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Verbundvorhaben: Trocken- und minimalgeschmierte tribologische Systeme (CHEOPS3); Teilvorhaben: Optimierte Bogenzahnkupplungen für Schienenfahrzeuge durch Trocken- und Minimalschmierung

Förderzeitraum
2015-10-01  –  2017-02-13
Bewilligte Summe
102.445,05 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET1286C
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Maschinenbau, Fahrzeugbau, Elektrotechnik, Feinmechanik, Optik, EBM-Waren [EA3250]
Verbundvorhaben
01159341/1  –  CHEOPS3: Trocken- und minimalgeschmierte tribologische Systeme
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi.IIC6)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)
Förderprogramm
Energie
 
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 Systems 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.
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