Dünnringlager zur leichten Lagerung des Riemenantriebs im Elektroroller

Rodriguez10215 Die Elektromobilität gilt als entscheidender Faktor für die Energiewende und als probates Mittel, den CO₂-Ausstoß zu bremsen. Die BMW Group trägt mit ihren Elektrofahrzeugen dieser Entwicklung Rechnung und feierte im April diesen Jahres die Premiere ihres kommerziellen Elektrorollers „C Evolution“. Darin verbaut ist ein metrisches Dünnringlager von Rodriguez. Es übernimmt die Lagerung des Riemenrades im Getriebe des Rollers.

Rodriguez20215 Die BMW Group brachte nach ihrem Elektroautomobil i3 im Frühjahr diesen Jahres mit dem Elektroroller C Evolution die Antwort auf die einspurige urbane Mobilität auf den Markt. Wie der i3 so nutzt auch dieser Elektroroller 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 8 kWh. Sie verhilft dem Scooter zu einer Reichweite von 100 km und ist innerhalb von 4 h an einer herkömmlichen Haussteckdose wieder vollständig aufgeladen. Mit einer Nennleistung von 11 kW (15 PS) bzw. einer Spitzenleistung von 35 kW (47,5 PS) erreicht der Roller eine elektronisch geregelte Maximalgeschwindigkeit von 120 km/h. Mit einer Beschleunigung von null auf 100 km/h in 6,2 s kann der neue Elektroroller locker mit benzingetriebenen Maxi-Scootern mithalten.

Lagerung des Riemenrades

Rodriguez30215 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.

In diesem Hohlradgetriebe dient das Dünnringlager K13008AR0 als Lagerung für das Riemenrad, das wiederum die Kraft über ein Planetengetriebe ins Hinterrad überträgt. Das gehärtete dünnwandige Wälzlager aus der metrischen Dünnringlager-Serie von Rodriguez 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. Es wiegt nur 170 g.

Das kann nur ein Dünnringlager

Neben einem möglichst geringen Gewicht musste das Lager der Wahl eine Reihe weiterer Anforderungen erfüllen. Ein entscheidendes Kriterium war ein größtmöglicher Innendurchmesser bei kleinstmöglichem Außendurchmesser. Nur dadurch war eine Lagerung innerhalb des geringen zur Verfügung stehenden Bauraums zwischen Getriebegehäuse und rotierender Einheit überhaupt möglich. Mit einem Bohrungsdurchmesser von 130 mm bei einem Außendurchmesser von 146 mm erfüllt das ungedichtete Dünnring-Schrägkugellager diese Forderungen spielend.

Doch nicht nur hinsichtlich des Durchmesserverhältnisses bzw. der Lagergröße stellte der spezielle Einsatz hohe Ansprüche an das Lager. Es musste die bei Maximalgeschwindigkeit auftretenden hohen Drehzahlen und großen radialen Lasten sowie die aus den Lastwechseln des Hinterrades bei Kurvenfahrten auftretenden hohen Querkräfte problemlos aufnehmen können. 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.

Weitere Applikationsmöglichkeiten

Rodriguez40215 Wie das gesamte Sortiment an Dünnringlagern von Rodriguez zeichnet sich das in dieser Anwendung eingesetzte Lager durch sein Gewicht sparendes Design und einen besonders geringen Querschnitt aus, der auch bei steigendem Bohrungsdurchmesser konstant bleibt. Dennoch bringt es die entscheidende hohe Steifigkeit und ein niedriges Startmoment mit, um höchsten Anforderungen hinsichtlich Drehzahl, Temperatur und Lasten gerecht zu werden. Der große Bohrungsdurchmesser bietet Raum für Komponenten wie Luft- oder Hydraulikleitungen, elektrische Verkabelungen oder Schleifringe. Aufgrund dieser mechanischen Eigenschaften kommen Dünnringlager überall dort zum Einsatz, wo hohe Anforderungen an Gewichtseffizienz, Kompaktheit und Miniaturisierung bei gleichzeitig höchster Präzision und einfacher Montage gestellt werden. Weitere Anwendungsbeispiele sind 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.

Mehr als 250 Typen – metrisch und zöllig

Die Eschweiler Antriebsspezialisten 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 gibt es als Rillenkugellager, Vierpunktlager oder Schrägkugellager. Edelstahlausführungen sind auch mit Kugelkäfigen aus Polyamid, PEEK oder Edelstahl verfügbar. Zudem fertigt Rodriguez auf Basis der Dünnringlager komplette einbaufertige Baugruppen, die präzise auf die jeweilige Applikation zugeschnitten werden. Diese kundenspezifischen Sonderlösungen 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.