Beschreibung
Eine der wesentlichen Herausforderungen moderner Antriebssysteme, wie in der Elektro¬mobilität, ist es, Lagerverluste zu reduzieren. Hierzu zählt die Reduzierung der Reibungsverluste im Wälzlager. Reibung entsteht an Wälzkontakten, also zwischen Wälzkörpern und Lagerringen. Ebenso gibt es Gleitkontakte wie beispielsweise den Kontakt zwischen den Wälzkörpern und dem Käfig. Reibung entsteht jedoch auch unabhängig von Kontakten wie bei der Verdrängung und der Scherung des Schmierstoffs. Bei der Fettschmierung kommt es auf diese Weise zu der Walkarbeit. Diese Reibungsverluste lassen sich beispielsweise durch das Reibmoment quantifizieren. Im rotierenden Wälzlager wird das Reibmoment mit der Drehzahl zu einer Reibleistung verrechnet. Steigt die Drehzahl, steigt auch die Reibleistung und das führt zu einem Temperaturanstieg. Eine hohe Temperatur hat wiederum Auswirkungen auf die Gebrauchsdauer der Fett¬schmierung. Zudem kann die Wärme aus Lagerverlusten bei den fettgeschmierten Systemen nicht so gut abgeleitet werden wie bei der Ölschmierung. Bei Anwendungen mit hohen Drehzahlen ist der Bedarf besonders groß, das System zu verstehen, um es optimieren zu können.
Praxisübliche Methoden zur Reibmomentberechnung basieren auf Katalogverfahren von Wälzlagerherstellern. In bestimmten Konfigurationen können diese Verfahren jedoch zu einer Unterschätzung des Reibmoments führen. Das ist auch von fettgeschmierten Wälzlagern bekannt. Eine besondere Stellung nehmen hierbei die Walkverluste ein. Bei Ölschmierung sind die sogenannten Planschverluste hinreichend bekannt. Für fettge¬schmierte Wälzlager gibt es aktuell keine Möglichkeit, Walkverluste zu berechnen. Diese steht im Fokus dieser Arbeit und wird sowohl durch Bauteilversucheals auch durch die 3D-CFD-Simulation betrachtet.
