Das Bild zeigt einen Vakuumprüfstand mit einem Tribometer. Damit messen Forscher Reibung und Verschleiß. Für die Untersuchung der fluidfreien Schmiersysteme kommt es ebenfalls zum Einsatz.
AG Sauer
Schmiermittel sind für Maschinen wie Antriebe und Motoren unerlässlich: Sie verringern die Reibung und sorgen dafür, dass sie nicht heiß laufen. Meist handelt es sich hierbei um Flüssigkeiten wie Öle oder aber Gase. Diese können jedoch nicht in allen technischen Systemen zum Einsatz kommen. Im Vakuum würden sie zum Beispiel direkt verdampfen. Festschmierstoffe, die auf die Oberfläche der Bauteile aufgetragen werden, bieten in vielen Bereichen eine Alternative zu herkömmlichen Verfahren an, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik oder dem Fahrzeugbau. "Bei Strahlung, sehr hohen oder sehr tiefen Temperaturen liefern sie häufig die einzige Lösung", erläutert Professor Dr. Bernd Sauer, der an der Technischen Universität (TU) Kaiserslautern den Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik innehat. "Aber auch bei Raumtemperatur können sie Vorteile bieten, zum Beispiel bei geringen Geschwindigkeiten, bei denen sich kein tragender Schmierfilm aufbauen kann und sich so zwischen den Bauteilen die Reibung erhöht." Darüber hinaus könne eine Feststoffschmierung die Effizienz und Funktionalität bei Maschinen steigern.
Bislang haben Wissenschaftler solche Schmiersysteme nur bei Techniken gut untersucht, bei denen es aufgrund von geringem Kontakt und Druck zwischen den Oberflächen zu wenig Wechselwirkung kommt. Anders sieht es jedoch bei hohen Belastungen aus, wie dies etwa bei Wälzlagern oder Zahnrädern der Fall ist. Im Rahmen des neuen Schwerpunktprogramms "Schmiersysteme mit hoher mechanischer Belastung" der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) möchten die Wissenschaftler rund um Professor Dr. Sauer untersuchen, wie sich solche Stoffe auf Mikro- und Nanoebene verhalten. Sie analysieren dabei unter anderem, wie sich verschiedene Faktoren wie Druck, Temperatur und Reibenergie auf ihre Eigenschaften auswirken. Die DFG fördert die Arbeiten ab 2018 zunächst für drei Jahre.