Wälzlagertechnik (WLT)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Roller Bearing Technology)
(Prüfungsordnungsmodul: Wälzlagertechnik)

Lehrveranstaltungen:

• • Wälzlagertechnik
    (Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Marcel Bartz, Di, Fr, 8:30 - 10:00, H17 Maschinenbau; Einzeltermin am 8.7.2022, 8:15 - 16:00, CIP-Pool MB II)

Inhalt:

• Einführung und Motivation
  

• Grundsätzlicher Aufbau und Komponenten
  

• Wälzlagerwerkstoffe und Wärmebehandlung
  

• Wälzkontakt
  

• Belastung und Lastverteilung
  

• Tragfähigkeit und Lebensdauer von Wälzlagern
  

• Kinematik des Wälzlagers
  

• Reibung in Wälzlagern
  

• Schmierung von Wälzlagern
  

• Konstruktive Gestaltung von Wälzlagerungen
  

• Toleranzen in Wälzlagern, Lagersteifigkeit
  

• Fertigung, Montage und Handhabung
  

• Schadenskunde
  

• Neue Entwicklungen in der Wälzlagertechnik

Lernziele und Kompetenzen:

Fachkompetenz

Wissen

Im Rahmen von WLT erlangen die Studierenden praxisorientiert grundlegende Kenntnisse im Bereich der Wälzlagertechnik. Die Studierenden sind vertraut mit Fachbegriffen und können im Einzelnen:

• die Hauptfunktionen, Wirkprinzipien und Eigenschaften von Wälzlagern beschreiben.

• die Grundkomponenten von Wälzlagern aufzählen

• die gängigen rotatorischen und translatorischen Wälzlager nennen

• Wissen über die Normung und Nomenklatur im Kontext von Wälzlagern wiedergeben

• gängige Wälzlagerwerkstoffe und deren Wärmebehandlung beschreiben

• die Hintergründe der der Auslegung von Wälzlagern zugrundeliegenden Festigkeitshypothesen wiedergeben

• die Bedeutung der Reibung im Wälzlager beschreiben

• die Aufgaben des Schmierstoffs nennen

• die Schmierstoffeigenschaften, insbesondere Viskosität und Dichte, beschreiben

• gängige Schmierstoffe und Additive aufzählen und Schmierstoffalterung beschreiben

• Wissen über Feststoffschmierung, Medienschmierung und Trockenlauf wiedergeben

• Möglichkeiten zur Überwachung von Wälzlagern nennen

• Gebrauchsspuren und Wälzlagerschäden beschreiben
  

Verstehen

Die Studierenden verstehen Zusammenhänge zu erarbeiteten Wissen durch Erschließen von Querverbindungen und können:

• die grundlegenden geometrischen Zusammenhänge in Wälzlagern erläutern

• die Kontaktstellen und –arten in Wälzlagern herausstellen

• die Anwendung der Hertzschen Kontakttheorie zusammenfassen

• Die Studierenden können die Belastung von und die Lastverteilung in Wälzlagern beschreiben

• Die Studierenden können die Kinematik im Wälzlager, insbesondere den Bewegungsverhältnissen und den Massenkräften erläutern

• die Tragfähigkeits- und Lebensdauerberechnung von Wälzlagern sowie deren Anwendungsgrenzen verstehen

• die Reibungsarten und –zustände in Wälzlagern erläutern

• empirische und rechnerunterstütze Verfahren zur Berechnung des Lagerreibungsmomentes darstellen

• die Wärmebilanz am Wälzlager und die Berechnung der Lagertemperatur erklären

• die Fettschmierung von Wälzlagern in Hinblick auf das Prinzip der Fettschmierung, die Schmierfettauswahl, den Schmierfettmengen, der Fettgebrauchsdauer, der Schmierfrist und der erforderlichen Komponenten argumentieren

• die Schmieröleigenschaften sowie die Anwendungsbereiche, Schmierverfahren und Schmierstoffmengen bei der Ölschmierung erläutern

• die konstruktive Gestaltung von Wälzlagerungen, insbesondere der Anordnung als Fest-Los-, angestellte oder schwimmende Lagerung verstehen

• die Wahl der richtigen Wälzlagerbauform nachvollziehen

• die Gestaltung von Wellen und Gehäusen sowie die Wahl von Passungen erläutern

• ein Verständnis für die axiale Befestigung von Lagerringen aufzeigen

• berührungslose oder berührende Dichtung von Wälzlagerungen erklären

• verstehen die konstruktive Gestaltung von Linearwälzlagerungen

• die systematische Analyse von Wälzlagerschäden erläutern
  

Anwenden

Die Studierenden wenden ihr erworbenes Wissen und Verständnis an und können:

• geeignete Lagertypen in Abhängigkeit des Anwendungsfalls auswählen

• die für Wälzlagerauswahl und –auslegung maßgeblichen geometrischen Kenngrößen berechnen

• die statische Tragfähigkeit von Wälzlagern berechnen

• spezialisierte Software zur Berechnung von Wälzlagerungen und Antriebssystemen anwenden

• eine geeignete Fettmenge bei Erstbefettung eines Lagers sowie die Schmierfrist festlegen

• die Ölmenge für die Ölschmierung bestimmen
  

Analysieren

Die Studierenden können Zusammenhänge anhand verschiedener Anwendungsfälle analysieren und somit:

• die Lastverteilung und Wälzkörperbelastung bestimmen

• die Kinematik in Einzelkontakten analysieren

• die dynamische Tragfähigkeit von Wälzlagern, insbesondere die nominelle, modifizierte und erweiterte modifizierte Lebensdauer bestimmen

• die dynamisch äquivalente Lagerbelastung ermitteln

• die kinematischen Beziehungen wie Käfigdrehzahl, Wälzkörperdrehzahl oder Überrollungen bestimmen

• ein geeignetes Schmierverfahrens sowie einen geeigneten Schmierstoff bestimmen

• Schmierstoffverhaltens im konzentrierten Kontakt analysieren
  

Evaluieren (Beurteilen)

Basierend auf der Analyse der jeweiligen Gegebenheiten können die Studierenden:

• den Einfluss von Wälzlagerbauart, Wälzkörperzahl, Lagerlast oder Betriebsspiel auf das Reibungsmoment beurteilen

• die konstruktive Gestaltung von Wälzlagerungen bewerten
  

Erschaffen

Die Studierenden können im Kontext konkreter Anwendungsfälle Verbesserungsvorschläge zu bestehenden Wälzlagerungen erarbeiten. Zudem sind sie in der Lage, Wälzlagerungen so zu gestalten, dass diese die verschiedensten technischen und nicht-technischen Anforderungen einer Anwendung erfüllen.

Lern- bzw. Methodenkompetenz

Die Studierenden können Wälzlagerungen selbstständig gestalten und auslegen. Grundlage hierfür bildet das in der Vorlesung vermittelte Hintergrundwissen. Der sichere Umgang beim praktischen Einsatz des Lerninhalts wird durch Übungseinheiten zu den Themen Kontakte, Lastverteilung, Tragfähigkeit und Lebensdauer, Kinematik, Reibung, Schmierung, konstruktive Gestaltung und Schadenskunde ermöglicht. Ein spezielles Praktikum vermittelt zudem den Einsatz von fortgeschrittenen, rechnerunterstützten Werkzeugen.

Selbstkompetenz

Die Studierenden werden insbesondere im Übungsbetrieb zur selbstständigen Bearbeitung von Übungsaufgaben, gegebenenfalls in Arbeitsgruppen, befähigt. Weiterhin erlernen die Studierenden eine objektive Beurteilung sowie Reflexion der Relevanz des Fachgebietes Wälzlagertechnik in einem gesamtgesellschaftlichen und ökologischen Kontext.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Wahlpflichtmodule (Vertiefungsmodule) | Wälzlagertechnik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Wälzlagertechnik (Prüfungsnummer: 71151)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Die Note ergibt sich zu 100% aus der Klausur.

Erstablegung: SS 2022, 1. Wdh.: WS 2022/2023

1. Prüfer:

Marcel Bartz

Termin: 11.08.2022
Termin: 11.08.2022