Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWMEin wesentlicher Teil des Energieverbrauchs in Pumpen ist auf Reibungsverluste der Gleitlagerungen und Gleitringdichtungen zurückzuführen. Obwohl in den letzten Jahren der Energieverbrauch durch Reibungsoptimierung deutlich reduziert werden konnte, besteht weiterhin Bedarf an neuen Lösungsansätzen zur Reibminimierung und damit Effizienzverbesserung der Pumpen. Im Rahmen des Verbundprojekts EWARP wurden so genannte Hart/Weich-Paarungen betrachtet, bei denen eine DLC-beschichtete Gleitkomponente als Axiallager, Radiallager oder Gleitringdichtung mit einem Gegenläufer aus Kohlegrafit kombiniert wird.
EWARP: Steigerung der Energieeffizienz von wassergeschmierten Reibpaarungen in Pumpen
Abgeschlossenes Forschungsprojekt
Projektbeschreibung
Die Zuverlässigkeit und Einsatzsicherheit von Pumpen wird zu einem großen Anteil durch die Lagerungen und Gleitringdichtungen bestimmt. Eine Verbesserung der Energieeffizienz kann erreicht werden, indem die Reibung in Gleitlagerungen und in dynamischen Dichtungen deutlich verringert und auf einem niedrigen Niveau stabilisiert wird.
Das Gesamtziel des Verbundprojekts EWARP war die Entwicklung einer Technologie für zuverlässige und energieeffiziente Pumpen, in denen mithilfe einer werkstofftechnisch optimierten Gleitpaarung von DLC-Beschichtungen und Kohlegraphit-basierten Komponenten die Reibungs- und Verschleißverluste in wassergeschmierten Systemen reduziert werden.
Teilvorhaben Fraunhofer IWM: Entwicklung und tribologische Qualifizierung von DLC-Beschichtungen in wassergeschmierten Lagern
Zu den Zielen des Teilvorhabens gehörten die Entwicklung von Beschichtungen für mediengeschmierte Gleitlager und Gleitringdichtungen auf der Basis von PE-CVD-Kohlenstoffschichten, die Optimierung der Schichten im Hinblick auf Gleitpartner aus Grafit, tribologische Untersuchungen zur Klärung der tribologischen Mechanismen und Verbesserung der Laufeigenschaften, die Entwicklung von Maßnahmen zum verbesserten Korrosionsschutz und der Nachweis der erhöhten Leistungsfähigkeit, Belastbarkeit und Zuverlässigkeit bei verminderten Reibverlusten.
Im Rahmen des Projekts wurden sowohl DLC-Beschichtungen als auch Grafitwerkstoffe für die Anwendung unter typischen Einsatzbedingungen in Pumpen (für überwiegend wässrige Medien bei erhöhten Temperaturen) entwickelt und tribologisch bewertet. Dadurch konnten DLC-Schichtvarianten und Kohlegrafitwerkstoffe identifiziert werden, die im Vergleich zum Stand der Technik eine Verbesserung der Reibeigenschaften zeigen.
Transfer der Projektergebnisse in FuE-Leistungen des Fraunhofer IWM
- Entwicklung und tribologische Qualifizierung von DLC-Beschichtungen in wassergeschmierten Lagern
- Effizienz- und Zuverlässigkeitserhöhung (z.B. im Bereich von Heizungs- und Zirkulationspumpen)
Förderhinweis
