Innovationen für tribologische Testmaschinen

Basierend auf mehreren Fachberichten verursachen Verluste durch Reibung und Verschleiß Kosten die etwa 2 bis 7 % des Brutto-Sozialproduktes eines Landes ausmachen. In Österreich verursachen diese Verluste 5.5 bis 8 Milliarden Euro, wobei 1.1 bis 1.9 Milliarden Euro durch zusätzliche Forschung und konsequente industrielle Umsetzung eingespart werden könnten. Tribologische Aspekte werden vorwiegend unter Laborbedingungen mit speziellen Testmaschinen durchgeführt. Eine wichtige Vorbedingung für eine Verbesserung industrieller Anwendungen, betreffend deren Reibverhalten, ist einerseits die Verfügbarkeit von realitätsnahen Testergebnissen andererseits muss auch eine möglichst hohe Genauigkeit gewährleistet sein. Die Qualität einer tribologischen Testmaschine hängt wesentlich von der Tatsache ab, ob die gemessenen Reibkräfte den tatsächlich wirkenden Reibkräften, hervorgerufen von exakt definierten Versuchsbedingungen (Kontakt- oder Probenform, Vorhandensein von zusätzlichen Substanzen, Vorlast, Temperatur, Testfrequenz, etc.) entsprechen. Untersuchungen an modernen tribologischen Testmaschinen zeigen sehr starke Einflüsse durch deren dynamisches Verhalten auf die tatsächlich wirksamen Testparameter (z.B. unerwünschte, unbekannte Modulation der Normalkraft und/oder der Relativbewegung der Kontakte) und Messeinrichtung und damit auf die erzielbare Genauigkeit der Ergebnisse. Im Rahmen dieses Projektes soll eine neue Versuchseinrichtung entwickelt werden, die systematische Fehler bei den Versuchsbedingungen eliminiert, und Fehlinterpretationen durch falsche Messergebnisse verhindert. Dies soll durch folgende Innovationen erreicht werden: Kontaktlose Einbringung der Normalkraft durch spezielle Magnetlager und sehr steife Tangentialkraftmesseinrichtung mit sehr hohen Eigenfrequenzen, sodass durch Filterung außerhalb eines weiten Arbeitsfrequenzbereichs eine nachteilige Beeinflussung der Messsignale vermieden wird. Durch dieses "Translational Forschungsprojekt" sollen fachlich durchaus begründete Vorbehalte aus tribologischer Sicht, wie Größe und Auswirkung resultierender Störmagnetfelder, Auswirkung von Kraft- und Positionsregelung bei Magnetlagern auf die Probenbewegung und die resultierende Normal- bzw. Reibkraft, mit vergleichenden Versuchen zur konventionellen Technologie entkräftet werden und damit die Grundlage zur industriellen Akzeptanz, Umsetzung und Nutzung gegeben sein.