Spezifikation von Wälzlagern | Findling Wälzlager

Spezifikation von Wälzlagern

Pro Segelflugzeugflügel werden insgesamt 68 Wälzlager unterschiedlicher Typen verbaut, die jeweils eine wichtige Steuerungsfunktion übernehmen.

Die jungen Forscher der Akademischen Fliegergruppe (Akaflieg) am Karlsruher Institut für Technologie e.V. (KIT) arbeiten seit 2014 an der Prototypen-Entwicklung des neuen Segelflugzeugs AK-X – ein sogenannter „Nurflügel“. 2017 begann die Zusammenarbeit mit Findling Wälzlager: Der Karlsruher Wälzlagerspezialist unterstützt das ambitionierte Vorhaben nicht nur mit geeigneten Produkten, sondern auch mit Profi-Wissen. So konnten die erfahrenen Anwendungsberater von Findling bei der technischen Dimensionierung der Lagerungen helfen.
 
„Ich war von der Idee begeistert! Wir können junge Talente unterstützen, die an meiner Ausbildungs- und Heimatuniversität studieren. Ich habe dort eine erstklassige Ausbildung genossen und kann nun etwas zurückgeben“, erzählt Klaus Findling, Geschäftsführer der Findling Wälzlager GmbH und als Wirtschaftsingenieur Absolvent des KIT. „Wenn das Flugzeug das erste Mal abheben wird, hoffe ich dabei sein zu können.“ Die Akaflieg ist eine Gruppe von Karlsruher Studierenden, die Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Bereich der Luft- und Raumfahrt leistet. Ihr aktuelles Projekt ist ein schwanzloses Segelflugzeug namens AK-X – ein sogenannter „Nurflügel“. Ziel ist es unter anderem, einen besonders robusten Prototyp zu konstruieren, der auch einmal unsanfte Landungen übersteht.

Vom Sonderprojekt zur Partnerschaft
Eine wichtige Rolle spielen dabei die richtigen Werkstoffe: So kommen im Fall der Tragfläche des Flugzeuges besonders haltbare Faserverbundwerkstoffe zum Einsatz. Dabei werden die Fasern – die sogenannten Rovings – eigens auf einer speziellen Ziehmaschine in Epoxidharz getränkt. „Für diese selbst gebaute Maschine benötigten wir Rillenkugellager und fragten diesbezüglich bei Findling Wälzlager an“, schildert Dominic Pöppe, Mitglied der Akademischen Fliegergruppe am Karlsruher Institut für Technologie e.V. „Bei der Realisierung unserer Vorhaben sind wir auf Sponsoren angewiesen. Deswegen sind wir sehr dankbar für die Unterstützung, die Findling Wälzlager uns sofort zusicherte.“ Die Rillenkugellager von Findling lagern die Rollen der Maschine und tragen so zu einer optimalen Qualität des Werkstoffes bei.

Wälzlager werden bei der Akaflieg jedoch nicht nur für die Maschinen zur Produktion der Teile benötigt: De facto gehören sie zu den Komponenten, die bei der Konstruktion eines Leichtbauflugzeuges besonders häufig benötigt werden. Umso besser, dass die Akaflieg in Findling Wälzlager einen verlässlichen regionalen Partner gefunden hat. „Das Sonderprojekt rund um die Ziehmaschine öffnete den Weg für eine weitere Zusammenarbeit“, freut sich Dominic Pöppe. „Die Unterstützung aus der Industrie ist für uns sehr wichtig. Dabei geht es nicht immer nur um das Produkt-Sponsoring, sondern auch um Know-how in fachfremden Bereichen.“

Anwendungsberatung: Das technisch richtige Wälzlager
Hilfe benötigten die Forscher vor allem bei der richtigen technischen Dimensionierung der Wälzlager, Gleitlager und Gelenklager, die in den in den Tragflächen des Segelflugzeugs AK-X zum Einsatz kommen. „Die Steuerung von Segelflugzeugen ist nach wie vor rein mechanisch“, so Dominic Pöppe. „Dafür kommen in der AK-X pro Flügel 17 Alu- und Kohlefaserstangen sowie 9 Umlenkhebel zum Einsatz. Um diese zu verbinden und eine korrekte Funktion zu gewährleisten, sind zuverlässige Lager unerlässlich.“ Pro Flügel sind es insgesamt 68 Wälzlager unterschiedlicher Typen, die jeweils eine wichtige Funktion übernehmen und gewährleisten, dass sich die für den Flug benötigten Steuerflächen ansteuern lassen.

Damit die Wälzlager ihre verantwortungsvolle Aufgabe zuverlässig erfüllen können, müssen sie anwendungsspezifisch korrekt ausgelegt werden. Diese Aufgabe übernahmen die Anwendungstechniker von Findling Wälzlager: In enger Abstimmung mit dem Team von Akaflieg definierten sie zunächst die Anforderungen und empfahlen anschließend passende Produkte für jede einzelne Lagerstelle. „Generell haben wir es hier mit einem Einsatztemperaturbereich von -40 °C bis +90 °C zu tun“, erläutert Dipl.-Ing. Özgür Firat, Anwendungstechniker bei Findling Wälzlager. „Die entsprechenden Materialeigenschaften sorgen dafür, dass sich Wälzlager bei dem erforderlichen Einsatztemperaturbereich betreiben lassen. Für die Zulassung des Flugzeugs mussten wir jedoch nachweisen und dokumentieren, dass die Lagerungen auch alle anderen Anforderungen erfüllen.“ Gefordert wurden eine Lebensdauer von mindestens 6.000 Betriebsstunden, ein statischer Sicherheitsfaktor sowie eine Belastungsfähigkeit, die in diesem Fall der Lenkkraft des Piloten entspricht. Nicht zuletzt mussten alle Wälzlager über eine geeignete Schmierung verfügen, die der Betriebstemperatur angepasst ist.

Auf Nummer sicher dank Know-how vom Experten
„Die Mitarbeiter von Findling haben eine sehr hohe Expertise und langjährige Erfahrung in der Auslegung von verschiedensten Lagertypen“, betont Dominic Pöppe. „Davon haben wir bei der Entwicklung der Steuerung unseres Flugzeuges sehr profitiert.“ Bei einer professionellen Anwendungsberatung von Findling Wälzlager werden mittels Computersimulationen und den hauseigenen ABEG-Berechnungsprogrammen die Anforderungen der jeweiligen Applikation genau analysiert. Dabei kamen den Anwendungstechnikern die Erfahrung zugute, die bei der jahrelangen Belieferung eines regionalen kommerziellen Segelflugbauers gesammelt werden konnten.

Die Anwendungsberatung ist ein Baustein im breit aufgestellten Service-Netzwerk von Findling. „Wir bieten unseren Kunden nicht nur erstklassige Produkte, sondern auch einen umfassenden Service rund um die Wälzlagerbeschaffung – alles aus einer Hand“, erläutert Klaus Findling, Geschäftsführer von Findling Wälzlager. „Das fängt bei der Wahl des wirtschaftlich und technischen optimalen Wälzlagers an. Zu den stark nachgefragten Dienstleistungen gehören aber auch das innovative Weiterbildungsprogramm rund um die Wälzlagertechnik, die Beratung und Begleitung bei globalen Beschaffungsprojekten und die Schadensanalyse.“ Mit allen Wälzlager-Services verfolgt Findling immer ein Gesamtziel: Dem Kunden Effizienzvorteile zu verschaffen und somit seine Gesamtbetriebskosten zu senken.

Einfache Auswahl des richtigen Lagers
„Besonders beeindruckt waren wir von der auf der ABEG®-Methode basierenden Beratung“, erläutert Dominic Pöppe. „Die Berechnungen von Findling ergaben, dass für unsere Anwendungen Lagerungen der Leistungsklasse Supra am besten geeignet sind.“ ABEG® unterteilt die Wälz- und Gleitlager in die vier Leistungsklassen EasyRoll, Eco, Supra und Premium und bietet somit eine transparente Entscheidungsgrundlage. Um bestmögliche Qualität garantieren zu können, überwacht Findling seine Lieferwerke und entwickelt diese ständig weiter. Ergebnis ist die Liefermöglichkeit des gesamten Sortimentes in vier verschiedenen Leistungsklassen: von einfacher Basistechnologie bis zu High-End-Lösungen. Dank der passenden Auswahl- und Berechnungssoftware ABEG®-Quickfinder gelingt eine schnelle und zielsichere Auswahl von Wälz- oder Gleitlagern, die sich auch finanziell lohnt: Durch die Vermeidung von technischen Überdimensionierungen sind schnell Einsparungen von 20 % und mehr möglich.

Die jungen Forscher von Akaflieg konnten die AK-X im Rahmen der 90-Jahr-Feier des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im November 2018 erstmals der Öffentlichkeit präsentieren. Derzeit wird am rechten Flügel und den Winglets gearbeitet und der Cockpitinnenausbau vorangetrieben. „Wir müssen auch noch Nachweisarbeit leisten und abschließende Tests durchführen“, so Dominic Pöppe. „Der Jungfernflug ist für 2021 geplant.“ Derzeit erfolgen bereits die ersten Planungsschritte für das Nachfolgemodell, bei dem die Akademische Fliegergruppe plant, erneut mit Findling Wälzlager zusammenarbeiten – die Kombination von Know-how vom Experten mit hochqualitativen Wälzlagern haben auf ganzer Linie überzeugt.

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