Die stetige Erhöhung der Leistungsdichte von Zahnradgetrieben erfordert innovative Konzepte zur
Steigerung der Verzahnungstragfähigkeit. PVD-Beschichtung von Zahnflankenkontakten kann eine
Konstellation herbeiführen die eine hohe Belastbarkeit des Substratwerkstoffes mit optimalen
Verschleißeigenschaften der Oberfläche kombiniert und somit eine funktionsgerechte Anpassung
der Bauteileigenschaften unter Wälzbeanspruchung ermöglicht. Die vorliegende Arbeit zeigt durch
systematische praktische und theoretische Untersuchungen die Wechselwirkungen zwischen den
tribologischen Einflussgrößen Grundkörper Schmierstoff und Oberfläche eines PVD-beschichteten
Zahnflankenkontaktes auf. Im weiteren Schritt werden diese Wechselwirkungen auf das
Tragfähigkeits- und Verschleißverhalten hochbelasteter Zahnflanken reflektiert. So
beispielsweise zeigt sich bei Betrachtung der PVD-beschichteten Grundkörper unter
Wälzbeanspruchung dass sowohl der Verschleiß als auch die Oberflächenermüdung durch die
PVD-Beschichtung der kontaktierenden Zahnflanken signifikant reduziert werden kann. Hierbei
muss jedoch der Einfluss des PVD-Beschichtungsprozesses auf die Werkstoffeigenschaften
einsatzgehärteter Substrate beachtet werden. Die Substratrauheit beeinflusst das
Verschleißverhalten der PVD-Beschichtung unter Wälzbeanspruchung ebenfalls. Die hohe Duktilität
der amorphen metallhaltigen Kohlenwasserstoff-Schichtsysteme (a-C:H:Me) die als Basissysteme
in der vorliegenden Arbeit dienen wirkt sich hier positiv aus. Die Untersuchungen zur
Wechselwirkung PVD-beschichteten Oberflächen mit dem Getriebeschmierstoff zeigen dass
PVD-Beschichtungen sowohl das Temperatur- als auch das Schmierfilmbildungsverhalten im
Wälzkontakt positiv beeinflussen können. Ebenfalls die Rolle der Schmierstoffadditive zum
Schutz der Zahnflanken vor Verschleiß wird bei PVD-beschichteten Oberflächen hinterfragt.
Abschließend wird am praktischen Beispiel einer Automobil-Serienverzahnung die
Leistungsfähigkeit PVD-beschichteter Zahnflankenkontakte eindrucksvoll demonstriert.
Gleichzeitig wird die verfahrensspezifische Schichtdickenverteilung über die Zahnflankenhöhe am
Beispiel einer Industrieverzahnung diskutiert und Verbesserungspotential abgeleitet.
