Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Grenzüberschreitend ohne Reibungsverluste: HTWG entwickelt mit Schweizer Firma Tribometer

22.03.2012
Materialverschleiß und Reibungsverluste gehören zu den Kostentreibern beim Betrieb von Maschinen. Das Zentrum für Werkstoffsystemtechnik der Hochschule Konstanz Technik, Wirtschaft und Gestaltung (HTWG) hat mit der Schweizer Firma walter+bai AG einen neuartigen Prüfstand entwickelt, mit dem sich Reibung und Verschleiß verschiedenster Materialpaarungen simulieren lassen. Mit Hilfe dieses Tribometers lassen sich Kosten und Zeit sparen.

Egal, ob bei der Berechnung der Lebensdauer eines Wälzlagers oder bei der Konstruktion des Lesekopfes einer Festplatte: In nahezu jedem Bereich der Technik spielen Reibungsvorgänge und der daraus resultierende Verschleiß eine Rolle. Sie können die Funktion beeinträchtigen, Wartungskosten hochtreiben und die Lebensdauer des jeweiligen Systems reduzieren.

Sogenannte Tribometer können Reib- und Verschleißkennwerte empirisch ermitteln. Sie eignen sich jedoch meist nur für aufeinander gleitendes Material - und die Messungen sind zeitaufwändig und kostenintensiv. Das Institut für Werkstoffkunde an der Hochschule Konstanz hat in den vergangenen vier Jahren in Zusammenarbeit mit dem Prüfmaschinenhersteller walter+bai AG aus dem schweizerischen Kanton Schaffhausen und dem Institut für Werkstoffsystemtechnik Thurgau einen neuartigen Prüfstand entwickelt. Er kann nicht nur Reibung entsprechend der jeweiligen Fragestellung simulieren und zeitsparend Berechnungen ermöglichen, sondern in der Simulation auch ein Überrollverhältnis zwischen Grund- und Gegenkörper einstellen und das tribologische Verhalten dieser Kombination messen. „So können zum Beispiel auch Zahnradpaarungen mit Untersetzung praxisorientiert simuliert werden“, erläutert Prof. Dr. Paul Gümpel, Leiter des Instituts an der HTWG.

Das Institut stützte sich auf die wiederholt gute Zusammenarbeit mit der Schweizer Firma walter+bai AG. Schon vor einigen Jahren hatten Hochschule und Unternehmen über Landesgrenzen hinweg einen Prüfstand entwickelt. Die Schweizer Firma stellte neben Fertigungsarbeiten insbesondere die Grundlagen der Prüfsoftware zur Verfügung, die bereits ähnlich in anderen Messgeräten erfolgreich eingesetzt wird. Der Aufbau und die Technik des Two-Discs-Tribometers ist von Studierenden und Forschern an der HTWG entwickelt worden.

Der Prüfstand bietet sowohl die Möglichkeit, grundlegende Forschung auf dem Gebiet der Tribologie und Werkstoffkunde zu betreiben als auch aussagekräftige und realitätsnahe Vorversuche für geplante Anwendungen schnell und kostengünstig umzusetzen. „Dadurch kann der Entwicklungsprozess eines Produktes erheblich verkürzt werden, da nicht erst aufwändige und zumeist teure Prototypen hergestellt werden müssen“, betont Prof. Dr. Gümpel.

Ein weiterer Vorteil bestehe darin, dass das komplette System inklusive aller wichtiger Einflussfaktoren wie Schmierung und Umweltbelastung nachgestellt werden könne.

Für die Auswertung eines Versuches stehen unterschiedliche Methoden zur Verfügung. Über den Prüfstand selbst werden die Daten des Reibmomentes, der Normalkraft und des Verschleißbetrages gespeichert. Daraus kann der Reibwert über das gesamte Lastkollektiv ermittelt und ausgewertet werden. Sowohl das Einlaufverhalten als auch der konstante Bereich bis zum Auftreten von stärkeren Verschleißerscheinungen können damit erkannt und zeitlich zugeordnet werden. Neben den prüfstandeigenen Auswertungen stehen am Institut für Werkstoffsystemtechnik weitere Methoden zur Verschleißanalyse und Oberflächencharakterisierung zur Verfügung. Zu den wichtigsten Verfahren zählt die Raster-Elektronenmikroskopische (REM) Untersuchung und die 3-D-Mikroskopie.

Marco Werschler, Student im Bachelor-Studiengang Maschinenbau Konstruktion und Entwicklung, schreibt derzeit seine Abschlussarbeit zur Anwendung des Tribometers. Im Vorfeld hatte bereits ein Student im Studiengang Mechanical Engineering and International Sales Management in seiner Masterarbeit eine Marktanalyse zum Bedarf an solchen Tribometern erarbeitet. Sein Ergebnis: „Der Bedarf ist recht groß. 93 Prozent der 1000 befragten Unternehmen beschäftigen sich mit Fragen von Reibung und Verschleiß“, zitiert Prof. Gümpel aus der Master-Arbeit. In der Befragung formulierte Bedürfnisse möglicher Anwender sind in die Entwicklung des Tribometers eingeflossen.

In den nächsten Monaten wollen die Schweizer und Konstanzer Entwickler den Prüfstand international auf Messen und wissenschaftlichen Tagungen präsentieren. Die Entwicklung wird währenddessen fortgesetzt: So sollen noch die Klimatisierung und Temperaturüberwachung der Kontaktstelle ermöglicht und der weitere Ausbau der Prüfsoftware in Bezug auf Bedienerfreundlichkeit und Versuchsvorauslegung überprüft werden.

Anja Wischer | idw
Weitere Informationen:
http://www.htwg-konstanz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Das Auto lernt vorauszudenken
28.06.2017 | Technische Universität Wien

nachricht Stresstest über den Wolken
21.06.2017 | Hochschule Osnabrück

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Physiker designen ultrascharfe Pulse

Quantenphysiker um Oriol Romero-Isart haben einen einfachen Aufbau entworfen, mit dem theoretisch beliebig stark fokussierte elektromagnetische Felder erzeugt werden können. Anwendung finden könnte das neue Verfahren zum Beispiel in der Mikroskopie oder für besonders empfindliche Sensoren.

Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht und Röntgenstrahlung sind Beispiele für elektromagnetische Wellen. Für viele Anwendungen ist es notwendig, diese Strahlung...

Im Focus: Physicists Design Ultrafocused Pulses

Physicists working with researcher Oriol Romero-Isart devised a new simple scheme to theoretically generate arbitrarily short and focused electromagnetic fields. This new tool could be used for precise sensing and in microscopy.

Microwaves, heat radiation, light and X-radiation are examples for electromagnetic waves. Many applications require to focus the electromagnetic fields to...

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Basis für neue medikamentöse Therapie bei Demenz

27.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Aus Potenzial Erfolge machen: 30 Rittaler schließen Nachqualifizierung erfolgreich ab

27.07.2017 | Unternehmensmeldung

Biochemiker entschlüsseln Zusammenspiel von Enzym-Domänen während der Katalyse

27.07.2017 | Biowissenschaften Chemie