Einfluss kinematischer Modulationen beim Schleifen auf die Oberflächenstrukturierung zur Steigerung der Ressourceneffizienz von Zahnrädern

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Offshore-Windkraftanlagen (OSW) stellen im Bereich der erneuerbaren Energien einen zukunftsträchtigen Markt dar und können einen hohen Beitrag zur nachhaltigen Ressourcennutzung leisten. Bis zum Jahr 2030 könnten 25.000 MW Offshore-Windenergie bereitgestellt werden [BMU02]. Ein entscheidender Faktor für den ökonomischen und ökologischen Erfolg der OSW stellt die Zuverlässigkeit der Getriebe als wichtige Komponente der Anlangen dar, da die Wartung und Reparatur auf See mit einem hohen Kosten- und Ressourceneinsatz verbunden ist [MUS07, OFF10]. Die Lebensdauer eines Zahnrades hängt insbesondere von der Geometrie und der Oberflächenbeschaffenheit der Zahnflanke sowie des Schmierstoffs und der Schmierfilmausprägung ab. Aufgrund der Gleitbewegung zwischen den Zahnflanken und zu geringen Schmierfilmdicken kann sich der Zustand der Mischreibung mit Scherung einstellen, was zu mikroskopischen Oberflächenschäden führen kann. Eine Reduktion der Oberflächenrauheit in Kombination mit einer gezielten Strukturierung der Oberfläche und angepassten Modifikationen der Zahngeometrie versprechen eine Erhöhung der Lebensdauer von Zahnradpaarungen. Im beantragten Projektzeitraum soll unter besonderer Berücksichtigung der Schmierfilmausprägung eine optimierte Zahnflankenstrukturierung identifiziert und mit Hilfe eines kinematisch modifizierten diskontinuierlichen Zahnflanken-Profilschleifprozesses hergestellt werden. Dabei ist neben einer Erhöhung der Lebensdauer und des Wirkungsgrades der Zahnradpaarung durch die Strukturierung und bessere Schmierfilmeigenschaften auch mit einer Steigerung der Leistungsdichte der Windkraftanlage zu rechnen.