Baugruppenauslegung mit monolithischer Keramik im Mischreibungsgebiet unter kombinierter tribologischer, mechanischer und thermischer Beanspruchung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im ersten Teil des Projekts wurde ein umfangreiches systematisches Material‐Screening für Ingenieurskeramiken im Kolben‐Zylinder‐Anwendungsfall ohne weitere Schmierung mittels des neu entwickelten Linear‐Reib‐Prüfstands (LRP) durchgeführt, da die Übertragbarkeit der publizierten Verschleiß‐Prüfergebnisse aufgrund der großen Heterogenität und Abweichungen zum ingenieurmäßigen Beanspruchungsfall nicht gegeben war. Mit Aluminiumoxid in Eigenpaarung konnte eine Keramikpaarung mit sehr geringen Verschleißwerten analysiert werden. Mit dem LRP konnte neben dem vorhandenen Bauteilprüfstand ein weiterer unter Eigenleistung entstandener Vor‐Prüfstand entwickelt werden, mit dem generell unkomplizierte Materialscreenings unter Bedingungen entsprechend des Kolben‐Zylinder‐Prinzips durchgeführt werden können. So könnte man in der zweiten Phase Versuche mit dem Bauteilprüfstand mit und ohne thermische Beanspruchung die Aussagen des Vor‐Prüfstands ohne thermische Beanspruchung vergleichen und verifizieren. Die Tatsache, dass eine Materialpaarung mit sehr geringem Verschleiß analysiert wurde, ermöglicht eventuell generell tribologische Anwendungen ohne Öl‐ oder Fettschmierung, was sowohl ökologisch als auch ökonomische Verbesserungen bedeuten würde. Außerdem wird durch die nun geschlossene Kette aus verschieden praxisnahen Prüfständen für die Kolben‐Zylinder‐Anwendung ein systematischer Vergleich der Messergebnisse und damit eine Quantifizierung der Übertragbarkeit von tribologischen Standard‐Prüfständen unter Verwendung des Stift‐Scheibe‐Prüfverfahrens über den LR‐Prüfstand hin zu praxisnahen Bauteilprüfständen möglich, sodass in Zukunft bessere Aussagen über die Übertragbarkeit von tribologischen Prüfergebnissen allgemein getroffen werden können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Untersuchung des trockenen Reibungs‐ und Verschleißverhaltens von Keramikwerkstoffen an einem Linearprüfstand für Kolben‐Zylinder‐Laufpaarungen: Design for X, Proceedings of 28. DfX‐Symposium, Bamberg, 2017, pp. 137–152
Hauschild, J.; Krause, D.
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Verschleißverhalten keramischer Werkstoffe im ungeschmierten translatorisch‐reziproken Reibfall analog zur Kolben‐Zylinder‐ Laufpaarung: Reibung, Schmierung und Verschleiß, Band 2, Proceedings of 59. Fachtagung der Gesellschaft für Tribologie (GfT), Göttingen, 2018, pp. 30/1‐30/10
Hauschild, J.; Krause, D.
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EP 2 740 922 B1, Usbeck, Zylinder‐Kolben‐Baugrupppe betrieben mit einem abgeschlossenen Arbeitsgas, erteilt: 13.02.2019, München
Krause, D.; Usbeck, A. K.
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Entwicklung und Anwendung von Sonderprüfständen, in: Krause, D.; Hartwich, T. S.; Rennpferdt, C. (Hrsg.): Produktentwicklung und Konstrukti‐ onstechnik ‐ Forschungsergebnisse und ‐projekte der Jahre 2016 bis 2020, Springer Berlin Heidelberg; Imprint: Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg, 1st ed. 2020, 2020, pp. 177– 205
Laukotka, F.; Hartwich, T. S.; Hauschild, J.; Heyden, E.; Schmidt, J.; Schwenke, J.; Wegner, M.; Wortmann, N.; Krause, D.
