Das Projekt "Verlaengerung der Gebrauchsdauer von Stahl/Stahl-Gelenklagern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Staatliche Materialprüfungsanstalt durchgeführt. 1. Aus oekonomischen und oekologischen Gesichtspunkten werden laengere Nachschmierintervalle und groessere Standzeiten von Gelenklagern angestrebt. 2. Mit experimentellen Untersuchungen bzw. FE-Rechnungen soll das Potential von auf Schmierstoffspeicherung ausgerichteten Oberflaechenstrukturen bzw. auf Vergleichmaessigung der Flaechenpressung abzielenden konstruktiven Modifikationen zur Verlaengerung der Lebensdauer von Gelenklagern abgeschaetzt werden. 3. Nach Vorversuchen wurden experimentell fuer 8 Innenringserien mit unterschiedlicher Oberflaechenstruktur in 23 Versuchen mit 104 Lagern verwertbare Ergebnisse erarbeitet. Wegen der insgesamt hohen Standzeiten wurden die Versuchszeiten auf 300 h und spaeter 400 h festgesetzt. Nach Vorauswahl aussichtsreicher Varianten bei einer Flaechenpressung von 50 MPa erfolgte eine weitere Differenzierung bei 80 MPa. Wegen relativ grosser Streuungen ist eine zuverlaessige Angabe der Bewaehrungsfolge statistisch nicht ausreichend abgesichert. Bei den FE-Rechnungen wurden Aussagen zur Pressungsverteilung im Lager und zum Einfluss von Lagerluft sowie Stoerstellen abgeleitet. Da die Gleitfuge schon bei kleinen Lasten vollstaendig schliesst, kann die lokale Beanspruchung insbesondere durch Abbau von Stoerstellen gesenkt werden. 4. Wegen des weitverbreiteten Einsatzes von Gelenklagern hat eine Verlaengerung der Lebensdauer betraechtliche Einsparungen an Wartungsarbeit und Schmierstoff zur Folge.
Das Projekt "Entwicklung von wartungsfreien und verschleißarmen Lagern für oszillierende Gelenke von mobilen Arbeitsmaschinen unter Einsatz von Ingenieurkeramiken (GELAGER)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Mechatronischen Maschinenbau, Professur für Baumaschinen durchgeführt. Bei mobilen Arbeitsmaschinen haben Kosten aus Stillstand und Wartung eine besondere Bedeutung, weil Verschleißteilwechsel und Schmierzyklen alltäglich sind. Diesem Sachverhalt begegnet man sehr deutlich in den freien Gelenken von Arbeitsausrüstungen dieser Maschinen, die als Gleit- oder Gelenklager ausgebildet sind. In den Wartungsvorschriften werden Nachschmierzyklen angegeben, die nicht nur Aufwand bedeuten, sondern auch Maschinen mit hässlich verschmutzten Fettkragen und unüberhörbarem Gelenkspiel (Verschleiß) hinterlassen. Der Trend zur Wartungsfreiheit, Energieeffizienz und Umweltschonung erfordert eine Verschleißreduzierung an den hochbeanspruchten Kontaktstellen dieser bewegten Bauteile, die einen geringen Reibwert und zudem die Verhinderung von Schmiermittelaustritt sicherstellen sollen. Das angestrebte Forschungsziel besteht in der Entwicklung eines wartungsfreien und verschleißarmen Gleitlagers für oszillierende und hochbelastete Gelenke in Arbeitsausrüstungen. Dadurch sollen zukünftig Maschinenstillstand aufgrund von Nachschmierungen oder Bauteilwechsel im Betrieb mobiler Arbeitsmaschinen vermieden werden. Die Umsetzung dieses Ziels soll durch den Einsatz von Ingenieurkeramik erfolgen, die über ein hohes Potenzial zur Verbesserung der Tribomechanik verfügt. Dabei spielt die Entwicklung eines geeigneten Lagerdesigns unter Beachtung von Stoff- und Beanspruchungseigenschaften sowie Prüfstandsversuche die dominante Rolle. Gegenstand der Forschungsarbeiten sind Gestaltungs- und Bemessungsregeln, mit welchen verallgemeinerungsfähige wissenschaftlich-technische Aussagen generiert werden, die in großer Breite und Vielfalt anwendbar sind. Aus tribologischer Sicht sind Keramiken zur Verschleißminimierung besonders gut geeignet. Darüber hinaus sind sie korrosionsbeständig und weisen nur geringe tribochemische Reaktionsfreudigkeiten auf. Die Härte erreicht Werte, die rd. 20 % über dem Abrasivstoff (Quarzsand bis 1.200 HV) liegen. Zudem wurde erkannt, dass kein weiteres Potential zur Verschleißminimierung in hochlegierten Stählen liegt und dass aufgrund der geringeren Dichte von Ingenieurkeramik gegenüber Stahl (0,35 bis 0,75) ein Leichtbaueffekt erzielt werden kann. Ein wartungsfreies Gleitlager auf Basis von Ingenieurkeramik stellt eine neue, innovative und vorwettbewerbliche Komponente für mobile Arbeitsmaschinen dar, die derzeitig am Markt nicht verfügbar ist. Neben der Vermeidung von funktionsbeeinflussendem Abrasiv- und Adhäsionsverschleiß sowie dem Verzicht auf Nachschmierung wird die angestrebte Reduzierung des Reibwertes auch einen energetischen Effekt hervorrufen. Damit rücken die Verringerung von Betriebskosten sowie eine Ressourcen- und Umweltschonung in den Mittelpunkt des innovativen Beitrags. Da oszillierende Gleit- oder Gelenklager in sehr vielfältigen Maschinen zum Einsatz kommen und deren Anwendung sich über die Baumaschinenbranche hinaus erstreckt, wird von einem hohen Nutzen für KMU und Zulieferern ausgegangen. (Text ge