NSK gibt großen und kleinen beweglichen Teilen 2014 einen smarten Dreh

Kugellagerhersteller hilft industriellen Kunden mit kundenspezifischer Innovation

Wenn Sie kein Maschinenbauingenieur sind, wachen Sie wahrscheinlich nicht morgens auf und denken über Kugellager nach. Es ist wahrscheinlicher, dass Sie niemals auch nur bemerkt haben, dass Kugellager – die unbeobachtet funktionieren – die entscheidenden Bestandteile in allen beweglichen Mechaniken sind: von Jumbo Jets bis zu Nano-Tools, von Küchenmixern zu Betonmischgeräten. Um das große Spektrum des Bedarfs nach „Motion and Control“ zu befriedigen, muss NSK (TOKYO:6471) – der größte Hersteller von Kugellagern in der Welt – über 200.000 verschiedene Kugellager anbieten, von mikroskopischen zu gigantischen. Und jedes Jahr stellen die Kunden den NSK-Forschern neue Herausforderungen: den Bedarf nach neuen Kugellagern, um besondere Leistungsgrenzen einzuhalten. Hier sind zwei Herausforderungen, die NSK-Forscher 2014 erfolgreich gelöst haben.

Windturbinen: zuverlässige Rotation unter den rauesten Bedingungen

Seit dem Anbruch des neuen Jahrtausends wuchs die Windenergie in Ländern auf der ganzen Welt mit vollen Segeln von einer unbedeutenden Energiequelle zur Hauptstütze des Stromnetzes heran. NSK ist ein zentraler Akteur bei der Steigerung der weltweit installierten Erzeugungskapazität von 17,4 Gigawatt 2000 auf mehr als 305 Gigawatt gegen Ende 2014 gewesen – aber seine Rolle ist für den flüchtigen Betrachter eventuell nicht ersichtlich.

Jeder, der Bilder einer gigantischen Offshore-Windturbine sieht, könnte ohne weiteres annehmen, dass deren gigantischen Rotorblätter die entscheidende Technologie dabei sind. Aber die tatsächliche Erklärung für den Erfolg dieser gewaltigen Maschinen liegt in den Kugellagern, die jahrelang unter extrem widrigen Bedingungen zuverlässig funktionieren müssen: massive und sich schnell verändernde Belastungen; dramatische Schwankungen der Temperatur und salzige Ozeanluft. Ihr Standort auf der Spitze hoher Türme in windigen Meeren macht bereits die Inspektion einer Offshore-Turbine zu einer schwierigen Aufgabe. Daher ist der Austausch schwerer Komponenten eine gewaltige Herausforderung. Aus diesem Grund sind die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der Kugellager der entscheidende Faktor der Wirtschaftlichkeit von Windenergie.

Dank des Vorteils von zwei Jahrzehnten Erfahrung in dieser Herausforderung erreichten die Ingenieure von NSK größere Haltbarkeit und Zuverlässigkeit betreffend das White Structure Flaking in Rollenlagern, die im Getriebe von großen Windturbinen verwendet werden, ebenso wie in großen Bergbau-, Bau- und Stahlherstellungsgeräten.

Die Lösung von NSK war ein speziell entwickeltes Material, kombiniert mit einem unternehmenseigenen Hitzebehandlungsverfahren, das die Lebensdauer der Kugellager dramatisch verlängert. Die innovative Technologie wurde in ein neues großes Rollenlager (AWS-TFTM) integriert, welches im Mai 2014 seine Markteinführung hatte, und bietet nach verschiedenen entscheidenden Maßstäben eine längere Lebensdauer als vorherige Produkte:

• siebenmal länger ohne „White Structure Flaking“
• dreimal länger ohne „Surface Originated Flaking“
• zweimal so lang ohne „Surface Originated Flaking“
• zweimal so widerstandsfähig gegen Bruch
• ein Fünfzigstel der Dimensionsveränderungsrate

Dieser Fortschritt dürfte erheblich zur langfristigen Wirtschaftlichkeit von Windturbinen beitragen. NSK erwartet für die neuen Kugellager 2017 einen jährlichen weltweiten Umsatz von 1 Milliarde Yen (ungefähr 8,5 Millionen $).

Weitere Informationen finden Sie unter: www.nsk.com/company/presslounge/news/2014/press0527a.html

Hochleistungsrotation für mehr Wäsche ohne mehr Raumbedarf

Auch wenn Windturbinen exponentiell größer und raffinierter sind als Ihre Haushaltswaschmaschine, haben sie doch einen ähnlichen Bedarf nach einem für viele Jahre zuverlässigen Rotationszyklus. Auch hier sind Kugellager die zentralen Bestandteile.

Für europäische Hausgerätehersteller ist die Haushaltswäschespezifikation in den letzten Jahren eine größere Herausforderung geworden. Die heutigen Käufer von Frontlader-Waschmaschinen wollen mehr Wäschekapazität, aber auf demselben Raum, der von ihren vorherigen Maschinen beansprucht wurde. Das ist eine Herausforderung, weil die Hersteller normalerweise für eine größere, schwerere Wäschetrommel größere, Hochleistungskugellager einbauen würden. Das führte zu einem Rätsel: größere Kugellager bedeuteten geringere Energieeffizienz, aber die vorherigen Kugellager für eine größere Trommel zu verwenden hätte zu einer kürzeren Produktlebensdauer geführt. Deshalb bat der Hersteller NSK um Hilfe.

Wie bei gigantischen Windturbinen lag das zu überwindende Hindernis in der Tendenz der nichtmetallischen Einfügung in den Kugellagern, nach Jahren der Vibration zu splittern oder zu brechen. Je größer die Belastung, desto größer die Tendenz. Ebenso war eine raue Umgebung zu berücksichtigen: man musste mit Hitze, Feuchtigkeit, Seife, Schmutz und Schimmel fertig werden.

Die Lösung von NSK, im Handel ab Dezember 2014, ist das BNEQARTET™ Kugellager von langer Lebensdauer für Frontlader-Waschmaschinen. Selbst unter größeren Belastungen erreicht es mehr als die zweifache Produktlebensdauer des Standardkugellagers, das für Trommeln in Frontlader-Waschmaschinen verwendet wird, aber es nimmt nicht mehr Platz in Anspruch.

NSK nutzte eine seiner zentralen Materialtechnologien zur Entwicklung des Materials für dieses neue Kugellager, mit einer Kombination von Legierungskomponentenoptimierung und einer unternehmenseigenen Reinigungskontrolltechnologie zur Bekämpfung der Kontaminationsgefahr. Das Ergebnis:

• das Doppelte der geschätzten Ermüdungslebensdauer
• Unterdrückung von Surface-Originated Flaking durch Belastungskonzentration auf der Grundlage von durch Kontamination verursachten Dellen.
• Unterdrückung von „White Structure Flaking“
• Unterdrückung von Flaking in Hochtemperaturumgebungen

NSK visiert für dieses neue Produkt 2018 einen jährlichen weltweiten Umsatz von 1,5 Milliarden Yen (ungefähr 12,5 Millionen $) an.

Weitere Informationen finden Sie unter: www.nsk.com/company/presslounge/news/2015/press0114b.html

Hier ist der abschließende ‚Dreh’ betreffend diese beiden Geschichten. Als Ergebnis der Anstrengungen von NSK werden viele Waschmaschinen bald effizienteren Gebrauch von Energie machen – nachhaltig durch Wind erzeugt.

Über NSK

2016 wird NSK Ltd. (NSK; Hauptsitz: Tokio, Japan; Präsident und CEO: Norio Otsuka) ein Innovationsjahrhundert seit seiner Gründung als erster Kugellagerhersteller Japans feiern. Mit dem Thema „Motion & Control“ im Zentrum seines Geschäfts ist NSK heute ein weltweites Unternehmen mit 213 Einrichtungen in 31 Ländern, die ein vielfältiges Spektrum von Industriekunden mit einem breiten Spektrum von Präzisionskomponenten zusätzlich zu Kugellagern betreut. Das Unternehmen stellt seinen Kunden Gesamtlösungen durch seine weltweit führenden Technologien, Vertriebskräfte und Kundendienstfähigkeiten zur Verfügung.

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