Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS20 Prozent der weltweit erzeugten Energie geht durch Reibung verloren. Zur Reibreduktion werden daher in vielen mechanischen Anwendungen Wälz- und Gleitlager eingesetzt. Wälzlager haben allerdings hinsichtlich Kosten, Gewicht und Lebensdauer einige Nachteile. Gleitlager dagegen bieten zwar interessante Lösungsansätze, weisen aber wiederum höhere Reibwerte auf. Durch neue reibreduzierende Werkstoffe und Schmierstoffe kann ein Großteil dieser Reibungsverluste in Gleitlagern eingespart werden.
SUPRASLIDE – Das Baukastensystem für supraschmierende Werkstoffe und nachhaltige Schmierstoffe
Projekt
Diamor®-beschichtete Gleitkomponenten.
Gleitlager auf Siliciumnitrid-Siliciumcarbid-Basis.
In-situ-Tribometer zur direkten Messung von Verschleiß und Reibwerten.
Forschende aus den vier Fraunhofer-Instituten IWM, IPA, IWS und IKTS haben ein Baukastensystem aus verschiedenen supraschmierenden Systemen wie Keramik, Diamant, Graphen und Kohlenstoffschichten in Kombination mit nachhaltigen Schmierstoffen entwickelt. Diese gut aufeinander abgestimmten Material-Schmierstoff-Paarungen können für Supragleitlager eingesetzt werden. Mit extrem niedrigen Reibwerten von < 0,01 lassen sich nahezu verlustfreie neue Anwendungsmöglichkeiten in den verschiedensten Systemen erschließen. Mit diesen Supragleitlagern können Antriebssysteme in E-Autos und E-Bikes noch leichter und reibungsärmer ausgelegt werden, womit sich die Reichweite deutlich erhöht. Ihre Vorteile spielt die neue Generation von Gleitlagersystemen auch in robotischen Positioniersystemen aus. Durch ein ruckfreies Gleiten ist eine ungeahnte Präzision möglich. Werden Pumpen mit den neu entwickelten, reibungsarmen Gleitlagern ausgestattet, lassen sich im Energiesektor signifikante Energie- und CO2-Einsparungen erzielen.
Veröffentlichungen
Amann, T.; Chen, W.; Baur, M.; Kailer, A.; Rühe, J., Entwicklung von galvanisch gekoppelten Gleitlagern zur Reduzierung von Reibung und Verschleiß - Development of galvanically coupled plain bearings to reduce friction and wear, Forschung im Ingenieurwesen - Engineering Research 84/4 (2020) 315-32. Link
Chen, W.; Amann, T.; Kailer, A.; Rühe, J., Thin-film lubrication in the water/octyl β-d-glucopyranoside system: Macroscopic and nanoscopic tribological behavior, Langmuir 35/22 (2019) 7136-7145. Link
Amann, T.; Gatti, F.; Oberle, N.; Kailer, A.; Rühe, J.; Galvanically induced potentials to enable minimal tribochemical wear of stainless steel lubricated with sodium chloride and ionic liquid aqueous solution, Friction 6/2 (2018) 230-242. Link