In Zahnradgetrieben dienen Schmieröle oder -fette üblicherweise als Zwischenmedium. Sie reduzieren Verschleiß und Reibung, führen Wärme ab und transportieren Verunreinigungen aus dem Kontakt. Da der Zahnflankenkontakt andere tribologische Anforderungen als Lager oder Dichtungen stellt, ist vor allem die Wärmeabfuhr im trockenen Betrieb hochbelasteter Kontakte eine zentrale Herausforderung. PVD-Festschmierstoffbeschichtungen sollen diese Aufgaben im trockenen Zahnflankenkontakt übernehmen und rücken damit die Mikrotopographie der Kontaktflächen stärker in den Fokus.

Ziel des Forschungsvorhabens, das als Teilprojekt 6 gemeinsam mit dem Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen bearbeitet wird, ist die experimentelle und simulative Untersuchung der Bereitstellungs- und Transfermechanismen von PVD-Festschmierstoffen für trockene Wälzkontakte am Beispiel des Zahnflankenkontakts. Dafür werden beschichtete Prüfkörper mit unterschiedlichen Mikrotopographien auf dem Zwei-Scheiben-Prüfstand unter zahnradtypischen Bedingungen getestet und analytisch wie tribologisch charakterisiert. 

So soll ein grundlegendes Verständnis der Prozesse der Festschmierstoffbereitstellung und des Transfers entstehen. Auf Basis der Erkenntnisse wird eine Methode zur Tribosimulation trockener Kontakte entwickelt. Abschließend werden ein belastungsgerechtes Schichtsystem ausgearbeitet und die Ergebnisse auf real belastete Zahnflankenoberflächen übertragen. Prüfverzahnungen mit optimierten Oberflächen und Schichten dienen dem Nachweis der Vorhersagegenauigkeit und der Anwendbarkeit.

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