Achim Kramer

Lifetime Calculation of Irregularly Oscillating Bearings in Offshore Winches

The fatigue lifetime calculation of rolling bearings has been intensively researched in the past and has been well documented in standards. The majority of the conducted research in the field of bearing life expectancy only applies to bearings under continuously rotating conditions as can be found in many technical systems, such as vehicle transmissions. However, there are many other technical applications in which bearings perform oscillating motions, for which the fatigue life calculation is currently not standardized. For such oscillatory behaviour, there exist several modifications for the standardized lifetime calculation. The available modification approaches, however, assume purely sinusoidal oscillations. Thus, irregular non-sinusoidal oscillations require approximation with a simple sinusoidal oscillation to comply with the available approaches, which can lead to a loss of information. In this paper, a numerical calculation approach to modify the lifetime calculation for oscillating bearings underlying irregularly reversing speeds and varying loads is presented. The lifetime calculation results of this approach are compared to results of existing calculation approaches for fatigue life calculation of oscillating bearings. For this, the approaches are applied on simple sinusoidal speeds and loads. Subsequently, results of all calculation approaches are shown for irregularly varying speeds and loads, using the example of the drivetrain of an offshore crane winch with Active Heave Compensation (AHC). The calculation results indicate, that available lifetime modification approaches for oscillating bearings seem to overestimate the lifetime for irregularly oscillating conditions.

Entwicklung eines elektrisch-mechanisch leistungsverzweigten Hybridantriebs für dieselbetriebene Nahverkehrszüge

In diesem Beitrag wird ein innovativer Hybridantrieb zur Effizienzsteigerung dieselbetriebener Nahverkehrszüge vorgestellt und dessen Effizienz mit der eines dieselmechanischen Referenzantriebs verglichen. Der HybridRail-Antrieb kombiniert die Wirkungsgradvorteile mechanischer Getriebe mit den Vorteilen der stufenlosen, elektrischen Antriebstechnik in einem elektrisch-mechanisch leistungsverzweigten Getriebe (eLVG). Das Getriebe zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Struktur zwischen einem rein elektrischen und einem eLVG-Betriebsmodus umgeschaltet werden kann. Dies ermöglicht neben der Rekuperation von Bremsenergie einen emissionsfreien Fahrbetrieb im Bahnhofsbereich und auf Tunnelabschnitten. Die Simulationsergebnisse zeigen im Vergleich zum Referenzantrieb vor allem im Geschwindigkeitsbereich bis 30 km/h eine deutliche Wirkungsgradsteigerung des Getriebes. Dadurch und durch die Möglichkeit zur Rekuperation von Bremsenergie ergibt sich für die gewählte Referenzstrecke (KBS 480 zwischen Düren und Stolberg) ein Kraftstoffeinsparpotential von 29.3 %.