Techniklexikon

Tribologie

Anwendungsorientierte Forschung, von der die Gesetzmäßigkeiten zwischen - Reibung, Verschleiß und Schmierung (Schmierstoffe) studiert werden. Ihr Augenmerk gilt besonders dem Zusammenwirken von Werkstoff, Oberflächen, konstruktiven Besonderheiten sowie Betriebsbedingungen und daraus resultierenden Belastungen. Daraus ergeben sich Schmierungsbedingungen und deren Rückwirkungen auf Arbeitsprozesse, Instandhaltung und Umwelt. Auch ungeschmierte Systeme gehören zum Aufgabenbereich derT. Festkörperphysik, die Wissenschaft der Interaktion aufeinander gleitender Flächen; sie beinhaltet die Teilbereiche Reibung, Abnutzung und Schmierung. Die Disziplin Tribologie ist insofern fachübergreifend und damit neu, als das Phänomen der Reibung in der Regel durch die Physik behandelt wird und das der Abnützung durch die Werkstoffkunde, während Schmiermittel durch die Chemie entwickelt werden.

Die Tribologie beinhaltet somit sowohl die nützlichen Seiten dieser drei Effekte als auch die problematischen, welche sie versucht zu minimieren. Beispiele sind die Reibung etwa eines Gewindes, welche eine Schraube überhaupt funktionieren lässt, aber auch die sich gegeneinander bewegender Maschinenteile, welche unnötig Energie verbrauchen und sich abnützen. Obwohl der Mechanismus der Reibung viele hundert Jahre von der Physik studiert worden ist, ist der exakte Prozess nur unvollständig verstanden.

Abnutzung ist definiert als die Abtragung von Material in Folge mechanischer Einflüsse anderer Körper. Sie entsteht immer, wenn zwei Flächen sich relativ zueinander bewegen. Lediglich lebende Dinge, wie etwa Gelenke, haben die Eigenschaft, der Abnutzung durch Neubildung der Oberfläche zu widerstehen. Die systematische Untersuchung der Abnutzung wurde bisher von zwei Faktoren erheblich beeinträchtigt: zum einen existieren verschiedene Abnutzungserscheinungen, welche zu Konfusion insbesondere bezüglich der Terminologie geführt haben, zum anderen sind bei der Abnutzung meist kleine Partikel involviert, welche die systematische Beschreibung erschweren. Radioaktive Tracer-Methoden erlauben heute, die Abnutzung sogar kleiner Mengen noch während des Vorgangs selbst zu verfolgen – ein wesentlicher Schritt zur Identifizierung verschiedener Typen von Abnutzung.

Die Verwendung von Schmiermitteln, also von Substanzen, welche zwischen die aufeinander gleitenden Oberflächen eingebracht werden, war bereits vor 4000 Jahren den Ägyptern bekannt. Heute gilt das Hauptinteresse der Schmierung der Reduzierung der Abnutzung und damit des Wartungsbedarfs. Kein Aspekt der Tribologie findet soviel Beachtung wie die Entwicklung und der Test neuer Schmierstoffe.