Mit "GECKO" nicht die Haftung verlieren
Das AiF/DFG-Gemeinschaftsvorhaben "GECKO" (Gestaltung und Ermittlung charakterisierender Kennwerte von reibschlussoptimierten Oberflächen) startete am 1. Juli 2011
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Das Ziel von "GECKO" ist es, durch gezielte mechanische Bearbeitung sowie thermomechanische respektive thermochemische Strukturierungs- und Beschichtungsverfahren eine Reibwerterhöhung gegenüber bisherigen Verfahren zu realisieren und die Streuung der Reibwerte bei unbeschichteten Verbindungen zu minimieren. Infografik: Matthias Gräfensteiner -
Das "GECKO" Projektteam mit den Vertretern der Audi AG, der TU Chemnitz, der Uni Magdeburg, des Fraunhofer IWS Dresden und der Hochschule Mittweida. Das Projekt wird koordiniert von der Professur Konstruktionslehre der TU Chemnitz, die von Prof. Dr. Erhard Leidich (4.v.r.) geleitet wird. Foto: Stefan Hofmann
Es klingt paradox: Nicht nur durch Verringerung der Reibung kann die Energieeffizienz von Produkten gesteigert werden. Durch gezielte Reibwerterhöhung an so genannten Reibschlussverbindungen ist dies infolge Gewichtseinsparungen bei Maschinen ebenfalls möglich. Reibschlüssige Verbindungen wie beispielsweise Pressverbindungen, Flansch- und Schraubverbindungen sind heutzutage in nahezu allen technischen Anwendungen vorhanden: von Motor- und Getriebebau über Strukturstahlbau bis hin zu Windenergieanlagen. Im Gegenteil zu Bremsbelägen oder ähnlichen gleitenden Reibpaarungen mit hoher Reibung, dürfen sich reibschlüssig verbundene Bauteile - zum Beispiel zwei verschraubte Platten - nicht zueinander bewegen. Durch eine Verdopplung der vorhandenen Reibwerte könnten entsprechend zweifache Kräfte übertragen oder die Anzahl der Verbindungselemente wie Schrauben halbiert oder deren Abmessungen reduziert werden. Der Volumennutzwert der Konstruktion wird dadurch signifikant erhöht und so ebenfalls eine höhere Energieeffizienz erreicht.
Das große Potenzial der Reibwerterhöhung ist in der Fachgruppe Tribologie der Professur Konstruktionslehre der Technischen Universität Chemnitz ein heiß diskutiertes Thema. "In bilateralen Forschungsprojekten konnten wir bereits vor mehr als zehn Jahren die nicht ausgeschöpften Reserven aufzeigen und in Rahmen von industrienaher Forschungstätigkeit auch wissenschaftlich belegen", erinnert sich Prof. Dr. Erhard Leidich, Leiter der Professur. Dabei sind auch viele neue Ideen zur Weiterentwicklung und der Optimierung der Bauteile entstanden. "Die Umsetzung war jedoch auf Grund der großen Breite der betroffenen Themenfelder, welche von der Tribologie über Materialwissenschaft und Oberflächenanalytik bis hin zur Simulation der plastischen Rauheitsverformung reicht, allein an einem Institut nicht möglich", fügt Leidich hinzu.
Aus diesem Grund wurde der interdisziplinäre Forschungscluster "GECKO" ins Leben gerufen. Dieser besteht aus fünf Forschungsstellen, die auf ihrem jeweilig vertretenen Fachgebiet zu den deutschland- bzw. weltweit führenden Kompetenzzellen gehören. Neben der Professur Konstruktionslehre, der die Projektkoordination obliegt, ist das Institut für Fertigungsmesstechnik und Qualitätssicherung der TU Chemnitz, das Institut für Maschinenkonstruktion der Universität Magdeburg, das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik Dresden IWS und das Laserinstitut der Hochschule Mittweida an dem mit rund 1,2 Millionen Euro geförderten Projekt beteiligt. Vorrangiges Ziel von "GECKO" ist es, durch gezielte mechanische Bearbeitung sowie thermomechanische respektive thermochemische Strukturierungs- und Beschichtungsverfahren eine Reibwerterhöhung gegenüber bisherigen Verfahren zu realisieren und die Streuung der Reibwerte bei unbeschichteten Verbindungen zu minimieren. "Dem Konstrukteur soll am Ende des Vorhabens ein Reibwert on demand zur Verfügung stehen, das heißt eine klare Ausrichtungsvorschrift für die Gestaltung reibschlussübertragender Funktionsoberflächen und ihre Optimierung", erläutert Jakub Vidner von der Professur Konstruktionslehre und Projektkoordinator des Clusters.
Dieser in Chemnitz entstandene Forschungscluster ist eines der ersten Clustervorhaben, der in der Förderung grundlagenorientierte Projekte der Deutsche Forschungsgemeinschaft mit anwendungsorientierter Forschung der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V. kombiniert. Seitens der Industrie wird das dreijährige Gemeinschaftsvorhaben vom Forschungskuratorium Maschinenbau e.V. federführend betreut und von den Forschungsvereinigungen Antriebstechnik und Verbrennungskraftmaschinen begleitet. Alle Maschinenbauunternehmen aus Deutschland können somit von den Ergebnissen der Forschungsarbeiten profitieren. Die Obmannschaft des industriellen Arbeitskreises übernimmt Dr. Christoph Haberling von der Audi AG. Ein öffentliches Kick-Off-Meeting findet im November 2011 statt.
Weitere Informationen erteilt Jakub Vidner, Telefon 0371 531-34571, E-Mail jakub.vidner@mb.tu-chemnitz.de.
(Autor: Jakub Vidner)
Mario Steinebach
04.07.2011
