfige aus Sintimid M30 individuell hergestellt werden. Bei Sintimid M30 ist 30% MoS2 zum Nachschmieren des Lagers in dem Werkstoff eingelagert. Als Ergebnis des von der DFG geförderten Vorhabens soll eine hinsichtlich Verschleiß und somit auch Lebensdauer optimierte Käfiggeometrie erarbeitet werden. Hierzu sollen im Wesentlichen die Taschenform (zylindrisch oder als Sonderbauform) und der Taschenradius untersucht werden. Bei diesen Käfigtaschen soll sich dann ein möglichst gleichmäßiger Verschleiß über einen langen Lebensdauerzeitraum einstellen, welcher bei den aktuellen ″Standardkäfigen″ nicht beobachtet werden kann. So nehmen bisher der Käfigverschleiß und damit auch der Nachschmiereffekt mit fortschreitender Lebensdauer deutlich ab. Abstract Solid lubricated MoS2 roller bearings are used in environments with high temperatures, in vacuum and in surroundings with a high hygienic standard. It is known that the cage materials as well as the geometry of the cage have a significant influence on the lifetime of the solid lubricated roller bearing, especially when the cage is supplemented with solid lubrication. While the influence of the material was investigated thoroughly, the exact influence of the geometry is rather unknown. Therefore a project publicly funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) was initiated to study the impact of different cage geometries and to develop new cages for expanding the lifetime of the roller bearing itself. To do so, the Institute for Machine Elements, Gears and Transmissions at the University of Kaiserslautern uses its multibodysimulation-tools for roller bearings to analyse the dynamics of the bearing components and to further improve the cage design. The designs that appear most appropriate will be manufactured and tested in a lifetime test with high temperature and under vacuum. |
| Datum | 2010 |
