Helmut Bode, Leiter des Geschäftsbereichs Produktionsmaschinen bei Schaeffler Industrie, kann Zahlen nennen - und er tut es gern. „2009 befanden sich auch unsere Auftragszahlen im freien Fall. Das war auch ein Grund, der EMO in Mailand 2009 fernzubleiben. Nur ein Jahr später hatten wir ein Rekordjahr mit einem Umsatz von rund 9,5 Mrd. Euro erreicht. Und in diesem Jahr rechnen wir mit weiterem Wachstum." Entsprechend selbstbewusst dürfte sich Schaeffler auf der EMO im Herbst, in Hannover, präsentieren. In Halle 7, Stand C34, wird das Unternehmen unter anderem sein Kompendium für den Maschinenbau vorstellen „Lagerlösungen für Großmaschinen" und natürlich viele technische Neuheiten, mit teils enormen Ausmaßen.

Der jetzige Konstruktionsleiter bei Waldrich Coburg, Klaus Bauer, stellte zu Beginn der Schaeffler-Neuheitenrunde dar, wie der Großmaschinenbau vom Berechnungsservice der Schaeffler Gruppe bei der Konstruktion hochgenauer Maschinen und Antriebe profitiert hat. Bei der Getriebeberechnung eines Doppelritzelgetriebes für einen Drehtischantrieb konnte der Schaeffler-Kunde auf deren Getriebeberechnungs-Software Bearinx zählen.

Einflussgrößen wie Trägheitsmomente, Torsion und Biegung von Getriebewellen, Zahnverformung, Einfluss der Lagersteifigkeit auf die Wellenverlagerung sowie die Ergebnisumrechnung auf die Antriebswelle wurden durch die Möglichkeit der Variantenrechnung stark erleichtert: „Es ist enorm schwierig alle Einflussgrößen analytisch zu erfassen. Dank Bearinx konnten wir einige Varianten rechnen, was zu einer enormen Verbesserung unseres Getriebes führte. So konnten wir die Werte auf die Motorwelle umrechnen, um eine Aussage zu erhalten, welche dynamischen Kräfte tatsächlich auf die Motorwelle wirken", freut sich Klaus Bauer.

Der Trend zur Größe im Werkzeugmaschinenbau geht einher mit den Trends Geschwindigkeit, Materialien, Leistung und Tragfähigkeit. Hybride Fertigungsverfahren und -Produktionssysteme einen zuvor getrennte Welten.

Hauptzeitparallele Verfahrenskombinationen sorgen für mehr Durchsatz, die Verfahrensintegration in Werkzeugmaschinen (beispielsweise Drehen/Fräsen und Laserbearbeiten) sorgen zudem für eine immer höhere Präzision, da viele Werkstücke in einer Aufspannung komplett bearbeitet werden können.

Dr.-Ing. Jörg-Oliver Hestermann vom Market Developement Werkzeugmaschinen bei Schaeffler, zeigte den Trend zur Größe an Beispielen, wie dem Bedarf an Werkzeugmaschinen für die Herstellung von Komponenten für die regenerative Energieerzeugung oder die Herstellung von Großbauteilen in der Luftfahrt (z.B. Airbus A380).

Hier geht es neben der Größe um Präzision. Lagerlösungen, von den YRTS- (Drehzahlkennwert bis 290.000 mm x min-1) oder den ZKLDF-Baureihen (Drehzahlkennwert >500.000 mm x min-1) in dem kleineren Durchmesserbereich über Kreuzrollenlager (Drehzahlkennwert bis 400.000 mm x min-1) bis zu Axialkugellagern (Drehzahlkennwert bis 460.000 mm x min-1) sowie Axialzylinderrollenlagern (Drehzahlkennwert bis 270.000 mm x min-1) stellte Dr. Hestermann anhand verschiedener Konstruktionsbeispiele von der Einlager- bis zur Dreilagerlösung vor.

Ob höchste Drehzahlen oder höchste Lasten gefordert sind, die Lager sind bis zu einem Durchmesser von 4.000 mm erhältlich. Entscheidungshilfe gibt dem Konstrukteur hier eine Entscheidungsmatrix für 1-Lager-, 2- und 3-Lager-Anordnungen. Dazu bietet Schaeffler den Service zur Auslegungsberechnung und gibt Einbau- sowie Schmierungsempfehlungen. Zum Thema Montage und Inbetriebnahme bietet Schaeffler weitere Serviceleistungen an.

Höhere Drehzahl bei geringerer Reibung versprach Jürgen Hilbinger, Produktgruppe Werkzeug- und Druckmaschinenlager bei Schaeffler, mit den neuen ZKLN und ZKLF-Gewindetrieblagern, die es auch in Hybridform (mit Keramikkugeln) gibt: „Im Bereich Keramikkugeln gibt es eine DIN-Anpassung, die diesen die gleiche rechnerische Lebensdauer wie Stahlkugeln bescheinigt. Die statische Tragzahl bleibt weiterhin unterschiedlich", führte Jürgen Hilbinger aus.

Geeignet sind die Hybridlager für höhere Drehzahlen und versprechen zudem eine dreifache Schmierfett-Gebrauchsdauer, sowie Funktionssicherheit auch bei Kurzhubbetrieb und Vibrationen. Mit den ZKLDF..-B-Lager (bis zum Bohrungsdurchmesser 460 mm verfügbar) verspricht Schaeffler die Drehzahlverdoppelung für Rundtische bei unverändert hoher Steifigkeit, Tragfähigkeit und Laufgenauigkeit. Auch das Axial-Schräg-Kugelrollenlager ZKXDF ist auf dem Weg in die Serie. Hier sind die Kugeln seitlich abgeflacht, was den Lageraufbau mit einteiligen Lagerringen ohne Laufbahnunterbrechung erlaubt. Verfügbar ist das neue Lager im Abmessungbereich von 580 bis 1.030 mm!

Christoph von Kress, von der Anwendungstechnik Spindellager, zeigte mittels der FAG Hochleistungsspindellager RS (Robust und Schnell für hohe Drehzahlen bei hohem Lastaufnahmevermögen) und dem TR-Zylinderrollenlager (thermisch Robust) auf, wie Motorspindeln heute einfacher gelagert werden können. Die großkugeligen RS-Spindellager verfügen über einen Druckwinkel von 20 Grad und erlauben eine vereinfachte Konstruktion durch eine optionale starre Anstellung. Beim Loslager, das mittels des TR-Zylinderrollenlagers mit einseitig geführtem, reibungsarmem Hochgeschwindigkeits-Peek-Käfig realisiert wird, kann dank des elastischen Lagerverhaltens und der möglichen Verlagerungsfunktion im Lager selbst auf die aufwändige Konstruktion mit einer federvorgespannten Verschiebebüchse vollständig verzichtet werden! Hinzu kommt die Unempfindlichkeit des Lagers gegenüber Temperaturänderungen und die möglichen Drehzahlsteigerungen.

Marko Pfeiffer, Leiter Verkauf bei INA-Drives & Mechatronics, kurz IDAM, zeigte mit der Motorserie RKI auf, dass es Stellschrauben zur Leistungssteigerung gibt, die nicht mit teureren Materialien und einer Bauteilvergrößerung einhergehen. Bei den Innen- und Außenläufern der RKI-Serie wurde daher auf ein Magnetsystem (zur Magnetflusskanalisierung) gesetzt.

Die Folge: 30% größere Feldstärke als in der RI-Serie, eine Drehmomentenerhöhung und bedingt durch den erhöhten Wirkungsgradrund 10% weniger Stromverbrauch und 20% weniger Wärmeverlust - und die Drehzahl konnte gar um das Vierfache erhöht werden! „Dies entspricht einer insgesamt 5-fach erhöhten mechanischen Leistung", betont Marko Pfeiffer. Nutzen kann man dies etwa zum Downsizing, oder zur Leistungserhöhung bei gleichem Bauraum. Derzeit entwickeln die Ingenieure an einem 400-kW-Torquemotor. Die Serienentwicklung ist abgeschlossen und selbst hohe Stückzahlen stellen kein Problem dar. Übrigens, haben die IDAM-Torquemotoren auch schon eine fast 3-jährige Testphase als Radnabenmotoren in einem Opel-Corsa-Versuchsfahrzeug erfolgreich bestanden, was ihre Eignung hinsichtlich Elektromobilität unterstreicht und sie nicht „nur" auf Maschinenspindeln reduziert. Weit in die Zukunft geblickt, hält Marko Pfeiffer die Verwirklichung von Hybridmotoren als Synchron-Reluktanzmotoren, also der Mischung aus Synchron- und Schrittmotor für machbar. Dann wären sogar Drehgeschwindigkeiten bis 150 m/s im Luftspalt machbar!

Schwerlastführungen, Dämpfungsschlitten, Berechnungswerkzeuge zur Dimensionierung von Linearsystemen bis 4 Achsen, diesem Thema hatte sich Michael Heid, Leiter Anwendungstechnik Lineartechnik, verschrieben.

Mit der Software „Linear Easy Solution", gibt Schaeffler dem Konstrukteur nun ein Softwarewerkzeug an die Hand, mit dem er in nur 11 Schritten zur richtigen Dimensionierung von Linearlagern gelangt. Natürlich gibt es dazu auch alle Komponenten aus dem Hause Schaeffler, damit aus der virtuellen Erstellung eine reale Automatisierungslösung entstehen kann.

Neu sind hierbei die angepassten elektromechanischen Systeme sowie Linearführungen mit mechanischen Anbauteilen.

Egal welche Lösung Schaeffler Industrie auch in Coburg vorstellte, alles hatte nur ein Ziel: Effizienz und Präzision auch im Großmaßstab wirtschaftlich anbieten zu können.