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Optimierte Schmierung

Optimierte Schmierung zur verbesserten Verschleißtragfähigkeit von Schneckengetrieben unter Berücksichtigung örtlich aufgelöster Kontaktverhältnisse

Schneckengetriebe kommen in industriellen Anwendungen meist mit einer Materialpaarung zum Einsatz, bei der eine härtere Schnecke und weicheres Schneckenrad verwendet wird. Auf Grund von verhältnismäßig großen Gleitanteilen beim Abwälzen der Schneckenverzahnung tritt überwiegend am weicheren Schneckenrad Verschleiß auf. Dieser kann die Lebensdauer oder die Funktion des Getriebes einschränken. Eine optimierte Schmierung birgt das Potenzial, Verschleiß an Schneckengetrieben zu reduzieren und damit die Lebensdauer und die Tragfähigkeit des Getriebes deutlich zu erhöhen.

Das Ziel der Untersuchungen des Forschungsvorhabens FVA 849 I (Optimierte Schmierung) war es, die Auswirkungen der Schmierstoffzusammensetzung und der Schmierstoffmenge auf das Verschleißverhalten von Schneckengetrieben für die Paarung Stahlschnecke und Bronzerad zu untersuchen und ein tieferes Verständnis für das Verschleißverhalten im Schneckenzahnkontakt mittels lokal aufgelöster Modelluntersuchungen an einem Zweischeibenprüfstand zu schaffen.

Zur Erreichung des Forschungsziels wurde der Schneckenzahnkontakt mit Simulationsprogrammen abgebildet und eine Versuchsmethodik sowie eine Verschleißberechnung zur Analyse des Modellwälzkontakts abgeleitet. Darauf aufbauend wurden Einflussgrößen zur Schmierstoff- und Werkstoffzusammensetzung experimentell am Zweischeibenprüfstand untersucht und die Ergebnisse mit Komponentenversuchen am Schneckengetriebeprüfstand verglichen. Weiterhin wurden die Auswirkungen der Schmierstoffmenge auf die Verschleißtragfähigkeit bei Tauch- und Einspritzschmierung theoretisch und experimentell untersucht.
Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe der Untersuchungen des Modellwälzkontakts am Zweischeibenprüfstand Rückschlüsse auf das Verschleißverhalten im komplexeren Schneckenzahnkontakt möglich sind. Dies bietet die Chance, zukünftig eine Beurteilung der Verschleißtragfähigkeit von typischen Werkstoff-Schmierstoffpaarungen für Schneckengetriebe mit der vorgestellten Versuchsmethodik vorzunehmen.

Die Ergebnisse der Modell- und Komponentenversuche zeigen weiterhin, dass die untersuchten optimierten Schmierstoffe Potenzial zur Tragfähigkeitssteigerung bieten. Eine optimierte Schmierung hinsichtlich Schmierstoffzusammensetzung und -menge resultiert in teils deutlichen Verbesserungen der Verschleißtragfähigkeit von Schneckengetrieben.

Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 20108 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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