Leichtes Lager läuft elektrisch

Maschinenelemente

Dünnringlager – Die Elektromobilität soll den CO2-Ausstoß verringern, BMW hat dazu unlängst den einspurigen Elektroroller »C evolution« vorgestellt. Ein metrisches Dünnringlager von Rodriguez übernimmt die Lagerung des Riemenrades im Getriebe.

10. November 2015

Mit der Entwicklung von Elektrofahrzeugen reagiert die Automobilindustrie auf das Bedürfnis nach individueller Mobilität trotz zunehmendem Verkehrsaufkommen, steigender Treibstoffkosten und strengeren CO2-Auflagen in den Städten. Die BMW Group brachte nach ihrem Elektroauto i3 mit dem Elektroroller C evolution die »Antwort auf die einspurige urbane Mobilität« auf den Markt.

Wie der i3 auch nutzt der C evolution die Technik der Rekuperation zur Energierückgewinnung. Auf diese Weise wird sowohl beim Gaswegnehmen im Schubbetrieb als auch beim Bremsen die freiwerdende Energie einer weiteren Nutzung zur Verfügung gestellt.

Die Elektroenergie liefert eine luftgekühlte Hochvolt-Lithium-Ionen-Batterie mit einer Kapazität von acht Kilowattstunden. Sie verhilft dem Scooter zu einer Reichweite von 100 Kilometern und ist innerhalb von vier Stunden an einer herkömmlichen Haussteckdose wieder vollständig aufgeladen.

Mit einer Nennleistung von elf und einer Spitzenleistung von 35 Kilowatt erreicht der C evolution eine elektronisch geregelte Maximalgeschwindigkeit von 120 Kilometern pro Stunde. Er beschleunigt von null auf hundert in 6,2 Sekunden und kann so mit Benzin-Maxi-Scootern mithalten.

Bei allen konstruktiven Elementen des C evolution wurde auf ein möglichst geringes Eigengewicht geachtet, so auch bei der Lagerung des Riemenrades des leistungsstarken Elektroantriebs. Dieser erfolgt in Form einer Triebsatzschwinge mit flüssigkeitsgekühltem Permanent-Synchronmotor über Zahnriemen und ein Hohlradgetriebe. Dort dient das Dünnringlager K13008AR0 von Rodriguez als Lagerung für das Riemenrad, das wiederum die Kraft über ein Planetengetriebe ins Hinterrad überträgt.

Das gehärtete, dünnwandige Wälzlager aus der metrischen Dünnringlager-Serie des Eschweiler Unternehmens dient in diesem Fall als äußeres Stützlager eines Lagerpaares, das die Einheit aus Riemenrad und Ausgangswelle im Getriebegehäuse zentriert und dabei alle durch das Hinterrad eingeleiteten Kräfte aufnimmt. Dank eines speziellen Designs wiegt es nur 170 Gramm.

Ein weiteres Kriterium war ein größtmöglicher Innendurchmesser bei kleinstmöglichem Außendurchmesser. Nur so war eine Lagerung innerhalb des geringen zur Verfügung stehenden Bauraums zwischen Getriebegehäuse und rotierender Einheit überhaupt möglich. Mit einem Bohrungsdurchmesser von 130 Millimetern bei einem Außendurchmesser von 146 Millimeter kann das ungedichtete Dünnring-Schrägkugellager diese Forderungen erfüllen. Der Querschnitt ist sehr klein und bleibt auch bei steigendem Bohrungsdurchmesser konstant.

Das eingesetzte Lager muss zudem die bei Maximalgeschwindigkeit auftretenden hohen Drehzahlen und großen radialen Lasten genauso problemlos aufnehmen können wie die hohen Querkräfte, die aus den Lastwechseln des Hinterrades bei Kurvenfahrten resultieren. Darüber hinaus war eine gewisse Schockresistenz in alle Richtungen eine Voraussetzung für den Einbau dieses Lagers. Sie ist spätestens dann erforderlich, wenn das Fahrwerk im Extremfall oder bei sehr unebenen Fahrwegen nicht mehr alle Belastungen vollkommen absorbieren kann.

Den Anforderungen gerecht werden

Das Dünnringlager K13008AR0 bringt wie alle Lager von Rodriguez hohe Steifigkeit und niedriges Startmoment mit, um höchsten Anforderungen bei Drehzahl, Temperatur und Lasten gerecht zu werden. Der große Bohrungsdurchmesser bietet Raum für Komponenten wie Luft- oder Hydraulikleitungen, elektrische Verkabelungen oder Schleifringe. Wegen dieser mechanischen Eigenschaften sind Dünnringlager überall dort zu finden, wo hohe Anforderungen an Gewichtseffizienz, Kompaktheit und Miniaturisierung bei gleichzeitig höchster Präzision und einfacher Montage gestellt werden.

Neben der Aufnahme des Riemenrades im C evolution ist dies beispielsweise die Lagerung von Solarzellen oder Radarsystemen in der Luft- und Raumfahrt sowie von Drehdurchführungen oder Robotermodulen in der Halbleiterindustrie. Auch Präzisionsrundschalttische, Werkzeugwechsler oder Gelenkarmroboter werden auf Dünnringlagern gelagert.

Die Antriebsspezialisten von Rodriguez produzieren und vertreiben mehr als 250 metrische und zöllige Dünnringlagertypen aus Wälz- oder Edelstahl für jeden Anwendungsfall. Zum Angebot zählen neben den klassischen Standardlagern auch Hybridlager sowie Ultra-Slim-Lager mit besonders kleinem Querschnitt.

Sämtliche Dünnringlager sind wahlweise als Rillenkugellager, Vierpunktlager oder Schrägkugellager lieferbar. Der Anwender kann Edelstahlausführungen auf Wunsch auch mit Kugelkäfigen aus Polyamid, PEEK oder Edelstahl bekommen. Auf Wunsch fertigt Rodriguez auf Basis der Dünnringlager komplette einbaufertige Baugruppen, die präzise auf die jeweilige Applikation zugeschnitten werden. Diese kundenspezifischen Sonderlösungen zählen seit über zwanzig Jahren zum Angebot von Rodriguez. Sie fallen in den Geschäftsbereich »Value Added Products«, der zu den Kernkompetenzen des Unternehmens zählt und nicht nur kundenspezifische Komplettlösungen oder die Realisierung ganzer Baugruppen in kleinsten Stückzahlen, sondern auch umfassenden Rundum-Service für den Bereich Lagermechanik bietet. mk

Auf einen Blick

Die Rodriguez GmbH ist ein Systemlieferant von Antriebskomponenten. Das Angebot umfasst neben Kaydon-Du¨nnring-, Präzisionsrollen- und Sonderlagern auch ein lu¨ckenloses Spektrum an Lineartechnik mit Rund-, Profilschienen- und Kreuzrollenfu¨hrungen, Kugel- und Rollengewindetrieben. Zudem liefert der Eschweiler Antriebsspezialist lineare sowie rotative Komplettsysteme für die verschiedensten Industriebereiche.

Erschienen in Ausgabe: 08/2015