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Forschung

Wälzlagertechnik

 

Wälzlagertechnik am KTmfk

Das Maschinenelement Wälzlager stellt eine Basiserfindung dar, ohne die unser gesamter, technisch geprägter Alltag nicht vorstellbar wäre. Die Bedeutung des Wälzlagers in der Mechanik ist vergleichbar mit der des Transistors in der Elektronik. Wälzlager übernehmen Trag- und Führungsfunktionen in Maschinen, Geräten und Fahrzeugen aller Art. Meist unerkannt, erfüllen sie ihre Funktion zuverlässig und energieeffizient.

Seit Gründung des Lehrstuhls und damit seit rund 30 Jahren trägt der KTmfk zum technisch-wissenschaftlichen Fortschritt in der Wälzlagertechnik bei. Hierbei werden sowohl das Maschinenelement an sich als auch dessen Wechselwirkungen mit der Umgebung untersucht. Die Forschungsarbeiten sind durch eine enge Verzahnung von Gestaltung, Berechnung und Versuch gekennzeichnet.

Kooperation Forschung und Industrie

Angesiedelt im Herz der europäischen Wälzlagerindustrie gelingt dem KTmfk durch die enge Zusammenarbeit mit Unternehmen aus dem industriellen Umfeld sowie Forschungsvereinigungen eine erfolgreiche Verknüpfung zwischen Wissenschaft und Praxis. Damit sind stets ein Erkenntniszuwachs und die Identifikation neuer Forschungsaspekte verbunden.

Schwerpunkt in der Ingenieurausbildung

Im Masterstudium werden zentrale Aspekte der Wälzlagertechnik in Form der beiden Lehrveranstaltungen „Wälzlagertechnik“ sowie „Tribologie und Oberflächentechnik“ vertieft vermittelt.

Simulation

Zielsetzung der auf Simulationen beruhenden Forschungsarbeiten ist ein besseres, mechanismen-basiertes Verständnis des komplexen Systems Wälzlager, beispielsweise im Hinblick auf dessen Dynamik oder Reibungsverhalten. Hierbei kommen von der Mikro- bis zur Makroebene verschiedene Simulationsansätze zum Tragen.

So werden etwa auf der Mikroebene einzelne Kontakte mithilfe erweiterter FE-Simulationen hinsichtlich der Schmierbedingungen im EHD-Kontakt untersucht. Auf diese Weise lässt sich ein Beitrag zur beanspruchungsgerechten Auslegung von Mikrostrukturen für Wälz/Gleit-Kontakte leisten.

Auf der Makroebene liefern speziell für Wälzlager angepasste Mehrkörpersimulationen einen Einblick in die Dynamik der Wälzlagerkomponenten. Sie erlauben zum Beispiel die Untersuchung des Verhaltens von Wälzlagerungen unter hohen Zentripetalbeschleunigungen oder bei nachgiebigen Umgebungskonstruktionen.
Waelzlager1

Versuch

Simulationen müssen immer durch Experimente validiert werden. Ferner können bei Wälzlagerungen viele Effekte noch nicht hinreichend genau theoretisch beschrieben werden. Versuche sind daher in der Wälzlagertechnik unabdingbar.

Zur experimentellen Forschung am KTmfk gehört die Entwicklung innovativer und anspruchsvoller Prüfstände. Beginnend mit ersten Skizzen entstehen unter Nutzung modernster CAD- und FEM-Werkzeuge neu- und einzigartige Prüfstandskonstruktionen. Die Herstellung und Inbetriebnahme dieser Prüfstände erfolgt in enger Zusammenarbeit mit den universitätseigenen Werkstätten. Anschließend werden sie in den Laboren des KTmfk intensiv für experimentelle Forschungsarbeiten genutzt.

Waelzlager2

Derzeitige experimentelle Arbeiten befassen sich mit der Reibung in Wälzlagern, dem Verhalten von Wälzlagern unter Zentripetalbeschleunigung oder bei Beaufschlagung mit Schwingungen. Zudem werden neuartige Schmierungs- und Oberflächenkonzepte untersucht.

Diese Informationen können Sie hier kompakt in einem Flyer herunterladen.