Oberflächlich betrachtet: Tribokontaktsimulation

Ein Morgen im Frühherbst, die Luft ist frisch, wir reiben unsere Hände aneinander. Eine angenehme Wärme durchfährt unsere Finger. Reibungskraft tritt überall dort auf, wo zwei Körper aufeinandertreffen und sich gegeneinander bewegen. Sie ist die Ursache dafür, dass dein Wanderschuh dir auf glattem Fels Halt gibt oder du die schwere Couch am Holzboden nicht verschieben kannst. Reibung kann also erwünscht oder unerwünscht sein.

Michael Pusterhofer und Michael Maier vom Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau forschen daran, wie Reibung und Verschleiß bei Gleitlagern reduziert werden können. Ihre Forschungsergebnisse werden zukünftig maßgeblich Einfluss auf die Energieeffizienz von technischen Anlagen haben.

 

Immer in Bewegung

In Maschinen sind häufig bewegte Teile anzutreffen. Zwischen diesen Komponenten tritt eine Relativbewegung auf, welche zu Reibung oder auch Verschleiß führt. Reibung kann erwünscht sein (z. B. bei Bremsen), oder soll weitestgehend reduziert werden, um den Wirkungsgrad einer Anlage zu maximieren (z. B. Lagerung eines Rades).
Um die Performance eines Lagers zu steigern, wird die Kontaktzone zwischen den bewegten Komponenten häufig geschmiert. Solche geschmierten Kontakte werden beispielsweise im Transportbereich (Automobilindustrie, Luftfahrt, Schifffahrt) oder in der Energietechnik (Wasserkraft, Windkraft) eingesetzt. Durch ein geeignetes Design der Oberflächentopografie kann die Kontaktzone hinsichtlich Reibung und Verschleiß optimiert werden.

Oberflächlich betrachtet

Eine besondere Herausforderung stellt die Bewertung von unterschiedlichen Oberflächentopografien und deren Auswirkung auf die Lagerperformance dar. Am Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau an der Montanuniversität Leoben wird diesbezüglich an Berechnungsmethodiken geforscht, mit welchen der Einfluss künstlicher Texturierungen (z. B. Chevronmuster) auf Reibung und Verschleiß evaluiert werden kann. Die Entwicklung der neuartigen Simulationsmethodiken erfolgt in ständiger Begleitung durch Experimente, um die Berechnungsergebnisse zu validieren. Das Verständnis über die Wirkung von Texturierungen soll somit geschaffen werden, um in Zukunft geschmierte Kontakte möglichst energieeffizient zu gestalten und somit einen Schritt näher zur Klimaneutralität zu machen.

Arbeitsplatz
Taschen oder Chevronmuster: Michael Maier forscht an Oberflächentopographien, um Verschleiß und Reibung an bewegten Teilen zu minimieren.

Zur Person: Michael Maier, Dissertant am Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau

Wer bin ich?

Als Konstrukteur und Berechnungsingenieur konnte ich vor meinem Studium in Tätigkeitsbereichen von Maschinenbauer*innen Erfahrung sammeln. Motiviert durch die Neugier, warum nach bestimmten Richtlinien die Festigkeit von Maschinen ausgelegt wird, bzw. wie diese zu ihrem Inhalt kommen, oder auch dem Interesse an der Funktion von Berechnungsprogrammen, führte mich mein Weg an die Montanuniversität.

Was ist meine Aufgabe im Projekt und mein Beitrag zu einer besseren Zukunft?
Fortschrittliche Berechnungsmethodiken im Bereich Tribokontaktsimulation entwickeln. Mit dem Ziel geschmierte Kontakte möglichst energieeffizient und nachhaltig zu gestalten.

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