Verschleiß- und reibungsfreie Lager sind machbar

19. Juli 2006, 13:41
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In Magneten gelagerte Maschinenteile bisher nur in ganz speziellen Anwendungen

Wien - Lager, die ohne Reibung, ohne Verschleiß und auch ohne jegliche Schmiermittel funktionieren, sind denkbar aufwendig zu verwirklichen. Wissenschafter des Instituts für Mechanik und Mechatronik der Technischen Universität (TU) Wien haben nun mit Unterstützung des Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) ein Verfahren entwickelt, das so genannte Magnetlager praktikabler und auch fehlertoleranter macht. Damit sollte sich der Einsatzbereich für die Wunderlager deutlich erweitern.

Reibungsverluste

Auch wenn normale Gleit- oder Kugellager noch so präzise gearbeitet sind, sie müssen in irgendeiner Form geschmiert werden, nutzen sich laufend ab und haben mehr oder weniger Verlust durch Reibung. Bei Magnetlagern ist das anders. Hier laufen bewegliche Teile, ohne dass sie einander berühren, lediglich von Magnetfeldern in Position gehalten. "Eigentlich eine optimale Sache, warum gibt es überhaupt noch andere Konstruktionen?", fragt sich der Laie.

Die Probleme sitzen im Detail, erklärte Projektleiter Johann Wassermann. Lager aus Dauermagneten sind für technische Unwendungen nicht wirklich geeignet, derlei Konstruktionen finden lediglich in Spielereien wie schwebenden Kugelschreibern Anwendung. Für praktikable mechanische Verbindungen müssen Dauermagneten mittels Elektromagneten unterstützt werden, oder die Lager sind überhaupt nur aus Elektromagneten aufgebaut.

"Das erfordert neben den eigentlichen Magneten Regler, Verstärker und gegebenenfalls Positionssensoren", erklärte Wassermann. Wo Elektronik ist, muss für Ausfälle vorgesorgt werden, so genannte redundante Systeme werden eingerichtet. Geht eine Komponente kaputt, übernimmt eine andere die Arbeit, ohne dass das Lager zusammenbricht.

Anwendung in sensiblen Bereichen

Das ist vor allem wichtig, da Magnetlager in besonders sensiblen Bereichen eingesetzt werden, etwa bei so genannten Vakuumpumpen oder auch in Reinst-Räumen. Hier würde jegliches Schmiermittel stören, daher setzt man auf Magnetlager.

In ihrem Projekt konnten die Wiener Techniker die Zuverlässigkeit der Systeme deutlich erhöhen. "Neben modernsten Prozessoren und intelligente Fehlerkontrolle haben wir bei einem Teil der Elektronik die sonst üblichen Kupferleitungen durch Lichtleiter ersetzt", so der Forscher. Damit fällt eine wichtige Störquelle weg, denn in Kupferleitungen machen sich elektromagnetische Einflüsse - etwa durch einen benachbarten, starken Elektromotor - immer wieder bemerkbar. Bei Lichtleitungen gibt es diesen Störfaktor nicht. (APA)

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