{"id":4085,"date":"2021-07-20T15:40:12","date_gmt":"2021-07-20T13:40:12","guid":{"rendered":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/?p=4085"},"modified":"2021-07-20T15:41:03","modified_gmt":"2021-07-20T13:41:03","slug":"was-ist-ein-tribosystem","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/was-ist-ein-tribosystem\/","title":{"rendered":"Was ist ein Tribosystem?"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Um wirksame Mittel f\u00fcr die Verringerung von reibungsbedingten Verlusten an Material und Energie zu finden, braucht man einen genauen Einblick in die Mechanismen, die der Reibung und dem Verschlei\u00df zugrunde liegen. In diesem Zusammenhang entstand der Begriff &#8222;Tribosystem&#8220;. Der Wortteil &#8222;Tribo&#8220; geht auf das griechische Wort f\u00fcr &#8222;Reiben&#8220; zur\u00fcck. Tribosysteme umfassen alle Materialien, die Reibung und Verschlei\u00df beeinflussen. Wie sie helfen, bei der Erforschung der Vorg\u00e4nge die Orientierung zu behalten, und welche Rolle die <\/strong><a href=\"https:\/\/kluthe.com\/produkte\/\"><strong>Oberfl\u00e4chentechnik<\/strong><\/a><strong> und die Chemie dabei spielen, erfahren Sie hier.<\/strong><\/p>\n<h2>Aufbau der Tribosysteme<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Wie viel Energie durch Reibung verbraucht und wie viel Material durch Verschlei\u00df abgetragen wird, h\u00e4ngt von den Wechselwirkungen zwischen den beteiligten Stoffe und den Bedingungen, unter denen die Bewegung stattfindet, ab. \u00c4ndert sich eine einzelne Komponente, reagieren alle anderen in irgendeiner Weise darauf. Deshalb bilden die Komponenten ein System. Ein Tribosystem besteht aus:<\/p>\n<ul>\n<li>Grundk\u00f6rper<\/li>\n<li>Gegenk\u00f6rper<\/li>\n<li>Zwischenmedium<\/li>\n<li>Umgebungsmedium<\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_4088\" aria-describedby=\"caption-attachment-4088\" style=\"width: 600px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4088 size-full\" title=\"Reibung entsteht in allen bewegten Systemen\" src=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Reibung.jpg\" alt=\"Reibung - Erkl\u00e4rungsbild \" width=\"600\" height=\"548\" srcset=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Reibung.jpg 600w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Reibung-300x274.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4088\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 designua &#8211; stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Grundk\u00f6rper und Gegenk\u00f6rper bewegen sich relativ zueinander. Das bedeutet, es kann einer davon in Bewegung sein oder beide. Die Bewegung dient entweder dem Transport von Gegenst\u00e4nden oder der \u00dcbertragung von mechanischer Energie. Das funktioniert nur, wenn ein direkter oder indirekter Kontakt zwischen den K\u00f6rpern besteht. Ein direkter Kontakt kann allerdings nur punktuell vorliegen, weil die Oberfl\u00e4chen fester K\u00f6rper mehr oder weniger rau sind. Stark vergr\u00f6\u00dfert ergibt sich an der Ber\u00fchrungsstelle ein Bild, das entfernt an zwei aufeinanderliegende Feilen erinnert. Im Unterschied zu den Feilen sind die Erh\u00f6hungen und Vertiefungen an den Oberfl\u00e4chen von K\u00f6rpern meistens so unregelm\u00e4\u00dfig wie in einer Gebirgslandschaft. Zur Oberfl\u00e4chentechnik geh\u00f6rende Verfahren, wie Schleifen und Polieren, k\u00f6nnen das Rauheitsprofil optimal einstellen.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Als Zwischenmedium dient ein Schmiermittel. Es soll die Oberfl\u00e4chen von Grund- und Gegenk\u00f6rper getrennt halten. Diese Aufgabe erf\u00fcllt das Schmiermittel optimal, wenn es einen Film bildet, der s\u00e4mtliche Unebenheiten der Oberfl\u00e4chen komplett ausf\u00fcllt. Das gelingt allerdings nur im Idealfall. In der Praxis wird sich oft eine Mischreibung einstellen, bei der sich die obersten Spitzen der Rauheitsprofile ber\u00fchren.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4091\" aria-describedby=\"caption-attachment-4091\" style=\"width: 900px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4091 size-full\" title=\"Durch Reibung entsteht Hitze, die in den meisten Systemen nicht gew\u00fcnscht ist\" src=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/CNC-Bohrer-Schmiermittel.jpg\" alt=\"CNC computergesteuerter Bohrer wird durch Schmierstoff gek\u00e4hlt - Tribosystem\" width=\"900\" height=\"601\" srcset=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/CNC-Bohrer-Schmiermittel.jpg 900w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/CNC-Bohrer-Schmiermittel-300x200.jpg 300w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/CNC-Bohrer-Schmiermittel-768x513.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 900px) 100vw, 900px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4091\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 Pixel_B &#8211; stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n<h2>Beanspruchung der Komponenten im Tribosystem<\/h2>\n<h3>Beanspruchungen von Grund- und Gegenk\u00f6rper<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Im Tribosystem wirkt immer eine Kraft, die Grund- und Gegenk\u00f6rper aneinander dr\u00fcckt. Dagegen muss die Kraft ank\u00e4mpfen, die die Bewegung bewirkt. Letzterer stellen sich zwei Widerst\u00e4nde entgegen: ineinandergreifende Erh\u00f6hungen der Oberfl\u00e4chenprofile und Anziehungskr\u00e4fte zwischen den Teilchen der beteiligten K\u00f6rper. Welcher Widerstand \u00fcberwiegt, h\u00e4ngt von den Oberfl\u00e4chenprofilen und den Werkstoffeigenschaften ab. Diese Faktoren sind auch daf\u00fcr verantwortlich, ob und wie viel Material sich von welchem K\u00f6rper abl\u00f6st und was damit passiert. Die abgetragenen Materialteilchen bleiben entweder lose zur\u00fcck oder sie setzen sich auf dem h\u00e4rteren Werkstoff fest. Mit den unterschiedlichen Verfahren der Oberfl\u00e4chentechnik und <a href=\"https:\/\/kluthe.com\/produkte\/oberflaechenvorbehandlung\/\">Oberfl\u00e4chenvorbehandlung<\/a> lassen sich die wirkenden Faktoren, wie im Tribosystem beschrieben, beeinflussen. Einerseits kann sie ein optimales Oberfl\u00e4chenprofil herstellen. Andererseits kann sie durch geeignete Beschichtungen die Werkstoffeigenschaften an der Oberfl\u00e4che gezielt einstellen.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"https:\/\/kluthe.com\/branchen\/antriebssysteme\/\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-4094 size-full\" title=\"Hohe Anforderungen werden an Antriebssysteme gestellt\" src=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/SEG_IMG_driveline_TS-157826225_RGB_1280x1280-1.jpg\" alt=\"Zahnr\u00e4der Nahaufnahme - Hohe Qualit\u00e4t ist besonders bei Antriebssystemen gefordert \" width=\"900\" height=\"598\" srcset=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/SEG_IMG_driveline_TS-157826225_RGB_1280x1280-1.jpg 900w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/SEG_IMG_driveline_TS-157826225_RGB_1280x1280-1-300x199.jpg 300w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/SEG_IMG_driveline_TS-157826225_RGB_1280x1280-1-768x510.jpg 768w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/SEG_IMG_driveline_TS-157826225_RGB_1280x1280-1-389x257.jpg 389w\" sizes=\"(max-width: 900px) 100vw, 900px\" \/><\/a><\/p>\n<h3>Beanspruchungen des Zwischenstoffes<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Im direkten Kontakt hat das Zwischenmedium (der Schmierstoff) die gleiche Geschwindigkeit, wie der K\u00f6rper, den es ber\u00fchrt. Deshalb bildet sich im Schmierfilm ein Geschwindigkeitsgef\u00e4lle aus. Ist die Dicke des Schmierfilms optimal, muss die Bewegungskraft nur den Widerstand innerhalb des Schmierfilms \u00fcberwinden. Dieser ist umso gr\u00f6\u00dfer, je h\u00f6her die Z\u00e4higkeit des Schmiermittels ist. Ist die Z\u00e4higkeit allerdings zu gering, rei\u00dft der Schmierfilm auseinander. Dann ber\u00fchren sich die Oberfl\u00e4chen von Grund- und Gegenk\u00f6rper stellenweise direkt, was der Schmierfilm ja verhindern soll. Die chemische Industrie stellt die Schmierstoffe bereit. Die Verfahren der Chemie erm\u00f6glichen dank dem Tribosystem die Herstellung optimierter Zwischenmedien f\u00fcr die unterschiedlichen Einsatzbereiche.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4098\" aria-describedby=\"caption-attachment-4098\" style=\"width: 900px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4098 size-full\" title=\"Schmierstoffe m\u00fcssen die richtige Z\u00e4higkeit haben - bei Fl\u00fcssigkeiten Viskosit\u00e4t genannt\" src=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Schmierstoff-Getriebe.jpg\" alt=\"Getriebe, Nahaufnahme, mit Schmier\u00f6l - Tribosystem\" width=\"900\" height=\"601\" srcset=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Schmierstoff-Getriebe.jpg 900w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Schmierstoff-Getriebe-300x200.jpg 300w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Schmierstoff-Getriebe-768x513.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 900px) 100vw, 900px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4098\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 Kadmy &#8211; stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n<h3>Beanspruchungen durch das Umgebungsmedium<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00dcberall dort, wo das Umgebungsmedium Zutritt hat, kann es chemische Reaktionen bewirken. Die Schwerpunkte liegen hierbei auf der Reaktionsfreudigkeit des Luftsauerstoffs und Feuchtigkeit sowie Verschmutzungen in der Luft. Geschlossene Tribosysteme, wie beispielsweise Getriebe, verwehren dem Umgebungsmedium den Zugang komplett. Im offenen Tribosystem m\u00fcssen die Chemie und die Oberfl\u00e4chentechnik daf\u00fcr sorgen, dass Schmiermittel und Werkstoffe gesch\u00fctzt bleiben.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4100\" aria-describedby=\"caption-attachment-4100\" style=\"width: 900px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4100 size-full\" title=\"Ein Fahrrad ist ein offenes System - der Einfluss der Luft muss dementsprechend ber\u00fccksichtigt werden\" src=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Fahrradkette-Oelung.jpg\" alt=\"Jemand \u00f6lt seine Fahrradkette\" width=\"900\" height=\"601\" srcset=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Fahrradkette-Oelung.jpg 900w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Fahrradkette-Oelung-300x200.jpg 300w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Fahrradkette-Oelung-768x513.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 900px) 100vw, 900px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4100\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 industrieblick &#8211; stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n<h3>Rolle der Betriebsbedingungen<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Wie sich die unterschiedlichen Beanspruchungen auf Tribosysteme im Einzelnen auswirken, ist auch von den Betriebsbedingungen abh\u00e4ngig. Entscheidend sind hierbei vor allem die Bewegungsgeschwindigkeit und die Temperatur. Die Reaktion der Komponenten h\u00e4ngt davon ab, wie hoch die Geschwindigkeit ist, ob sie sich h\u00e4ufig oder selten \u00e4ndert und wie abrupt bzw. gleichm\u00e4\u00dfig die Ver\u00e4nderungen erfolgen. Die von Reibung und Verschlei\u00df verbrauchte Energie wandelt sich in W\u00e4rme um. Mit der dadurch bewirkten Temperatur\u00e4nderung \u00e4ndern sich die Materialeigenschaften der beteiligten Komponenten und die Reaktionsfreudigkeit des Umgebungsmediums. Daraus ergibt sich f\u00fcr die Oberfl\u00e4chentechnik und die Chemie ein breites Spektrum an kniffeligen Aufgaben.<\/p>\n<h2>Kaltmassivumformung als Beispiel f\u00fcr ein Tribosystem<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei der Kaltmassivumformung wird ein Rohteil von einem Stempel gegen eine Matrize gedr\u00fcckt. Die aufgewendete Kraft muss so gro\u00df sein, dass die Flie\u00dfgrenze im Material erreicht wird. Dadurch wird es gezwungen, in den Raum zwischen den beiden Werkzeugen hineinzuflie\u00dfen und die vorgesehene Form anzunehmen. Das Verfahren wird auch als Flie\u00dfpressen bezeichnet. In diesem Tribosystem stellen die Werkzeuge \u2013 Matrize und Stempel \u2013 den Grundk\u00f6rper dar. Der Gegenk\u00f6rper ist das Werkst\u00fcck. Als Zwischenstoff liefert die chemische Industrie unterschiedliche <a href=\"https:\/\/kluthe.com\/produkte\/umformschmierstoffe\/\">Umformschmierstoffe<\/a>. Das Umgebungsmedium ist die Luft. Beim Flie\u00dfpressen sind der Gegenk\u00f6rper und das Umgebungsmedium vorgeben. Optimierungspotential besteht deshalb haupts\u00e4chlich f\u00fcr den Grundk\u00f6rper und den Zwischenstoff. Ziel ist es, die Standzeiten der Werkzeuge unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu maximieren.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/kluthe.com\/produkte\/umformschmierstoffe\/...fuer-kaltmassivumformung\/\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-4102 size-full\" title=\"Kaltmassivumformung - h\u00f6chste Anforderung an die Umformschmierstoffe\" src=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/FP_IMG_bulk-forming_Fotolia_181374089_XL_RGB_cropcDqZvYviTQnnpfeN657qDHt78q_1280x1280-1.jpg\" alt=\"Getriebeteile, Nahaufnahme\" width=\"918\" height=\"360\" srcset=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/FP_IMG_bulk-forming_Fotolia_181374089_XL_RGB_cropcDqZvYviTQnnpfeN657qDHt78q_1280x1280-1.jpg 918w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/FP_IMG_bulk-forming_Fotolia_181374089_XL_RGB_cropcDqZvYviTQnnpfeN657qDHt78q_1280x1280-1-300x118.jpg 300w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/FP_IMG_bulk-forming_Fotolia_181374089_XL_RGB_cropcDqZvYviTQnnpfeN657qDHt78q_1280x1280-1-768x301.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 918px) 100vw, 918px\" \/><\/a><\/p>\n<h2 style=\"text-align: justify;\">Belastungen beim Kaltmassivumformen<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die Belastungen bei der Kaltmassivumformung sind vor allem durch die erforderliche Presskraft und die Temperatursteigerung infolge der inneren Reibung bei der Verformung des Werkst\u00fccks gekennzeichnet. Das Material der Werkzeuge muss bei Betriebstemperatur den Kr\u00e4ften standhalten, ohne sich selbst zu verformen. Der Umformschmierstoff muss unter diesen Bedingungen einen stabilen Schmierfilm bilden und darf weder mit den Werkstoffen noch mit der Umgebungsluft chemisch reagieren. Oberfl\u00e4chentechnik und Chemie leisten einen entscheidenden Beitrag zum Gelingen des Verfahrens.<\/p>\n<h2>Einflussm\u00f6glichkeiten der Oberfl\u00e4chentechnik auf das Tribosystem<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die hohe mechanische Beanspruchung der Werkzeuge f\u00fchrt zu einem Optimierungsproblem, das zwei gegens\u00e4tzliche Faktoren ber\u00fccksichtigen muss: H\u00e4rte und Festigkeit. Die Werkstoffe werden durch ihre H\u00e4rte und ihre Festigkeit charakterisiert. Eine hohe H\u00e4rte sch\u00fctzt die Oberfl\u00e4che vor Kratzern und bewirkt demzufolge eine hohe Verschlei\u00dffestigkeit. Harte Werkstoffe sind allerdings spr\u00f6de und neigen, besonders unter wechselnden Beanspruchungen zum Bruch. Eine hohe Festigkeit der Werkstoffe sch\u00fctzt vor bleibenden Verformungen. Die daraus bestehenden Werkzeuge gleichen die Belastung durch geringf\u00fcgige Dehnungen bzw. Stauchungen aus, die sich nach dem Wegfall der Last wieder zur\u00fcckbilden. Das gelingt ihnen, weil sie nicht besonders hart sind. Die Oberfl\u00e4chentechnik l\u00f6st das Problem durch verschlei\u00dffeste Beschichtungen auf hochfesten Werkstoffen.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4107\" aria-describedby=\"caption-attachment-4107\" style=\"width: 850px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4107 size-full\" title=\"Bei Bremsen ist die Reibung der gew\u00fcnschte Effekt\" src=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Autobremse.jpg\" alt=\"Bei Bremsen ist die Reibung der gew\u00fcnschte Effekt\" width=\"850\" height=\"522\" srcset=\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Autobremse.jpg 850w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Autobremse-300x184.jpg 300w, https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Autobremse-768x472.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 850px) 100vw, 850px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4107\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 pdsci &#8211; stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n<h2>Einflussm\u00f6glichkeiten der Chemie auf das Tribosystem<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die chemische Industrie hat die Aufgabe, Umformschmierstoffe zu entwickeln, die den thermischen und mechanischen Belastungen standhalten. Das bedeutet vor allem, dass die Z\u00e4higkeit bei gro\u00dfen Druck- und Temperatursteigerungen einigerma\u00dfen konstant bleibt. Au\u00dferdem sollen sie stabil gegen Oxidation und thermische Zersetzung sein und eine geringe Verdampfungsneigung aufweisen. Perfekt ist es, wenn sie au\u00dferdem umweltvertr\u00e4glich und leicht wieder vom Werkst\u00fcck zu entfernen sind. Die Chemie l\u00f6st das Problem, indem sie geeignete Grund\u00f6le zusammenstellt und die Mischung mit Additiven zur Einstellung der ben\u00f6tigten Eigenschaften versetzt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Um wirksame Mittel f\u00fcr die Verringerung von reibungsbedingten Verlusten an Material und Energie zu finden, braucht man einen genauen Einblick in die Mechanismen, die der Reibung und dem Verschlei\u00df zugrunde liegen. In diesem Zusammenhang entstand der Begriff &#8222;Tribosystem&#8220;. 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