Prof. Dr. Matthias Scherge

In Anwendungen der Elektromobilität kommen neuartige Beanspruchungen auf die Tribo-Systeme zu. Dazu gehören vor allem hohe Geschwindigkeiten, die mit den meisten Tribometern nicht beherrschbar sind. Zur Messung der Reibung zwischen einem kreisförmigen Stahlstift (ø = 3 mm) und einer rotierenden Scheibe (ø = 3 cm) wurde daher ein speziell angefertigtes Stift-Scheibe-Mikrotribometer verwendet. Das Mikrotribometer verfügt über eine Kombination aus einem Hochgeschwindigkeitsantrieb für die Rotationsbewegung, einem Vertikalantrieb zum Absenken der Stiftprobe auf die Scheibe und zum Aufbringen der Normalkraft sowie einem Sensor zur Messung der Reibungskräfte im mN-Bereich. Je nach Ausführung der Stiftprobe (flach oder ballig) kann man die Flächenpressung in maschinenbautypischen Bereichen von 0,1 bis 100 MPa variieren. Mit dem Antrieb sind Geschwindigkeiten von bis zu 65 m/s darstellbar. Die Proben können entweder trocken oder auch geschmiert gemessen werden.

Das Bild zeigt zwei Messungen von Stahl gegen Eis bei -17 °C (Messung und Wiederholung). Der gesamte Temperaturbereich der Messkammer liegt zwischen -20 °C und RT, wobei durch Erweiterung um eine Probenheizung auch deutlich höhere Temperaturen erreicht werden können. Der Reibungsverlauf im Bild zeigt die für Eis typische Verringerung des Reibungskoeffizienten. Bei Polymeren würde man ein ähnliches Verhalten sehen, bei Metallproben allerdings ein Ansteigen von µ mit der Gleitgeschwindigkeit.

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