Aachen, Germany
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Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Diese Modellbeschreibungen werden genutzt, um das Funktions-, Verlust- und Geräuschverhalten gesamthafter technischer Systeme mit Fokus auf die Antriebstechnik zu analysieren und zu gestalten. Die entwickelten Modelle dienen zudem der Erforschung und Entwicklung von Methoden des Model Based Systems Engineering als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse. Die Analyse des Ölflusses in Wälzlagern ist entscheidend für das Verständnis von Schmiermechanismen, Reibungsverlusten und der Gesamtleistung des Lagers. In diesem Projekt wird das Strömungsverhalten in Wälzlagern experimentell an einem angepassten RLP-Prüfstand untersucht, wobei besonderes Augenmerk auf den Einfluss von Geometrie und Betriebsparametern gelegt wird. Wichtige Strömungsmerkmale wie Ölverteilung, Spritzbildung, Rückströmung, Pump- und Blockiereffekte, die durch das Lager verursacht werden, sollen systematisch analysiert werden. Physikalische Größen wie Druck und Geschwindigkeit werden gemessen, während Parameter wie Eintauchtiefe, Lagergeschwindigkeit und Temperatur kontrolliert variiert werden. Hochauflösende Messungen umfassen die volumetrische Durchflussrate durch das Lager, Druckunterschiede über das Lager hinweg sowie die qualitative Visualisierung der Ölverteilung mittels Hochgeschwindigkeitskamerasystemen. Neun verschiedene Lagergeometrien und vier Betriebsparameter (volumetrische Durchflussrate, Eintauchtiefe, Drehzahl bis 5.500 U/min und Temperaturbereich von 20–80 °C) werden in einem vollfaktoriellen Versuchsplan untersucht, was zu mehr als 500 Messpunkten führt.
