Forschungsprojekt zu festen Schmierstoffen gestartet

Sowohl in der Energietechnik als auch in der Raumfahrttechnik ist die Schmierung beweglicher Maschinenelemente eine besondere Herausforderung. Die üblichen Fette oder Öle haben hier den Nachteil, dass sie im Vakuum und bei hohen Temperaturen verdampfen, während sie bei sehr tiefen Temperaturen ihre Schmierwirkung einbüßen. Daher werden oftmals feste Schmierstoffe benötigt. 

Ein neues Projekt der Universität Bayreuth will auf diesem bisher wenig erforschten Gebiet einen grundlegenden Beitrag zur Optimierung leisten, teilte dazu die Universität mit. Der Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD kooperiert dabei mit dem Institut für Werkstofftechnik an der Universität Kassel und dem Computer-Chemie-Centrum an der FAU Erlangen-Nürnberg.

In dem neuen Projekt der Universität Bayreuth geht es speziell um Wälzlager: Dies sind Lager, die einen Innen- und einen Außenring enthalten und etwa der Stabilisierung von Achsen und Antriebswellen dienen. Rollende Körper zwischen den Ringen verringern dabei den Reibungswiderstand. Gewöhnlich werden zur Schmierung von Lagern Öle oder Fette verwendet, aber diese Art der Schmierung ist bei Wälzlagern unter extremen Bedingungen oftmals unvorteilhaft oder gar nicht möglich, schreiben die Forschenden. Solche extremen Bedingungen herrschen insbesondere im Vakuum – etwa in der Energietechnik oder Raumfahrttechnik. Unter diesen Bedingungen verdampfen flüssige Schmierstoffe, so dass die Schmierung versagt. Benötigt werden daher „trockene“ Schmiersysteme, die mit festen Stoffen arbeiten.

Das neue Projekt in Bayreuth, Erlangen und Kassel wird sich genau genommen mit Molybdändisulfid befassen. Es ist ein noch wenig erforschter fester Schmierstoff. Dieser Schmierstoff zeichne sich dadurch aus, dass es nicht nur bei hohen Temperaturen bis zu mehreren hundert Grad Celsius seine Schmierwirkung behalte, sondern insbesondere im Vakuum hervorragend funktioniere. 

„Die Herstellung wie auch die Beschichtung von Oberflächen ist im industriellen Maßstab kostengünstig“, sagt Professor Stephan Tremmel, der das Projekt koordiniert. „In unserem Projekt wollen wir grundlegend neue Erkenntnisse zur optimalen Verwendung von Molybdändisulfid als Schmierstoff gewinnen. Auf dieser Basis wird es beispielsweise möglich sein, die Zuverlässigkeit von Kraftwerken oder Raumfahrzeugen zu erhöhen“, sagt Tremmel.

Das Projekt heißt „Fluidfreie Schmiersysteme mit hoher mechanischer Belastung“. Es wird in den nächsten drei Jahren an den drei Standorten mit insgesamt rund 780.000 Euro gefördert. Auf die Universität Bayreuth entfallen dabei rund 343.000 Euro.