Die Tribologie befasst sich mit der wissenschaftlichen Untersuchung aufeinander einwirkender Oberflächen bei Relativbewegung. Tribologie schließt sowohl Wechselwirkungen zwischen Festkörpern als auch zwischen Festkörpern und Fluiden ein. Somit umfasst die Tribologie das Gesamtgebiet von Reibung, Verschleiß und Schmierung. Das Entwicklungsziel der Tribologie ist die Optimierung von Reibung und Verschleiß für den jeweiligen Anwendungsfall, um die Funktionalität, den Wirkungsgrad oder die Zuverlässigkeit des betrachteten technischen Systems zu erhöhen. Das IDS verfügt über eine Vielzahl anwendungsspezifischer Prüfstände, um Reibung und Verschleiß unter realen Einsatzbedingungen zu bestimmen.
Neben der Messtechnik bietet das IDS im Bereich der Tribologie unterstützende oder eigenständige Simulationen an, die mit gängiger Simulationssoftware wie ABAQUS, ANSYS oder MATLAB durchgeführt werden.
High Speed Linear Friction Tester (HiLeTe)
Der Highspeed Linear Friction Tester (HiLiTe) ist ein vom IDS entwickelter Prüfstand, der verwendet wird, um die Reibeigenschaften von Probekörpern auf unterschiedlichen Oberflächen zu ermitteln.
Hochlast-Hochgeschwindigkeits-Tribometer
Das vom IDS entwickelte Hochlast-Hochgeschwindigkeits-Tribometer dient der Untersuchung des Reibungs- und Verschleißverhaltens
unterschiedlicher Materialpaarungen. Dabei wird ein Prüfkörper beliebiger Geometrie mit einer rotierenden Scheibe in Kontakt gebracht. Die Geometrie des Prüfkörpers ist so wählbar, dass wir die Reibung entweder im Punkt-, Linien- oder Flächenkontakt analysieren können. Neben der freien Werkstoffauswahl des Probenkörpers ist auch die Oberfläche der rotierenden Scheibe beliebig anpassbar.
Die Normalkraft und die Relativgeschwindigkeit zwischen Prüfkörper und rotierender Gegenlauffläche können über die MICROLABBOX des Herstellers DSPACE vorgegeben werden. Hierbei sind die Normalkraft zwischen 0 und 6 kN und die Relativgeschwindigkeit zwischen 0 und 2 m/s stufenlos einstellbar. Sowohl Normalkraft als auch Reibkraft werden von uns über piezoelektrische Kraftsensoren je nach Anwendungsfall dauerhaft oder in variablen Intervallen über die gesamte Versuchsdauer gemessen. Aus den gemessenen Größen wird der für die Reibcharakteristik relevante Reibungskoeffzient in Echtzeit ermittelt. In einem nachfolgenden Schritt besteht die Möglichkeit den Verschleiß des Prüfkörpers und der Gegenlauffläche sowohl gravimetrisch mittels einer Feinwaage als auch volumetrisch mit Hilfe eines optischen 3D-Mikroskops zu bestimmen.
Realistic Pattern Mechanics in Lab "RepTiL"
Der RepTiL (Realistic Pattern Mechanics in Lab) ist ein Hybridprüfstand, der Reibwertuntersuchungen von Reifenprofilblöcken auf unterschiedlichen Fahrbahnoberflächen und unter verschiedenen klimatischen Bedingungen ermöglicht.
Rheometer
Das Rheometer MCR 302e der Firma ANTON PAAR eignet sich für eine Vielzahl rheologischer Untersuchungen. Am IDS werden mit dem Rheometer unterschiedliche Polymere sowie Öle charakterisiert.
Das Rheometer verfügt über einen Drehmomentbereich von 0,5 nNm bis zu 230 mNm und einen Normalkraftbereich von bis zu 50 N. Durch eine integrierte Kühlfunktion können Messungen in einem Temperaturbereich von -30° C bis 100° C durchgeführt werden.
Universal-Linearprüfstand
Der vom IDS konstruierte Universal-Linearprüfstand ermöglicht die Erfassung der Reibkraft im Kontakt linear beweglicher Bauteile. Zu den Hauptanwendungen zählen neben pneumatischen und hydraulischen Dichtungen auch Spezialanwendungen wie die Führungskomponenten von Automobilscheiben.
Während des Tests ist die spezifische zu untersuchende Komponente über einen Kraftsensor an den Schlitten der Linearführung des Prüfstandes gekoppelt. Der entsprechende Reibpartner wird, wie in der Abbildung anhand von Pneumatikzylindern exemplarisch dargestellt, auf einem Nutentisch fixiert.
Die Vorgabe der Relativgeschwindigkeit, die zwischen 0 und 1 m/s variiert werden kann, und die Aufnahme des Reibkraftsignals erfolgt über eine DSPACE MICROLABBOX. Zusätzlich stehen uns Komponenten wie ein elektropneumatischer Druckregler mit maximal 10 bar Betriebsdruck oder eine Hydraulikpumpe mit maximal 400 bar Betriebsdruck zur Verfügung, welche die Messung der Bauteile unter realen Einsatzbedingungen ermöglichen.
Ausstattung Tribologische Untersuchungen
- High Speed Linear Friction Tester (HiLiTe)
- Hochlast-Hochgeschwindigkeits-Tribometer
- Universal-Linearprüfstand
- Rheometer
- Zubehör: DSPACE MICROLABBOX, Elektro-pneumatische Druckregler, Hydraulikpumpe, Feinwaage etc.
- Simulationssoftware: ABAQUS, ANSYS, MATLAB
