Wälzlagerlösungen für Hochgeschwindigkeitszüge
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- Radsatzlager für Geschwindigkeiten bis 350 km/h
- TAROL-Einheiten für leichte Montage
- Einsatz spezieller Stähle und Fette
- Lager für Motor und Getriebe
Die Schaeffler Gruppe Industrie hat sich in den vergangenen Jahren als zentraler Partner für die Entwicklung von Wälzlager-Lösungen für Hochgeschwindigkeitszüge etabliert. Diese werden in enger Abstimmung mit Herstellern und Betreibern entwickelt, um eine optimale Abstimmung auf die jeweiligen Betriebsumgebungen sicher zu stellen. Bei den Radsatzlagereinheiten ist die Schaeffler Gruppe Industrie Entwicklungspartner und Alleinlieferant für den Velaro RUS sowie für das China Railway Highspeed-Projekt (CRH 3), bei dem die Züge Reisegeschwindigkeiten von bis zu 350 km/h erreichen. Im Prüflauf nach EN 12082 hat die Schaeffler Gruppe die Eignung der Radsatzlager für bis zu 380 km/h abgesichert. Darüber hinaus entwickelt und produziert die Schaeffler Gruppe Gehäuse sowie Lager für Motor- und Getriebeanwendungen.
Herzstück der hochbelastbaren Radsatzlager sind die zweireihigen Lagereinheiten, die als Kegelrollenlager ausgeführt sind. Aufgrund des Hochgeschwindigkeits-Triebzugkonzepts sind die Lagereinheiten auf Belastungen von derzeit 17,7 bis 19 Tonnen ausgelegt. Bei einem Triebzug sind die Antriebskomponenten und Technikmodule unterflur über den ganzen Zug verteilt angeordnet und nicht wie beim Push-Pull-Konzept allein in zwei Lokomotiven jeweils nur vorne und am Ende des Zuges. Angetriebene Wagen und Wagen mit Laufdrehgestellen wechseln sich ab. Die bessere Gewichtsverteilung über den gesamten Triebzug führt daher zu einer relativ moderaten Gewichtsbelastung auf dem einzelnen Radsatz. Aufgrund der hohen Geschwindigkeiten sind die Lager für bis 2.400 Umdrehungen pro Minute ausgelegt.
TAROL-Einheiten erleichtern Montage
Aufgrund der spezifischen Belastungen dominieren im Hochgeschwindigkeitsbereich die Kegelrollenlagereinheiten. Die Schaeffler Gruppe Industrie bietet hier die einbaufertigen und besonders montagefreundlichen FAG-TAROL-Einheiten an. Sie verfügen über eine integrierte Dichtung und sind bereits ab Werk spieleingestellt und befettet. Die Lagereinheiten können in metrischen und zölligen Abmessungen inklusive aller notwendigen Anbauteile und Schrauben zur schnellen und sicheren Montage geliefert werden. Kundenspezifische Einzelteile, Ersatzteile und Gehäuseadapter sind auf Anfrage erhältlich. Für die fachgerechte Montage der Radsatzlager wird das Montagepersonal des Kunden speziell durch Mitarbeiter der Schaeffler Gruppe geschult und ist damit zertifiziert und berechtigt, die Radsatzlager zu montieren.
Die hohen Belastungen und die extremen Umdrehungszahlen erfordern besonderes Augenmerk auf die Materialqualität und richtige Schmierung des Lagers. Die Schaeffler Gruppe hat daher in Kooperation mit Stahlherstellern entsprechende Standards entwickelt, um die Reinheit des verwendeten Stahls zu verbessern. Darüber hinaus werden spezielle Härteverfahren angewendet. Auch eigens entwickelte Beschichtungsverfahren und -arten kommen zum Einsatz. Bei der Auswahl des richtigen Schmiermittels spielen Additive und Viskosität eine entscheidende Rolle. Die Schaeffler Gruppe arbeitet auf diesem Gebiet eng mit Schmiermittelherstellern zusammen. Darüber hinaus ist die richtige Menge des eingesetzten Fettes von Be-deutung. Insbesondere die Verwendung von zu viel Fett würde in Hochgeschwindigkeitsanwendungen zu einem starken und schnellen Temperaturanstieg im Lager führen.
Optimierte Formgebung für Gehäuse senkt Belastung
Neben den Lagereinheiten entwickelt und produziert die Schaeffler Gruppe Industrie auch das Gehäuse als Verbindungsteil zwischen dem Fahrgestellrahmen und dem Radsatz. Es hat die Aufgabe, Kräfte sicher zu übertragen. Seine konstruktive Ge-staltung hängt davon ab, wie die Kräfte in das Gehäuse eingeleitet werden. Die optimierte Formgebung verbessert die Druckverteilung im Wälzlager, so dass die spezifische Belastung sinkt und Spannungsspitzen ausbleiben. Aufwändige Tests sichern die optimale Auslegung ab, die durch FEM-Berechnungen unterstützt wird. Die Finite-Elemente-Methode beschreibt sowohl schwierige Geometrien als auch den komplexen Verlauf des Kraftflusses im Gehäuse realitätsnah. Radsatzlagergehäuse und Adapter sind in Sphäroguss ausgeführt. Die Wälzlagerkomponenten werden gemäß DIN EN 12080 einer Reihe von Prüfungen unterzogen - darunter auch einer Ultraschallprüfung der Innen- und Außenringe - und entsprechen so der höchsten Fehlerfreiheitsklasse "Class 1". Auf speziellen Radsatzlagerprüfständen wird verifiziert, ob die Radsatzlager den Forderungen der DIN EN 12082 entsprechen. Beim Velaro RUS ist das Gehäuse des Radsatzlagers auf die besonderen Temperaturanforderungen ausgelegt und erreicht eine Mindest-Kerbschlagarbeit von 12 Joule auch bei -50 Grad Celsius - ein Wert, der sonst nach Norm nur bis -20 Grad Celsius zu gewährleisten ist.
Lager für Motor und Getriebe
Die meisten Hochgeschwindigkeitszüge sind Triebzüge, die rein elektrisch angetrieben werden. Zum Einsatz kommen zumeist asynchrone Drehstrommotoren die mit einem Frequenzumrichter gesteuert werden. Damit steigt die Gefahr von Stromdurchgang im Wälzlager, was zu erheblichen Beschädigungen in den Laufbahnen führen kann. Die Schaeffler Gruppe Industrie bietet mit der Isolierbeschichtung Insutect ein wirkungsvolles Instrument zur Vermeidung von Stromdurchgangsschäden an Wälzlagern. Fest- und Loslagerung der Motorwelle - zumeist eine Anordnung aus Kugel- und Zylinderrollenlager - werden daher mit einer entsprechenden Isolierschicht am Außenring versehen. Bei den Lagerungen im Getriebe müssen insbesondere die hohen Drehzahlen der Eingangswelle berücksichtigt werden, die bis zu 6.000 Umdrehungen pro Minute erreichen können. Hier werden insbesondere Kugel- und Zylinderrollenlager eingesetzt. Die Abtriebswelle wiederum ist hohen Stoßbelastungen ausgesetzt. Hier setzt die Schaeffler Gruppe zum Beispiel verstärkte Lagerkäfige ein, um Beschädigungen zu vermeiden.
Die Sparte Industrie der Schaeffler Gruppe liefert über eine weltweit marktnahe Or-ganisation und Anwendungsberatung Wälz- und Gleitlagerlösungen, Linear- und Direktantriebstechnologie der Marken INA und FAG für rund 60 verschiedene In-dustriebereiche. Das Portfolio umfasst über 225.000 Produkte und reicht von milli-metergroßen Miniaturlagern z. B. für Dentalbohrer bis zu Großlagern mit einem Au-ßendurchmesser von mehreren Metern, z. B. für Windkraftanlagen.
Die Schaeffler Gruppe zählt mit rund 65.000 Mitarbeitern an weltweit mehr als 180 Standorten zu den weltweit führenden Wälzlagerherstellern und Automobilzulieferern. Im Jahr 2009 erwirtschaftete sie einen Umsatz von rund 7,3 Mrd. Euro.
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Die Sparte Industrie der Schaeffler Gruppe liefert über eine weltweit marktnahe Or-ganisation und Anwendungsberatung Wälz- und Gleitlagerlösungen, Linear- und Direktantriebstechnologie der Marken INA und FAG für rund 60 verschiedene In-dustriebereiche. Das Portfolio umfasst über 225.000 Produkte und reicht von milli-metergroßen Miniaturlagern z. B. für Dentalbohrer bis zu Großlagern mit einem Au-ßendurchmesser von mehreren Metern, z. B. für Windkraftanlagen.
Die Schaeffler Gruppe zählt mit rund 65.000 Mitarbeitern an weltweit mehr als 180 Standorten zu den weltweit führenden Wälzlagerherstellern und Automobilzulieferern. Im Jahr 2009 erwirtschaftete sie einen Umsatz von rund 7,3 Mrd. Euro.
Datum: 01.10.2010 - 15:05 Uhr
Sprache: Deutsch
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