RVS

• Tribologe = Reibungslehre --> Behandlung von Reibung, Verschleiß, Schmierung aufeinander einwirkender Oberflächen bei Relativbewegung
• umfasst auch Grenzflächenwechselwirkung zwischen Festkörpern, Festkörpern und Fl./Gasen

• Aufgaben: R, Vfür Anwendungsfall zu optimieren
• zusätzlich Erfüllung Funktion --> hoher Wirkungsgrad, ausreichende Zuverlässigkeit, geringe Herstell-/Montage-/Wartungskosten
• zustäzlich anwendungs- & umweltgerechter Zwischen-/SS zwischen RK
• Anpassung/Optimierung von WS & OF-Rauheiten
• Aufbringung Beschichtungen auf RK

Techn. System:

• Leitung oder Veränderung von Energie
• Beschreibung: zu erfüllende Fkt.; Wirk- & Baustruktur; Wechsel- & Rückwirkungen zwischen Systemelementen, sowie zwischen Umgebung & Systemelementen

Trib. Systeme:

• R & V treten im Inneren auf
• Abgrenzung durch Systemeinhpllende --> Trennung R & V beteiligter und unbeteiligter BT
• an R & V beteleiligte Stoffe sind Elemente des TribSys --> Beschreibung durch Stoff- & Formeig.

Schema:

• In: Eingangsgrößen, Störgrößen
• Out: Ausgangsgrößen, Verlustgrößen
• TTS: Funktion, Struktur, Wechselwirkungen
• Darstellung: Zusammen mit Struktur beeinflussen die Störgrößen die Ausgangs- & Verlustgrößen des TTS

[IN] Eingangsgrößen: Bewegungsart, -ablauf, Belastung, Geschwindigkeiten, Temperaturen, Beanspruchungsdauer

[OUT] Ausgangsgrößen: Kraft, Drehmoment, Drehzahl, Bewegung, mech. Energie, Stoffgrößen, Signalgrößen

[OUT] Verlustgrößen: Reibung (Wärme, Schwingungen, Emissionen), Verschleiß (Materialabtrag)

[IN] Störgrößen

TTS: Elemente --> Grundkörper, Gegenkörper, Zwischenstoff (Trib. Beanspruchung, trib. Prozesse), Umgebungsmedium, WS- & Geometrieeigenschaften, Wechselwirk. zwischen Elementen

• Energieuzmsetzende Sys.:
  • Bew.übertragung: Führungen, Gelenke, Lager
  • Bew.hemmung: Bremsen
  • Kraftübertragung: Kupplungen
  • Energieübertragung: Getriebe
• Informationsumsetzende Systeme
• Stoffumsetzende Systeme:
  • Fertigungsprozesse, Stoffabdichtung, Stofftransport, Gütertransport

• Grundkörper und Gegenkörper: je ein Beispiel
  • Geometrie = Oberflächen-Rauheit
  • Grundmaterial = Festigkeit
  • Oberflächennaher Bereich = Dicke, Aufbau Grenzschicht
  • Phys. Eig. = Wärmeleitfähigkeit
• Zwischenstoff
  • Aggregatszustand
  • fest --> Korngröße
  • flüssig --> Viskosität, Benetzungsfähigkeit
• Umgebungsmedium:
  • Aggregatszustand
  • Feuchtigkeit, chem. Zusammensetzung

Grundstruktur: 4 Elemente --> Grund-, Gegenkörper, Zwischenstoff (optional), Umgebungsmedium (optional)

geschl. System: beanspruchte Bereiche von Grund- und Gegenkörper wiederholt im Kontakt --> Fkt.fähigkeit hängt vom Verschleiß beider Körper ab

offenes System: Grundkörper ständig von neuen Stoffbereichen des Gegenkörpers beansprucht --> Fkt.fähigkeit hängt vom Verschleiß des Grundkörpers ab --> Gegenkörper erzeugt Beanspruchung = Verschleiß uninteressant

Beispiel geschlossen: Zahnradgetriebe

• Grundkörper = Ritzel
• Gegenkörper = Rad
• Zwischenstoff = Getriebeöl
• Umgebungsmedium = Luft

Beispiel offen: Rad/Schiene

• Grundkörper = Rad
• Gegenkörper = Schiene
• Zwischenstoff = Feuchtigkeit, Staub, Fett
• Umgebungsb. = Luft

• Tribologische Beanspruchung.
  • Beanspruchung der OF eines festen Körpers durch Kontakt- und Relativbewegung eines festen/flüssigen/gasförmigen Gegenkörpers
  • Erwünschte Eigenschaft: TB ist erforderlich zur technisch nutzbaren Umsetzung von Energie-/Stoff-/Signalgrößen über Wirkflächen in TTS
  • Unerwünscht: TB ist immer mit Reibung und damit Verschleiß verbunden
• Aufgaben:
  • Analyse Aufbau technischer OF, ihrer Physik, Chemie
  • Analyse geom.,kin.,kräftemäßigen, energetischen, thermischen Verhältnissen in Kontaktgrenzfläche
• Überbeanspruchung.
  • Beanspruchung, die zum Durchbrechnen des Schmierfilms führt

• bei Grund- & Gegenkörper: Unterscheidung in Grundmaterial und oberflächennahen Bereich (OFNB)
• Gefügeaufbau, Härte, chem. ZS des OFNB sind für TP besonders wichtig, sowie OF-Rauheiten
• Schichten innen nach außen: unbeanspruchter GrundWS, innere Grenzschicht, äußere Grenzschicht
  • innere Grenzschicht: durch mech. Bearbeitung bzw. Reibprozess plastisch verformte Schicht
  • äußere Grenzschicht: chem. Reaktionsschicht und Adsorptionsschicht (äußerste)
• durch Laufzeit/Einlaufprozess Änderung der chem. Zusammensetzung
  • erheblich mehr Sauerstoff
  • erheblich weniger Silicium
  • mehr Kohlenstoff
  • mehr Calcium