TY - THES

T1 - Aufbau einer Pin/Disc-Modellprüftechnik zur Untersuchung von geschmierten Hochfriktionskontakten

AU - Hueber, Gregor

N1 - gesperrt bis 29-09-2028

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Die Anwendung von geschmierten Friktionskontakten wie bei Kupplungen oder Bremsen stellt das tribologische System aus Grund- und Gegenwerkstoff in Form von Scheiben- und Reibmaterial vor neuartige Herausforderungen. Darüber hinaus bedarf es einer neuen Entwicklungsrichtung des umgebenden Fluides hin zur Reibungsmaximierung in Kombination mit Verschleißminimierung, guter Wärmeabfuhr sowie thermischer Stabilität. Für eine eingehende Untersuchung unterschiedlichster Faktoren und Einflüsse ist der Aufbau eines Prüfstandes und die Entwicklung einer Prüfstrategie essentiell. Im Zuge dieser Masterarbeit wurde eine Prüfzelle für einen tribologischen Modelltest, nämlich den sogenannten Pin-on-Disc Versuch, entwickelt, konstruiert und aufgebaut. Darüber hinaus wurde die bestehende Prüfstandsinfrastruktur um eine externe Wasserkühlung inkl. Ölreservoir erweitert. Auf Basis von Vorversuchen konnte ein stabiler Prüfablauf sowie eine programmtechnische Prüfstrategie erarbeitet werden. Für eine erste Vorauswahl von möglichen Werkstoffen für die Pin- und Disc-Proben wurde eine umfangreiche Werkstoffrecherche angelegt, welche durch Analysen im Rasterelektronenmikroskop hinsichtlich Zusammensetzung und Morphologie unterstützt wurde. Als Pin-Werkstoffe wurden in den darauf folgenden Tests ein herkömmlicher organischer Bremsbelag, ein Kupfer-Sinter Kupplungsbelag und ein Gusseisenwerkstoff ausgewählt. Die Disc-Proben wurden aus niedriglegiertem und hochlegiertem Stahl sowie ebenfalls Gusseisen hergestellt. Aus den Versuchen mit zwei unterschiedlichen tribologischen Ölen konnte für den organischen Bremsbelag der höchste Reibwert erzielt werden. Dabei ist jedoch auch der Verschleiß etwas höher, als beim Kupfer-Sinter Kupplungsbelag. Ein Unterschiede in den Reibungskoeffizienten aufgrund Variation des Schmierfluids konnte nur sehr schwach wahrgenommen werden. Die Versuche mit Pin-Proben aus Gusseisen und Disc-Proben aus hochlegiertem Stahl zeigten Fressereignisse und konnten dadurch für die angestrebte Anwendung ausgeschlossen werden.

AB - Die Anwendung von geschmierten Friktionskontakten wie bei Kupplungen oder Bremsen stellt das tribologische System aus Grund- und Gegenwerkstoff in Form von Scheiben- und Reibmaterial vor neuartige Herausforderungen. Darüber hinaus bedarf es einer neuen Entwicklungsrichtung des umgebenden Fluides hin zur Reibungsmaximierung in Kombination mit Verschleißminimierung, guter Wärmeabfuhr sowie thermischer Stabilität. Für eine eingehende Untersuchung unterschiedlichster Faktoren und Einflüsse ist der Aufbau eines Prüfstandes und die Entwicklung einer Prüfstrategie essentiell. Im Zuge dieser Masterarbeit wurde eine Prüfzelle für einen tribologischen Modelltest, nämlich den sogenannten Pin-on-Disc Versuch, entwickelt, konstruiert und aufgebaut. Darüber hinaus wurde die bestehende Prüfstandsinfrastruktur um eine externe Wasserkühlung inkl. Ölreservoir erweitert. Auf Basis von Vorversuchen konnte ein stabiler Prüfablauf sowie eine programmtechnische Prüfstrategie erarbeitet werden. Für eine erste Vorauswahl von möglichen Werkstoffen für die Pin- und Disc-Proben wurde eine umfangreiche Werkstoffrecherche angelegt, welche durch Analysen im Rasterelektronenmikroskop hinsichtlich Zusammensetzung und Morphologie unterstützt wurde. Als Pin-Werkstoffe wurden in den darauf folgenden Tests ein herkömmlicher organischer Bremsbelag, ein Kupfer-Sinter Kupplungsbelag und ein Gusseisenwerkstoff ausgewählt. Die Disc-Proben wurden aus niedriglegiertem und hochlegiertem Stahl sowie ebenfalls Gusseisen hergestellt. Aus den Versuchen mit zwei unterschiedlichen tribologischen Ölen konnte für den organischen Bremsbelag der höchste Reibwert erzielt werden. Dabei ist jedoch auch der Verschleiß etwas höher, als beim Kupfer-Sinter Kupplungsbelag. Ein Unterschiede in den Reibungskoeffizienten aufgrund Variation des Schmierfluids konnte nur sehr schwach wahrgenommen werden. Die Versuche mit Pin-Proben aus Gusseisen und Disc-Proben aus hochlegiertem Stahl zeigten Fressereignisse und konnten dadurch für die angestrebte Anwendung ausgeschlossen werden.

KW - Tribologie

KW - Reibung

KW - Verschleiß

KW - Hochfriktionskontakte

KW - Pin/Disc Modellversuch

KW - Tribology

KW - Friction

KW - Wear

KW - High-friction contacts

KW - pin/disc-model testing

M3 - Masterarbeit

ER -