Das Projekt "Teilvorhaben: Modifizierung der Laser-Arc-Technik/Technologie (zur Abscheidung von Kohlenstoff-Festschmierstoff-Schichtsystemen)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VTD Vakuumtechnik Dresden GmbH durchgeführt. Das wichtigste Ziel von VTD im Verbundvorhaben ist die Weiterentwicklung der Laser-Arc-Technologie bezüglich der Abscheidbarkeit unterschiedlicher Materialien. Speziell soll MoS2 als Festschmierstoff in ta-C-haltigen Multischichtsystemen abgeschieden werden. Neben der Beschichtung mit Standard ta-C-Schichten, ungefiltert und gefiltert, sollen die neuen Schichtsysteme auf Proben und reale Bauteile aufgebracht und getestet werden. Die Hauptaktivitäten von VTD im Verbundvorhaben sind in den Teilpaketen TP 3000 und TP 4000 vorgesehen. Im letzteren soll die bestehende LAM 500/Filterkombination konstruktiv überarbeitet und für unterschiedliche Targetmaterialien, speziell für MoS2, modifiziert werden. Nach dem Design werden die Komponenten bei VTD gebaut, basisgetestet und es erfolgt anschließend die Installation an einer DREVA 600 im FhG IWS. Beide Partner testen danach gemeinsam die Einheiten. Noch innerhalb des TP 3000, werden neben Standard-ta-C-Schichten die neuen MoS2-haltigen ta-C-Schichten bzw. Schichtsysteme auf Proben und reale Bauteile abgeschieden und entsprechenden Eignungstests unterzogen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Praktische Umsetzung auf Getriebe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Herzog GmbH durchgeführt. Die Firma Herzog fertigt Kettenräder und Stirnräder für Schaltgetriebe, welche im Projekt durch verschiedene Oberflächenbearbeitungen und Beschichtungen ganz auf eine Schmierung verzichten können, oder nur mit Minimalmengenschmierung betrieben werden müssen. Hierzu werden Räder hergestellt und bei den Projektpartnern (z.B. HOT, Fraunhofer Institut) beschichtet werden. Diese Räder werden dann bei der Fa. Herzog (FuE) getestet und ggf. in Getriebe eingebaut, die dann einen Praxistest durchlaufen. Das Vorhaben gliedert sich entsprechend dem Gesamtvorhaben in 4 Teilprojekte: - TP 1000: Gesamtprojektleitung - TP 2000: Komponentenentwicklung - TP 3000: Schicht-/Schmierstoffentwicklung und Tribologie - TP 5000: Erprobung Gesamtsystem Die im Projekt entwickelte Oberfläche und deren Fertigungsverfahren kann die Fa. Herzog bei den meisten Zahnrädern für Getriebe (z.B. Planetengetriebe; Getriebe für Hebewerkzeuge) umsetzen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Optimierte Bogenzahnkupplungen für Schienenfahrzeuge durch Trocken- und Minimalschmierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Henschel Antriebstechnik GmbH durchgeführt. Bogenzahnkupplungen werden heute als sog. zeitfeste Systeme betrieben; d.h. sie unterliegen durch die innere Reibung einem Verschleiß und müssen daher in regelmäßigen Abständen überprüft und ausgetauscht werden. Ziel des Vorhabens ist es daher, das tribologische System in Bogenzahnkupplungen durch den Einsatz von extrem harten Schichten aus tetraedrischem amorphem Kohlenstoff (ta-C) zu optimieren um die Energieeffizienz durch Reibungsreduzierung zu steigern, den Aufwand für die Wartung zu reduzieren und die Lebensdauer der Kupplungen zu verlängern. Dabei werden zwei Lösungsansätze verfolgt. 1. Einsatzgrenzen der Beschichtung ohne die Verwendung von Schmierstoff 2. Einsatzgrenzen der Beschichtung unter Verwendung von Schmierstoff. Im ersten Schritt wird ein Prüfstand entwickelt und gebaut, der die Bestimmung des Wirkugsgrades einer Bogenzahnkupplung in Abhängigkeit von ihrer Verlagerung ermöglicht. Auf diesem Prüfstand wird der Wirkungsgrad einer typischen Bogenzahnkupplung für Schienenfahrzeuge in Abhängigkeit der wesentlichen Betriebsparameter bestimmt. Diese Daten dienen als Grundlage für die Bewertung aller weiteren Versuche mit Beschichtungen und Schmierstoffen. In Abstimmung mit den Projektpartnern wird die Verzahnung unter den Gesichtspunkten Geometrie, Beschichtung, Grundwerkstoff, Schmierstoff und Tragfähigkeit optimiert. Nach eingehender Prozessanalyse werden die aussichtsreichsten Fertigungsverfahren zur Herstellung von beschichtete Bauteilen im Hinblick auf eine optimale Haftung der Beschichtung und ihre Eignung als Kontaktpartner untersucht und mit Fertigungsversuchen belegt. Die aussichtsreichsten Kombinationen werden bestimmt und als Versuchsträger gefertigt. Die Erprobung erfolgt unter sonst gleichen Bedingungen auf dem Prüfstand. Im Ergebnis werden die Belastungsgrenzen und die Steigerung der Energieeffizienz von Beschichtungen mit und ohne Schmierstoff in einer Bogenzahnkupplung beschrieben.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Grundlagenuntersuchungen und Koordination" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Fertigungstechnik und Spanende Werkzeugmaschinen durchgeführt. Die industrielle Produktion muss sich zunehmend Fragen der gesellschaftlichen Akzeptanz aufgrund der von ihr ausgehenden Umweltbelastung stellen. Dies gilt insbesondere fuer die von ihr verursachten Emissionen wie Prozessgase und Kuehlschmierstoffe. Die Umweltbelastung durch die Verwendung von Kuehlschmierstoffen bei der spanenden Bearbeitung hat bereits zu strengen Regelungen durch den Gesetzgeber hinsichtlich ihres Einsatzes und ihrer Entsorgung gefuehrt. Diese Grenzwerte werden sich zukuenftig noch weiter verschaerfen. Daraus resultieren hohe direkte und indirekte Kosten fuer die Anwender von Kuehlschmierstoffen. Diese treffen insbesondere Klein- und mittelstaendische Betriebe, die notwendige Investitionsmittel fuer eigene Aufarbeitungssysteme haeufig nicht bereitstellen koennen. Vor diesem Hintergrund sollen im Rahmen des geplanten Projektes die Voraussetzungen fuer die Vermeidung des Kuehlschmierstoffeinsatzes beim Schleifen von Stahlwerkstoffen geschaffen werden. Ziel der Arbeiten: Im Rahmen dieses Projektes sollen die Potentiale und Grenzen des Trockenschleifens untersucht werden. Der Zielkonflikt zwischen optimaler Ausnutzung der Leistungsfaehigkeit des Schleifprozesses und umweltvertraeglicher Fertigung soll geloest werden. Die Wirkmechanismen der Kuehlschmierstoffe sind bekannt, es ist zu untersuchen, inwieweit die Aufgaben des Kuehlschmierstoffes von anderen Medien z.B. durch angepasste Schleifscheiben, Werkstueckstoff usw. - uebernommen werden koennen und so ein Kuehlschmierstoff-Einsatz vermieden werden kann. Ausgehend von der Auswahl geeigneter Scheibenspezifikationen und Abrichtbedingungen sollen die technologischen Leistungsgrenzen des Trockenschleifens am Beispiel des Aussenrundschleifens untersucht und erweitert werden. Die gewonnenen Erkentnisse sollen anschliessend auf Praxisbauteile bei beteiligten Anwenderfirmen uebertragen werden. Auf der Basis dieser Untersuchungen soll eine Bilanzierung der Umweltentlastung und der Wirtschaftlichkeit erfolgen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Kohlenstoff-Festschmierstoff-Dünnschichtsysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik durchgeführt. Das Kernziel des Vorhabens ist die Optimierung von Gleitsystemen in Getrieben, Lagern und Ketten dahingehend, dass diese Systeme in Zukunft keine Schmierung durch extern zugeführte Schmierstoffe mehr benötigen. Damit würden solche Systeme nicht nur nahezu wartungsfrei funktionieren und keine Beeinträchtigung der Umgebung und der Umwelt darstellen, sondern darüber hinaus durch die konsequente Reibungsreduzierung eine Verbesserung der Energieeffizienz mit sich bringen. Zu diesem Gesamtziel möchte das IWS durch die Entwicklung von Dünnschichtsystemen aus harten Kohlenstoffschichten in Kombination mit Festschmierstoffschichten einen Beitrag leisten. Mit der Vereinigung der beiden komplementären Lösungsansätze sollen maßgeschneiderte tribologische Lösungen für die unterschiedlichsten Anwendungsbedingungen geschaffen werden. Die IWS-Arbeiten konzentrieren sich zunächst auf die Entwicklung von Schichtsystemen ohne Festschmierstoff auf der Basis harter Kohlenstoffschichten. Parallel beginnt die Entwicklung von Hybrid-Schichtsystemen aus Kohlenstoff mit Festschmierstoff. Begleitet werden diese Arbeiten durch umfangreiche experimentelle Untersuchungen von Reibungs- und Verschleißmechanismen. Schließlich soll die Umsetzung der Arbeiten zur Schichtentwicklung durch den Aufbau eines universellen, industrietauglichen Beschichtungsmoduls mit Laser-Arc-Technologie erfolgen und die Funktionsfähighkeit des Moduls an einer Beschichtungsanlage demonstriert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Trocken- und minimalgeschmierte Förder- und Antriebsketten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IWIS Antriebssysteme GmbH & Co.KG durchgeführt. Das Kernziel des Vorhabens ist die Optimierung von tribologischen Systemen in Getrieben, Lagern und Ketten dahingehend, dass diese Systeme in Zukunft keine Schmierung durch extern zugeführte Schmierstoffe (Öl, Fett etc.) mehr benötigen. Damit würden solche Systeme nicht nur nahezu wartungsfrei funktionieren und keine Beeinträchtigung der Umgebung und der Umwelt darstellen, sondern darüber hinaus durch die konsequente Reibungsreduzierung eine Verbesserung der Energieeffizienz mit sich bringen. Das Vorhaben gliedert sich entsprechend dem Gesamtvorhaben in folgende 5 Teilprojekte: - TP 1000: Gesamtprojektleitung - TP 2000: Komponentenentwicklung - TP 3000: Schicht-/Schmierstoffentwicklung und Tribologie - TP 4000: Beschichtungsanlagenkonzeption - TP 5000: Erprobung Gesamtsystem In der Gesamtvorhabenbeschreibung sind die Inhalte der Teilprojekte für alle Projektpartner gemeinsam beschrieben. iwis Antriebssysteme wird im Rahmen des Vorhabens spezifische Förderketten und Antriebskettensysteme entwickeln, auf die die neu zu entwickelnden Schichtsysteme übertragen werden können, um bei Wegfall des Schmiermittels eine Reibungsreduzierung für spezifische Anwendungen zu erzielen (Motorradkette, Landwirtschaftliche Förderkette). Durch diesen Ansatz sollen die Ketten langlebiger und wartungsfreundlicher werden. Vor allem aber wird durch die Reibungsreduktion die Energieeffizienz gesteigert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Industrialisierung des Beschichtungsprozesses" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von H-O-T Servicecenter Schmölln GmbH & Co. KG durchgeführt. Viele Maschinen beinhalten Gleitpaarungen, die aufgrund der Einsatzbedingungen nicht im hydrodynamischen Bereich (Vollschmierung) betrieben werden können, sondern nur in einem Trocken- oder Mischschmierungsregime. Dort entsteht eine hohe Reibung, die starken Verschleiß und erhöhten Energieverbrauch zur Folge hat. Es sollen diese kritischen tribologischen Systeme in Getrieben, Lagern und Ketten untersucht und optimiert werden. Es werden geeignete Schichtsysteme auf Basis von DLC (Diamond like Carbon), nitridischen Hartstoffen und Festschmierstoffen entwickelt, die sich für die oben genannten Einsatzbereiche eignen. Durch konsequente Reibungsreduktion wird eine signifikant verbesserte Energie- und Ressourceneffizienz sowie eine höhere Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Komponenten erzielt.
Das Projekt "Minimalmengenschmierung beim Bohren und Gewindebohren in Messing" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Paderborn, Abteilung Soest, Fachbereich Maschinenbau - Automatisierungstechnik, Labor für Werkzeugmaschinen und Vorrichtungen durchgeführt. Aus oekologischen und oekonomischen Gruenden wird in der spannenden Fertigung zunehmend versucht, die Fertigungsverfahren im Hinblick auf die Minimierung des Kuehlschmierstoffeinsatzes zu optimieren bzw ganz auf Kuehlschmierstoffe zu verzichten. In verschiedenen Projekten wurden bereits die fuer die Bearbeitung von Stahl- und Aluminiumwerkstoffen notwendigen Werkzeuge und Technologien entwickelt, waehrend im Rahmen dieses Projektes erstmalig systematisch Untersuchungen zur Trockenbearbeitung oder Bearbeitung mit Minimalmengenkuehlschmierstoff (MMKS) von Buntmetallen durchgefuehrt werden. Dabei werden Werkzeuge unterschiedlicher Geometrie und Beschichtung eingesetzt. In entsprechenden Bearbeitungsversuchen zum Bohren und Gewindebohren in Messing wurde festgestellt, dass bei der reinen Trockenbearbeitung Aufbauschneiden und Verklebungen an den Freiflaechen der Werkzeuge auftreten, die durch den Einsatz eines Minimalmengenkuehlschmierstoffes weitestgehend vermieden bzw erheblich reduziert werden koennen, so dass auch mit unbeschichteten Werkzeugen gute Fertigungsergebnisse und -qualitaeten erzielt werden konnten. Um einen ungestoerten Prozessablauf zu gewaehrleisten, ist darueber hinaus eine sichere Spanabsaugung erforderlich, deren Effizienz bei relativ geringer Saugleistung in erster Linie durch eine gezielte Luftfuehrung bestimmt wird. Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Fertigung von Praezisionsteilen aus Messing auf die Minimalmenbgenkuehlschmierung bzw. Trockenbearbeitung umzustellen. Die Grundlagenuntersuchungen wurden erfolgreich abgeschlossen, das Verfahren wurde erfolgreich in die Produktion ueberfuehrt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Minimalgeschmierte tribologische Systeme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Oberflächentechnik durchgeführt. Das Ziel des Gesamtprojektes ist es die Reib- und Verschleißeigenschaften tribologischer Systeme unter Trocken- und Minimalschmierung zu verbessern. Im Sinne einer zielführenden Entwicklungsarbeit wird im beantragten Projekt eine ganzheitliche Betrachtung der Thematik angestrebt. Der Schwerpunkt der Arbeiten im beantragten Teilprojekt Minimalmengenschmierung des Instituts für Oberflächentechnik (IOT) der RWTH Aachen University liegt in der Entwicklung tribologisch aktiver Hartstoffbeschichtungen für den Einsatz unter Minimalmengenschmierung in gleitenden und wälzenden Kontakten. Das Ziel der Entwicklungsarbeit ist es hierbei Schichtkonzepte zu entwickeln, die in Kombination mit Schmierstoffen zur Bildung triboaktiver Grenzschichten führen. Die eingesetzte Schmierstoffmenge soll hierbei so gering wie möglich sein. Die Entwicklung der Beschichtungen soll in enger Kooperation mit den beteiligten Projektpartnern erfolgen. So wird eine zielorientierte Entwicklung neuartiger Beschichtungen für die betrachteten Anwendungen Ketten- und Schaltgetriebe ermöglicht. Aus den zu entwickelnden Lösungen sollen grundlegende Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen den Beschichtungen und Schmierstoffen unter gleitenden und wälzenden Beanspruchungen gewonnen werden. Einen weiteren Schwerpunkt stellt die Betrachtung der Wirtschaftlichkeit der zu entwickelnden Lösungen dar. Das Vorhaben gliedert sich entsprechend dem Gesamtvorhaben in folgende 5 Teilprojekte: - TP 1000: Gesamtprojektleitung - TP 2000: Komponentenentwicklung - TP 3000: Schicht-/Schmierstoffentwicklung und Tribologie - TP 4000: Beschichtungsanlagenkonzeption - TP 5000: Erprobung Gesamtsystem In der Gesamtvorhabenbeschreibung sind die Inhalte der Teilprojekte für alle Projektpartner gemeinsam beschrieben. Der Schwerpunkt der Arbeiten des IOT liegt im Teilprojekt TP 3000.
Das Projekt "Teilvorhaben: Schmierstoffentwicklung und tribologische Prüfungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FUCHS Schmierstoffe GmbH durchgeführt. Viele Maschinen beinhalten Gleitpaarungen, die aufgrund der Einsatzbedingungen nicht im hydrodynamischen Bereich (Vollschmierung) betrieben werden können, sondern nur in einem Trocken- oder Mischschmierungsregime. Dort entsteht eine hohe Reibung, die starken Verschleiß und erhöhten Energieverbrauch zur Folge hat. Es sollen diese kritischen tribologischen Systeme in Getrieben, Lagern und Ketten untersucht und optimiert werden. Es werden geeignete Schichtsysteme auf Basis von DLC (Diamond like Carbon), nitridischen Hartstoffen und Festschmierstoffen entwickelt, die sich für die oben genannten Einsatzbereiche eignen. Durch konsequente Reibungsreduktion wird eine signifikant verbesserte Energie- und Ressourceneffizienz sowie eine höhere Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Komponenten erzielt.
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