@mastersthesis{B{\"o}ck2022,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {B{\"o}ck, Leonhard},
  title     = {Optimierung der tribologischen Eigenschaften von Gleitlagern zur Minimierung von reibungsbedingten Energieverlusten},
  institution = {Fakult{\"a}t Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V)},
  school    = {Hochschule Offenburg},
  pages     = {xi, 83},
  year      = {2022},
  abstract  = {Reibung und Verschleiß in tribologischen Kontakten verursachen knapp ein Viertel des weltweiten Prim{\"a}renergiebedarfs. Dies stellt ein enormes Potential zur Minderung von Treibhausgasemissionen und Absenkung von Kosten dar. Aufgrund dessen ist die Optimierung von Reibkontakten ein Kernthema der Tribologie. Hierf{\"u}r ist der Supraschmierzustand, bei welchem die Reibung aufgrund spezieller Schmiermechanismen ann{\"a}hernd vollst{\"a}ndig verschwindet (Reibungszahl 𝜇 ⩽ 0,01), von besonderem Interesse. Die j{\"a}hrlich steigende Anzahl an Ver{\"o}ffentlichungen belegt das hohe wissenschaftliche Interesse an dem Thema. Bisher konnte Supraschmierung jedoch nur f{\"u}r Modellsysteme nachgewiesen werden, das {\"U}bertragen auf technische Systeme ist noch nicht gelungen. Ziele dieser Arbeit waren der Nachweis von Supraschmierung in einem punktf{\"o}rmigen Modellkontakt und die {\"U}berf{\"u}hrung in den Fl{\"a}chenkontakt eines realen Gleitlagers durch Verwendung von technischer Keramik und/oder DLC-Beschichtungen. Hierf{\"u}r wurde zun{\"a}chst das Schmierverhalten einiger Modellschmierstoffe in einem Stahl/a-C:H:Si- Kontakt untersucht. Die niedrigsten Reibwerte wurden bei Verwendung von Glycerol erzielt. Daher wurde Glycerol als Modellschmierstoff f{\"u}r weitere tribologische Untersuchungen an unterschiedlichen Oberfl{\"a}chen (a-C:H, ta-C, Keramik) verwendet. Die besten Ergebnisse hinsichtlich Reibung und Verschleiß wurden mit technischer Keramik erzielt. Mit einer Stahl/Si3N4-Paarung wird bei 80 °C Supraschmierung f{\"u}r Gleitgeschwindigkeiten von 0,007 𝑚/𝑠 bis 0,965 𝑚/𝑠 nachgewiesen. Als kleinste Reibungszahl wird 𝜇 = 0,0015 gemessen. Die geringste Reibung in einem Stahl/DLC-Kontakt wird mit einer a-C:H:Si-Schicht erreicht. Hierbei konnte Supraschmierung bei 80 °C f{\"u}r Gleitgeschwindigkeiten von 0,029𝑚/𝑠 bis 0,484𝑚/𝑠 nachgewiesen werden. Die kleinste Reibungszahl f{\"u}r das System betr{\"a}gt 𝜇 = 0,0063. Der Nachweis von Supraschmierung gelingt f{\"u}r anwendungsnahe Betriebsparameter, dies stellt einen Fortschritt gegen{\"u}ber den meisten Literaturdaten dar. Um die {\"U}bertragbarkeit auf technische Systeme zu demonstrieren,werden die besten identifizierten Oberfl{\"a}chen und Schmierstoffe auf einem anwendungsnahen Gleitlagerpr{\"u}fstand untersucht. Durch Verwendung von a-C:H:Si-beschichteten Wellen und Glycerol als Schmierstoff kann der Reibwert bei Raumtemperatur von 𝜇 = 0,965 im Referenzsystem auf 𝜇 = 0,038 gesenkt werden. Um die Arbeit fortzusetzen, werden die identifizierten Systeme in axiallager{\"a}hnlicher Anordnung (Gleitring/Gleitpad) untersucht. Um gezielt DLC-Schichten zu entwickeln, sind Reibungssimulationen notwendig. Im n{\"a}chsten Schritt sollen umfassende Oberfl{\"a}chenanalysen durchgef{\"u}hrt werden, um die n{\"o}tige Datenbasis f{\"u}r die Simulation zu erstellen.},
  language  = {de}
}