Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
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E-Bear 2: Entwicklung von nachhaltigen Lagersystemen mit minimalen Reibungs- und Verschleißverlusten durch elektrisch programmierbare Reibung

Abgeschlossenes Forschungsprojekt

Im Projekt E-Bear 2 wurden nachhaltige Schmierstoffe für die elektrisch programmierbare Reibung identifiziert. Das Ziel bestand darin, Reibung in Gleit- und Wälzlagern gezielt durch elektrische Potentiale zu reduzieren. Dazu wurden ionische Flüssigkeiten als Additiv in nicht ölbasierten Schmierstoffen eingesetzt, um den CO2-Fußabdruck zu minimieren. Durch die gezielte Steuerung der Oberflächenchemie wurde nicht nur der Reibwert bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen optimiert, sondern auch der Verschleiß minimiert.

Projektbeschreibung

Im Projekt E-Bear 2 lag der Fokus auf der Übertragung der Technologie der elektrisch programmierbaren Reibung auf nachhaltige Schmierstoffe für Gleit- und Wälzlager. Basierend auf ersten Erfolgen mit ionischen Flüssigkeiten (ILs) und deren Mischungen konnte die Reibwertreduktion in einem tribologischen Modellsystem durch elektrische Potenziale nachgewiesen werden.

Es wurden wasser- und polyalkylenglykolbasierte (PAG) Schmierstoffe untersucht, die speziell additiviert wurden, um ihr tribologisches Verhalten unter wechselnden Betriebsbedingungen zu verbessern. Ziel war es, Reibung und Verschleiß bei sich verändernden Betriebsbedingungen (Temperatur, Normalkraft usw.) durch elektrische Potentiale zu optimieren. Zusätzlich wurde im Projekt untersucht, ob der tribologische Zustand der Supraschmierung (Reibwert <0,01) durch elektrische Potentiale stabilisiert oder induziert werden kann.

Herausforderungen bestanden in der Anpassung des tribologischen Systems sowie der Anpassung der Potentiale, die während der Reibwertsteuerung angelegt wurden. Die Entwicklung hin zu industrietauglichen, nachhaltig zertifizierten Schmierstoffen wurde durch Kooperationen mit Industriepartnern und universitären Exzellenzclustern unterstützt. 

Transfer der Projektergebnisse in FuE-Leistungen des Fraunhofer IWM 

  • Reduktion von Reibung in Gleit- und Wälzlagern durch elektrisch programmierbare Schmierstoffe
  • Schwerpunkte: Nachhaltige Schmierstoffe (wasser- und PAG-basiert), Reibwertsteuerung, Supraschmierung
  • Zukünftige Schritte: Nachweis der Reibwertreduktion mit wasser- und PAG-Schmierstoffen, Fertigung eines Demonstrators