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Was ist Tribologie?
19 Januar 2021
Wenn wir bei Saint-Gobain Gleitlager oder Toleranzringe entwickeln, berücksichtigen wir im besonderen Maße Erkenntnisse zur Tribologie. Der Begriff „Tribologie“ leitet sich aus dem Griechischen ab und bedeutet „Reibungslehre“; genau das ist es, womit wir uns beschäftigen: das Reibungsverhalten von Festkörperoberflächen relativ zueinander.
Untersuchungen zur Reibung ermöglichen uns ein besseres Verständnis zum Verschleißverhalten von Materialien und gewährleisten, dass unsere Komponenten so entwickelt werden, dass sie optimale Reibwerte besitzen. Sie können sich vorstellen, dass Tribologie eine zentrale Rolle in unserer Forschung und Entwicklung spielt.
Tribologische Untersuchungen
Das Studium der Gesetzmäßigkeiten von Reibkontakten nennt man Tribologie. Der erste ausgewiesene Tribologe war kein geringerer als der Inbegriff der Renaissance, Leonardo da Vinci, welcher kürzlich wiederentdeckte Reibungsgesetze formulierte. Sogar weit früher, auf alt-ägyptischen Schrifttafeln finden sich Abbildungen, die zeigen, dass Menschen Öl als Schmierstoff verwendeten, um z. B. große Statuen zu verschieben.
Heute ist das Gebiet der Tribologie fachübergreifend und Tribologen kommen aus unterschiedlichen technischen oder wissenschaftlichen Bereichen. Es lässt sich grob in drei Themen unterteilen: Reibung, Verschleiß und Schmierung. Reibung ist der Bewegungswiderstand zwischen festen Oberflächen, Verschleiß ist ein Ergebnis von Reibung und Schmierung hat den Zweck, die Kontaktflächen zu schützen und verschleißbeständig zu machen.
Praxisnahe Anwendungen von Tribologie
Man muss nicht als Maschinenbauer arbeiten, um der Tribologie im Alltag zu begegnen. Die Sohlen unserer Sportschuhe wurden z. B. so entwickelt, dass sie über bestmögliche Griffigkeit verfügen. Anwendungen finden sich aber auch in der Medizintechnik, wo die Tribologie der Hüftgelenke einen nahezu natürlichen Gang ermöglicht.
Ein wichtiger Zweig der tribologischen Untersuchungen ist die Nano-Tribologie, welche sich mit der Reibung im Nano-Bereich beschäftigt und bei magnetischen Speichersystemen zum Einsatz kommt.
Bei Saint-Gobain arbeiten Wissenschaftler an der Kontrolle von Reibung, um Anwendungen zu ermöglichen, die zuverlässig, robust und langlebig sind. Für uns spielen tribologische Untersuchungen eine wichtige Rolle bei der Herstellung verlässlicher Komponenten. So arbeiten wir z. B. mit unseren Kunden in der Automobilindustrie daran, – mit stets kontrollierbarer Reibung – Verschleiß, Geräusche, Vibrationen und Korrosion zu reduzieren.
Tribologie und Schmierung
Schmierung ist ein eigenständiger Zweig der Tribologie. Da uns allen bekannt ist, dass Schmierung die Reibung reduziert, kommen vermehrt Kontaktflächen mit schmierenden Zusätzen zum Einsatz (wie z. B. PTFE in NORGLIDE® Gleitlagern). Dank des chemischen Bereichs der Tribologie gibt es hochentwickelte Schmierstoffanwendungen.
Bei der Grenzschichtschmierung – oder Teilschmierung – werden die Kontaktflächen durch eine dünne molekulare Schicht getrennt; dies kommt in der Lagertechnik, bei Zahnrädern oder in Getrieben zum Einsatz.
Die Wirksamkeit des eingesetzten Schmiermittels ist von der Viskosität abhängig, welche im Hinblick auf die Einsatzbedingungen angepasst werden kann. Auch hier steuert die Tribologie ihren Beitrag zur Rezeptur bei, indem ein Gleichgewicht aus verringerter Reibung und zu hoher Zähflüssigkeit gefunden wird.
Wie Tribologie bei rationeller Energieverwendung hilft
Die Reibung zwischen Gleitflächen führt zu Energieverlusten. Wir können den Energieverbrauch senken, indem wir die Reibung unserer Systeme verringern.
Erkenntnisse aus der Tribologie in Kombination mit Werkstoffkunde kann hier den Unterschied machen.
Blicken wir noch einmal auf die Automobilindustrie, wo eine kürzlich veröffentlichte Studie zum Kraftstoffverbrauch von Automobilen ermittelte, dass lediglich 21,5 % der eingesetzten Kraftstoffenergie zum Vortrieb eines Fahrzeugs verwendet werden – der Verlust bedingt durch Reibung beträgt unglaubliche 33% (28% ohne Berücksichtigung der Bremsvorgänge).
Es ist offensichtlich, dass ein geringer Verschleiß der Bauteile durch Reibung dazu führt, dass Tribo-Systeme langlebiger werden und so Ressourcen schonen.
Technische Fachkompetenz bei Saint-Gobain
Durch unser Bekenntnis zu Forschung und Entwicklung heben wir uns von herkömmlichen Produzenten ab. Unsere maßgeschneiderten Komponenten basieren auf mehreren tausend Stunden Entwicklungsarbeit hinsichtlich Oberflächentechnik und tribologischen Systemen. Falls Sie mehr erfahren möchten, melden Sie sich bitte bei uns.