Das Projekt "Teilprojekt B2: Wälzlager, Linearführungen und Gewindetriebe für den schmierstoff-optimierten Betrieb" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen durchgeführt. In dem durch die DFG geförderten Sonderforschungsbereich SFB442 wird die Entwicklung von umweltverträglichen Tribosystemen angestrebt, d.h. die Funktionalität der oberflächenaktiven umweltgefährdenden Additive soll bei gleich bleibender Performance vom Schmierstoff in die Oberflächen der Laufbahnen übertragen werden. Auf diese Weise soll die Verwendung unadditivierter, biokompatibler Schmierstoffe ermöglicht werden. Die Arbeiten im Teilprojekt B2 konzentrieren sich auf die Realisierung von umweltverträglichen Tribosystemen für die Maschinenelemente Wälzlager, Linearführung und Kugelgewindetrieb. In der dritten Antragsphase des SFB wurden die Laufbahnen von Hochleistungsspindellagern mit SFB internen (CrAlN) sowie auch externen Schichtsystemen (a-C:H:W, a-C:H, Cr) beschichtet. Diese Vorgehensweise verfolgte die Zielsetzung, die Funktionalität der Schmierstoff-Additive (Verschleißschutz, Optimierung der Reibung, etc.) in die Laufbahnoberflächen zu übertragen und somit in Kombination mit im SFB442 entwickelten biokompatiblen Schmierstoffen auf Ester-Basis ein umweltverträgliches Tribosystem zu entwickeln. Neben reinen Stahllagern wurden ebenfalls Hybridlager mit Kugeln aus Siliziumnitrid (Si3N4) in die Arbeiten einbezogen. Schwerpunktmäßig wurden die Zusammenhänge zwischen Schichthaftung, Reibmoment- sowie Temperaturverhalten in Kombination mit den biokompatiblen Schmierstoffen und lagertypischen Eigenschaften wie Oberflächentopographie, Werkstoff der Lagerringe etc. untersucht. Kurzzeit-Stufenversuche mit beschichteten, SFB internen Lagern (CrAlN) zeigten eine zuverlässige Haftung der Schicht, auch in Kombination mit biokompatiblen Schmierstoffen. Die Ergebnisse der detaillierten Oberflächenanalysen, insbesondere auch an beschichteten Triboscheiben, wiesen deutlich auf die Notwendigkeit einer hochwertigen Laufbahntopographie zur Sicherung einer guten Schichthaftung hin. Rechnerische Analysen in Zusammenarbeit mit dem Teilbereich C1 konnten diesen Aspekt untermauern. In der dritten Phase ergab sich besonderer Forschungsbedarf hinsichtlich des Lagerkäfigs, der insbesondere in Fällen von Mangelschmierung zum Lagerfrühausfall führte. Schichtsysteme mit hohem C-Anteil (z.B. a-C:H:W) zeigten in Stichversuchen, dass die Beschichtung Notlaufeigenschaften im Lager sicherstellen kann. Neben dem Maschinenelement Spindellager wurden im Teilprojekt B2 Kugelgewindetriebe und Linearführungen erforscht. Die Arbeiten konzentrierten sich auf die Untersuchung neuer Werkstoffe (z.B. keramische Wälzkörper) sowie der entwickelten Schmierstoffe. Zur tribologischen Optimierung wurden Tribometeruntersuchungen mit diversen Ölen und Führungsbahnbeschichtungen (z.B. Hartverchromung, WC/C) durchgeführt. usw.