Neue Maßstäbe in der Magnet- und Fanglagertechnologie mit Active Magnetic Bearing

Lager in der Schwebe

Die Magnetlagertechnologie gewinnt als Alternative zu konventionellen Lagerungen weiter an Bedeutung. Sie kommt immer dann zum Einsatz, wenn andere Lagerarten den technologischen Anforderungen nicht mehr gerecht werden können.

Das Active Magnetic Bearing wird für Wellendurchmesser größer 200 Millimeter angeboten; hier stoßen bisherige Systeme mit Wälz-Fanglager an ihre Grenzen. (Foto: Schaeffler)

Vor allem bei mittleren bis großen Industrieanlagen mit sehr hohen Drehzahlen und einem Wellengewicht von bis zu mehreren Tonnen bestehen hohe technologische Anforderungen an die Lager. Hier kommen Magnetlager typischerweise zum Einsatz – etwa bei großen Elektro-Motoren, Gas- und Dampfturbinen, Kompressoren und Kältemaschinen. Das Prinzip dabei: Bei einer aktiven elektromagnetischen Lagerung wird die Welle durch ein magnetisches Feld zum Schweben gebracht und kann praktisch reibungsfrei in Rotation versetzt werden. Sensoren messen die Abweichungen der Welle von ihrer Referenzlage. Die Steuer- und Leistungselektronik übernimmt die Regelung, um die Welle wieder in ihre Sollposition zu bringen. Die Fanglager dienen als Sicherheit für die Maschine für den Fall, dass es durch einen Stromausfall zum Absturz der Welle kommt.

Mit dem FAG Active Magnetic Bearing hat Schaeffler eine standardisierte, systemübergreifende Kompletteinheit aus Magnet- und Fanglagern sowie entsprechenden Services entwickelt. Die Besonderheit: Schaeffler setzt als Fanglager Wälzlager ein. Das Unternehmen bietet Wälz-Fanglager auch für Wellendurchmesser größer als 200 Millimeter an; diese können nach einem Absturz der Welle erneut eingesetzt werden. Diese Lager sind Resultat jahrelanger Erfahrung im Bereich der Hochgenauigkeitsspindellager. In bisherigen Magnetlagersystemen sind bei Wellendurchmessern größer 200 Millimeter meistens Gleitlager als Fanglager verbaut worden, die nach einem Magnetlagerausfall gewechselt oder aufwändig instandgesetzt werden müssen.

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Standardisierung der Magnetlagertechnologie

Der Einsatz langjährig erprobter und standardisierter Steuer- und Leistungselektronik von Siemens ermöglicht eine einfache Integration in die Maschinenarchitektur. Damit konnte für die Standardisierung der Magnetlagertechnologie ein wichtiger Meilenstein erreicht werden. Die Betreiber dieser Anlagen erhalten somit ein in jeder Hinsicht optimiertes Gesamtsystem: Der Gebrauch von Wälz-Fanglagern, die erprobte Steuer- und Leistungselektronik sowie die hohe Ersatzteilverfügbarkeit reduzieren Aufwand und Kosten und erhöhen Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit, fasst Schaeffler zusammen. Ziel ist die Entwicklung und Bereitstellung eines umfassenden Systembaukastens, mit dem sowohl vier- als auch fünfachsige Systeme aus einer Hand realisierbar sind.

Reduzierte Lebenszykluskosten

Mit Blick auf die Lebenszykluskosten bietet das mit Wälz-Fanglagern von Schaeffler ausgestattete System Vorteile gegenüber dem Einsatz von Gleit-Fanglagern in mehrfacher Hinsicht. Wälz-Fanglager sind verschleißärmer und können nach einem Ausfall der Magnetlagerung einen Notbetrieb bei reduzierter Drehzahl sicherstellen. Außerdem ermöglicht das Condition-Monitoring-System Pro-Check von FAG in Verbindung mit dem bei Schaeffler vorhandenen Know-how über Systemverhalten und Analyse Aussagen und Empfehlungen zum Weiterbetrieb der Anlage. Dies führt nach einem potenziellen Absturz der Welle in die Fanglager zur Reduzierung von Stillstandzeiten und zur Vermeidung von Lager- und Maschinenschäden. Damit empfiehlt Schaeffler dieses System als wirtschaftliche Komplettlösung, die selbst schwierigste Anforderungen erfüllen kann.

pb

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