Mehrwert durch funktionale Schichten

Wettbewerbsvorteil f r Schaeffler durch Oberfl chentechnik. Modularer Systembaukasten bietet mit durchg ngigem Ansatz viele M glichkeiten f r sehr unterschiedliche Branchen.

Mehrwert durch funktionale Schichten

Die funktionalen Anforderungen an die Bauteile in den unterschiedlichen Branchen steigen stetig. Das gilt f r die Automobiltechnik oder Schienenfahrzeuge genauso wie f r die Windkraft oder die Luftfahrt. Fast immer ist der Basiswerkstoff bereits bis an die Grenze belastet. Mit richtig eingesetzter Beschichtung k nnen dann noch einmal erh hte Anforderungen an Korrosions- und Verschlei schutz, Reibungsminimierung, elektrische Isolation oder bald sogar Sensorik erf llt werden. Kein Wunder also, dass die Beschichtung f r die Schaeffler Technologies AG & Co. KG heute ein wichtiges Konstruktions- und Produktelement ist und einen eindeutigen Wettbewerbsvorteil darstellt.

Schaeffler hat in seinem Kompetenzzentrum Oberfl chentechnik einen modularen Systembaukasten entwickelt, der mit etwa 20 validierten Beschichtungsl sungen f r jedes Anforderungsfeld die richtige L sung im Mikrometerbereich bietet. Zur Herstellung der Schichtsysteme stehen den Fachleuten in den unterschiedlichen Gesch ftsbereichen weltweit verschiedene Verfahren zur Verf gung, etwa Spritzen, Lackieren, galvanische und chemische Abscheidung sowie physikalische Abscheidung aus der Gasphase (PVD) und Plasma-unterst tzte chemische Abscheidung aus der Gasphase (PACVD).

Prof. Dr.-Ing. Peter Gutzmer, Vorstand Forschung und Entwicklung der Schaeffler AG, fasst die Bedeutung der Oberfl chentechnik f r die Produktentwicklung zusammen: Beschichtung ist heute bei Schaeffler ein Konstruktions- und Produktelement, das untrennbar mit unserem hohen Qualit tsanspruch verbunden ist und einen eindeutigen Wettbewerbsvorteil darstellt. Die drei wesentlichen Basisbausteine von Schaeffler Qualit t, permanente Verbesserung und konsequentes Innovationsdenken spiegeln sich in der Beschichtungstechnik wider. Deshalb passt diese Technologie gut zu uns.

Das gr te Beschichtungsvolumen entf llt bei Schaeffler gegenw rtig auf die Automobiltechnik. Meist sind es Bauteile aus dem Ventiltrieb, wie etwa Tassenst el oder Abst tzelemente. Die Beschichtung senkt die Reibung mit der Nockenwelle etwa um 50 Prozent und somit den Kraftstoffverbrauch. Elektrische Antriebe, an denen Schaeffler auch intensiv arbeitet, haben dagegen v llig andere Anforderungen an die Beschichtung. Isolierende keramische Schichten aus Aluminiumoxid sch tzen die unterschiedlichen Komponenten vor dem elektrischen Strom. Die hohen Stromst rken k nnten sonst zu einer Anschmelzung der Metalle, verbunden mit einer extrem schnellen Alterung des ls, und dann zu einem Ausfall des Lagers f hren.

Bei elektrischen Schienenfahrzeugen treten noch h here Str me auf und deshalb ist die Isolation auch hier die wichtigste Aufgabe der Beschichtung. Korrosions- und Verschlei schutz sowie Reibungsreduzierung sind weitere wichtige Parameter bei den Schienenfahrzeugen. So kann die Funktion der Lager auch bei schlechter Schmierung sichergestellt werden und die Korrosion hat zum Beispiel bei Radsatzlagern trotz Feuchtigkeit und Schmutz wenig Chancen f r ihr zerst rerisches Werk.

In Windkraftanlagen werden W lzlager mit Au endurchmessern von bis zu vier Meter eingesetzt. Reibungsreduzierung und hohe Schlupftoleranz bei pl tzlichem Anlauf der Anlage sowie Isolation gegen Stromdurchgang sind bei der Windkraft die wichtigsten Aufgaben der Beschichtung. Schaeffler beschichtet zum Beispiel Generatorenlager mit einer in Epoxidharz getr nkten Glasfaser, die Schutz vor Stromdurchgang f r Spannungen bis zu 20.000 Volt bietet.

H chste Sicherheitsanforderungen herrschen im Gesch ftsbereich Aerospace. Alle wichtigen Flugzeughersteller vertrauen auf Schaeffler bei der Auswahl der Triebwerklager. So auch Airbus bei seinem Flaggschiff A380. Entlang der drei Wellen des Triebwerks der A380 ist Schaeffler f r die Hauptwellenlager und mehrere rotationssymmetrische Bauteile verantwortlich, die mit bis zu f nf verschiedenen Beschichtungen versehen sind.

Die Anforderungen an die Schichten steigen weiter. Dr. Tim Hosenfeldt, Leiter des Kompetenzzentrums Oberfl chentechnik bei Schaeffler, bemerkt dazu: Die Zunahme mechatronischer Systeme stellt nat rlich neue Anforderungen an die Oberfl chen, zum Beispiel hinsichtlich sensorischer Eigenschaften zur Datenermittlung und Signalverarbeitung. Mit dem Sensotect Schichtsystemen wird das beschichtete Bauteil zum Sensor oder der Sensor zum Bauteil. Das nur mit wenigen Mikrometern beschichtete W lzlager bertr gt dann nicht nur Kr fte, sondern erfasst und bertr gt auch physikalische Gr en wie Drehmomente, Kr fte, Dehnung oder Temperatur. So k nnen die Lagerbelastungen zum Beispiel in einem Getriebe oder Radlager im Auto kontinuierlich gemessen und berwacht werden. Der Trend geht deutlich zu diesen Zusatzinformationen.

Auch Vorstand Peter Gutzmer sieht in der Sensorik gro es Potenzial: Die bisherigen Ergebnisse in der Vorentwicklung sind sehr positiv. Das wird der n chste Schritt der funktionalen Erweiterung. Ich bin sehr zuversichtlich, dass Schaeffler in absehbarer Zeit ein W lzlager anbieten wird, das Messdaten mit Hilfe einer sensorischen Schicht misst und weiterleitet.

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