Bachelor- / Masterarbeit: Design und Entwicklung eines Käfigs für PTFE/PEEK-geschmierte Lager

Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Ma­schinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Diese Modell­beschreibungen werden genutzt, um das Funktions-, Verlust- und Geräuschverhalten gesamthafter technischer Systeme mit Fokus auf die Antriebstechnik zu analysieren und zu gestalten. Die entwickelten Modelle dienen zudem der Erfor­schung und Ent­wicklung von Me­thoden des Model Based Systems Engineering als zentrales Element künftiger, indu­striel­ler Produktentstehungsprozesse.

Wälzlager sind entscheidend für die Kraftübertragung und Führung zwischen beweglichen Teilen. In feststoffgeschmierten Lagern ist die Bildung von Transferfilmen von zentraler Bedeutung. Festschmierstoffe, die entweder zur Herstellung der Käfige verwendet oder als Beschichtung aufgetragen werden, gewährleisten eine effektive Schmierung. Der Verschleiß am Käfig hängt von der Belastung in den Gleitkontakten mit den Wälzkörpern ab. Frühere Einschränkungen bei der Anpassung der Materialabtragung für Transferfilme führten zu Problemen wie unzureichender Schmierung und übermäßigem Verschleiß. In diesem Projekt wurde zunächst eine Methode zur Messung der Kontaktkraft für eine effektive PTFE-Übertragung entwickelt, die eine optimierte Schichtbildung ermöglicht. Aufgrund der hohen Verschleißraten von PTFE wird nun ein PTFE/PEEK-Verbundwerkstoff entwickelt, der die gute Transferschichtbildung mit geringen Verschleißverlusten kombiniert. Ziel ist es, eine effektive Schmierung des Wälzlagers mittels eines PTFE/PEEK-Käfigs ohne den unzureichend hohen Verschleiß zu gewährleisten. Dabei müssen die Faktoren wie Rauheit und Kontaktdruck berücksichtigt werden, da diese sowohl Transferschichtbildung als auch Verschleiß beeinflussen. Ergebnis dieser Arbeit ist die Gestaltung und Konstruktion (und Inbetriebnahme) eines Lagerkäfigs mit integrierter PTFE/PEEK-Feststoffschmierung.

Aufgaben:

• Entwurf und Entwicklung von Lagerkäfigen mit Autodesk Inventor
• Erstellen und Verfeinern von 3D-Modellen und Prototypen mittels 3D-Druck
• Anwendung von Design-Methodologien wie Design for Assembly (DFA) und Design for Manufacturing (DFM)
• Dokumentation und Bewertung von Designprozessen, Leistung und Ergebnissen

Voraussetzung:

• Interesse an Engineering Design, insbesondere in der Lagertechnik
• Beherrschung von Autodesk Inventor oder ähnlicher CAD-Software
• Verständnis von Design-Methoden, einschließlich DFA und DFM
• Erfahrung mit CIM-datenbanken ist von Vorteil
• Erfahrung mit 3D-printing ist von Vorteil
• Gute Kommunikations- und Teamfähigkeit
• Fließend in Englisch

Wir bieten:

• Flexible Gestaltung der Arbeitsschwerpunkte
• Zügige Bearbeitungsmöglichkeit
• Intensive Betreuung
• Sofortiger Beginn oder nach Absprache
• Sehr gutes Arbeitsklima

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Georgios Vokolos, M. Sc.
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung

Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
georgios.vokolos@imse.rwth-aachen.de