Tribologie Schlüssel zu Reibungsminimierung und Effizienzsteigerung

Die Leistung vieler Maschinen und Geräte in unserem Alltag, wie z.B. Pkw, Züge, Flugzeuge, Roboter, Turbinen und Kompressoren, hängt von Kontaktflächen ab, die sich bewegen. Solche Flächen müssen geschmiert werden, um eine hohe Lebensdauer und Energieeffizienz sicherzustellen. Ohne Schmierung müssten Verschleiß und Beschädigungen in die gewünschten Leistungsparameter einkalkuliert werden. Mit dem dafür notwendigen Know-how beschäftigt sich die Wissenschaft der Tribologie.

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Die Tribologie widmet sich der wissenschaftlichen Erforschung aufeinander einwirkender Oberflächen in Relativbewegung. Sie umfasst die Erforschung und Anwendung der Prinzipien Reibung, Verschleiß und Schmierung. Bei der Tribologie handelt es sich um einen Zweig von Maschinenbau und Werkstoffkunde. Der Begriff zur Beschreibung dieses gesamten Themenkomplexes existiert offiziell, seitdem 1966 der so genannte „Jost Report“ [1] durch den Ausschuss des britischen Ministeriums für Erziehung und Wissenschaft veröffentlicht wurde. Das Wort Tribologie (Reibungslehre) leitet sich vom altgriechischen Stamm τριβ- des Verbs τρίβω, tribo, "Ich reibe" ab. Der Suffix -logie stammt von -λογία, -logia "der Lehre" bzw. "Kenntnis".

Das in der Tribologie beschriebene Know-how fließt in die Konstruktion sämtlicher Wälz- und Gleitlager ein. Bei Wälzlagern entscheidet die Tribologie über die richtigen Schmierstoffe (Öle und Fette) für eine Anwendung sowie über die verwendeten Lagermaterialien und Oberflächen. Darüber hinaus wird sie zur Berechnung von Reibungsverlusten, Temperaturanstieg sowie der Lebensdauer von Schmierstoffen und dem Lager an sich herangezogen.

Früher erfolgte die Wälzlagerentwicklung vor allem anhand empirisch erworbenen Wissens zu Materialien und grundlegenden Modellaspekten der Mechanik und Materialermüdung. Aufgrund der hohen Leistungsanforderungen, die die moderne Industrie an Wälzlager stellt, reicht dieses empirisch erworbene Wissen nicht mehr aus. Viele dieser Anforderungen, wie z.B. höhere Geschwindigkeiten, Temperaturen, Leistungsdichten, Vibrationen, dünnere Schmierstoffe, größere Lagergrößen, aggressivere Umgebungsbedingungen oder Zusätze usw., wirken sich auf die Kontaktflächen aus.

Wälzlager gelten im Allgemeinen als besonders zuverlässige Komponenten. Ein Versagen ist meist auf die Oberfläche zurückzuführen, z.B. auf unzureichende Schmierung, Kontaminierung, Verschleiß, hohe Temperaturentwicklung aufgrund von Reibung u.v.m. Dafür sind die in der Tribologie gebündelten Kenntnisse besonders relevant. Daher ist das Verständnis tribologischer Mechanismen und die Entwicklung innovativer tribologischer Lösungen für die Lagerbranche von so wesentlicher Bedeutung.

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