| Vorwort | 5 |
| Inhalt | 7 |
| Autorenverzeichnis | 12 |
| Abbildungsverzeichnis | 15 |
| Kapitel 1 | 28 |
| Einleitung | 28 |
| 1.1 Vision einer effizienten und umweltverträglichen Werkzeugmaschine | 30 |
| 1.2 Vom Modell zum System | 31 |
| 1.3 Einflüsse der Gesetzgebung auf die technologischen Entwicklungen | 32 |
| 1.4 Exemplarische Ergebnisse der Forschungsarbeiten | 33 |
| Quellenverzeichnis | 40 |
| Kapitel 2 | 44 |
| Aufbau und Belastung tribologischer Systeme | 44 |
| 2.1 Tribologische Grundlagen | 44 |
| 2.2 Tribosysteme in der Werkzeugmaschine | 46 |
| 2.2.1 Getriebe | 46 |
| 2.2.2 Linearführungen | 48 |
| 2.2.3 Kugelgewindetrieb | 48 |
| 2.2.4 Wälzlager | 50 |
| 2.2.5 Hydraulische Verdrängereinheit | 51 |
| 2.2.6 Zerspanung | 52 |
| 2.2.7 Kaltumformung | 54 |
| 2.3 Konventionelle Tribosysteme und der Ansatz des SFB 442 | 55 |
| Quellenverzeichnis | 55 |
| Kapitel 3 | 58 |
| Entwicklung umweltverträglicher Schmierstoffe | 58 |
| 3.1 Schmierstoffsynthese | 58 |
| 3.1.1 Grundgedanke der aktuellen Diskussion um die Entwicklung biogener Schmierfluide | 61 |
| 3.1.2 Die verwendeten Edukte | 62 |
| 3.1.3 Mögliche Reaktionen von Oleochemikalien | 62 |
| 3.1.4 Selektion von Reaktionssystem und Katalysatoren | 65 |
| 3.1.5 Prozessbegleitende Analytik | 67 |
| 3.1.6 Prozessoptimierung und Scale-Up | 70 |
| 3.1.7 Ökobilanzanalyse der synthetisierten Schmierstoffe | 72 |
| 3.1.8 Neue Verfahrensweisen zur Oxidation und weiteren Funktionalisierung von Oleochemikalien in überkritischem Kohlendioxid | 74 |
| 3.1.9 Zusammenfassung und Fazit | 85 |
| 3.2 Synthesebegleitende ökotoxikologische und toxikologische Risikobewertung | 86 |
| 3.2.1 Biologische Testverfahren | 87 |
| 3.2.2 Chemische Analytik | 91 |
| 3.2.3 Untersuchungen zur synthesebegleitenden Prozessoptimierung | 93 |
| 3.2.4 Zusammenfassende Bewertung der entwickelten Schmierstoffe | 103 |
| Quellenverzeichnis | 104 |
| Kapitel 4 | 110 |
| Entwicklung neuer PVD-Beschichtungen | 110 |
| 4.1 Einleitung | 110 |
| 4.2 Methodik der Schichtentwicklung | 111 |
| 4.2.1 Anforderungen an die Entwicklung von Dünnschichtsystemen für Bauteile | 112 |
| 4.2.2 Anforderungen an die Entwicklung von Dünnschichtsystemen für Werkzeuge | 113 |
| 4.3 Grundlagen der PVD-Technologie | 114 |
| 4.3.1 Entwicklungen in der PVD-Technologie | 114 |
| 4.3.2 Grundlagen der PVD-Technologie | 115 |
| 4.4 Prüfverfahren | 117 |
| 4.4.1 Schichteigenschaften | 118 |
| 4.4.2 Verbundeigenschaften | 119 |
| 4.4.3 Systemeigenschaften | 119 |
| 4.4.4 Anwendungsnahe Prüfung | 122 |
| 4.4.5 Plasmadiagnostik | 122 |
| 4.5 PVD-Schichten für umweltfreundliche Tribosysteme | 123 |
| 4.5.1 Gradiertes Zirkoniumkarbid ZrCg | 123 |
| 4.5.2 Das Niedertemperaturschichtsystem CrAlN | 132 |
| 4.5.3 (Ti,Al)N und (Ti,Al)N/Al2O3 für Zerspanaufgaben | 141 |
| 4.5.4 Das Hochtemperaturschichtsystem TiHfCrN | 149 |
| 4.6 Zusammenfassung und Fazit | 158 |
| Literaturverzeichnis | 160 |
| Kapitel 5 | 164 |
| Grundlagenuntersuchungen | 164 |
| 5.1 Grundlagenuntersuchungen für den schmierstoffoptimierten Betrieb | 164 |
| 5.2 Gebrauchsbedingte Veränderungen der Schmierstoffeigenschaften und Bewertung der Umweltverträglichkeit | 181 |
| 5.2.1 Veränderung der rheologischen Eigenschaften | 181 |
| 5.2.2 Toxikologische und ökotoxikologische Charakterisierung | 188 |
| Quellenverzeichnis | 197 |
| Kapitel 6 | 200 |
| Bauteiluntersuchungen | 200 |
| 6.1 Umweltverträgliche Tribosysteme in Getrieben | 200 |
| 6.1.1 Tragfähigkeitsuntersuchungen | 200 |
| 6.1.2 Grundlagenuntersuchungen | 207 |
| 6.1.3 Theoretische Arbeiten | 214 |
| 6.2 Wälzlager, Linearführungen und Kugelgewindetriebe für den schmierstoffoptimierten Betrieb | 217 |
| 6.2.1 Spindellageruntersuchungen | 218 |
| 6.2.2 Tribometerversuche | 219 |
| 6.2.3 Theoretische Untersuchungen der Lastbedingungen und Schichthaftung | 221 |
| 6.2.4 Analyse der Betriebseigenschaften beschichteter Spindellager | 223 |
| 6.2.5 Linearführungsund Kugelgewindetriebsuntersuchungen | 228 |
| 6.2.6 Untersuchung von Linearführungssystemen | 230 |
| 6.2.7 Untersuchung von Kugelgewindetrieben | 232 |
| 6.3 Tribologische Untersuchungen an beschichteten Wälzlagern unter Berücksichtigung der Schmierfilmeigenschaften | 236 |
| 6.3.1 Verschleißkritische Untersuchungen | 236 |
| 6.3.2 Ermüdungskritische Untersuchungen | 241 |
| 6.3.3 Einfluss der Schichtstruktur auf die Wirkungsweise der PVD-Beschichtungen im Wälzlagereinsatz | 243 |
| 6.3.4 Einfluss von Partikeln auf den Wälzlagerbetrieb | 247 |
| 6.3.5 Riffelbildungsuntersuchungen | 248 |
| 6.3.6 Schmierfilmbildung umweltverträglicher Ester | 249 |
| 6.3.7 Reibwertuntersuchungen | 251 |
| 6.3.8 Zusammenfassung und Ausblick | 252 |
| 6.4 Hydraulische Verdrängereinheit | 253 |
| 6.4.1 Aufbau der Versuchspumpe | 253 |
| 6.4.2 Tribosystem Kolben/Buchse | 255 |
| 6.4.3 Optimierung des Tribosystems Kolben/Buchse | 256 |
| 6.4.4 Prüfstandsversuche des Tribosystems Kolben/Buchse | 258 |
| 6.4.5 Zusammenfassung | 262 |
| 6.5 Umweltverträgliche Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide | 263 |
| 6.5.1 Einleitung | 263 |
| 6.5.2 Esteröle als Kühlschmierstoffe in der Zerspantechnik | 263 |
| 6.5.3 Hochleistungs-PVD-Schichtsysteme für das Bohren, Drehen und Fräsen | 265 |
| 6.5.4 Untersuchungen zu den Ursachen, die zur Entschichtung beschichteter Werkzeuge führen | 266 |
| 6.5.5 Analyse des Verschleißverhaltens nanostrukturierter Hartstoffschichten auf PCBN-Werkzeugen | 272 |
| 6.5.6 Zusammenfassung und Fazit | 280 |
| 6.6 Umweltfreundliche Tribosysteme in der Umformtechnik | 280 |
| 6.6.1 Einleitung | 280 |
| 6.6.2 Vorstellung der Ergebnisse | 281 |
| 6.6.3 Erforschung umweltverträglicher Additive für Umformschmierstoffe | 292 |
| 6.6.4 Zusammenfassung und Fazit | 299 |
| Quellenverzeichnis | 300 |
| Kapitel 7 | 304 |
| Untersuchung komplexer Baugruppen einer Werkzeugmaschine | 304 |
| 7.1 Prozesskette Schmierstoffsynthese | 304 |
| 7.1.1 Rückkopplungsoptimierung der Schmierstoffsynthese | 305 |
| 7.1.2 Zusammenfassung | 308 |
| 7.2 Alterungsprüfstand | 309 |
| 7.2.1 Zielsetzung und Versuchsträger | 309 |
| 7.2.2 Prüfstandsaufbau und Vorgehen | 311 |
| 7.2.3 Vorversuche | 313 |
| 7.2.4 Versuchsergebnisse | 314 |
| 7.2.5 Ökotoxikologische Charakterisierung der gebrauchsbedingten Veränderungen der Schmierstoffeigenschaften | 319 |
| 7.2.6 Wälzlagereinsatz in einer Axialkolbenpumpe | 321 |
| 7.2.7 Zusammenfassung und Fazit | 325 |
| 7.3 Prozesskette Getriebe | 325 |
| 7.3.1 Tragfähigkeitsuntersuchungen an einem Industriegetriebe | 325 |
| 7.3.2 Effizienzuntersuchungen am Getriebe | 333 |
| 7.3.3 Untersuchung des neuartigen Getriebe-Esters HISM/HIGTS | 336 |
| 7.4 Abbildung einer umweltverträglichen Prozesskette zur Fertigung von Zahnrädern | 339 |
| 7.4.1 Aufbau und Arbeitspakete der Prozesskette | 340 |
| 7.4.2 Tribologische Untersuchungen beim Feinschneiden der Zahnradrohlinge | 341 |
| 7.4.3 Spanende Bearbeitung feingeschnittener Zahnräder | 346 |
| 7.4.4 Ökotoxikologische Charakterisierung der gebrauchsbedingten Veränderungen der Schmierstoffeigenschaften10 | 350 |
| 7.4.5 Zusammenfassung und Fazit | 352 |
| 7.5 Zusammenführung der erarbeiteten SFB-Ergebnisse in einem Bearbeitungszentrum11 | 353 |
| 7.5.1 Vorschubantriebssysteme | 355 |
| 7.5.2 Hauptspindelsysteme | 360 |
| 7.5.3 Bohren und Fräsen unter Einsatz von Esteröl als Kühlschmierstoff auf einem Bearbeitungszentrum14 | 364 |
| 7.5.4 Ökotoxikologische Charakterisierung der gebrauchsbedingten Veränderungen der Schmierstoffeigenschaften15 | 368 |
| 7.5.5 Zusammenfassung und Fazit | 369 |
| Quellenverzeichnis | 370 |
| Kapitel 8 | 374 |
| Erfassung tribologischer Zusammenhänge und Erkenntnisse in einer Datenbank | 374 |
| Quellenverzeichnis | 391 |
| Kapitel 9 | 392 |
| Fazit | 392 |
| Sachverzeichnis | 396 |
