• Schaeffler Technologies AG & Co. KG und die Arnold Verwaltungs GmbH schließen Grundlagenvereinbarung über Erwerb des 10%-Anteils von Roland Arnold an der Schaeffler Paravan Technologie GmbH & Co. KG
• Das von Roland Arnold vor 20 Jahren für die Behindertenmobilität entwickelte Space-Drive-System wird konsequent weiter ausgebaut
• Unternehmensbereich Chassis wird zu einem Integrator für Fahrwerksysteme weiterentwickelt

Die Schaeffler Technologies AG & Co. KG und die Arnold Verwaltungs GmbH haben eine Grundlagenvereinbarung unterzeichnet, nach der die Schaeffler Technologies AG & Co. KG den 10%-Anteil an der Schaeffler Paravan Technologie GmbH & Co. KG von der Arnold Verwaltungs GmbH erwirbt. Bisher hält die Schaeffler Technologies AG & Co. KG 90 % an der Schaeffler Paravan Technologie GmbH & Co. KG. Mit Vollzug der Transaktion wird das bisherige Gemeinschaftsunternehmen vollständig von Schaeffler übernommen. Über die finanziellen Details wurde Stillschweigen vereinbart. Im Rahmen der Transaktion übernimmt Schaeffler die rund 70 Mitarbeitenden und führt das Unternehmen unter eigener Leitung weiter. Die erfolgreiche Zusammenarbeit mit bestehenden Kunden und Partnern wird fortgesetzt. Weitere Details zur künftigen Ausrichtung des bisherigen Gemeinschaftsunternehmens innerhalb der Schaeffler Gruppe werden in Kürze bekanntgegeben.

Roland Arnold, bisheriger Geschäftsführer von Schaeffler Paravan, scheidet aus der Geschäftsführung aus. Clément Feltz, Leiter des Unternehmensbereichs Chassis bei Schaeffler, folgt Roland Arnold als Geschäftsführer nach. „Wir danken Roland Arnold für seine großen Verdienste für Schaeffler Paravan und die Entwicklung der weltweit einzigartigen Space-Drive-Technik“, würdigt Matthias Zink, Vorstand Automotive Technologies der Schaeffler AG, den Erfinder des „Drive-by-Wire“-Systems „Space Drive“.

Roland Arnold hatte das innovative Fahr- und Lenksystem vor rund 20 Jahren aus der Behindertenmobilität heraus entwickelt. Seither hat das System über 10.000 Menschen eine individuelle Mobilität und soziale Teilnahme ermöglicht. Damit hat Schaeffler Paravan mit dem Space-Drive-System bisher mehr als eine Milliarde gefahrene Kilometer realisiert. Zudem realisierten Roland Arnold und Schaeffler Paravan Prototypen sowie individuelle Lösungen mit Straßenzulassung für den gesamten Automotive- und Transportsektor auf Basis der entwickelten Drive-by-Wire-Technologie. Selbst im Motorsport kommt das Space-Drive-System unter extremen Bedingungen zum Einsatz und absolvierte bisher mehr als 100.000 erfolgreiche Renn-Kilometer.

„Space Drive ist derzeit das einzige straßenzugelassene Steer-by-Wire-System. Es ist zugleich ein Symbol für die beeindruckende Lebensleistung von Roland Arnold. Das Know-how und die Erfahrungen aus der Weiterentwicklung des Space-Drive-Systems wollen wir auch künftig für die Entwicklung eines hochintegrierten Steer-by-Wire-Seriensystems nutzen“, sagt Matthias Zink.

Space-Drive-System wird konsequent weiter ausgebaut
Seit 2018 entwickelt das Gemeinschaftsunternehmen Schaeffler Paravan bereits die nächste Generation des innovativen Lenksystems nach Standards und Normen der Automobilindustrie. Das mehrfach redundante System setzt auf ein durchgängiges Sicherheitskonzept und erfüllt zudem die Anforderungen des Sicherheitsstandards ISO 26262. Diese Arbeit will Schaeffler künftig fortführen. Zudem sollen eigene mechatronische Kompetenzen aus der Serienentwicklung von Fahrwerksanwendungen mit dem Know-how aus der Space-Drive-Entwicklung ergänzt und kombiniert werden. Ziel ist es, die Entwicklung innovativer integrierter Steer-by-Wire-Systeme für die automobile Großserie zu beschleunigen und den Marktzugang durch Space-Drive-Anwendungen auch für die Vermarktung von Serienlösungen zu nutzen.

Bereits bei Gründung des Gemeinschaftsunternehmens im Oktober 2018 hatten beide Partner vereinbart, dass Schaeffler das Gemeinschaftsunternehmen zu einem späteren Zeitpunkt vollständig übernehmen kann. Die entsprechenden Verhandlungen über den 10%-Anteil von Roland Arnold wurden mit der nun unterzeichneten Grundlagenvereinbarung abgeschlossen.

Chassis-Geschäft von Schaeffler wird zu Integrator für Fahrwerksysteme ausgebaut
Mit der Übernahme setzt Schaeffler seine Strategie konsequent fort, den Wandel der Mobilität neben CO2-effizienten Antrieben zunehmend auch mit Fahrwerksanwendungen zu gestalten. Dafür hat das Unternehmen in den letzten Jahren umfangreiche Kompetenzen aufgebaut. Der Unternehmensbereich Chassis soll weiter konsequent zu einem Integrator für Fahrwerksysteme für die automobile Großserie und neue Mobilitätsformen entwickelt werden. In diese Entwicklung hochintegrierter Systeme sollen unter anderem Know-how und Erfahrungen aus dem von Roland Arnold als Teil seines Lebenswerkes entwickelten Space-Drive-Systems einfließen.

• TwinTandem-Projekt als innovativer Wegweiser für ressourcenschonenden, leistungsstarken Hochgeschwindigkeitsverkehr
• Erwartete Lebensdauer des TwinTandem-Lagers liegt bei bis zu drei Millionen Kilometer
• „Proof of Concept“ erfolgreich: Schaeffler Data Matrix Code ermöglicht Nutzung ortsfester Messsysteme für optimierte Wartung von Lagern

Die Zukunft der Mobilität muss nachhaltiger, effizienter und sicherer werden. Deshalb investiert Schaeffler in zahlreiche Forschungsprojekte für die konstruktive Optimierung und Neuentwicklung von Komponenten und digitalen Systemen. Im Vordergrund stehen für den renommierten Automobil- und Industriezulieferer eine optimierte Kreislaufwirtschaft und der ressourcenschonende Betrieb der Fahrzeuge, sowohl im Hochgeschwindigkeits-, als auch im Güter- und Nahverkehr. Als zentraler Entwicklungspartner von Wälzlagerlösungen setzt Schaeffler dabei nicht nur auf die Neuentwicklung von Komponenten, sondern auch auf digitale Lösungen.

Revolutionäres Radsatzlager: TwinTandem mit Kugeln statt Rollen
Mit der F&E Investition TwinTandem entwickeln die Experten von Schaeffler ein neuartiges Radsatzlager-Konzept und kündigen einen Innovationssprung im Schienenverkehr an. Durch das innovative Design dieses Innenlagers werden sich Leistungspotentiale eröffnen, die den Betrieb und die Wartung signifikant positiv beeinflussen. Die zentrale Innovation des TwinTandem besteht in der Anwendung von Kugellagerungen mit deutlich reduzierter Reibung. Dadurch werden selbst bei hohen Drehzahlen niedrige Temperaturen gehalten, was wiederum zu einer nachhaltigen Verlängerung der Lebensdauer der eingesetzten Fette und somit des gesamten Radsatzlagers führt.

„Das TwinTandem ist derzeit eines unserer vielversprechendsten Entwicklungsprojekte“, erklärt Dr. Michael Holzapfel, Senior Vice President Business Unit Rail – Industrial Europe bei Schaeffler. „Mit dem Einsatz von Kugellagern ermöglichen wir eine erhebliche Verbesserung des Schienenverkehrs in Bezug auf Laufleistung und Wartungsintervalle. Unseren Berechnungen, Validierungen und Tests zufolge sprechen wir von einer zu erwartenden Lebensdauer von bis zu drei Millionen Kilometer – eine echte Innovation, insbesondere für den Hochgeschwindigkeitsverkehr.“

Umfangreiche Studien mit dem Schaeffler Berechnungstool Bearinx belegen und quantifizieren zudem eine Gewichtsreduzierung des TwinTandem von bis zu 20 Prozent gegenüber einem klassischen Kegelrollenlager. Weiterhin wurde eine geometriebedingte Reibungsreduzierung von 55 Prozent gemessen. Gegenüber Innenlagern mit Rollen wird eine CO2-Reduktion von mehr als 1,1 Tonnen pro eine Million Kilometer und Lager bei typischer Beanspruchung erwartet. Darüber hinaus ermöglicht das TwinTandem-Lager im Einsatz bei innengelagerten Radsätzen eine Gewichtsreduzierung des Drehgestells von bis zu 30 Prozent und somit einen geringeren Schienenverschleiß.

Für die vorangegangene Studie zum Entwicklungsprojekt TwinTandem wurde Schaeffler im Juni 2022 beim World Congress of Railway Research in Birmingham mit dem Best Paper Award ausgezeichnet.

Revolution weitergedacht: Entwicklungspotenziale des TwinTandem
Die Experten von Schaeffler arbeiten bereits an möglichen Maßnahmen, um das Twin-Tandem hinsichtlich Effizienz und Nachhaltigkeit noch weiter zu verbessern. Ein entscheidender Faktor hierbei ist das verwendete Material. Um die Reibung zu minimieren und die Lebensdauer der Fette zu maximieren, bietet sich beispielsweise der Einsatz von hochwertiger Keramik für die Herstellung der Wälzlager an. Im Hinblick auf Klimaschutz und die Nachhaltigkeitsziele von Schaeffler spielt perspektivisch auch der Einsatz von grünem Stahl eine wichtige Rolle. Die Brücke zur Digitalisierung für einen zukunftsfähigen Schienenverkehr soll mit der Lager-Kennzeichnung mittels Data Matrix Code (DMC) geschlagen werden.

DMC macht es möglich: Ortsfeste Messdaten für die Diagnose von Lagern
In Verbindung mit dem international anerkannten und herstellerunabhängigen Schnittstellen-Standard GS1 EPCIS wird durch den DMC ein Datenaustausch zwischen Komponentenhersteller, OEM und Bahnbetreiber ermöglicht. Dank des DMC können unter anderem fahrzeugindividuell erhobene Daten von ortsfesten Sensoren den im Zug verbauten Lagern digital zugeordnet und für deren Zustandsdiagnose verwendet werden. Genau dieses Verfahren hat Schaeffler in einem Pilotprojekt mit Stadler Rail AG als Hersteller und einem Schweizer Bahnbetreiber erfolgreich erprobt. Die Ergebnisse demonstriert Schaeffler auf der InnoTrans 2022 anhand des „Proof of Concepts“. Die Datenbank für die gegenseitige Bereitstellung von Produktions-, Betriebs- und Wartungsdaten der Komponenten wird durch das European EPC Competence Center bereitgestellt, europäischer Marktführer für Lösungen und Services rund um den Electronic Product Code (EPC). Ein großer Vorteil dieser Verknüpfung mit der streckenseitigen Datenerfassung besteht darin, dass ein aussagfähiges Condition Monitoring auch ohne Nachrüsten eines separaten Sensorsystems im Fahrzeug möglich ist.

• Aufbereitung von Radsatzlagern verlängert deren Gesamtlaufleistung und minimiert den Ressourceneinsatz
• 100-Prozent-Return-Service ermöglicht eine besonders effiziente und nachhaltige Wartungsplanung
• Mit dem Schaeffler-Systemverständnis im Schienenverkehr auf dem Weg zur Klimaneutralität

Die Suche nach ökologisch und ökonomisch nachhaltigen Lösungen ist einer der großen Innovationstreiber sowohl bei der Herstellung als auch im Betrieb von Schienenfahrzeugen. Die Entwicklung von Produkten und Services bei Schaeffler verfolgt in all ihren Dimensionen das Ziel, Ressourcen möglichst sparsam einzusetzen, die Lebensdauer von Komponenten zu optimieren und die Laufleistung von Fahrzeugen zu maximieren. Auf der InnoTrans 2022 demonstriert Schaeffler, wie smartes Produktdesign verbunden mit einem übergreifenden Digitalisierungsansatz und kundenfreundlichen Servicekonzepten wirkungsvoll auf dieses Ziel einzahlen.

Reconditioning von Bahnlagern spart Ressourcen, Kosten und Zeit
Schaeffler bietet OEMs und Bahnbetreibern den sicheren und vorteilhaften Service zur Aufbereitung von Radsatzlagern. Denn auch wenn diese Lager für viele Millionen Kilometer ausgelegt sind, begrenzt zumeist der Schmierstoff die tatsächlich erreichbare Laufleistung. Während der Aufbereitung wird dieser getauscht und der Zustand aller relevanten Lagerkomponenten überprüft. Beschädigte Bauteile werden bei Bedarf durch neue ersetzt. Dank dieses Verfahrens können Bahnlager ohne Einbußen bei der Betriebssicherheit ein Vielfaches ihrer nominellen Lebensdauer erreichen. Das leistet einen erheblichen Beitrag zum Ressourcen- und Klimaschutz: Im Vergleich zur Herstellung eines neuen Lagers werden bei der Aufbereitung bis zu 93 Prozent Energie, 96 Prozent CO2 und 97 Prozent Wasser eingespart.

Reduzierte Stillstandszeiten mit dem 100-Prozent-Return-Service
Schaeffler vereint die nachhaltigen und wirtschaftlichen Potenziale des Reconditionings im flexibel auf die jeweiligen Kundenbedürfnisse zugeschnittenen 100-Prozent-Return-Service. Dabei erhält der Kunde für jedes Radsatzlager, das Schaeffler im Rahmen der Wartung in den professionellen Aufbereitungsprozess übernimmt, unabhängig von dessen Zustand, ein voll funktionsfähiges, aufbereitetes oder neues Lager zurück.

Kunden können zwischen zwei Servicemodellen wählen. Modell 1 sieht vor, dass die an Schaeffler eingesendeten Lager nach deren Aufbereitung wieder zurückgeschickt werden. Defekte Lager werden durch neue ersetzt.

Das Servicemodell 2 verringert zusätzlich die Durchlaufzeiten bei der Fahrzeuginstandhaltung signifikant. Die zu inspizierenden Lager werden dazu vorausschauend zur Aufbereitung angemeldet. Der Kunde erhält aus einem Wälzlager-Pool unverzüglich die gleiche Anzahl an aufbereiteten oder neuen Lagern.

In beiden Modellen ermöglichen die Herstell-, Einbau-, Betriebs- und Wartungsdaten, die über den Data Matrix Code (DMC) gesammelt und im digitalen Zwilling abgespeichert werden, die schnelle, planbare und besonders Ressourcen sparende Wartung. Wartungsintervalle können auch dazu genutzt werden, Bestandslager erstmals mit einem DMC auszustatten. In Anerkennung dieses Beitrags für mehr Nachhaltigkeit im Bahnbetrieb wurde Schaeffler für seinen 100-Prozent-Return-Service im vergangenen Jahr mit dem „Railsponsible Supplier Award“ in der Kategorie „Klimawandel und Kreislaufwirtschaft“ ausgezeichnet.

Schaeffler auf dem Weg zur Klimaneutralität
Das datenbasierte Reconditioning-Konzept ist ein wichtiger Beitrag für die in der Schaeffler „Roadmap 2025“ formulierten Nachhaltigkeitsziele. Ein weiterer ist die fortwährende Weiterentwicklung von Produkten, um auch den Material- und Energieeinsatz zu verringern. Darüber hinaus legt Schaeffler auch großen Wert auf die Minimierung von Transportwegen. In den verschiedenen Regionen weltweit werden Werke eröffnet, um die Produkte und Komponenten direkt vor Ort produzieren und liefern zu können.

Das Zusammenspiel von Digitalisierung, Produktdesign, Serviceorganisation und Unternehmensentwicklung stärkt die Nachhaltigkeit der gesamten unternehmerischen Tätigkeit von Schaeffler sowie seiner Partner und Kunden.

• Die Verknüpfung von Datenbanken auf Basis des Data Matrix Codes ermöglicht nachhaltige, zustandsorientierte Instandhaltungskonzepte
• Schaeffler erweitert fahrzeugbasierte, vorhandene Condition Monitoring Systeme um die Lager-Zustandsdiagnose
• Railway Condition Monitoring System für digitalisierte Überwachung und Instandhaltung kompletter Trieb- bzw. Laufdrehgestelle in Personenzügen

Die Digitalisierung im Schienenverkehr ist auch für die Wartungsplanung ein großer Zugewinn. Die Basis hierfür bilden sensorbasierte Daten von ortsfesten Messstationen oder von in Bahnfahrzeugen installierten Onboard-Systemen. Schaeffler, einer der weltweit führenden Automobil- und Industriezulieferer, zeigt auf der InnoTrans 2022, wie Kunden diese Daten auf unterschiedlichen Wegen nutzen können. Damit gewährleistet das Unternehmen die bestmögliche Sicherheit und Verfügbarkeit von Fahrzeugen.

Verlängerte Laufleistung und Systemverständnis durch digitalen Datentransfer
Die Kennzeichnung von Lagerkomponenten mit dem DMC bildet den Grundstein für die Entwicklung einer digitalen Lieferkette, die mittels standardisiertem Datenaustausch Komponentenhersteller, OEM und Bahnbetreiber umfasst. Der DMC kennzeichnet Bauteile mit einer eindeutigen, digitalen Lasermarkierung. In der verknüpften Datenbank werden Herstellungs-, Montage- und Wartungsdaten gespeichert. So entsteht ein digitaler Zwilling, der zugleich die eindeutige Zuordnung von montierten Lagern zu Fahrzeugen ermöglicht.

Doch damit nicht genug. Sein volles Potential entfaltet der digitale Zwilling, wenn nicht nur die Daten des Komponentenherstellers, sondern auch die des OEM und des Fahrzeugbetreibers erfasst werden. Der digitale Zwilling eines Lagers enthält Informationen auf welchen Radsatz, in welchem Drehgestell und für welchen Waggon es beim OEM montiert wurde. Nach Auslieferung können anschließend kontinuierlich Echtzeit-Daten aus dem Fahrbetrieb ergänzt werden. Das sind unter anderem Laufleistung oder sensorbasierte Temperatur- oder Schwingungsmessungen.

App-gestützte Datenauswertung aus Onboard-Condition Monitoring Systemen von Drittanbietern
Bereits vorhandene, fahrzeugseitige Condition Monitoring Systeme für die Diagnose von Radsatzlagern zu nutzen – diesen Ansatz verfolgt Schaeffler aktuell beispielsweise im Rahmen einer Kooperation mit ZF. In Bahnfahrzeugen, die mit dem ZF System Heavy Duty TAG ausgestattet sind, greift eine App von Schaeffler auf die vorhandene Sensorik und die Onboard Unit-Gateways zu. Mit einer auf die Wartung von Lagern spezialisierten Analyse-Software werden die erfassten Schwingungsdaten automatisch ausgewertet und für die vorausschauende Planung von Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten an Lagern genutzt.

In diesem Fall profitiert der Fahrzeugbetreiber auch davon, dass kein separates Onboard-System installiert werden muss. Die auf der InnoTrans 2022 präsentierte Lösung mit ZF steht stellvertretend für die technisch problemlos realisierbare Kombination mit Condition Monitoring-Systemen weiterer Anbieter.

Proaktive Wartung: Schaeffler Railway Condition Monitoring System (RCMS)
Für die vorausschauende Zustandsüberwachung von kompletten Trieb- bzw. Laufdrehgestellen in Personenzügen hat Schaeffler ein eigenes Komplettsystem entwickelt. Im Fahrzeug integrierte Sensoren messen Beschleunigung, Drehzahl und Temperatur. Die Daten werden in Onboard-Prozessmodulen von spezialisierter Software analysiert und aufbereitet. Die Auswertung der Schwingungssignale gibt dabei frühzeitig Hinweise auf ungewöhnliche mechanische Belastungen. Betreiber und Instandhalter können so via Internetverbindung weltweit den Zustand von einzelnen Radsatzlagern bis hin zu kompletten Radsätzen und Drehgestellen überwachen und Wartungen einplanen, bevor die geringste funktionale Beeinträchtigung aufritt.

Auf der InnoTrans veranschaulicht Schaeffler den Nutzen für Betrieb und Wartung seines RCMS-Systems anhand der Überwachung von Radsatzlagern, beginnend beim wichtigen Aspekt der Betriebssicherheit: Das frühe Erfassen und die schnelle webbasierte Übermittlung von Abweichungen zum Sollzustand reduzieren das Risiko von ungeplanten Stillständen. Die durch das Condition Monitoring mögliche Planung der Wartung und Instandhaltung hat vor allem auch wirtschaftliche Vorteile. Sie ersetzt die reaktive und vermeidet unnötige präventive Wartung. Letztlich führt diese zu einer Verlängerung der Wartungsintervalle und einer höheren Laufleistung verbunden mit signifikanter Kosten- und Zeitersparnis.

• Verknüpfung von Datenbanken auf Basis des Data Matrix Codes ermöglicht nachhaltige, zustandsorientierte Instandhaltungskonzepte
• Schaeffler erweitert fahrzeugbasierte, vorhandene Condition Monitoring Systeme um die Lager-Zustandsdiagnose
• Railway Condition Monitoring System (RCMS) für digitalisierte Überwachung und Instandhaltung kompletter Trieb- bzw. Laufdrehgestelle in Personenzügen

Die Digitalisierung im Schienenverkehr ist auch für die Wartungsplanung ein großer Zugewinn. Die Basis hierfür bilden sensorbasierte Daten von ortsfesten Messstationen oder von in Bahnfahrzeugen installierten Onboard-Systemen. Schaeffler, einer der weltweit führenden Automobil- und Industriezulieferer, zeigt auf der InnoTrans 2022, wie Kunden diese Daten auf unterschiedlichen Wegen nutzen können. Damit gewährleistet das Unternehmen die bestmögliche Sicherheit und Verfügbarkeit von Fahrzeugen.

Verlängerte Laufleistung und Systemverständnis durch digitalen Datentransfer
Die Kennzeichnung von Lagerkomponenten mit dem DMC bildet den Grundstein für die Entwicklung einer digitalen Lieferkette, die mittels standardisiertem Datenaustausch Komponentenhersteller, OEM und Bahnbetreiber umfasst. Der DMC kennzeichnet Bauteile mit einer eindeutigen, digitalen Lasermarkierung. In der verknüpften Datenbank werden Herstellungs-, Montage- und Wartungsdaten gespeichert. So entsteht ein digitaler Zwilling, der zugleich die eindeutige Zuordnung montierter Lager zu Fahrzeugen ermöglicht.

Doch damit nicht genug. Sein volles Potenzial entfaltet der digitale Zwilling, wenn nicht nur die Daten des Komponentenherstellers, sondern auch die des OEM und des Fahrzeugbetreibers erfasst werden. Der digitale Zwilling eines Lagers enthält Informationen auf welchen Radsatz, in welchem Drehgestell und für welchen Waggon es beim OEM montiert wurde. Nach Auslieferung können anschließend kontinuierlich Echtzeit-Daten aus dem Fahrbetrieb ergänzt werden. Das sind u.a. Laufleistung oder sensorbasierte Temperatur- oder Schwingungsmessungen.

Datenauswertung aus Onboard-Condition Monitoring Systemen von Drittanbietern
Bereits vorhandene, fahrzeugseitige Condition Monitoring Systeme für die Diagnose von Radsatzlagern zu nutzen – diesen Ansatz verfolgt Schaeffler aktuell im Rahmen einer Kooperation mit ZF. In Bahnfahrzeugen, die mit dem ZF connect@rail System ausgestattet sind, nutzt Schaeffler die vorhandene Sensorik und die Onboard Unit-Gateways von ZF. Die erfassten Schwingungsdaten werden per Funk in eine Cloud übermittelt. Dort werden sie mit einer auf die Wartung von Lagern spezialisierten Analyse-Software automatisch ausgewertet und für die vorausschauende Planung von Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten an Lagern genutzt.

In diesem Fall profitiert der Fahrzeugbetreiber davon, dass kein separates Onboard-System installiert werden muss. Dank kabelloser Sensorik kann die Condition Monitoring Lösung einfach in bereits vorhandenen Flotten nachgerüstet werden. Das modulare Design der connect@rail Plattform von ZF ermöglicht es zudem, das System je nach Kundenwunsch auch um weitere Sensoren, Auswertmethoden und damit Monitoring-Funktionen zu erweitern.

Die auf der InnoTrans 2022 präsentierte Lösung mit ZF steht stellvertretend für die technisch problemlos realisierbare Kombination mit Condition Monitoring Systemen weiterer Anbieter.

Proaktive Wartung: Schaeffler Railway Condition Monitoring System (RCMS)
Für die vorausschauende Zustandsüberwachung von kompletten Trieb- bzw. Laufdrehgestellen in Personenzügen hat Schaeffler ein eigenes, kabelgebundenes Komplettsystem entwickelt. Im Fahrzeug integrierte Sensoren messen Beschleunigung, Drehzahl und Temperatur. Die Daten werden auf einem Onboard-Server gespeichert, dadurch ist eine Übermittlung via Cloud nicht zwingend notwendig. Auch die Analyse und Aufbereitung der Daten erfolgt direkt im Fahrzeug über Prozessmodule und mittels spezialisierter Software. Die Auswertung der Schwingungssignale gibt dabei frühzeitig Hinweise auf ungewöhnliche mechanische Belastungen. Betreiber und Instandhalter können über eine gesicherte Internetverbindung weltweit den Zustand von einzelnen Radsatzlagern bis hin zu kompletten Radsätzen und Drehgestellen überwachen und Wartungen einplanen, bevor die geringste funktionale Beeinträchtigung aufritt.

Besonders relevant ist das kabelgebundene RCMS von Schaeffler für Hersteller von Zügen, die für eine höhere Geschwindigkeit ausgelegt sind. Insbesondere bei der Übermittlung von Temperaturdaten herrschen in diesen Fahrzeugen hohe Anforderungen an die Sicherheit der Signalübertragung.

Auf der InnoTrans veranschaulicht Schaeffler außerdem den Nutzen für Betrieb und Wartung seines RCMS-Systems anhand der Überwachung von Radsatzlagern, beginnend beim wichtigen Aspekt der Betriebssicherheit: Das frühe Erfassen und die schnelle, webbasierte Übermittlung von Abweichungen zum Sollzustand reduzieren das Risiko ungeplanter Stillstände. Die durch das Condition Monitoring mögliche Planung der Wartung und Instandhaltung hat vor allem auch wirtschaftliche Vorteile. Sie ersetzt die reaktive und vermeidet unnötige präventive Wartung. Letztlich führt diese zu einer Verlängerung der Wartungsintervalle und einer höheren Laufleistung verbunden mit signifikanter Kosten- und Zeitersparnis.

• Inkrementelles Winkel-Messsystem nun optional auch für Axial-Schrägkugellager der Baureihe ZKLDF verfügbar
• In die Rundtischlagerung integriertes Winkel-Messsystem bietet höchste Genauigkeit und einfachste Montage
• Auch mit Messsystem keine Einschränkung des Hohlwellendurchmessers 

Auf der AMB 2022 in Stuttgart präsentiert Schaeffler seine Axial-Schrägkugellager der Baureihe ZKLDF mit einem optional integrierten, inkrementellen Winkel-Messsystem (ZKLDFMI). Lager des Typs ZKLDF kommen aufgrund ihrer Eignung für sehr hohe Drehzahlen, dem geringen Losbrechmoment und niedrigen Reibungsniveau bevorzugt in hochdrehenden Werkzeugmaschinen für die Leichtmetall-, Kunststoff- und Holzbearbeitung zum Einsatz. Auch hochdynamische Rundtakttische in der Industrieautomation sind eine präferierte Anwendung. Da ZKLDF-Lager in Rundachsen fast immer mit Direktantrieben kombiniert werden, war die Integration eines Winkel-Messsystems der logische Schritt. Wie bei allen anderen Winkel-Messsystemen von Schaeffler für den Werkzeugmaschinenbereich, kommt auch bei den ZKLDFMI-Lagern ein induktives AMOSIN®-Winkelmesssystem zum Einsatz.

Lagerintegrierte Lösung mit vielen Vorteilen
Die Maßverkörperung der AMOSIN®-Winkel-Messsysteme ist am hochgenau geschliffenen und exakt rund laufenden Lagerinnenring aufgebracht. Mit der Position des Messsystems in der Lagerebene wird die größtmögliche Messgenauigkeit realisiert. Der Messkopf ist direkt am feststehenden Lageraußenring verschraubt. Das induktive Messsystem ist unempfindlich, insbesondere gegenüber Schmierstoffen und gegenüber Magnetfeldern. Durch die hohe Ausgangsfrequenz des inkrementellen Messkopfes ist die maximale Drehzahl des ZKLDF-Lagers voll ausnutzbar. Der Mittendurchgang wird vom Messsystem nicht beeinflusst, wodurch alle konstruktiven Freiheiten für die Durchführung von Medien erhalten bleiben.

Das inkrementelle System verfügt über abstandskodierte Referenzmarken. Beim Einschalten der Steuerung muss zwar eine Referenzsuchfahrt gefahren werden, aber nur so weit, bis die beiden Referenzmarken überfahren werden. Dann ist die absolute Winkelposition bekannt und es kann mit der Bearbeitung begonnen werden.

• Stark erweitertes Angebot an Komponenten für präzise Zerspanungs- und Positionieraufgaben
• Präzisionsgetriebe-Portfolio von Schaeffler deckt Nenndrehmomente von 10 bis über 7000 Nm ab
• Anwendung bevorzugt für Maschinen zur Bearbeitung von Leichtmetallen, Kunststoffen und Holz 

Schaeffler präsentiert auf der AMB 2022 die neuen Präzisionsgetriebe-Baureihen RT1, RT2 und PSC. Sie kommen zum Beispiel in schwenkbaren Fräsköpfen und in kleinen Frästischen zur Bearbeitung von Leichtmetallen, Kunststoffen und Holz zum Einsatz. Bei den Baureihen RT1 und RT2 handelt es sich um spielfreie Präzisionswellgetriebe, während die Baureihe PSC aus Präzisionsplanetengetrieben besteht. Die RT-Wellgetriebe decken einen Drehmoment-Bereich von 10 bis maximal 484 Nm ab, die PSC-Getriebe beginnen in der kleinsten Baugröße 030 bei 327 Nm.
Maschinenhersteller haben somit die Option, die für ihre Achse optimal geeignete Getriebebauart und Baugröße auswählen zu können. Die RT-Getriebe können mit passend abgestimmten Motoren und einer optional integrierten Drehmomentsensorik zu kompakten Antriebseinheiten komplettiert werden. Eine besonders steife Abtriebslagerung wird durch die Verwendung von Schrägnadellagern der Baureihe XZU erreicht.
RT-Präzisionswellgetriebe eignen sich besonders für A-Achsen in Fräsköpfen und kleinen Schwenkachsen.

Herausragendes Merkmal der PSC-Präzisionsplanetengetriebe ist eine patentierte Verzahnungstechnologie, die das Verdrehspiel auf 0,1 Winkelminuten reduziert und durch einen Nachstellmechanismus auch über einer Lebensdauer von 20.000 Betriebsstunden konstant hält. Mit ihrer hohen Torsionssteifigkeit und der Hohlwelle sind sie ideal für C-Achsen geeignet.

Mit dem sehr breiten Drehmomentbereich der drei Getriebebaureihen und passenden Wälzlagern, Motoren und Drehmomentsensoren deckt Schaeffler ein besonders breites Spektrum an Komponenten für hochpräzise Antriebe und Positioniersysteme ab – von filigranen Maschinen für die Dentaltechnik bis hin zu großen Portalfräsmaschinen.

• Datenbasierter Zusatzservice sorgt für Zeit- und Kosteneinsparung und mehr Transparenz in der Montage von Spindellagern
• Messprotokolle und logistische Informationen zur Nachverfolgung von Wälzlagerprodukten jederzeit verfügbar
• Digitalisierung von Wareneingangsprozessen und Lagerhaltung 

Die korrekte Spindellagermontage zählt zu den besonders anspruchsvollen manuellen Tätigkeiten in der Spindelfertigung. Fertigungstoleranzen müssen beachtet, Lager- und Spindeldaten abgerufen und passende Lager und Passscheiben ausgewählt werden. Nach der Montage gilt es, den gesamten Vorgang zu dokumentieren. Der neue Bearing Data Service von Schaeffler vereinfacht diesen Prozess, indem sämtliche individuelle Spindellagerdaten, insbesondere die Messprotokolle aus der Produktion, digital mit Hilfe eines Data-Matrix-Codes (DMC) und einer Cloud-Lösung zur Verfügung gestellt werden.

Der DMC nach GS1-Standard enthält zur eindeutigen Identifikation die individuelle Seriennummer des Lagers. Nach der Implementierung einer Softwarelösung beim Spindelhersteller können über die Seriennummer das Herstellungsdatum, die Durchmessertoleranzen, die Breitenabweichung, der Druckwinkel und die Abweichung vom Nennüberstand jederzeit online übertragen werden. Auftragspapiere, PDF-Dateien bzw. manuell erstellte Excel-Listen gehören der Vergangenheit an und auch die damit verbundenen manuellen Arbeitsschritte, Herausforderungen und Probleme. Der DMC ermöglicht eine 100%-Rückverfolgbarkeit und mit der Digitalisierung des Wareneingangsprozesses ein sicheres Monitoring des eigenen Lagerbestands. Dies erleichtert das Verpaaren von Lagern, Wellen und Gehäusen und beschleunigt den Montageprozess der Spindeln.

• Herausragende Arbeiten aus dem Bereich der Lagerungstechnik ausgezeichnet
• Nachhaltigkeitsaspekte rücken in den Fokus
• Stiftung fördert seit über 35 Jahren Wissenschaft, Forschung und Lehre auf dem Gebiet der Lagerungstechnik

Die Schaeffler FAG Stiftung hat mit dem Innovation Award 2021 sechs junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ausgezeichnet. Ihre Promotions- und Masterarbeiten mit Bezug zur Lagerungstechnik waren zuvor von einer Fachjury aus allen Einreichungen bestimmt worden.

„Wir waren erneut von der Qualität der eingereichten Arbeiten begeistert,“ sagte Andreas Hamann, Vorsitzender des Stiftungsvorstands und Personalleiter Europa beim Automobil- und Industriezulieferer Schaeffler. Auch die Festredner aus dem Unternehmen zeigten sich bei der Feier im Schweinfurter Restaurant „Kugelmühle“ angetan von der Qualität der ausgezeichneten Arbeiten.

Thomas Fußhöller, Leiter Nachhaltigkeit, Umwelt, Arbeitsmedizin und -sicherheit, machte in seiner Festrede deutlich, dass Innovation und Nachhaltigkeit Hand in Hand gingen. Die Stiftung bilde dabei eine wichtige Brücke zwischen Wirtschaft und Wissenschaft. „Ihre Erkenntnisse tragen dazu bei, dass insbesondere auch unsere Produkte und Prozesse nachhaltiger gestaltet werden können“, sagte Thomas Fußhöller in Richtung der jungen Forschenden.

Die entwickelten Konzepte und Methoden zeigten, dass die Preisträgerinnen und Preisträger sich intensiv mit den Herausforderungen in Industrieunternehmen beschäftigt hätten. Thomas Fußhöller ergänzte: „Die Elektrifizierung von Antrieben, die Verlängerung von Produktlebenszyklen oder die Verringerung des Energieverbrauchs durch reduzierte Reibung sind hier nur einige Beispiele.“ Auch die Unternehmensstrategie Roadmap 2025 betont die Bedeutung nachhaltigen Handelns für Schaeffler.

Prof. Dr.-Ing. Tim Hosenfeldt, Leiter Zentrale Forschung und Innovation bei Schaeffler, sagte: „Wir optimieren unsere Produkte nicht nur hinsichtlich Leistungsfähigkeit, Verfügbarkeit und Kosten, sondern zusätzlich auch hinsichtlich der Nachhaltigkeit über den gesamten Lebenszyklus.“ Dabei spielten Innovationen – wie die in den Arbeiten gezeigten Lösungen – eine bedeutende Rolle.

Auszeichnungen in den Kategorien Promotion und Masterarbeit
Den ersten Preis in der Kategorie Promotion holte Dr.-Ing. Dani Bechev für seine Arbeit mit dem Titel „Prüfmethodik zur Charakterisierung der elektrischen Eigenschaften von Wälzlagerschmierstoffen.“ Bisher gab es keine Normen oder Prüfverfahren, um die elektrischen Schmierstoffeigenschaften unter wälzlagernahen Betriebsbedingungen zu untersuchen – Dani Bechev entwickelte entsprechende Verfahren.

An Dr.-Ing. Florian König ging der zweite Preis für die Promotion mit dem Titel „Prognose des Verschleißverhaltens ölgeschmierter Gleitlager im Mischreibungsbetrieb.“ Hier ging es im Kern um die innovative Kombination aus numerischen Berechnungen mit dem Ziel, Verschleiß frühzeitig zu erkennen. Beide Preisträger stellten ihre Arbeiten im Anschluss den geladenen Gästen vor.

Einen weiteren zweiten Preis bekam Dr.-Ing. Max Marian („Numerische Auslegung von Oberflächenmikrotexturen für geschmierte tribologische Kontakte“). Für ihre Masterarbeiten zeichnete die Stiftung Joshua Weber, Laura Zieher und Christoph Zobel aus.

Ausschreibung für Future Technology Award läuft bis 31. Juli
„Unser Stiftungszweck ist die Unterstützung von Wissenschaft, Forschung und Lehre an Schulen, Hochschulen und Universitäten auf dem Gebiet der Lagerungstechnik“, sagte Andreas Hamann und ergänzte: „Bislang wurden bereits mehr als eine Million Euro an Fördermitteln ausgeschüttet.“

Neben der Vergabe des Innovation Awards gibt es zwei weitere Förderlinien in der Stiftung. Um junge Menschen früh für Technik und entsprechende Berufsfelder zu begeistern, unterstützt die schulische Förderung in der Region Mainfranken fächerübergreifende Projekte. Zudem vergibt die Stiftung seit 2020 im Zwei-Jahresrhythmus den „Future Technology Award“. Hier werden hochinnovative Forschungsvorhaben von Universitäten, Hochschulen oder einzelnen Fakultäten und Lehrstühlen unterstützt. Aktuell ist die Ausschreibung noch bis zum 31. Juli 2022 geöffnet.