Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochschul-Institute entwickeln im Sonderforschungsbereich Alternativen zu umweltbelastenden Schmierstoffen

20.11.2009
In der RWTH wird umweltfreundlich geschmiert

"Wie geschmiert" sollen sie laufen, die Getriebe, Wälzlager, Werkzeuge und hydraulischen Pumpen in Werkzeugmaschinen. In der RWTH Aachen laufen die Maschinen vorbildlich - und das, obschon sie nicht mit dem üblichen Mineralöl betrieben werden, sondern mit einem neu entwickelten umweltverträglichen Pflanzenöl.

Schmierstoffe werden zur Verringerung von Reibung oder Verschleiß sowie zur Kraftübertragung, Kühlung, Schwingungsdämpfung und als Korrosionsschutz eingesetzt. Ein Großteil der eingesetzten Schmierstoffe sind Mineralöle, die zu 80 Prozent aus einem Grundöl und zu 20 Prozent aus Additiven bestehen. Diese Kombination ist umweltschädlich und giftig. Gelangen diese Schmierstoffe in die Umwelt, besteht ein großes ökotoxikologisches Gefährdungspotenzial.

Gerade in der Fertigungstechnik, im täglichen Umgang mit Werkzeugmaschinen hat der Mensch ständigen Kontakt mit dem Schmierstoff. Doch es gibt Alternativen, die deutlich umweltverträglicher und für Mensch und Natur nicht gefährlich sind: Im Sonderforschungsbereich 442 (SFB 442) "Umweltverträgliche Tribosysteme durch geeignete Werkstoffverbunde und Zwischenstoffe am Beispiel der Werkzeugmaschine" der RWTH wurden in zwölfjähriger interdisziplinärer Arbeit pflanzlichbasierte Flüssigkeiten entwickelt, die in Verbindung mit speziellen Beschichtungen einzelner Maschinenbauteile zukünftig die alten Schmierstoffe ersetzen können.

Die neu entwickelten Beschichtungen, die in Tribosystemen eingesetzt werden, sollen Schmier- und Verschleißschutzeigenschaften der bisher eingesetzten mineralölbasierten und additivierten Stoffe übernehmen. Gleichzeitig sollen sie biologisch gut abbaubar und ökotoxikologisch unbedenklich sein. Tribosysteme sind die reibungsbehafteten Kontaktstellen von zueinander bewegten Bauteilen und kommen in unterschiedlichsten Formen im Maschinenbau vor. Es werden jetzt synthetische Ester eingesetzt, die nicht toxisch sind. In Kombination mit Beschichtungen der Wälzlager, Kolben und Zahnräder liegen nun günstigere Schmier- und Verschleißschutzeigenschaften vor.

Die Vorteile der neuen Stoffe und Materialien beziehen sich zunächst auf ökologische und ökonomische Aspekte, denn es können Rohstoffe eingespart werden. Außerdem zeigte sich, dass die Abnutzungserscheinungen beim Einsatz der neuen Beschichtungen in den Maschinen und deren Teilsystemen geringer sind, die Werkzeuge also länger zu gebrauchen sind. Die Produktionszeit ist kürzer und daher effizienter, was höhere Kosten in der Produktion der Beschichtungen folglich wieder ausgleicht.

Dass derartige Projekte durch die Bündelung vielfältigen Fachwissens Erfolge verzeichnen, liegt auf der Hand: So begann die grundlagenorientierte Forschung vor zwölf Jahren zunächst damit, neue synthetische Ester und Beschichtungen zu entwickeln und zu optimieren. Die biologisch gut abbaubaren Schmiermittel wurden von RWTH-Wissenschaftlern im Institut für Technische und Makromolekulare Chemie (ITMC) entwickelt. Ihr ökotoxikologisches Gefährdungspotenzial und die Abbaubarkeit wurden vom Institut für Hygiene und Umweltmedizin (IHU) untersucht. Biologen und Lebensmittelwissenschaftler bewiesen mithilfe von Abbaubarkeits- und Toxizitätstests die Umweltverträglichkeit der neu entwickelten Fluide und zeigten, dass diese keinen Einfluss auf menschliche Zellen haben. Erstmalig wurden auch gebrauchsbedingte Veränderungen der Schmierstoffe untersucht.

Die Materialwissenschaftler des Instituts für Oberflächentechnik (IOT) erforschten die neuen Beschichtungen und deren Applikationsprozesse. Die neuartig beschichteten Bauteile, beispielsweise Zahnräder, Wälzlager, Werkzeuge und Kolben, werden in Prüfständen des Instituts für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen (IFAS), des Werkzeugmaschinenlabors (WZL) und des Instituts für Maschinenelemente (IME) getestet und optimiert. Hier werden hochbelastete Kontakte aus Maschinen nachgebildet und analysiert. Die hydraulische Pumpe einer Werkzeug- oder Baumaschine läuft in der Versuchshalle des IFAS komplett mit synthetischen Estern in Kombination mit beschichteten Lagern und Kolben. "Unser Ziel ist es, die neuen Tribosysteme ohne umweltschädigende Zusätze eins zu eins in die auf dem Markt existierenden Pumpen einbauen zu kön-nen", so Dipl.-Ing. Claus Enekes vom IFAS. Im Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen kommen die neu entwickelten Tribosysteme auf den Prüfstand. Hier läuft schon eine Werkzeugmaschine unter Einsatz synthetischer Ester und beschichteter Teilsysteme.

Der seriennahe Prototyp einer hydraulischen Pumpe, der praktisch in jede Baumaschine eingebaut werden kann, soll Ende des Jahres 2010 fertiggestellt sein. Die Mitarbeiter des Sonderforschungsbereiches gehen davon aus, dass ihre Ergebnisse bereits in zwei bis drei Jahren auf dem Markt Anwendung finden. Keine unbegründete Annahme, schließlich zeigen bereits einige namhafte große und mittelständische Unternehmen Interesse beteiligen sich schon seit Beginn des Sonderforschungsbereiches an der Entwicklung. Über Transferprojekte in Zusammenarbeit mit Firmen aus dem Bereich Werkzeugmaschinen und Hydraulik fließen die Ergebnisse in reale Anwendungen ein und finden demnächst in der Praxis Anwendung.

Der interdisziplinäre SFB 442 endet zum Jahreswechsel, die Ergebnisse und Entwicklungen in einem großen Abschlusskolloquium vorgestellt. Am Donnerstag, 26. November, eröffnet der Rektor der RWTH Aachen, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ernst Schmachtenberg, um 9.30 Uhr die Veranstaltung. Im Einführungsvortrag gibt Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hubertus Murrenhoff, Leiter des IFAS und Sprecher des Sonderforschungsbereichs, einen Einblick in die Entwicklungen und Ergebnisse des Forschungsprojektes. Mitarbeiter der beteiligten Institute präsentieren die Forschungsergebnisse. Über die Erfahrungen in der Praxis berichten Vertreter aus der Industrie. Ort der Veranstaltung ist das Manfred-Weck-Haus, WZL der RWTH Aachen, Steinbachstraße 19. Eine Anmeldung für das Kolloqu-ium ist erforderlich. Informationen zum Programm gibt es unter www.ifas.rwth-aachen.de Ansprechpartner ist Dipl.-Ing. Claus Enekes, Telefon: 0241/80 275 24, E-Mail: Claus.Enekes@ifas.rwth-aachen.de

i.A. Gabriele Renner

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Quantenanomalien: Das Universum in einem Kristall
21.07.2017 | Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe

nachricht Projekt »ADIR«: Laser bergen wertvolle Werkstoffe
21.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

IT-Experten entdecken Chancen für den Channel-Markt

25.07.2017 | Unternehmensmeldung

Erst hot dann Schrott! – Elektronik-Überhitzung effektiv vorbeugen

25.07.2017 | Seminare Workshops

Dichtes Gefäßnetz reguliert Bildung von Thrombozyten im Knochenmark

25.07.2017 | Biowissenschaften Chemie