Lager wie geschmiert. Reibungsreduzierung in Kugellagern durch nanodyn®-Plasmabeschichtungen

Ohne Wälz- oder Kugellager liefe in Maschinen und Motoren nichts. Durch Reibung und Verschleiß gehen in jedem Lager jedoch sowohl Energie als auch Material unwiederbringlich verloren. Abfüllanlagen, Verpackungsmaschinen und Werkzeugmaschinen funktionieren mit solchen Kugellagern ebenso wie Getriebe und Motoren von Haushaltsgeräten, Pumpen, Autos, Flugzeugen und Schiffen. Um Reibung und Verschleiß in den Lagern möglichst gering zu halten, werden sie vielfach mit Ölen oder Fetten geschmiert. Dennoch wird ein Teil der Bewegungsenergie der Lager in Wärme umgewandelt und geht so verloren. Zudem tragen Abrieb und Korrosion zum Verschleiß der Materialoberflächen bei. Bessere Reibeigenschaften zeigen Lager der Firma Cerobear, deren Oberfläche am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB mittels der nanodyn®-Plasmatechnik modifiziert wurde: Die Reibung der beschichteten Lager ist um mehr als 50 Prozent gegenüber einem unbeschichteten Lager reduziert. Zudem korrodieren die beschichteten Lager weniger und lassen sich besser reinigen. Dadurch kann ein deutlicher Beitrag zur Ressourcenschonung in Deutschland durch effiziente Produktionen geleistet werden. Im Verbundprojekt nanodyn® hat das Fraunhofer IGB gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft und Forschung eine Plasma-Oberflächenbeschichtung entwickelt, die durch mikro- und nanostrukturierte Oberflächen das Benetzungsverhalten von Oberflächen gegenüber Schmierstoffen, Wasser und Reinigungsmitteln gezielt verändert und so Reibung, Verschleiß und Korrosion beträchtlich vermindert.

Without ball bearings engines wouldn't operate. On the other hand by friction and wear in bearings a certain amount of material and energy is lost. For bottling plants, packaging machines and machine tools such bearings are indispensable as well as for gears, and motors in pumps in the automotive and aviation areas. To minimize friction and wear in bearings different types of lubricants are in use. Nevertheless a part of the kinetic energy will be transformed in heat and wear and corrosion might happen. Enhanced friction properties are gained on bearings from the company of Cerobear after applying the nanodyn® coatings deposited on all parts of the bearings by the Fraunhofer Institute for Interfacial engineering and Biotechnology. The friction is reduced by more than 50%. In addition the corrosion is reduced as well and cleaning becomes easier. In conclusion, this project contributes to resource efficient production in Germany by the development of plasma coatings for e nhanced wetting of lubricants, reduced friction and wear and for minimized corrosion of ball bearings.