Tagungsbeitrag

Titel Auslegung einer Wirkflächentexturierung unter einsinniger Gleitbeanspruchung abhängig von der Viskosität des flüssigen Schmierstoffs
Autor Mario Mann, Karl-Heinz Zum Gahr
Infos zum Autor Prof. Dr.-Ing. K.-H. Zum Gahr, Dipl.-Ing. M. Mann, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Materialien, Postfach 3640, 76021 Karlsruhe
Email: karl-heinz.zumgahr@kit.edu
Inhalt Zusammenfassung
Zunehmende Bedeutung gewinnen Gleitsysteme, wie hermetisch dichte Pumpen, in denen das jeweilige Fördermedium zugleich als Schmiermittel verwendet wird. Aufgrund der häufig sehr niedrigen Viskosität dieser Flüssigkeiten sind der Aufbau eines tragfähigen Schmierfilms und damit eine niedrige Reibungszahl schwer erreichbar. Neue Werkstoffpaarungen und/oder Designkonzepte der gepaarten Wirkflächen bieten hier Lösungswege. Untersucht wurde daher in einem Modellsystem der Einfluss flüssiger Schmiermedien, wie Glycerin-Wasser- Lösungen und additivfreie Mineralöle, die sich in ihrer molekularen Struktur und Viskosität stark unterschieden, auf die Effektivität einer Wirkflächentexturierung zur Verbesserung des Reibungsverhaltens von Stahl 100Cr6/Saphir-Gleitpaarungen. Hierbei wurden Mikrotexturen aus kreisförmigen Näpfchen, mit dem Durchmesser von 60 µm, lasergestützt in die polierten, ebenen Wirkflächen von Grund- oder Gegenkörper eingebracht.

Abstract
Hermetically sealed sliding systems gain increasing importance, such as pumps, in which the liquid medium to be pumped replaces oil as lubricant. Frequently, the ecological and economical advantages are however connected with the problem to achieve a load bearing liquid film at the high loaded contact area owing to the low viscosity of the medium. New materials pairing and/or microtexturing of the functional contact areas may be answers to this problem. It was the objective of this research work to study with steel 100Cr6/sapphire pairs how the effect of microtexturing on friction behaviour at unidirectional sliding depended on properties of different lubricating liquids. Hence, glycerine-water solutions of large varying viscosities, isooctane or distilled water as well as a low and a high viscosity mineral oil were used for lubrication. A texture pattern consisting of not connected circular dimples with diameter of 60 µm was produced by laser ablation processes on the polished flat contact area of the sapphire disc or steel pellet.
Datum 2011