Reibungskraft

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Reibungskraft

In tribologisch beanspruchten Bauteilen kommen in zunehmenden Maße Kunststoffe zum Einsatz, wobei metallische Lager, Zahnräder oder Gleitelemente durch funktional optimierte, d. h. gefüllte Verbundwerkstoffe ersetzt werden [1, 2].

Als Reibungskraft wird die Kraft bezeichnet, die der Relativbewegung sich berührender Körper entgegenwirkt. Um die Bewegung der Körper gegeneinander aufrechtzuerhalten, ist eine Kraft erforderlich, mit der die Reibung überwunden wird. Diese Kraft ist nach Amonton und Coulomb zwar unabhängig von der Kontaktfläche, dafür aber proportional der wirkenden Normalkraft F_N, mit der die beiden Körper gegeneinander drücken. Daraus folgt

$F_{R}\,=\,\mu \,F_{N}$

mit $\mu$ als Reibungskoeffizient der Gleitpaarung.

Die gegeneinander drückenden Gleitpartner verhaken sich mit zunehmender Normalkraft und erhöhen somit die Reibungskraft. Dieses Reibungsgesetz gilt auch für Kunststoffe, unabhängig davon, ob es sich um ein Reibungssystem mit einem oder zwei Partnern aus Kunststoff handelt. Die Analyse der Mechanismen beim Reibprozess erweist sich als problematisch, da Wärme und Verformungen, sowie weitere Einflüsse aus der Umgebung, wie Feuchte und Oxidation, in nur schwer entkoppelbarer Weise wirken. Die Beziehung gilt jedoch in allen Fällen als gute Näherung [3].

Literaturhinweise

[1]	Friedrich, K.: Reibung und Verschleiß. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 214–231 und 237/238, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe AMK-Büchersammlung unter A 18)
[2]	Friedrich, K.: Advances in Composite Tribology, Volume 8. 1st. Edition, Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam (1993) (ISBN 978-0-444-89079-5; E-Book: 978-0-444-59739-7)
[3]	Hänger, A. M.: Polyetherketone für den Einsatz in Gleitlagern und Leitelementen, Aachen (1997) 11–22