Effiziente Berechnung des elektrischen Feldes im Wälzkontakt - Beitrag zur Ermittlung der elektrischen Impedanz

Die elektrischen Eigenschaften von Wälzlagern gewinnen zunehmend an Bedeutung. Um zu einer präziseren Berechnung des elektrischen Lagerverhaltens beizutragen, untersucht diese Arbeit verschiedene Methoden zur Kapazitätsberechnung. Im Mittelpunkt stehen dabei Randbereiche außerhalb der Hertz’schen Fläche an belasteten Wälzkörpern sowie unbelastete Wälzkörper. Dafür werden semianalytische Approximationen und Finite-Elemente-Simulationen angewendet. Dazu wird eine geschlossene zweidimensionale analytische Lösung hergeleitet und mit den numerischen und semianalytischen Lösungen verglichen. Dabei dient der Wälzkontakt von radial belasteten Rillenkugellagern als Anwendungsbeispiel. Die Ergebnisse zeigen, dass die verwendeten semianalytischen Approximationen zwar die aus numerischer und analytischer Berechnung erwarteten Verläufe abbilden, jedoch signifikante Differenzen aufweisen. So wurde insbesondere der Beitrag unbelasteter Wälzkörper zur Gesamtkapazität bisher unterschätzt