Öfter und genauer simulieren

Doch nicht immer reichen die Erfahrungswerte aus realen Einsatzbedingungen aus. Deshalb kommt bei den Wälz- und Gleitlagerherstellern auch eine weitere Technologie verstärkt zum Einsatz, die Simulation. Im Maschinenbau gibt es hier gerade durch die immer höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit von Daten viele Möglichkeiten, um die Ergebnisse noch weiter zu verbessern. Durch die Simulation kann präziser vorhergesagt werden, wie lange die Lager im ausgewählten Anwendungsfall durchhalten. Außerdem können so frühzeitig kritische Punkte in der Konstruktion verändert werden, sodass schon in der Entwicklungsphase festgelegt werden kann, wie das Lager später optimal laufen kann.

Auch die Schmierung spielt da eine wichtige Rolle und kann mit verschiedenen Parametern simuliert werden. Bei Findling wird die Simulation deshalb zu einem wichtigen und guten Werkzeug, um Projektpartner besser beraten zu können. Auch bei NSK ist die Simulation ein immer wichtigerer Bestandteil der Produktentwicklung. Ralf Petersen dazu: „Die Simulation in unserer Forschung und Entwicklung trägt dazu bei, die Entwicklungszeiten zu verkürzen und das Upscaling bei neuen Baureihen zu beschleunigen.“

Zugleich ist der Trend hin zum Test in oftmals großdimensionierten Prüfständen bei den Herstellern von Lagerlösungen ungebrochen. Relevant sind die Erkenntnisse beispielsweise für die Anlagenbauer der Windkraftanlagen. Denn auf die Wälzlager im Gondelkopf wirken mitunter enorme Kräfte, die sich ständig verändern. Zugleich ist die Wartung der Anlagen naturgemäß erschwert. Grund dafür kann der Standort auf See sein, aber auch die schiere Nabenhöhe, die mittlerweile oftmals über 200 Meter über dem Erdboden liegt.

„Die Gebrauchsdauer des jeweiligen Lagers in seiner individuellen Anwendung kann man mit Simulation recht präzise prognostizieren“, sagte der Vorsitzende der Geschäftsführung bei SKF, Martin Johannsmann anlässlich der Einweihung eines neuen Großlagerprüfstandes Mitte 2017. „Aber Lager mit besonders großen Dimensionen bergen nach wie vor ein paar Geheimnisse.“ Diese will das Unternehmen mit einem neuen Großlagerprüfstand genauer erforschen. Denn so sollen unter realen Bedingungen die Auswirkungen variabler Belastungen auf Wälzlager für Windkraftanlagen untersucht werden können. Und auch der Mitbewerber Schaeffler arbeitet in unmittelbarer Nachbarschaft daran, mithilfe eines Prüfstands bessere Lagerlösungen zu finden. Auf dem Großlagerprüfstand Astraios tüftelt man an besseren Rotorlagerungen für Windkraftanlagen der Megawatt-Klasse.

Doch nicht nur in der Simulation und bei der Vernetzung bewegt sich die Branche immer an der Spitze der aktuellen Entwicklungen. Auch in der Materialauswahl experimentieren die Hersteller mit neuen Lösungen durch Keramik, Leichtbaumaterialen und verbesserte Stahllegierungen. „Im Fokus stehen hier neue Stahllegierungen für definierte Anforderungen, Anwendungen und Schadensbilder“, sagt NSK-Manager Ralf Petersen.

Auch die anderen Hersteller sehen hier Weiterentwicklungsmöglichkeiten. Schaeffler-Vorstand Stefan Spindler meint dazu: „Gerade bei Anwendungen unter sehr schwierigen Einsatzbedingungen lässt sich mit speziellen Werkstoffen die Gebrauchsdauer von Wälzlagern deutlich verlängern oder die Belastung sogar erhöhen.“ In der Fertigung werden neue Verfahren wie die additive Fertigung zwar beobachtet, noch spielt die Technik jedoch wohl keine große Rolle. Verbesserungen versprechen sich die Hersteller aber bei den Beschichtungssystemen und bei den Wärmebehandlungsprozessen. Durch bessere Schmiedeverfahren soll hier außerdem die spätere Bearbeitung für präzise Lager ermöglicht werden.