Wälzlager sind in der Industrie ein weitverbreitetes Bauteil, das dennoch Verbesserungspotenzial aufweist. Das konnte im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Forschungsprojekts zur Ressourceneffizienz gleich in zweifacher Hinsicht realisiert werden. An der Leibniz Universität Hannover verbesserten das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen und das Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie das Fertigungsverfahren durch die Einführung des so genannte Hartdrehwalzens, statt die für die Reibung relevanten Flächen der Wälzlagerringe zu schleifen und zu honen. Das erzeugt eine Produktivitätssteigerung um 300 Prozent, bei einer um 20 Prozent besseren Oberflächenqualität als ohne Hartdrehwalzen. Nicht nur die Produktionszeit verkürzt sich, auch die Standzeit der Wälzlager erhöht sich im Ergebnis um das Zweieinhalbfache. Je einer Million eingesetzter Wälzlager ist damit die Einsparung von etwa 77 Tonnen Stahl möglich – ebenso etwa die gleiche Menge Kohlendioxidausstoß. Die Maßnahmen in Fertigungstechnik und Produktlebensdauer sorgen also für einen möglichts geringen Verbrauch von Ressourcen.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Schmierstoffe aus CO2-Ölen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klüber Lubrication München GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Projekt CO2 Lubricants zielt auf die Umwandlung von CO2 in Schmierstoffe. Am Anfang steht die Bereitstellung von CO2 einerseits als atmosphärisches Konzentrat und andererseits als Gas aus Verbrennungsprozessen. Dieses CO2 wird zur Anzucht optimierter Algenkulturen verwendet, die einen hohen Anteil an Lipiden produzieren. Diese Lipide werden pur oder in weiterverarbeiteter Form für die Herstellung von Hochleistungsschmierstoffen verwendet. Die Öl-freien Reste der Algen können zur Kultivierung von Ölhefen eingesetzt werden. Aus den Ölhefen können dann die gewünschten Schmierstoffe extrahiert werden. Die hergestellten Schmierstoffe sollen zum Schluss auf ihre Leistungsfähigkeit in realen tribologischen Anforderungen hin untersucht werden. Untersuchung der CO2-Öle bzgl. physikalisch-chemischer Eigenschaften (u. a. Untersuchungen zur Temperatur-, Oxidationsstabilität, chem. Verunreinigungen, Tieftemperatur-, Korrosionsverhalten und zu den tribologischen Eigenschaften). Zur Verbesserung von z.B. Temperaturstabilität und Viskosität werden die Öle bei Bedarf weiterverarbeitet (extern durch Unterauftrag). Es folgen Formulierungen von Schmierstoffkonzepten aus CO2-Ölen für ausgewählte Anwendungen inklusive Überprüfung deren Leistungsfähigkeit. Untersucht wird die Verträglichkeit von gängigen Schmierstoffadditiven mit den CO2-Ölen. Fertige Schmierstoffkonzepte werden anhand üblicher Parameter überprüft (Stabilität, Korrosion, tribologische Eigenschaften, Materialverträglichkeit) Als letztes folgt die Überprüfung der Schmierstoffkonzepte mit anwendungsnahen Prüfungen (FE8, FE9, R0F) (teilweise extern). Zu Vergleichszwecken werden Benchmark-Schmierstoffe aus kommerziell erhältlichen nachwachsenden Ölen (HOSO, Estolide,...) für die gleichen Anwendungen wie bei den CO2-Ölen hergestellt und abgeprüft. Bereitstellung von Schmierstoffkonzepten für den Partner AUDI. Unterstützung des Partners AUDI in allen auftretenden schmierungstechnischen und tribologischen Fragestellungen.
Das Projekt "Entwicklung eines wasserbasierten Schmierstoffs für Gleitlager am Vorbild des Synovialgelenks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik durchgeführt. Insgesamt stammen ca. 23 % (119 EJ) des weltweiten Energieverbrauchs aus tribologischen Kontakten. Reibung und Verschleiß verursachen weltweit Kosten von 250 Mrd. Euro und sind verantwortlich für den Ausstoß von 8.120 MtCO2 (Friction, 5:3, 2017). Für Deutschland ergibt sich durch tribologische Optimierung ein Einsparpotential von ca. 208 MtCO2. Dies entspricht etwa 60 % der von der Bundesregierung angestrebten Reduzierung an Treibhausgasemissionen bis 2030 (Gesellschaft für Tribologie e.V., 2019). Stand der Technik ist es Schmierstoffe auf Mineralölbasis zu verwenden. In den letzten 20 Jahren ist die Produktion von Mineralöl stetig gestiegen und in Deutschland werden etwa eine Mt Schmierstoffe pro Jahr eingesetzt (Lubricants, 7, 2019). Nur etwa die Hälfte des Altöls wird gesammelt, wodurch sich zusätzliche Umweltrisiken ergeben. Die Motivation dieses Projekts besteht darin Nachhaltigkeit und Energieeffizienz durch die Entwicklung eines wasserbasierten Gleitlagersystems zu steigern. Die Evolution hat menschliche Gelenk tribologisch angepasst und die Gelenkschmiere (Synovialflüssigkeit) zu einem herausragenden wasserbasierten Lebensdauerschmierstoff optimiert. Dies wird durch das Zusammenspiel der Bestandteile der Synovialflüssigkeit und der speziellen Knorpeloberfläche erreicht. Dieses biologische Prinzip wird der Natur nachempfunden, um ein wasserbasiertes Gleitlagersystem zu entwickeln. Die Herstellung von Modellschmierstoffen wird an der Universität Freiburg durchgeführt. Die grundlegenden tribologischen Untersuchungen und der Funktionsnachweis an einem Gleitlager finden am Fraunhofer IWM statt. Als Projektpate wird die Firma Dr. Tillwich GmbH Werner Stehr bei der Schmierstoffentwicklung und anwendungsnahen Prüfung beitragen. Im Erfolgsfall kann neben der Verwertung und Skalierung des Schmierstoffs und des Gleitlagers auch die Entwicklung hin zu einem biointelligenten Gleitsystem weitergeführt werden.
Das Projekt "Bionik: Tribologie im Dünensand - Sandskink, Sandboa und Schwarzkäferlarve als Vorbild für die Reibungs- und Verschleißminderung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Mess- und Regelungstechnik, Fachgebiet Bionik und Evolutionstechnik durchgeführt. Die Oberhaut vieler Wüstentiere ist durch geringe Reibung, nicht sichtbaren Abrieb und fehlende Reibungsaufladung gekennzeichnet. Das sind Eigenschaften, die - nach der Denkweise der Bionik - aus der Biologie in die Technik übertragen werden sollen. Es gilt, die zugrunde liegenden biotribologischen Mechanismen zu verstehen, um die Schuppenhaut des Sahara-Sandskinks funktionell nachzuformen. In der Stufe 1 sollen Versuche in der Sahara (primär am Sandskink) das biotribologische Phänomen exakt aufklären. In der Stufe 2 soll das Original durch eine halbsynthetische Oberfläche ersetzt werden, indem die Schuppen einer Sandskinkhäutung mittels eines Mikromanipulators zu einer größeren Oberfläche zusammengefügt werden. Parallel dazu wird das Fraunhofer-Institut eine Sandskinkschuppe schrittweise galvanisch abformen. Mit dem Galvanomaster sollen dann vollsynthetische Sandskinkoberflächen erzeugt werden, die in der Stufe 3 unter verändertem Schichtaufbau und variierendem Material getestet werd en. Der Entwurf hochwertige Kunststoff-Pneumatikzylinder, der effiziente Transport von dispersen abrasiven Stoffen und die Entwicklung passiv staubabweisender Oberflächen sind die Nahziele der Anwendung.
Das Projekt "Teilprojekt: KSS Herstellung und Verwertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DAW Aerocit Schmierungstechnik GmbH durchgeführt. A) Gesamtziel des Projektes ist die Entwicklung, Herstellung und Erprobung eines nichtwassermischbaren mineralölfreien Kühlschmierstoffes (KSS) auf Jatrophaölbasis für die Präzisionsbearbeitung von schwer zerspanbaren Werkstoffen (Hartmetall, Titan, etc.) mit geometrisch bestimmter und unbestimmter Schneide unter Berücksichtigung steigender Leistungsanforderungen an den KSS durch den Zerspanungsprozess. B) Teilziel der DAW AEROCIT Schmierungstechnik GmbH ist die Entwicklung eines Schmierstoffsystems auf Jatrophaölbasis mit den erforderlichen Additivierungen bis hin zur praktischen Anwendbarkeit unter Berücksichtigung anwenderspezifischer Anforderungen. 1. Beschaffung und Aufarbeitung des Jatropharohöles. 2. Verfahrensentwicklungen zur KSS-Produktion.3. Entwicklung und Optimierung von Additiven. 4. Tribologische und toxikologische Untersuchungen.5. Untersuchungen zur Großchargenproduktion. 6. Evaluierung des KSS- Filtrationsprozesses. 7. KSS- Aufbereitung und Rückgewinnung, sowie Verfahren zur weiteren Verwertung und Entsorgung. 8. Ökologische und ökonomische Bewertung.
Das Projekt "Teilvorhaben 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH durchgeführt. Multifunktionelle Anforderungen an galvanische Beschichtungen verlangen die reproduzierbare, d. h. kontrollierte Gestaltung der Schichtmorphologie, den Einbau von Dispersanten und die Abscheidung von Legierungen. Dies erfordert eine auf das Werkstück und die Produktionstechnologie angepasste Auslegung der Beschichtungsprozesse. Aufgabe des BFI ist die Entwicklung einer Simulationssoftware in einer speziellen Ausprägung für die Prozessführung der elektrolytischen Beschichtung von Produkten in der Stahlindustrie. In einer Technikumsanlage werden mit einer Pulse-Plating Stromquelle die erforderlichen Untersuchungen durchgeführt und die Schichtperformance hinsichtlich Korrosion und Tribologie untersucht. Am Beispiel der Zinkbeschichtung wird die Tauglichkeit unter Produktionsbedingungen demonstriert. Unter der Federführung der DGO werden die Ergebnisse in der Branche veröffentlicht. Die am Vorhaben beteiligten Partner werden nach Abschluss des Vorhabens die entwickelten Verfahren auf das breite Spektrum galvanischer Beschichtungen anwenden.
Das Projekt "Priority program (SPP) 1897: Calm, Smooth and Smart - Novel Approaches for Influencing Vibrations by Means of Deliberately Introduced Dissipation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Technische und Numerische Mechanik durchgeführt. Die besondere Aktualität und Neuheit des Themas dieses Schwerpunktprogramms stammt aus den geänderten Rahmenbedingungen, die die wissenschaftliche Forschung der letzten Jahre, der Gesetzgeber sowie der Verbraucher vorgegeben haben. Der zunehmende Leichtbau hat zwar zu leichteren Strukturen geführt, diese jedoch auch weitaus schwingungsanfälliger gemacht. Gleichzeitig fordern strengere gesetzliche Regelungen an vielen Stellen eine deutliche Reduktion solcher Schwingungen. Dieser Konflikt ist somit erst in den letzten Jahren zu einem dringenden Problem geworden und erfordert deshalb nun große Forschungsanstrengungen. Die Forschungsförderung muss sich hierauf einstellen und die vorhandenen Forschungskapazitäten interdisziplinär bündeln und zielgerecht einsetzen. So müssen neben den bereits vorhandenen Kompetenzen aktuelle sowie neue Entwicklungen in Mechanik, Mathematik, Tribologie und Materialwissenschaften zu einem wesentlich besseren Verständnis von bedarfsgerecht eingesetzter Dissipation und Dämpfung führen. Diesen Anforderungen soll mit dem beantragten SPP Rechnung getragen werden, dessen Ziel es demnach ist, dass aus NVH - Noise, Vibration, Harshness für Automobile in Zukunft CSS - Calm, Smooth and Smart für die Technik im Allgemeinen wird. 'Calm' bedeutet dabei, dass unerwünschte Geräusche oder Lärm vermieden werden und auch durch neuartige Wege der Schwingungsbeeinflussung nicht eingebracht werden dürfen. 'Smooth' kennzeichnet ein angenehmes, gleichmäßiges Verhalten, bei dem die Schwingungen in einer natürlichen Weise beeinflusst werden und ein ruckelfreies Verhalten erzielt wird. 'Smart' ist ein intelligentes Verhalten, bei dem Dämpfungselemente auch strukturtragende Aufgaben übernehmen und eine äußere und innere aktiv steuerbare Beeinflussung von Schwingungen ermöglichen. Der Schlüssel zu 'Calm, Smooth and Smart' liegt in der Schwingungsbeeinflussung durch zeitlich und örtlich gezielt eingesetzte Dissipation, bei der die Schwingungsenergie in Wärme oder andere Energieformen umgewandelt wird. In der Ingenieurspraxis war und ist es daher üblich, dissipative Einflüsse entweder ganz zu vernachlässigen oder nur vereinfacht abzubilden, so dass eine intensive Begleitung durch aufwändige Versuche nach wie vor notwendig ist. Die korrekte Berücksichtigung dissipativer Effekte beim Entwurf, der Modellierung und der Simulation ist somit heute die zentrale Herausforderung des SPP, die es zu bewältigen gilt, um im Maschinenbau das Ziel von Schwingungssimulationen mit prädiktivem Charakter zu erreichen. Es ist daher das besondere Anliegen des SPP, die Grundlagen für die gezielte und nicht allein auf Experimenten beruhende Nutzbarmachung und Auslegung dissipativer Mechanismen zu schaffen, die eine Entwicklung von Fahrzeugen, Maschinen und Anlagen ermöglichen, die energieeffizient und leicht, aber gleichzeitig von ihren Schwingungseigenschaften her 'calm, smooth and smart' sind. (Text gekürzt)
Das Projekt "Teilprojekt 4: Boridische und silizidische Schichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WALTER AG durchgeführt. Im Rahmen dieses Teilvorhabens sollen neue CVD-Beschichtungen entwickelt werden, bestehend aus ME - B - C,N (Me: Ti, Zr, Hf). Die Eignung der Schichten soll hinsichtlich Haerte, thermischer Stabilitaet, niedriger Waermeleitfaehigkeit und Festschmierstoffeigenschaften ueberprueft werden. Ziel ist es, mit Hilfe der Schicht die bei der Zerspanung entstehende hohe Waerme zu kompensieren und Festschmierstoffeigenschaften zu nutzen, um weitestgehend auf Kuehlschmierstoffe bei der Bearbeitung zu verzichten.
Das Projekt "WEA Triebstrang und Oberflächentechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Center for Wind Power Drives durchgeführt. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, zusammen mit Forschungsinstituten und Industriepartnern ein auf Thermischen Spritzen basierendes Werkstoffkonzept für Gleitlager als Hauptlager in Windenergieanlagen (WEA) zu entwickeln und zu validieren. Die RWTH verfolgt als wissenschaftliches Arbeitsziel, die Eignung des Werkstoffkonzepts in der Zielapplikation (Hauptlager 1 MW WEA) aufzuzeigen. Die technischen Arbeitsziele der RWTH umfassen die erfolgreiche prozesstechnische Umsetzung, die Charakterisierung anhand der Tribometertests und die Validierung und Qualifizierung des Werkstoffkonzepts mittels realitätsnaher Modellversuche. Mithilfe des neuartigen Werkstoffkonzepts können die Vorteile von Gleitlagern gegenüber konventionellen Wälzlagern, wie hohe Lebensdauer, Dämpfung, geringer Bauraum und leichte Austauschbarkeit, genutzt werden, um Herstell- und Instandsetzungskosten der Hauptlagerung zu senken. Die RWTH als Kompetenzpartner im Bereich WEA Triebstrang und Oberflächentechnik wird die Forschungsaktivitäten in dem Vorhaben leiten und die Ergebnisse wissenschaftlich verwerten. Das gesamte Projekt wird in vier Arbeitspakete (AP) aufgeteilt. In AP 1 werden die belastungs- und werkstoffspezifischen Anforderungen an das Werkstoffkonzept für die Gleitlageranwendung in einer WEA-Hauptlagerung ermittelt, ein Belastungskollektiv erstellt und das Gleitlager vordimensioniert. Zeitversetzt werden in AP 2 die Werkstoffe entwickelt und anhand von Tribometertests sowie Druck-Kriech- und Druck-Schwell-Versuche charakterisiert, um deren Eignung für das Belastungskollektiv zu bestimmen. Auf Basis der Werkstoffvorauswahl in AP 2 werden in AP 3 Versuche an Modellgleitlager durchgeführt und anschließend wird ein geeigneter Werkstoff für die Werkstoffvalidierung hinsichtlich definierten Bewertungskriterien ausgewählt. In AP 4 wird ein Demonstratorgleitlager entwickelt, welches das Werkstoffkonzept anhand von Tests auf einem 1 MW Systemprüfstand mit realen Windlasten validiert.
Das Projekt "Teilvorhaben 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Burgmann Industries GmbH und Co. KG, Abteilung Forschung und Entwicklung (TR) durchgeführt. Die DLC-Schicht des Fraunhofer IWM soll auf den Einsatz in Gleitringdichtungen optimiert werden Die verschiedenen vom Fraunhofer IWM herstellbaren DLC-Schichten werden anhand eines statistischen Prüfplanes getestet . Die besten dieser Schichten werden dann in anwendungsnahe Probenkörpertests auf Gleitringdichtungsprüfständen weiter auf die Einsatzfähigkeit optimiert.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 173 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 172 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 1 |
| offen | 172 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 173 |
| Englisch | 9 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 78 |
| Webseite | 95 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 132 |
| Lebewesen & Lebensräume | 105 |
| Luft | 114 |
| Mensch & Umwelt | 171 |
| Wasser | 80 |
| Weitere | 173 |