Steuerbares Reibverhalten trockenlaufender Tribosysteme

Die vorliegende Arbeit untersucht einen neuen Freiheitsgrad zur Beeinflussung der Reibung, indem ein adaptiver Reibbelag entwickelt wird, dessen Reibung aktiv durch den Einsatz von den Piezoaktoren beeinflusst wird, und zwar primär durch Änderung bzw. Kombination verschiedener Materialpaarungen im Betrieb. Ein tribologisch gezielt beeinflussbares Reibsystem ermöglicht für einen breiteren Anwendungsbereich einen Betrieb mit geringer Reibleistung und geringem Verschleiß, indem die tribologischen Eigenschaften bzw. die Reibung bei Veränderungen der Betriebsbedingungen (z.B. Gleitgeschwindigkeit, Temperatur) durch eine Regelung angepasst werden. Bei trockenlaufenden Tribosystemen tritt für einige Reibmaterialien bei konstanter Normalkraft mit zunehmender Gleitgeschwindigkeit ein Abfall des Reibwertes auf. Dieser Abfall ist häufig unerwünscht, weil er beispielweise zu Reibschwingungen des Gesamtsystems oder zur Verringerung der Effektivität in Bremsen oder Kupplungen führen kann. Ein wesentliches Motiv dieses Vorhabens ist das Bestreben, den Reibwert des trockenlaufenden Reibbelages mit zunehmender Gleitgeschwindigkeit konstant zu halten oder ansteigen zu lassen, indem verschiedene unterschiedliche Reibmaterialien einzeln oder zusammen in Kontakt mit dem Gegenkörper gebracht werden. Reibbeläge mit adaptiven Komponenten, deren Eigenschaften gezielt verändert werden können, eröffnen ein breites Anwendungsspektrum in diversen Bereichen des Maschinenbaus.

Zhenwei Miao ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Mechanik und Adaptronik (IMA, ehem. IAF) an der TU-Braunschweig.