Im neuen Großlager-Prüfzentrum von SKF: Grundlagenforschung auch nach 110 Jahren

Herr Johannsmann, laut eigenem Bekunden sucht Ihr neues Großlager-Prüfzentrum weltweit seinesgleichen. Was ist denn so einzigartig daran?
Wir haben in dieser Einrichtung zwei neuartige Prüfstände installiert, die man getrost als technologische Pionierleistung betrachten kann. Damit führt das hochmoderne Prüfzentrum quasi eine „Innovations-Tradition“ fort, die der Urvater unseres Unternehmens, nämlich Sven Wingquist, schon vor 110 Jahren begründet hat – und zwar mit der Erfindung des zweireihigen Pendelkugellagers, das noch heute eine unverzichtbare Schlüsselkomponente in den verschiedensten industriellen Anwendungen ist. Selbstverständlich haben wir die Lager-Technologie seit Wingquists damaligem Gedankenblitz permanent und nicht unerheblich weiterentwickelt, aber es gibt nach wie vor Optimierungspotenziale. Genau diese Potenziale wollen wir zum Vorteil unserer Kunden erschließen; und dazu werden die beiden neuen Prüfstände beitragen.

Nach 110 Jahren dürfte die entsprechende Technik aber schon ziemlich ausgereift sein. Welche neuen Erkenntnisse sollen die neuen Prüfstände dann überhaupt noch zu Tage fördern?
Das ist zweifelsohne eine berechtigte Frage. Aber um deren volle Tragweite zu erfassen, muss man auch Folgendes in Betracht ziehen: Natürlich verfügen wir dank unserer langjährigen Unternehmensgeschichte über ein enormes Entwicklungs-, Konstruktions- und Praxis-Know-how. Das im Rahmen dieser Historie angesammelte Wissen steckt inzwischen – stark gebündelt – in hochkomplexen Simulationsprogrammen, mit denen sich das denkbar beste Lager-Design für die unterschiedlichsten Applikationen ziemlich genau berechnen lässt. Auch die Gebrauchsdauer des jeweiligen Lagers in seiner individuellen Anwendung kann man damit recht präzise prognostizieren. Aber Lager mit besonders großen Dimensionen bergen nach wie vor ein paar „Geheimnisse“, wenn Sie so wollen. Denn in deren betrieblicher Praxis kommt es immer noch zu manch überraschendem Problem, obwohl das entsprechende Lager nicht nur mit äußerster Akribie berechnet worden war, sondern oft sogar über „konstruktive Sicherheitsreserven“ verfügte. Das ist – wohlgemerkt! – ein allgemeingültiges Thema bei der Auslegung von Großlagern. Anders ausgedrückt: Im realen Einsatz von Großlagern müssen irgendwelche Phänomene auftreten, die von den „Ursache-Wirkung-Algorithmen“ in momentan verfügbaren Simulationsmodellen immer noch nicht hinreichend berücksichtigt werden. Unter anderem solchen Phänomenen wollen wir mit unseren neuen Prüfständen auf die Schliche kommen. Wir betreiben hier also durchaus Grundlagenforschung – obwohl derartig große Lager von verschiedenen Herstellern auf dem gesamten Globus nun wahrlich nichts neues sind.

Und wie genau soll diese Forschung im „Sven Wingquist Test Center“ von SKF technisch vonstattengehen?
Unser neuer Prüfstand für Großlager mit Schwerpunkt Windenergie-Anwendungen ist der weltweit erste, der nicht nur ein einzelnes Hauptlager für Windturbinen unter besonders relevanten Bedingungen testen kann, sondern gleich eine komplette Lagerungseinheit; also inklusive Komponenten des Kunden. Dabei ist er bereits auf Konstruktionen vorbereitet, wie sie beispielsweise für künftige Turbinen von 10 MW und mehr zu erwarten sind. Durch eine Art „Adapter“ kann er Lager mit einem maximalen Außendurchmesser von bis zu sechs Metern aufnehmen. Außerdem kann er die riesigen Lager in alle Richtungen dynamisch mit Kräften beaufschlagen, die in ihrer Kombination um ein Vielfaches höher liegen als bei den zuletzt stärksten Prüfanlagen. Abgesehen davon erlaubt dieser neue Prüfstand auch noch deutlich höhere Test-Drehzahlen als bislang möglich. Unter dem Strich lassen sich damit alle nur erdenklichen Lasten, wie sie im Laufe von 20 Jahren auf solche Lager einwirken, viel realitätsnäher abbilden als mit jedem derzeit verfügbaren Simulationsprogramm – und zwar innerhalb weniger Wochen bzw. Monate.

Und wodurch zeichnet sich der zweite neue Prüfstand aus?
Im direkten Vergleich mit dem größeren Prüfstand mag der kleinere Neuzugang vielleicht etwas weniger „monumental“ aussehen, aber auch er hat es in sich: Er treibt Großlager für Anwendungsgebiete wie den Schiffbau, den Bergbau, die Papierindustrie oder auch den Zement- und Stahlsektor an ihre absoluten Belastungsgrenzen. Zu diesem Zweck entwickelt er Kräfte von gut einem halben Dutzend Meganewton. Zur Orientierung: Das ist etwa so viel wie ein einzelnes Triebwerk der Saturn V-Mondrakete! Dabei kann er Rotationsgeschwindigkeiten von über 200 min-1 erzielen. Außerdem kann das zu testende Lager den denkbar ungünstigsten Schmierbedingungen ausgesetzt werden. Die Analyse der daraus resultierenden Betriebszustände wird uns in die Lage versetzen, die tribologischen Wechselwirkungen zwischen unterschiedlichen Schmierungsbedingungen und verschiedenen Lager-Designs bzw. -Materialien unter hochdynamischer Belastung besser zu verstehen.

Das klingt nach einem erheblichen Aufwand. Was haben Ihre Kunden am Ende davon?
Zunächst mal profitiert die Umwelt, wenn ich das vorausschicken darf. Denn selbstverständlich werden wir die Erkenntnisse aus den Tests in unsere Produktentwicklung und in die Konstruktion künftiger Großlager-Generationen einfließen lassen. Aus der „Öko-Perspektive“ betrachtet bedeutet dies: Auf Basis der Test-Ergebnisse werden wir kommende Großlager so gestalten können, dass deren Herstellung trotz ihrer größeren Robustheit bzw. trotz ihrer längeren Haltbarkeit weniger Ressourcen verbraucht. Hinzu kommt, dass schon während der Belastungs-Tests der neu zu entwickelnden Großlager in unserem Prüfzentrum signifikant Energie gespart wird: Nicht nur wegen der kurzen Test-Zeiten, sondern auch, weil beide neuen Prüfstände mit Energie-Rückgewinnungsanlagen ausgestattet worden sind. Aus diesen Gründen hat das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie den größeren „Stresstester“ mit rund 1,9 Mio. Euro gefördert, während der neue Prüfstand für andere Schwerindustrie-Anwendungen durch das Umweltinnovationsprogramm des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit mit ca. 1,6 Mio. Euro gefördert wurde.

Ok, verstanden – und der Vorteil für die Kunden ist nun welcher?
Um das Beispiel „Windenergie“ fortzuführen: Die in Windenergieanlagen verbauten Großlager sollen ja möglichst 20 Jahre und länger zuverlässig laufen, damit sich die Investition in eine solche Anlage für den Betreiber auch lohnt. Die darin eingesetzten Lager sind also ein Schlüsselelement, um dem Betreiber ein Maximum an Rentabilität zu verschaffen. Soll heißen: weniger Wartungsaufwand = geringere laufenden Kosten = größerer Return on Investment. Die gleiche Formel gilt natürlich nicht nur für die Windenergie, sondern auch für andere Industriezweige. Ergo werden die Erkenntnisse aus dem Prüfzentrum dazu beitragen, kommende Großlager-Generationen für verschiedenste Branchen so zu optimieren, dass sie bei möglichst geringem Gewicht und minimaler Reibung in ihrer jeweiligen Anwendung ein Maximum an Haltbarkeit erzielen. Alles zusammen steigert die Effizienz der jeweiligen Kunden-Anlage – egal, in welchem relevanten Industriesegment: Unter dem Strich wird also jeder Anwender von künftigen Großlager-Generationen seine Gesamtlebenszykluskosten minimieren und dadurch seine Wettbewerbsfähigkeit steigern können.

Warum errichtet SKF das neue Prüfzentrum eigentlich in Deutschland? Vergleichbare Lager fertigt Ihr Unternehmen doch auch in anderen Ländern…
Das stimmt, aber für den Standort Deutschland sprachen gleich mehrere Gründe: Zum einen bauen wir in Schweinfurt ja schon seit 1990 Großlager für die Windindustrie. Das bedeutet zugleich: Hier ist bereits die erforderliche „XXL-Infrastruktur“ vorhanden, zum Beispiel in Sachen Fertigungstechnologie, Material- und Großlagertransport innerhalb der Fabrik, außerdem die Verpackungs- und Versandlogistik, etc. Hinzu kommen weitere technische Einrichtungen; beispielsweise für die Generalüberholung von gebrauchten Großlagern oder auch das metallurgische Labor, das auf Großlager-Anforderungen ausgelegt ist. All dies resultiert aus den rund 120 Millionen Euro, die wir schon bis 2009 in eine hochmoderne Großlager-Fertigung am Standort Schweinfurt investiert hatten.

Die Fertigung ist das eine – aber wo findet das Engineering statt?
Schwerpunktmäßig ebenfalls hier in Schweinfurt! Das bei uns konzentrierte Know-how spielte bei der Standortentscheidung innerhalb des Konzerns sogar eine bedeutende Rolle: Wichtige Schlüsselfunktionen wie Produktentwicklung und -konstruktion sowie Kundenberatung und Anwendungstechnik für viele Großlagertypen und -kunden hatten wir ohnehin schon „vor Ort“. Natürlich bestehen auch enge internationale Kooperationen mit Entwicklern und Ingenieuren, beispielsweise in Schweden, wo die Verantwortung für die eingangs erwähnten Pendelrollenlager liegt. Aber man kann das neue Prüfzentrum durchaus als „letzten Puzzlestein“ für Schweinfurt betrachten, der unsere Strategie zur Bündelung kundenorientierter Großlager-Kompetenzen am Standort nun komplettiert: Hier ist jetzt alles vereint, was man für die Großlagerproduktion braucht. Wenn man so will, hat SKF in Mainfranken eine Art „Großlager-Metropole“ geschaffen, wie man sie kein zweites Mal vorfindet.

Sie hatten erwähnt, dass die beiden neuen Teststände durch öffentliche deutsche Mittel gefördert wurden. War das ein weiteres Zünglein an der Waage bei der Entscheidung zugunsten Schweinfurts?
Definitiv. Denn diese Fördermittel sind ein nicht zu unterschätzender Standort-Vorteil. Das Land Bayern und der Bund haben das Projekt mit zusammen etwa 3,5 Millionen Euro unterstützt; und ich bin beiden Institutionen absolut dankbar dafür, dass sie es SKF ermöglicht haben, diese Pionierleistung in Deutschland zu verwirklichen. Wir begrüßen es sehr, dass die Politik im eigenen Land eine energieeffiziente Zukunftstechnologie vorantreibt, für die es einen globalen Markt gibt.