Analyse der Wirkmechanismen im fluidfreien Wälzkontakt mit beschichteten Oberflächen

Abstract

ZusammenfassungDer Zahnkontakt wird in Zahnradgetrieben in der Regel mit flüssigem Schmierstoff, wie beispielsweise Öl oder Fett geschmiert. Jedoch führen extreme Betriebsbedingungen, wie beispielsweise hohe Druck- und Temperaturschwankungen, bei flüssigen Schmierstoffen zum Ausfall der positiven Schmiereigenschaften. Für den Einsatz von Zahnradgetrieben unter fluidfreien Betriebsbedingungen bieten Festschmierstoffe eine alternative Schmierung im Wälzkontakt. Das Ziel dieser Arbeit ist die Kenntnis über die Wirkmechanismen im PVD-beschichteten (Physical Vapour Deposition – Physikalische Gasphasenabscheidung) und fluidfreien Wälzkontakt. Für den fluidfreien Einsatz im Zahnkontakt wurde ein Schichtsystem auf Basis von Molybdändisulfid im Zahnrad-Analogieversuch auf dem Zwei-Scheiben-Reibkrafttribometer untersucht. Anhand der Charakteristik der Reibkraft kann zwischen einer Gebrauchs- und Lebensdauer unterschieden werden. Dabei zeigt die Lebensdauer eine bessere Wiederholgenauigkeit als die Gebrauchsdauer. Für die Kenntnisse über die Verschleißmechanismen wurden in Bezug auf Gebrauchsdauer und Lebensdauer Versuche mit Intervallbetrieb durchgeführt und ausgewertet. Die Verschleißanalyse der Kontaktfläche auf der Prüfwelle zeigt, dass sich bereits zu Beginn einer instationären Reibungsphase im Prüflauf ein starker Verschleiß in einem großen Teil der Laufbahn entwickelt hat.