Deutsche Forschungsgemeinschaft - SPP2074

Kurzfassung „Trockenschmierung von Wälzkontakten durch selbstregenerative Molybdänoxidschichtsysteme“

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, eine sich selbstregenerierende Feststoffschmierschicht zu entwickeln, die unter hoch belasteten Wälzkontakten ihre Verfügbarkeit gewährleistet. Dafür sollen PVD-Schichten bzw. Schichtverbunde auf Molybdänoxidbasis als Festschmierstoffbildner eingesetzt werden. Die Eigenschaften der Molybdänoxide, MoO2 und MoO3, prädestinieren diese Werkstoffe als mögliche Beschichtungsmaterialien für Wälzkontakte. Speziell Molybdäntrioxid (MoO3) ist aufgrund seiner Schichtstruktur als Festschmierstoff geeignet. Molybdändioxid (MoO2) eignet sich als Reservoir- und Trägerschicht zwischen dem Wälzlagerstahl und der Funktionsoberfläche. Im Betrieb von hochbelasteten Wälzkontakten findet fortwährend ein Schichtabbau durch Verschleißvorgänge statt, wobei gleichzeitig Mechanismen zum erneuten Aufbau der Feststoffschmierschicht wirken. Die Bereitstellungsprozesse in Abhängigkeit der Einsatzbedingungen werden systematisch ermittelt.

Um das Ziel des Forschungsvorhabens zu erreichen, sind drei Institute mit unterschiedlichen Forschungsschwerpunkten beteiligt. 

Leibniz Universität Hannover, Institut für Werkstoffkunde (IW), Füge- und Oberflächentechnik (Fortis)

Die Forschungsarbeiten am IW konzentrieren sich auf die Beschichtung der Wälzkörper und Wälzlagerringe. Weiterhin werden die eingesetzten Schichtphasen und -systeme vor und nach Einsatzversuchen mit Hilfe der Analysetechnik am IW untersucht.

Leibniz Universität Hannover, Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT) 

Die Forschungsarbeiten am IMKT dienen dazu, beschichtete Wälzlager auf ihr Verhalten bei unterschiedlichen Betriebszuständen zu untersuchen. Des Weiteren wird ein FE-Modell erstellt, welches die im Wälzkontakt auftretenden Kräfte abbildet, welche für die weitere Berechnung in das Verschleißmodell am IFUM einfließen

Leibniz Universität Hannover, Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) 

Im Rahmen des Projektes wird am IFUM, basierend auf einer Charakterisierung der Schichtsysteme sowie anschließender Analyseverfahren, eine Modellierungstechnik zur numerischen Verschleißberechnung von hochbelasteten Wälzkontakten ausgearbeitet. 

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