SKF hat eine neue Generation zweireihiger Schrägkugellager mit verbessertem Leistungsvermögen für den Einsatz in Klimaanlagen bei Fahrzeugen der Firmen General Motors, Ford und Chrysler entwickelt. Das Lager stützt die elektromag-netische Kupplung des Kompressors ab, der das zur Kühlung erforderliche Kältemittel in der Klimaanlage verdichtet.
Im SKF Werk Altoona in Pennsylvania/USA werden gegenwärtig 2,6 Millionen Einheiten produziert.
Typische Betriebsbedingungen für diese Kupplungslager sind Drehzahlen im Bereich von 3.000 bis 6.000 U/min und eine Radialbelastung von 450 bis 700 N. Da bei der Auslegung des Zusatzantriebs vielfach der Kompressor für die Klimaanlage sehr weit unten angeordnet wird, ist er häufig hohen Temperaturen und starker Verschmutzung ausgesetzt.
1994 begann SKF zusammen mit Harrison Thermal Systems, einem Unternehmen der GM-Tochter Delphi, das Kupplungslager BA2 – 6508 auf der Basis eines zweireihigen Schrägkugellagers zu entwickeln, das sich sehr gut zur Aufnahme der wechselnden Radialbelastungen und hohen axialen Stoßbelastungen beim Einkuppeln eignet.
Ein weiterer Gesichtspunkt für die Wahl dieser Ausführung war, daß die Radialluft innerhalb sehr enger Grenzen eingestellt werden kann. Diese Möglichkeit zur genauen Kontrolle der Radial- und Axialluft ist wichtig für die Reduzierung des Antriebs- und Kompressorlaufgeräusches.

Genehmigung durch Kunden

Das SKF Produktteam aus Mitarbeitern der Automotive Division, des North American Technical Center und des Werkes Altoona schloß die Wettbewerbsanalyse, die Prototyp-Entwicklung und die internen Laborversuche nach etwa 18 Monaten ab. Noch einmal 18 Monate beanspruchten die von Delphi durchgeführten Feldversuche.
Anfang 1997 erteilte Delphi dem Lager die Freigabe zum sofortigen Einbau in neue GM-Modelle. Vorher mußte das Lager eine Reihe von unerbittlichen Dauertests durchlaufen, die auch die Schmierfett-Gebrauchsdauer und das Dichtverhalten (Eindringen von Staub, Fettaustritt, Korrosion usw.) einschlossen.
Eine besondere Herausforderung stellte die Hochgeschwindigkeits-Dauerprüfung von Delphi dar, bei der das Betriebsverhalten von Lagern unter extremen Bedingungen untersucht wird. Dabei läuft der Außenring 200 Stunden lang bei einer Umgebungstemperatur von 107 Grad Celsius um. Das entspricht den Betriebsverhältnissen unter der Motorhaube, wo die Temperaturen häufig über 90 Grad Celsius ansteigen. Ein weiterer Langzeit-Funktionstest ist der Vier-Jahreszeiten-Test von General Motors, bei dem 50 Klimaanlagenkompressoren im Feldversuch über zwölf Monate laufen.
Für die Auswahl eines geeigneten Schmierfettes bestand eine der Hauptforderungen darin, daß es mit einem neuen, umweltfreundlichen Kältemittel verträglich sein sollte. Die SKF Konstrukteure setzten sich dafür ein, daß bei den Delphi-Feldversuchen mehrere Schmierfette getestet wurden. Die Fette bestanden die Tests und wurden zugelassen. Das erwies sich im nachhinein als wichtig, weil es mit dem ersten in der Serienproduktion verwendeten Fett Probleme wegen zu großer Steifigkeit und zu starken Laufgeräusches gab und SKF Altoona auf eines der anderen zugelassenen Fette umstellen konnte, ohne daß es zu Produktionsverzögerungen kam.

Ausgeweitetes Sortiment

Die Erfahrungen, die bei der Entwicklung der Kompressor-Kupplungslager für GM gesammelt wurden, hat SKF zum Anlaß genommen, sich noch stärker auf diesen Bereich zu konzentrieren. Um beispielsweise das durch die drei genannten US-Autohersteller repräsentierte Marktpotential ausweiten zu können, mußte SKF auch für andere Fahrzeuge spezifische Lagerlösungen entwickeln. Inzwischen existieren drei Lagertypen: BA2-6508, BA2-6515 und BA2-6517.
Während Lager BA2-6508 zusammen mit dem Fahrzeughersteller entwickelt wurde, entspricht die Konstruktion der beiden anderen Lager den Anforderungen von Zulieferern der Autohersteller. Drei der am häufigsten in Klimaanlagen eingebauten Kupplungslager werden damit heute von SKF geliefert.
Diese Lager sind auch für die Modernisierung von Klimaanlagen und den Kfz-Zubehörmarkt interessant. In das Marketingkonzept sind Chicago Rawhide und SKF Vertragshändler ebenso eingebunden wie Erstausrüster-Servicefirmen. SKF plant, den Markt für Kupplungslager nachdrücklich durch eine Kampagne zu unterstützen, die umfassend über diese technisch einwandfreie Lösung informieren soll.
Gleichzeitig wird die Produktentwicklung vorangetrieben. Für die gegenwärtige abgedichtete Ausführung wird eine Gebrauchsdauer im Bereich von 160.000 Fahrkilometern veranschlagt. Angestrebt werden 240.000 Fahrkilometer bei kleineren Lagerungsabmessungen, was dem Trend zu kleineren frontgetriebenen Fahrzeugen entsprechen würde.

Art Mattson

SKF USA Inc., Altoona, Pennsylvania, USA