Das Projekt "Umweltvertraegliches Schleifen - Teilprojekt: Flachprofilschleifen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die umweltgerechte Auslegung des Flachprofilschleifens. Das Vorhaben will die eingesetzte KSS-Menge reduzieren, die primaere und sekundaere KSS-Funktion substituieren und so eventuell zum Trockenschleifen (ohne KSS) gelangen. Ausserdem sollen bereits bestehende Ansaetze (Stoffkreislaeufe, umweltvertraegliche KSS auf nativer Basis) in die Untersuchungen integriert werden. Betrachtet wird neben den Prozess- und Maschinenparametern auch der Einfluss der Werkstoffe und der Profilgeometrien. Die Versuche werden im Versuchsfeld des IWF Braunschweig in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern durchgefuehrt. Neben der Betrachtung der technologischen Seite ist fuer jeden Teilschritt eine Wirtschaftlichkeitsrechnung vorgesehen.
Das Projekt "Getriebe ohne Oel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Maschinenelemente und Maschinenkonstruktion (IMM), Lehrstuhl Maschinenelemente durchgeführt. Die Reduzierung des Einsatzes von Oelen oder dessen Verzicht gehoert heute mit zu den wuenschenswerten Neuerungen der Getriebeindustrie. Nicht nur die Problematik der Entsorgung von Altoelen, Umweltschaeden durch Leckverluste und Rueckstaende in zu entsorgenden Anlagen, auch wirtschaftliche Faktoren, wie zB relativ kurze Oelwechselfristen, zusaetzliche periphere Einrichtungen wie Pumpen, Ab- und Zufuhrleitungen fuer Oelkreislaeufe machen die Aussicht auf oelfreie Getriebe so attraktiv. Mit neuen Beschichtungstechnologien und -Werkstoffen, die in letzter Zeit entwickelt wurden und sich bei Werkzeugen bereits bewaehrt haben, scheint dieses Ziel nicht mehr unerreichbar zu sein. Die Aufbringung von harten, verschleisswiderstandsfaehigen und/oder Festschmierstoff-Schichten auf Zahnradflanken kann die Fresstragfaehigkeit von Verzahnungen im Trockenlauf um ein Vielfaches anheben. Offenbar werden dabei weder die Zahnfuss- noch die Flankentragfaehigkeit nennenswert beeinflusst (geringe Beschichtungstemperaturen vorausgesetzt). Wenn Mangelschmierung vorliegt oder auf Oel ganz verzichtet wird, kommt es vor dem Auftreten von Pittings oder Zahnbruechen zum Fressverschleiss. Mit den diamantartigen Kohlenstoffschichten (IWS, PVD, Laser-ARC) kann die Fressverschleissgrenze angehoben werden. Diamantartige Schichten mit einem Wasserstoffanteil (Roth + Rauh, PVD) eignen sich offenbar weniger zum Schutz von Zahnflanken gegen Fressen. Auch die angegebenen Reibbeiwerte konnten nicht bestaetigt werden. Relativ gute Ergebnisse wurde mit Gleitlackfilmen (MoS2 in Harzen gebunden) und diamantartigen Mehrfachschichtsystemen (Prof Cselle, PVD) erzielt. Die erreichten ca 700000 Lastwechsel bei einer Flankenbeanspruchung von 700-1000 N/mm2 (Delta HO = 600-800 N/mm2) im Trockenlauf und bei Mangelschmierung sind zwar fuer die uebliche Beanspruchung von dauerfesten einsatzgehaerteten Verzahnungen noch nicht ausreichend (Vergleich: unbeschichtete Paarungen ertrugen 1500 bzw 30000 Lastwechsel), aber fuer im Zeitfestigkeitsgebiet ausgelegte Paarungen einiger Anwendungsgebiete oder Aussetzbetrieb (zB Differential bei Kraftfahrzeuggetrieben) koennte sich ein voelliger Verzicht von Fluessigschmiermitteln oder Fetten abzeichnen. Bei einem fuer verguetete Verzahnungen charakteristischen Beanspruchungsniveau sind die Erfolgschancen am groessten. Es besteht weiterhin die Aussicht, die Lebensdauer gleitlackbeschichteter Zahnraeder anzuheben, wenn auch beim Einlaufen der Verzahnung auf die Benetzung mit Oel verzichtet wird. Nach Angaben des Herstellers sind sogar Steigerungen um das 10-fache moeglich. Die Einlagerung von Molybdaendisulfid in diamantartige Mehrschichtsysteme (nach Prof Cselle) bzw die Kombination von MoS2 mit diamantaehnlichen Schichten koennte die Eigenschaften beider Beschichtungsarten vereinen (kleines My, grosse Haerte, hoher Verschleisswiderstand)...
Das Projekt "Teilprojekt 3: Kohlenstoffbasierte Schichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Roth und Rau Oberflächentechnik durchgeführt. Unter Verwendung der vorhandenen Basistechnologien (PE-CVD/Arc/Sputter) werden haftfeste Trockenschmierstoff-Schichten erzeugt, die in ihren Eigenschaften optimiert werden. Bei Einsatz metallorganischer Precursoren fuer die Ausbildung von Interface- und Haftschichten wird der Beschichtungsprozess durch PE-CVD-Verfahren realisiert. Optimierungsziel ist einerseits die hohe mechanische Belastbarkeit (Verschleiss, Schichtfestigkeit) und andererseits die Vermeidung von Schmiermitteln bzw. der Einsatz einer Minimalschmierung. Die Kohlenstoffschichten bieten auf Grund der grossen moeglichen Eigenschaftsvariation ueber entsprechende Prozessparameter eine ideale Grundlage fuer die Eigenschaftsanpassung innerhalb eines Schichtverbundes. Haftschicht (zum Substratmaterial), Tragschicht und funktionale Deckschicht (Feststoffschmierung) sind damit erzeugbar. Die vorgeschlagene Kombinationstechnik bietet die Moeglichkeit, werkstoffspezifische Anpassungen auszufuehren.