Das Projekt "Methoden und Konzepte zur Bewertung der ökologischen Verträglichkeit von Tribosystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für Hygiene und Umweltmedizin durchgeführt. In diesem Teilprojekt wird eine Strategie erstellt, welche Methoden zur Untersuchung und Beurteilung der Umweltverträglichkeit von Schmierfluiden enthält. Mit Hilfe der darin vorgeschriebenen Testverfahren werden Schmierfluide charakterisiert sowie ökotoxikologisch und genotoxikologisch wirksame Substanzen erfasst. Damit wird die Grundlage geschaffen, die im SFB 442 eingesetzten Schmierfluide zu optimieren. Es wird ein Beitrag zur Modellbildung geleistet, indem mit den ausgewählten Methoden übertragbare Daten erarbeitet werden. Im ersten Projektzeitraum wurde ein Probenaufbereitungsverfahren zur Herstellung reproduzierbarer, homogener Eluate für den Einsatz in die biologischen Testverfahren entwickelt. Die Aufbereitung ermöglicht es, gebrauchsbedingte Veränderungen der Schmierfluide und die Wirkung der Additive in den biologischen Testverfahren nachzuweisen. Des weiteren wurden Methoden zur Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit von Schmierfluiden im wässrigen Medium und im Boden entwickelt. Der Abbau der Schmierfluide wird anhand von Kinetiken erfasst. Im hier beantragten Teilprojekt werden additivierte Schmierfluide, Basisöle und mit ausgewählten Zusatzstoffen additivierte Basisöle ökotoxikologisch und genotoxikologisch charakterisiert. Die Auswahl der Proben erfolgt in enger Zusammenarbeit mit den Teilprojekten A3, A5 und B1 bis B6, die die Schmierfluide unter definierten Bedingungen in den jeweiligen Versuchsständen (Tribometer, Ölalterungsprüfstände und Werkzeugmaschinen) prüfen. Die gebrauchten Proben werden ebenfalls mit den biologischen Testverfahren untersucht. Zur Interpretation der Ergebnisse werden neben Literaturdaten aus dem ökotoxikologischen und genotoxikologischen Bereich chemische Stoffkenndaten, die im Teilprojekt A6 ermittelt werden, herangezogen. Diese Vorgehensweise dient der Identifizierung von Inhaltsstoffen mit ökotoxikologischer Wirkung. Die ermittelten Daten werden zur Optimierung der Schmierfluide herangezogen. Zur Datenabsicherung werden Referenztoxen und definierte Gemische (z.B. Additive), die in Zusammenarbeit mit den Teilprojekten A1 und A6 ausgewählt werden, in die biologischen Testverfahren eingesetzt. Sämtliche Ergebnisse werden über die Datenbank, die das Teilprojekt C1 erstellt hat, ausgetauscht. Die Strategie zur Bewertung der Umweltverträglichkeit der Tribosysteme beinhaltet detaillierte Anweisungen zur Probenaufbereitung, zur Testdurchführung, zur Interpretation und Bewertung der Messdaten sowie Richtwerte. Für die Charakterisierung der Proben stehen miniaturisierte und optimierte Testverfahren sowie Methoden zur Überprüfung der biologischen Abbaubarkeit zur Verfügung. Aus diesen Testverfahren werden diejenigen ausgewählt, die für die Untersuchung der Schmierfluide am besten geeignet sind. Kriterien sind dabei u.a. Sensitivität, Praktikabilität, Kosten und Standardisierbarkeit.
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.
Das Projekt "Chemisch-analytische Charakterisierung umweltverträglicher Schmierstoffe - Gebrauchsbedingte Veränderungen, Emissionen, Humantoxikologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für Hygiene und Umweltmedizin durchgeführt. Schmierstoffe stellen komplexe Stoffgemische dar, deren Zusammensetzung sich aufgrund der thermischen und mechanischen Belastung beim Gebrauch (z.B. in den Werkzeugmaschinen) verändern kann. Die toxischen Wirkungen und z.T. auch die verfahrenstechnischen Parameter werden durch einzelne Inhaltsstoffe und deren Kombination in unterschiedlichem Maße beeinflusst. In diesem Teilprojekt werden Methoden bereitgestellt, mit denen die verfahrenstechnisch und toxikologisch relevanten Inhaltsstoffe der Fluide chemisch-analytisch quantitativ und qualitativ erfasst werden können. Die Ergebnisse sind für die anderen Teilprojekte des Sonderforschungsbereichs von zentraler Bedeutung:1. Die Messdaten sollen in die tribologische Bewertung und Modellbildung eingehen (Teilprojekt C1). 2. Sie werden für die Beurteilung des Alterungsverhaltens (Teilprojekt A3) und der gebrauchsbedingten Veränderungen (Teilprojekte B1 bis B6) benötigt. 3. Die Daten liefern grundlegende Informationen für die ökologische Bewertungsstrategie und für die Identifikation der toxisch wirkenden Inhaltsstoffe der Schmierfluide (Teilprojekt A4). 4. Darüber hinaus werden die Messdaten im hier beantragten Projekt für eine Abschätzung des humantoxikologischen Risikopotentials herangezogen. Bisher gibt es nur wenige Untersuchungen zur chemischen Analytik gebrauchsbedingter Veränderungen von Schmierstoffen auf der Basis synthetischer Ester, wobei zudem unterschiedlichste Methoden angewandt wurden. Dabei sind die Strukturbestimmungen noch nicht vollständig gelöst. Weiterhin wurden flüchtige organische Verbindungen und Aerosole an einigen Tribosystemen nachgewiesen und Staubemissionen können während des Beschichtens auftreten. Dies verdeutlicht die Notwendigkeit, die toxikologische Relevanz der luftgetragenen Emission und damit das Ausmaß der inhalativen und percutanen Resorption der Schmierstoffe zu erfassen (Ambiente-Monitoring).Die Analysenmethoden sollen dahingehend weiterentwickelt werden, dass eine Charakterisierung der Fluide und ihrer Emissionen auf Basis von möglichst vielen Einzelsubstanzen und Summenparametern erfolgen kann. Dies ermöglicht eine differenzierte toxikologische und verfahrenstechnische Interpretation der Messdaten. Anwendung finden Methoden der GC/MS, HPLC/MS, IR-Spektroskopie, NMR-Spektroskopie, ICP/OES und AAS. Zusätzlich sollen die wässrigen Extrakte und die Abbaumetabolite aus dem Teilprojekt A4 charakterisiert werden. Mit den bereitgestellten Methoden, den wirkungsbezogenen Untersuchungen mittels Genotoxizitätstests (Teilprojekt A4) und Hautverträglichkeitsuntersuchungen an ausgewählten Proben können dann die Prüfstände bzw. Werkzeugmaschinen in hygienisch-toxikologischer Hinsicht beurteilt werden.
Das Projekt "Sonderforschungsbereich (SFB) 442: Umweltverträgliche Tribosysteme durch geeignete Werkstoffverbunde und Zwischenstoffe am Beispiel der Werkzeugmaschine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Werkzeugmaschinenlabor (WZL), Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren durchgeführt. Der Sonderforschungsbereich 442 arbeitet an der umweltfreundlichen Gestaltung aller in einer Werkzeug-/Umformmaschine vorhandenen Tribosysteme. Dies soll durch die Entwicklung neuer Beschichtungen und Schmierstoffe und ihrer Kombination erreicht werden. Dazu arbeiten Institute aus den Bereichen Medizin, Biologie, Chemie, Materialkunde und den Bereichen der technischen Anwendung von Tribosystemen zusammen. Das Teilprojekt B6 am Lehrstuhl fuer Fertigungsverfahren des WZL bewertet an einem aufzubauenden Tribometer die Eignung dieser neuartigen Tribosysteme fuer die umformtechnischen Prozesse. Zur Konzipierung dieses Tribometers ist es wichtig, tatsaechlich auftretende Randbedingungen zu ermitteln, um diese im Tribometer modellhaft nachzubilden. In einer spaeteren Phase sind Untersuchungen an realen Prozessen vorgesehen.
Das Projekt "Umweltvertraegliche Tribosysteme Teilprojekt A1: Entwicklung neuartiger umweltfreundlicher Schmierstoffe und Druckuebertragungsmittel mit Hilfe chemischer Methoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für Brennstoffchemie und physikalisch-chemische Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Technische Chemie und Heterogene Katalyse durchgeführt. Ziel ist die Modifizierung von Rapsoel bzw natuerlichen Fettsaeuren. In Zusammenarbeit mit den Ingenieurwissenschaften soll deren Schmierstoffverhalten geprueft werden.
Das Projekt "Sonderforschungsbereich (SFB) 442: Umweltverträgliche Tribosysteme durch geeignete Werkstoffverbunde und Zwischenstoffe am Beispiel der Werkzeugmaschine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen durchgeführt. Das Ziel des Sonderforschungsbereiches 442 ist die Realisierung umweltvertraeglicher Tribosysteme durch die Uebertragung tribologischer Funktionen der Fluide auf die Werkstoffe in einem ganzheitlichen Ansatz. Mit den in diesem Sonderforschungsbereich zu entwickelnden Triboparametern sollen zukuenftige Tribosysteme oekologisch vertraeglicher gestaltet werden. Diese Tribosysteme werden durch eine miteinander verzahnte Entwicklung und Untersuchung von Werkstoffverbunden und Zwischenstoffen geschaffen. Hierzu werden die realen Tribosysteme abstrahiert und in Tribometern nachgebildet. Mit diesen Tribometern werden die neuentwickelten Tribopartner in ihrer Wechselwirkung mit dem Gesamttribosystem genau analysiert und optimiert. Erfolgversprechende Entwicklungen werden im realen System auf ihre Eignung ueberprueft. Die Entwicklung der Werkstoffverbunde und Zwischenstoffe stuetzt sich auf tribologische Daten, die in den Modell- und Bauteiluntersuchungen erarbeitet werden. In diesen Tribometeruntersuchungen werden ausgewaehlte Systeme und Prozesse nachgebildet, wie sie zB in Werkzeugmaschinen vorhanden sind.
Das Projekt "Umweltvertraegliche Tribosysteme, Zerspanung mit definierter Schneide-Entwicklung von Festkoerper- und Fluessigkeits-Kuehlschmiersystemen beim Zerspanen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Werkzeugmaschinenlabor (WZL), Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren durchgeführt. Anhand des Beispiels von Zerspanprozessen, die heute nicht oder nicht wirtschaftlich trocken durchgefuehrt werden koennen, sollen in diesem Teilprojekt tribologische Untersuchungen an neu zu entwickelnden Tribosystemen durchgefuehrt werden. In diesen sollen oekologisch und medizinisch unbedenkliche Kuehlschmierstoffe und Werkzeugbeschichtungen betrachtet und weiterentwickelt werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist dabei, die schaedlichen Umwelteinfluesse der Fluide, die im Fertigungsprozess zum Einsatz kommen, zu vermeiden. Dazu sollen, unter Beibehaltung der Prozessleistungsfaehigkeit, Eigenschaften von Kuehlschmierstoffen, die bezueglich ihrer Wirkung im Kontaktbereich zwischen Werkstueck und Werkzeug guenstig sind, durch Weiterentwicklung von Beschichtungen auf die Werkzeuge uebertragen werden. Dies erfordert die Entwicklung von neuen Festkoerper- und Fluessigkeits-Kuehlschmiersystemen.
Das Projekt "Tribologisches Langzeitverhalten biologisch schnell abbaubarer Schmierstoffe beim Tiefziehen aluminiumplattierter Feinbleche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Siegen, Institut für Fertigungstechnik durchgeführt. Aufgrund ihrer guten Korrosionsbestaendigkeit, auch bei hohen Umwelttemperaturen, gewinnen aluminiumplattierte Stahlbleche eine rasch wachsende Bedeutung im kraftfahrzeugbau als Katalysatorbauteile und als Hitzeschilde fuer elektronische Bauteile. Die Weichheit der Aluminiumplattierung und die hohe Festigkeit des Stahlkerns erfordern beim Umformen dieser Bleche, dass die Gesamtheit des Tribosystems (Blechoberflaechenstruktur, Schmierstoff, Werkzeugstoff) optimal aufeinander abgestimmt werden muss. Das gilt insbesondere fuer das Langzeitverhalten dieser Systeme, da die Praxis zeigt, dass nur wenige Kurzzeitversuche zu Beginn eines Fertigungsprozesses keine Aussage ueber das tribologische Langzeitverhalten in der Serienfertigung zulassen. Ziel des Antragstellers ist es, durch eine neuentwickelte praxisrelevante Pruefeinrichtung die bisher bestehenden Wissensluecken ueber die Langzeittribologie biologisch schnell abbaubarer Schmierstoffe hinsichtlich des tribologischen Wirkungsgrades des Schmierstoffs, der Oberflaechenqualitaet der Ziehteile und des Verschleisses der Werkzeuge zu schliessen. Es liegen bisher keine nationalen und internationalen Veroeffentlichungen hierueber bis heute vor.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 8 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 8 |
| License | Count |
|---|---|
| open | 8 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 8 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 8 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 5 |
| Lebewesen & Lebensräume | 7 |
| Luft | 7 |
| Mensch & Umwelt | 8 |
| Wasser | 4 |
| Weitere | 8 |