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Tribologie und Schmierungstechnik HERAUSGEGEBEN VON MANFRED JUNGK 4 _ 20 67. JAHRGANG Tribologie und Schmierungstechnik Organ der Gesellschaft für Tribologie Organ der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft Organ der Swiss Tribology Heft 4. September 2020 67. Jahrgang Herausgeber: Dr. Manfred Jungk Tel.: +49 (0)6722-500836 eMail: manfred.jungk@mj-tribology.com www.mj-tribology.com Redaktion: Dr. rer. nat. Erich Santner Tel.: +49 (0)2289 616136 / eMail: esantner@arcor.de Ulrich Sandten Tel.: +49 (0)7071 97556 56 / eMail: sandten@verlag.expert Beiträge, die mit vollem Namen oder auch mit Kurzzeichen des Autors gezeichnet sind, stellen die Meinung des Autors, nicht unbedingt auch die der Redaktion dar. Unverlangte Zusendungen redaktioneller Beiträge auf eigene Gefahr und ohne Gewähr für die Rücksendung. Die Einholung des Abdruckrechtes für dem Verlag eingesandte Fotos obliegt dem Einsender. Die Rechte an Abbildungen ohne Quellenhinweis liegen beim Autor oder der Redaktion. 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Weder Verlag noch Autoren oder Herausgeber übernehmen deshalb eine Gewährleistung für die Korrektheit des Inhaltes und haften nicht für fehlerhafte Angaben und deren Folgen. Entwurf und Layout: Ludwig-Kirn Layout, 71638 Ludwigsburg expert verlag GmbH Dischingerweg 5, 72070 Tübingen Tel. +49 (0)7071 97556 0, Fax: +49 (0)7071 9797 11 eMail: info@verlag.expert Vereinigte Volksbank EG, Sindelfingen BIC GENODES1 BBV, IBAN DE51 6039 0000 0032 9460 07 USt.-IdNr. DE 145162062 Anzeigen: eMail: anzeigen@narr.de Tel: +49 (0) 7071 9797 10, Fax: +49 (0)7071 9797 11 Informationen und Mediadaten senden wir Ihnen gerne zu. Abo-Service: eMail: abo@narr.de Tel. +49 (0)7071-9797-10, Fax: +49 (0)7071-9797-11 Die zweimonatlich erscheinende Zeitschrift kostet im Abonnement print EUR 205,-, Vorzugspreis für private Leser EUR 152,-. Abonnementspreis print + online access: EUR 225,-, Vorzugspreis für private Leser EUR 160,- (alle Preise inkl. MwSt.). Abonnementspreis e-only: EUR 210,- (inkl. 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Hilfreich ist es ferner, wenn die Bilder durchnummeriert und bereits an der richtigen Stelle platziert sowie mit den zugehörigen Bildunterschriften versehen sind. Da wir auf die Einheit von Text und Bild großen Wert legen, bitten wir, im Text an geeigneter Stelle einen sogenannten (fetten) Bildhinweis zu bringen. Das Gleiche gilt für Tabellen. Auch sollten die Tabellen unsere Art des Tabellenkopfes haben. Die Artikel dieses Heftes zeigen Ihnen, wie wir uns den Aufbau Ihres Artikels vorstellen. Vielen Dank. Bitte lesen Sie dazu auch unsere ausführlichen „Hinweise für Autoren“ (Checkliste auf der hinteren Umschlagseite). Aktuelle Informationen über die Fachbücher zum Thema „Tribologie“ und über das Gesamtprogramm des expert verlags finden Sie im Internet unter www.expertverlag.de Ihre Mitarbeit in Tribologie und Schmierungstechnik ist uns sehr willkommen! Impressum Tribologie und Schmierungstechnik Organ der Gesellschaft für Tribologie | Organ der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft | Organ der Swiss Tribology Editorial 1 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Liebe Leserinnen und Leser, ein Vogelpohl-Preisträger hat mir vor Jahren die Frage, warum er an einer Konferenz teilnimmt, wie folgt beantwortet: entweder er lernt was oder er trifft Kunden. Das mit dem Lernen kann ich aus meiner Erfahrung nur bestätigen, und mich nicht erinnern, jemals von einer Veranstaltung zurückgekommen zu sein, ohne eine neue Erkenntnis oder Anregung mitgenommen zu haben. Einen Kunden zu treffen, muss man sicherlich weiter fassen, als die reine Verkäufer-Käufer-Beziehung und auf das oft genannte Netzwerk übertragen. Dies gilt insbesondere für den Austausch von Kontakten zwischen der akademischen Forschung und der industriellen Umsetzung. Natürlich darf man neben allen sachlichen Themen den sozialen Aspekt einer Veranstaltung nicht vernachlässigen, sodass man auch eine Portion Spaß hat. Aber Spaß hatte in den letzten Monaten sicherlich keiner der Veranstalter von Tagungen und Konferenzen, was auch die Tribologie betroffen hat. Die Rubrik Veranstaltungen ist schon bei Drucklegung veraltet, da Orte, Formate und Zeiten von diesen täglich durcheinandergewirbelt wurden und werden. In vielen Gesprächen zur weiteren Vorgehensweise war ich involviert und Entscheidungen, die getroffen wurden, mussten einige Wochen später schon wieder revidiert werden. Als Ergebnis haben wir die unterschiedlichsten Varianten: Veranstaltungen sind ersatzlos gestrichen, um ein Jahr verschoben - mit und ohne Änderung des Veranstaltungsortes - oder in virtuelle Veranstaltungen mit und ohne Terminverschiebung umgewandelt worden. Vertragspartner, wie Hotels und Konferenzzentren, zeigten sich mehr oder weniger kooperativ und änderten ihre Position im Laufe der Zeit. Im persönlichen Bereich sind sicherlich auch viele von Ihnen von Reisestornierungen betroffen und warten wie auch ich immer noch auf die nach EU-Recht innerhalb von sieben Tagen zu erfolgende Rückzahlung. Nun kann man argumentieren, ob unter den jetzigen Herausforderungen Veranstaltungen überhaupt wichtig sind, doch so wird das halb volle Glas nur leerer. Voller hingegen wird es durch weiterhin regen Austausch von Wissen zur Schaffung von Innovationen, wenn auch vorübergehend nur virtuell. Ob wir nun in näherer Zukunft auf Veranstaltungen rein virtuell lernen, netzwerken und Spaß haben, oder aber nach Präsenzveranstaltungen lechzen, wird zunächst einmal nicht in unserer Hand liegen. Daher werden in dieser Ausgabe eine Zusammenfassung der vorerst letzten Präsenzveranstaltung veröffentlicht und Informationen zur hoffentlich nächsten, der World Tribology Conference 2021, geliefert. Trotzdem freuen wir uns auf die virtuell durchgeführte GfT-Jahrestagung 2020, deren Programm so umfangreich wie in den letzten Jahren ist und daher sicherlich „besser als nix“ übertreffen wird. Bleiben Sie gesund und der Tribologie gewogen, Ihr Manfred Jungk Herausgeber Tagungen und Konferenzen - virtuell besser als nix? Anzeige | Veranstaltungen 2 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Veranstaltungen Datum Ort Veranstaltung GfT ÖTG Anschriften der Veranstalter Gesellschaft für Tribologie e.V. Adolf-Fischer-Str. 34, 52428 Jülich Tel. (0)2461 340 79 38, Fax (0)3222 427 10 51 eMail: tribologie@gft-ev.de; www.gft-ev.de Österreichische Tribologische Gesellschaft / Austrian Tribology Society Viktor-Kaplan-Straße 2, 2700 Wiener Neustadt / ÖSTERREICH Tel. (+43) 67 68 45 16 23 00, Fax (+43) 253 30 33 91 00 eMail: office@oetg.at; www.oetg.at Innovative Solutions in Spectroscopy SPECTROLYTIC.COM ► 28.09. -30.09.20 Göttingen GfT - 61. Tribologie-Fachtagung Web Conference https: / / www.gft-ev.de/ de/ tribologie-fachtagung-2020/ ► 26.10. - 28.10.20 Amsterdam, NL ELGI Working Group Meetings Web Conference https: / / www.elgi.org/ elgi.org/ index.php/ autumn-events ► 08.11. - 11.11.20 Cleveland, USA Tribology Frontiers Conference Web Conference https: / / www.stle.org/ TribologyFrontiers/ Default.aspx ► 19.11.20 Wiener Neustadt ÖTG-Symposium Präsenz und Web Conference https: / / www.oetg.at/ oetg-events/ oetg-symposium/ ? no_cache=1 ► 01.12. - 02.12.20 Bilbao, Spanien Lubmat 2020 Conference https: / / www.lubmat.org ► 24.04. - 27.04.21 Hamburg ELGI Annual General Meeting www.elgi.org ► 28.04. - 29.04.21 Hamburg ELGI-STLE Tribology Exchange Workshop www.elgi.org ► 28.04. - 29.04.21 Stuttgart UNITI Mineralöl-Technologie-Forum https: / / www.umtf.de ► 16.05. - 20.05.21 New Orleans, USA 75 th STLE Annual Meeting https: / / www.stle.org/ annualmeeting ► 08.06. - 10.06.21 Rosenheim OilDoc-Konferenz und Ausstellung https: / / conference.oildoc.com Inhalt 3 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 5 Andreas Keller, Marco Enger, Stanislav Trubnykov, Jürgen Molter Über die Güte von PTFE-basierten Transferfilmen und deren Einfluss auf die tribologische Leistungsfähigkeit Quality of PTFE containing transfer films and their impact on tribological performance 15 Alexander Hüttinger, Markus Wöppermann, Jörg Hermes Dynamische RWDR Tests neu definiert! New definition of dynamic seal tests! 19 Stefan Göllner, Thorsten Stöberl, Stefan Hörenberg, Frank Mantwill Tribologie von mit Ammoniak vorkonditionierten Gleitlacken Tribology of bonded coatings preconditioned with ammonia 26 TAE-Plenarvorträge Plenarvorträge Plenary Lectures: Tribology Industrial and Automotive Lubrication TAE Esslingen 2020 Preface: Dr. Manfred Jungk 1 Editorial Tagungen und Konferenzen - virtuell besser als nix? 2 Veranstaltungen Aus Wissenschaft und Forschung 46 Nachrichten GfT-Förderpreise Junge Tribologen Mitteilungen der GfT Mitteilungen der ÖTG Mitteilungen des WTC 65 Patentumschau 66 Normen Hinweise für Autoren / Checkliste (siehe Umschlag) Rubriken Vorab Tribologie und Schmierungstechnik Organ der Gesellschaft für Tribologie Organ der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft Organ der Swiss Tribology 67. Jahrgang, Heft 4 September 2020 Veröffentlichungen Die Autoren wissenschaftlicher Beiträge werden gebeten, ihre Manuskripte direkt an den Herausgeber, Dr. Jungk, zu senden (Checkliste und Formatvorgaben siehe Umschlagseite hinten). Authors of scientific contributions are requested to submit their manuscripts directly to the editor, Dr. Jungk (see backpage for formatting guidelines). IHR ONLINE-ABONNEMENT DER TuS Ab dem Jahrgang 2019 können Sie die aktuellen Hefte der Tribologie und Schmierungstechnik im Online-Abonnement beziehen. Die Hefte der vergangenen Jahrgänge werden kontinuierlich integriert. Unsere eLibrary bietet Ihnen einen qualitativ hochwertigen und benutzerfreundlichen Zugang zum digitalen Buch- und Zeitschriftenprogramm der Verlage expert, Narr Francke Attempto und UVK. Nutzen Sie mit uns die Chancen der Digitalisierung: https: / / elibrary.narr.digital/ journal/ tus Der Online-Zugang ist in Kombination mit dem Print-Abo oder als e-only-Abo erhältlich. Abo-Service: Tel: +49 (0)7071 97 97 10 Fax: +49 (0)7071 97 97 11 eMail: abo@narr.de Anzeige 4 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 nguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Spr awistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ A Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Komm aft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historisc aft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Manage \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ B chendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ aschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ Altphilologie \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Ku Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Kommunikationswissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ PROJEKTMANAGEMENT AKTUELL Die PROJEKTMANAGEMENT AKTUELL ist eine der führenden Fachpublikationen im Projektmanagement im deutschsprachigen Raum. Erscheinungsweise: 5 mal jährlich Bezugspreis jährlich print € [D] 67,00 Bezugspreis jährlich print+online € [D] 198,00 Einzelheft € [D] 20,00 (Preise jeweils inkl. MwSt. und zzgl. Versand) Organ der GPM Deutsche Gesellschaft für Projektmanagement e. V. unter Mitwirkung der Schweizerischen Gesellschaft für Projektmanagement (spm) und Projekt Management Austria (pma) Î Infos zum Aboservice: Tel.: +49 (0) 7071 97 97-0, Fax: +49 (0) 7071 97 97-11, eMail: abo@narr.de Î Infos zur Anzeigenschaltung: Stefanie Richter Tel.: +49 (0) 89 8 58 53-813, Fax: +49 (0) 7071 97 97-11, eMail: richter@narr.de UVK Verlag. Ein Unternehmen der Narr Francke Attempto Verlag GmbH + Co. KG Dischingerweg 5 \ 72070 Tübingen \ Tel. + 49 (0)7071 97 97 0 \ Fax + 49 (0)7071 97 97 11 \ info@narr.de \ www.narr.de Stand: September 2020 · Änderungen und Irrtümer vorbehalten! Die Zeitschri昀 liefert fundierte Fachinforma琀on für Projektmanagerinnen und Projektmanager u.a. in Industrie, Bauwesen, Beratungs- und Ingenieurbüros, im Bereich der So昀wareentwicklung und im Dienstleistungsgewerbe. Das Themenspektrum reicht von wissenscha昀lichen Fachbeiträgen zu Methoden und Techniken des Projektmanagements bis hin zu Praxis- und Erfahrungsberichten aus dem Projektalltag. Neben grundlegenden Orien琀erungsbeiträgen liefert die Fachzeitschri昀 auch Beiträge über Techniken und Verfahren des Projektmanagements und berichtet über Projek琀allstudien. Sie schlägt so eine Brücke zwischen Theorie und Praxis. weitere Infos zur PROJEKTMANAGEMENT AKTUELL unter www.projektmanagement.digital 1 Einleitung und Projektziel Dieser Beitrag präsentiert die ersten Ergebnisse des Forschungsprojekts „Gezielte Verbesserung von PTFE-haltigen Transferfilmen zur Reibung und Verschleißreduzierung“. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Transferfilmbildung von Polytetrafluorethylen (PTFE) Aus Wissenschaft und Forschung 5 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0019 achwissen- Altphilologie unikationsche Sprachment \ Alt- Bauwesen \ \ Tourismus ulturwissen- Anglistik \ \ Wirtschaft Über die Güte von PTFE-basierten Transferfilmen und deren Einfluss auf die tribologische Leistungsfähigkeit Andreas Keller, Marco Enger, Stanislav Trubnykov, Jürgen Molter* Eingereicht: 20.8.2020 Nach Begutachtung angenommen: 16.9.2020 Aus der Praxiserfahrung und vorangegangen wissenschaftlichen Studien ist bekannt, dass Polymertransferfilme in trocken-laufenden Gleitlagerungen einen großen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Tribosystems nehmen. Grundsätzlich scheinen nur Transferfilme, welche dünn, gleichmäßig deckend und mit hoher Haftung am Gegenkörper verbleiben, die Gleiteigenschaften zu verbessern. Würde es gelingen die Bildung dieser Transferfilme in gewissen Rahmen zu verstetigen oder gar zu steuern, könnte dies den allgemeinen Einsatzbereich von selbstgeschmierten Gleitsystemen deutlich erweitern. Hierzu ist es jedoch zunächst notwendig, ein grundlegendes Verständnis über die mechanischen und chemischen Gesetzmäßigkeiten, welche die Transferfilmbildung bestimmen, aufzubauen. Zudem wird erforscht, ob durch die Zugabe von nanoskaligen Partikeln eine Steuerung des Transferfilms ermöglicht werden kann. Diese Ziele verfolgt das öffentlich geförderte Kooperationsprojekt „Gezielte Verbesserung von PTFE-basierten Transferfilmen zur Reibungs- und Verschleißreduzierung“, dessen erste Ergebnisse hier vorgestellt werden sollen. Schlüsselwörter Tribologische Systeme, Materialwissenschaften, Tribometrie, Polymere, trockene Gleitreibung, Nanopartikel Quality of PTFE containing transfer films and their impact on tribological performance From previous scientific research and experience in practical applications, it is well known that polymer transfer films exhibit a tremendous impact on the friction and wear properties of polymers when sliding against steel under dry lubrication. The general tenor is that only high quality films (thin, coherent and well-adhered) promote optimal sliding. Huge potential arises when the transfer film quality becomes, within certain limits, a controllable factor. In depth understanding of the basic mechano-chemical rules/ laws of transfer film formation/ establishment and all related impact factors is still an open subject of current research. Furthermore, there is no widely acknowledged rule on how to qualitatively and quantitatively evaluate transfer film properties. This article presents the early research results of a collaboration project with the title “targeted improvement of PTFE containing transfer films for friction and wear reduction”. Main goal of the project is to better understand the rules behind the transfer film formation process and how the transfer film quality can be characterized and linked to friction and wear responses measured in simple model up to application simulation experiments. Within these experiments we also investigate the effect of adding nanoparticles to the polymer compound. Keywords tribological systems, materials science, tribometry, polymers, dry kinetic friction, nanoparticles Kurzfassung Abstract * Andreas Keller, M.Sc. Stanislav Trubnykov, M.Sc. Prof. Dr.-Ing. Jürgen Molter Hochschule Mannheim, Kompetenzzentrum Tribologie 68163 Mannheim Dr. Marco Enger Senior Tribologist, GGB Heilbronn GmbH 74078 Heilbronn ausreichend groß ist, um von der umgebenden Gegenflächentopographie und Rauheitsstruktur unterscheidbar zu sein. • Identifizierung von Oxidationsprodukten und anderen chemischen Reaktionsprodukten mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) und Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) sowie der Bestimmung von mikrostrukturellen Merkmalen unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie (REM) und fokussiertem Ionenstrahl (FIB) [ENGER2017]. • Messung des Füllstoffgehalts des Films (EDX) und zusätzlich der Filmhärte mittels Rasterkraftmikroskopie (AFM) [YE2013]. • Mechanische Charakterisierung von Transferfilmen unter Verwendung von Eindringversuchen auf Nanoebene [YE2014-2]. • Bestimmung der geometrischen Verhältnisse zwischen mit Film bedeckten Bereichen und der insgesamt beanspruchten Oberfläche des Gegenkörpers [KAHRE 2010; YE2014; HAIDAR2017]. Typischerweise verwendet dieser Ansatz digitale Mikroskopie oder REM zum Aufnehmen kontrastreicher Bilder von Transferfilmen in Kombination mit einer Bildverarbeitungssoftware. Insbesondere das letztere Verfahren, beschrieben von H.S. Khare zur Berechnung der „mean free space length“ („mittlere freie Weglänge“) zwischen Polymeranhaftungen scheint vielversprechend zu sein. J.Ye et al. [YE2014] und D.R. Haidar et al. [HAIDAR2017] fanden unter Verwendung dieser Methode bei mehrerer Polymer/ Stahl-Gleitpaarungen Korrelationen zwischen Verschleißraten und der oben genannten „freien Weglänge“. In diesem Artikel wird die tribologische Leistungsfähigkeit des eingesetzten Referenzmaterials anhand eines Pin-On-Disc-Versuchsaufbaus grundlegend charakterisiert. Zudem werden erste, mit Nanopartikeln modifizierte Varianten dieses Referenzmaterials unter ausgewählten Beanspruchungskollektiven untersucht. Die dabei entstanden Transferfilme werden mittels unterschiedlicher Verfahren dokumentiert und die strukturellen Merkmale qualitativ bewertet. Zudem wird die Eignung dieser Bildgebungsverfahren für eine im späteren Projektverlauf anstehende quantitative Auswertung untersucht. 2 Systemanalyse und Versuchsaufbau Bei der Auswahl von Testparametern für einen Tribometer-Test wird es allgemein als sinnvoll angesehen, Lastfälle aus realen Anwendungen abzuleiten. Bei Gleitlagern sind die primären Beanspruchungsgrößen die anliegenden Gleitgeschwindigkeiten sowie die auftretenden Flächenpressungen. Die Gleitgeschwindigkeit wird von der thermischen Belastbarkeit der Gleitlagermate- Aus Wissenschaft und Forschung 6 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0019 als Basismaterial oder Füllstoff besser zu verstehen und mit geeigneten Methoden zu beschreiben. Das damit gewonnene Verständnis des Filmbildungsprozesses könnte möglicherweise eine Kontrolle der Filmqualität erlauben. Qualitativ hochwertige Transferfilme können Reibung und Verschleiß in tribologischen Teilsystemen reduzieren und so die Energieeffizienz, Systemzuverlässigkeit und Lebensdauer erhöhen. Spezifische wissenschaftliche Ziele sind: • Bestimmung der entscheidenden Faktoren des Transferfilmbildungsprozesses. • Entwicklung eines theoretischen Modells basierend auf empirischen Ergebnissen von Modell- und Komponententests zur Beschreibung und potenziellen Kontrolle der Transferfilmbildung. Dies beinhaltet Simulationsmodelle zur Vorhersage des Materialverhaltens in den nicht getesteten Lastszenarien. • Wissenstransfer hin zu anwendungsorientierten Komponententests der Prüfkategorie IV und Validierung der Theorie und Polymerleistungsfähigkeit in industriellen Anwendungsversuchen. Die Kontrolle über Filmbildung und Filmqualität erscheint auf der Grundlage von drei Ansätzen denkbar: • Verwendung von Nanopartikeln wie Al 2 O 3 [SAWY 2003], Kohlenstoffnanoröhren [KAND2012; KAND 2014] oder Graphen [KAND2012; KAND2014]. • Chemische Kopplung an die Gegenfläche (Chelatbildung) durch gezielte Aktivierung der PTFE-Moleküle [ONED2014; HARR2015]. • Hochenergiebehandlung des PTFE-Materials [ENGE 2013; HOFF2014]. Aktuelle Veröffentlichungen geben Anlass zu der Annahme, dass die klassische Hypothese zur Filmbildung, wie die mechanische / adhäsive Verankerung alleine das Anhaften von PTFE-Fragmenten auf der gegenüberliegenden Oberfläche [CZIC2015] nicht angemessen beschreibt. Neuere Beobachtungen zeigen, dass auch chemische Wechselwirkungen eine wichtige Rolle spielen. Begriffe wie dünn, kontinuierlich und gleichmäßig werden häufig verwendet, um das wünschenswerte äußerliche Erscheinungsbild von Transferfilmen zu charakterisieren. Diese mikrostrukturellen Begriffe sind jedoch nur zur qualitativen Beschreibung nützlich. In Anbetracht dessen besteht ein klarer Bedarf an einer Methode zur quantitativen Beschreibung der Filmeigenschaften mit guter Reproduzierbarkeit bei gleichzeitig hoher Objektivität. Folgende Methoden sind den Autoren bekannt: • Bestimmung der Filmdicke mittels Kontaktprofilometrie oder Weißlichtinterferometrie [LAUX2013]. Dies setzt immer voraus, dass die vorhandene Filmdicke rialien begrenzt. Die statische und dynamische Tragfähigkeit hängt von der Beständigkeit des Polymers gegen plastische Verformung ab. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache wird der p*v-Wert häufig zur Auslegung trocken laufender Gleitlagerkontakte verwendet. Der p*v-Wert wird aus dem Produkt aus Anpressdruck p und Gleitgeschwindigkeit v berechnet [CZIC2015]. Viele moderne Polymere, die als Gleitlagermaterialien verwendet werden, sind auf maximale p * v-Werte zwischen 1 und 4 ausgelegt, wenn diese gegen eine Stahlwelle gleiten und durch Einbau in ein metallisches Gehäuse eine ausreichende Wärmeabfuhr gewährleistet ist. Tabelle 1 zeigt die gesamte Matrix der möglichen p * v- Kombinationen, die in den Pin-on-Disk-Versuchen untersucht werden können. Moderne Gleitlager weisen jedoch bei geringer Belastung eine bereits ausreichend lange Lebensdauer auf - unter solchen Belastungsbedingungen haben Verbesserungen keinen wirtschaftlichen Wert. Daher konzentrieren sich die Tests auf moderate bis hohe Lastszenarien, wie in Tabelle 1 hervorgehoben. Das Spektrum an möglichen Gegenlaufpartnern ist mannigfaltig - dazu gehören verschiedene Stahllegierungen und andere Metalle (z.B. Aluminium) oder Beschichtungen (metallisch, keramisch, polymer) mit jeweils spezifischen Eigenschaften hinsichtlich Härte, Elastizität, thermischen Leitfähigkeit, Oberflächenenergie. Die Gegenflächentopographie hat ebenfalls maßgebend Einfluss auf die Lebensdauer von trockenlaufenden Gleitlagerungen daher spezifizieren Lagerhersteller häufig die maximal zulässige Rauheit der Gegenfläche. Übliche Werte liegen im Bereich von R z 1 bis 6 µm. In dieser Versuchsreihe werden als Gegenfläche 100Cr6- Scheiben nach DIN 51834-2 verwendet. Die Gegenflächen wurden sowohl mit konzentrischen und kreuzendem Schleifmustern versehen. Die erzielten Rauheitswerte decken sich mit den Spezifikationswerten (poliert bis rau: R z <1 µm und R z ~ 6 µm). Alle grundlegenden Untersuchungen werden an einer Modelltestkonfiguration gemäß der Prüfkategorie VI [CZIC2015] durchgeführt. Diese ist kosteneffizient, nutzt einfach zu handhabende Prüfkörpergeometrien und ermöglicht eine schnelle und aussagekräftige Charakterisierung der zu untersuchenden Materialien. Die Versuche wurden mit einem „Bruker Universal Material Tester“ durchgeführt. Als Kontaktkonfiguration wurde „Pin-On-Disk“ (PoD) gewählt (siehe Bild 1). Die Pins weisen hierbei einen Durchmesser von 6 mm auf und kreisen auf einem mittleren Durchmesser von 7,5 mm. Das Kontaktverhältnis von Grund zu Gegenkörper (ε) wurde auf 0,2 eingestellt, was im Vergleich zu üblichen Pin-on-Disk Anordnungen groß ist. Dadurch sollen die typischen Verhältnisse von tatsächlichen Radiallagerkontakten näherungsweise nachgestellt werden (ε = 0,33 basierend auf einem Eingriffswinkel von 120°). Die Normal- und Tangentialkräfte werden mit einem 2-Achs-DMS-Kraftsensor aufgezeichnet. Die Kontakttemperatur wurde unter Verwendung eines mitschleifenden Thermoelements vom Typ-K nahe dem Auslauf der Pinprobe auf der Gegenkörperscheibe erfasst. Messwerte der Temperaturmessung werden jedoch aus Umfangsgründen in dieser Publikation nicht dargestellt. Der lineare Verschleiß wird über die geometrische Annäherung des Stifthalters an die Gegenfläche ermittelt. Die Gleitstrecke wurde auf 10 km festgelegt, um gleiche Zykluszahlen für alle getesteten Geschwindigkeiten sicherzustellen. Die Umgebungstemperatur betrug ~24 °C bei 25 - 35 % relative Feuchte. Die Teststatistik betrug 3 Wiederholungen. Ein klassisches Polymercompound ist Gegenstand dieses Forschungsprojekts. Die Verbindung besteht aus einer spritzgegossenen thermoplastischen Polymermatrix, die mit PTFE und später mit einer Kombination aus PTFE und keramischen Nanofüllstoffen modifiziert ist. Der Glasübergangsbereich des Standardcompounds ist durch folgende Temperaturen definiert 63-79 °C. Die Aus Wissenschaft und Forschung 7 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0019 Gleitgeschwindigkeit Flächenpressung 0.035 m/ s 0.1 m/ s 0.3 m/ s 1 MPa 5 MPa 11,3 MPa 20 MPa Tabelle 1: Für Versuche in Betracht gezogene Flächenpressung und Gleitgeschwindigkeit (p*v-Werte) - Graue Unterlegung zeigt genutzte Kombinationen an Bild 1: a) Vollständiger Versuchsaufbau; b) Detaildarstellung des PoD-Kontakts und Position des Temperatursensors; c) Polymerpin-Adaption; d) Scheibenbefestigung reagieren können, wurde dieser Effekt unter Verwendung technisch üblicher Oberflächentopografien und den damit einhergehenden Rauheitskenngrößen für Lageranwendungen untersucht. Die Ergebnisse sind in Bild 2 zusammengefasst. Es ist offensichtlich, dass die Anfangsbzw. Einlaufreibungsniveaus im Vergleich zur stationären Reibung unabhängig von der getesteten Oberflächenrauheit häufig erhöht sind. Die höchsten Einlaufreibwerte treten auf, wenn das Material mit einer polierten Gegenflächen gepaart wurde. Dies ist vermutlich hauptsächlich auf eine Erhöhung des adhäsiven Reibungsanteils zurückzuführen. Das Reibwert-Zeitdiagramm in Bild 3 unterstützt diese Aussagen und zeigt eine ausgeprägte Spitze zu Versuchsbeginn. Die Reibung Aus Wissenschaft und Forschung 8 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0019 tatsächliche Glasübergangstemperatur liegt bei 73 °C. Spezifische Materialzusammensetzungen können zu diesem Zeitpunkt jedoch nicht offengelegt werden. 3 Versuchsergebnisse und Diskussion 3.1 Ergebnisse der Referenzmaterialien Die Leistungsfähigkeit trockenlaufender Lagerungen wird durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst. Da aus Literaturrecherche und Systemanalyse bekannt ist, dass die untersuchten Polymercompounds sehr empfindlich auf Topographievariationen der Gegenkörperfläche Bild 2: Reibungs- und Verschleißcharakteristik in Abhängigkeit der Gegenkörperrauheit; Lastbedingungen 11,3 MPa und 0,035 m/ s (p*v-Wert = 0,4) nimmt typischerweise mit fortschreitendem Gleitvorgang ab, und es wird eine geringeres stationäres Reibungsniveau erreicht. Das Referenzmaterial zeigt dabei konstante Reibwerte im Bereich von 0,10 bis 0,15. Dies ist ein typisches und bekanntes Verhalten für diese Polymer-Stahl-Paarungen unter Gleitbeanspruchung. Es kann auf verschiedene Effekte zurückgeführt werden: •Einen zunächst hohen Anteil an deformativen und adhäsiven Interaktionen zwischen beiden Gleitpartner innerhalb der erst Reibungszyklen. •Der Bildung eines stabilen und trennenden Polymertransferfilms, der zuvor beschriebene Interaktionen deutlich verringert. Bild 3: Exemplarische Reibungskurven des Referenzcompounds beim Gleiten gegen eine polierte und eine auf R z 1 µm aufgeraute 100Cr6-Oberfläche • Möglicherweise auch Passivierung und/ oder Oxidation der Polymer als auch der Stahl-Oberfläche, welche das Potential für chemische und adhäsive Interaktionen reduziert. Wie erwartet, sind die Änderungen im Verschleißverhalten stärker ausgeprägt (Bild 2 rechts). Dargestellt sind folgende Verschleißkennwerte: Der initiale Materialkonsum, auch bekannt als Einlaufverschleißtiefe, sowie die initiale und stationäre Verschleißrate. Die initialen Verschleißraten sind deutlich höher als in der stationären Betriebsphase, was durch die zuvor beschriebenen Einlaufprozesse erklärt werden kann. Ein Verschleißoptimum wurde für moderat raue Gegenkörper gefunden (R z = 1 µm). Der geringere Verschleiß äußert sich in allen wichtigen Verschleißkennwerten. Für diesen Rauigkeitsbereich liegt möglicherweise ein Gleichgewicht zwischen adhäsiven und deformativen Wechselwirkungen vor, der zu diesem Verhalten führt. Zudem ist bekannt, dass die Gegenkörpertopographie Einfluss auf die Transferfilmbildung hat. Daher kann folgende Annahme formuliert werden: mäßig raue Oberflächen fördern die Bildung eines robusten Transferfilms. Die höchsten Verschleißkennwerte wurden für sehr raue und sehr glatte Oberflächen gemessen. Bei glatten Oberflächen kommt es zu starken adhäsiven Wechselwirkungen, die zu erhöhtem Verschleiß führen können. Zudem bieten solche Oberflächen nicht genügend Rauheitstäler für eine ausreichende mechanische Verankerung des Transferfilms und führen somit zu einer schwachen Filmhaftung, da primär lediglich adhäsive Bindungen genutzt werden können. Dies führt zu einem ständigen Wechsel zwischen Auf- und Abbau des Transferfilms und könnte den enormen initialen Materialkonsum erklären. Jedoch stabilisiert sich auch dieses System, was eine geringere Verschleißrate zur Folge hat. Bei hohen Rauheitsgraden basiert der Hauptverschleißmechanismus auf verformenden bis abrasiven Wechselwirkungen, die wiederum zu höherem Verschleiß führen. Das Hohlraumvolumen rauer Oberflächen ist im Verhältnis sehr groß. Daher wird mehr Material benötigt, um die Hohlräume zu füllen. Bei rauen Oberflächen bleiben die operativen Verschleißwerte hoch, was möglicherweise auf einen unzureichenden Deckungsgrad des Transferfilms zurückzuführen ist. Die Zerspanungswirkung der Gegenfläche würde damit weiter dominieren. Ähnliche Beobachtungen wurden in [ENGE2019] dokumentiert. Änderungen im Beanspruchungskollektiv haben häufig eine Veränderung der Reibungs- und Verschleißantworten zur Folge. Hohe Gleitgeschwindigkeiten sind für trockenlaufende Polymer-Gleitlager aufgrund des hohen Energieeintrags häufig besonders kritisch, weil die dabei entstehende Wärme nicht durch ein Schmiermedium abgeführt werden können. Die mechanischen Eigenschaften des Polymers werden durch die Temperaturspitzen dabei stark beeinflusst, was sich direkt auf die Reib- und Verschleißantworten auswirkt. Bild 4 zeigt die Reibungs- und Verschleißreaktionen in Abhängigkeit der Relativgeschwindigkeit. Die Reibungsniveaus nehmen tendenziell mit zunehmenden Relativgeschwindigkeiten leicht zu, was auf temperaturbedingte Änderungen des Polymers zurückzuführen ist, die zu höheren adhäsiven Reibungsanteilen führen. Die abnehmende Verschleißfestigkeit mit steigender Gleitgeschwindigkeit kann ebenfalls mit einer thermischen Änderung der mechanischen Eigenschaften erklärt werden. Die Verschleißänderung bei hohen Geschwindigkeiten ist so massiv, dass davon ausgegangen werden muss, dass Temperaturen im Bereich der Glasübergangstemperatur der Polymermatrix während des Tests erreicht wurden. Aus Wissenschaft und Forschung 9 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0019 Bild 4: Reibungs- und Verschleißkennwerte in Abhängigkeit von Gleitgeschwindigkeit bei einer Gegenkörperrauheit von R z = 3 µm und 11,3 MPa Flächenpressung (p*v-Werte: 0,4; 1,13; 3,4) Zugabe von Nanopartikeln die mechanischen Eigenschaften der Polymerverbindung verbessert, was zu einer höheren Beständigkeit gegen abrasive Verschleißwirkungen führt. Eine beschleunigte Transferfilmbildung könnte dies ebenfalls erklären. Ein sich schnell entwickelnder und beständiger Transferfilm bietet einen frühen Schutz der Polymeroberfläche vor den angreifenden Verschleißwirkungen der Gegenfläche. Insgesamt scheinen die Verschleißverbesserungen hinsichtlich des Volumenanteils der Nanopartikel nahezu unabhängig zu sein. Die Reibwerte zeigen allerdings ein gegenläufiges Verhalten. Bei geringem Volumenanteil ist die Auswirkung auf die Reibung vernachlässigbar - die initiale Reibung ist vergleichbar, die Werte nach dem Einlauf sind minimal höher. Bei hohen Volumenanteilen kann ein Anstieg der Reibungswerte zu Beginn der Gleitbeanspruchung und im stationären Zustand um bis zu 200 % gemessen werden. Dies legt nahe, dass die Nanopartikel die reibungsmindernden Effekte der PTFE- Modifikation verhindern. Möglicherweise wirken diese als Barriere für das zwischenmolekulare Abgleiten der PTFE-Lamellen untereinander (unter der Annahme eines bestimmten Grads an Partikelagglomeration). Daher wären die Reibungsniveaus näher an den Reibungswerten, die normalerweise für das reine Matrixpolymer gemessen werden. Eine andere mögliche Erklärung ist, dass Compounds mit einer relativ hohen Menge an Nanopartikeln in Folge von Partikelagglomeration verstärkt abrasiv wirken und somit den Filmbildungsprozess nachteilig beeinflussen bzw. stören. Ein höherer Grad an abrasiven bzw. deformierenden Wechselwirkungen würde ebenfalls zu einer höheren Reibung führen. Aus Wissenschaft und Forschung 10 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0019 3.2 Ergebnisse der Versuche mit Nanocompounds Die vorherigen Ergebnisse zeigen, dass das Standardcompound bei hohen Geschwindigkeiten bzw. in Kombination mit sehr glatten und sehr rauen Oberflächen deutliche Einschränkungen hinsichtlich seiner Einsatzmöglichkeiten aufweist. Dieses Kapitel umfasst die Reibungs- und Verschleißergebnisse der ersten modifizierten Polymervarianten. Das Polymer wurde hierbei durch Beimischung von nanoskaligen, keramischen Partikeln in unterschiedlichen Volumenkonzentrationen modifiziert, um dessen tribologischen Leistungsfähigkeit zu verbessern. Die Ergebnisse sind in Bild 5 dargestellt. Die Tests wurden bei 11,3 MPa Flächenpressung in Kombination mit einer kontinuierlichen Gleitgeschwindigkeit von 0,1 m/ s - der zuvor bestimmten p * v-Grenze der Referenzverbindung - durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe von Nanopartikeln vielversprechende Effekte zeigt, insbesondere hinsichtlich des Verschleißverhaltens: • Deutliche Reduzierung des anfänglichen Materialverbrauchs auf bis zu ~ 23 % des Basispolymerwerts. • Die anfänglichen Verschleißraten werden auf ~ 35 % des Basispolymerwerts reduziert. • Die stationären Verschleißraten sind ebenfalls bis zu viermal niedriger. Der verringerte anfängliche Materialverbrauch und die geringen Einlaufverschleißraten legen nahe, dass die Bild 5: Reibungs- und Verschleißkennwerte in Abhängigkeit des Nanopartikelvolumenanteils bei einer Gegenkörperrauheit R z = 3 µm, sowie 11,3 MPa Flächenpressung und 0,1 m/ s Gleitgeschwindigkeit (p*v Wert = 1,13) Wie in Kapitel 3.1 dargestellt hat das Referenzmaterial beim Gleiten auf sowohl sehr glatten als auch sehr rauen Oberflächen eine unzureichende Verschleißbeständigkeit (Bild 2 rechts). Durch die Zugabe der Nanopartikel wird eine deutliche Reduzierung der Verschleißkennwerte auch unter diesen ungünstigen Rauheitsbedingungen erreicht (siehe Bild 6). 4 Analytik des Transferfilms Die auf den Gegenkörpern erzeugten Transferfilme wurden unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie, digitaler Mikroskopie und Weißlichtinterferometrie (WLI) untersucht (siehe Bild 7). Die spezifischen Vor- und Nachteile jeder Methode können wie folgt zusammengefasst werden: • Die digitale Mikroskopie ist ein einfaches und schnell zu handhabendes Werkzeug, weist jedoch deutliche Einschränkungen hinsichtlich der möglichen Vergrößerung auf. Zusätzlich erschweren die schwachen Kontrastunterschiede zwischen Transferfilm und Umgebung die Transferfilmerkennung, insbesondere wenn raue Gegenflächen untersucht werden. Diese Probleme disqualifizieren diese Methode als Grundlage für die quantitative Bewertungsmethode, wie die Bestimmung der mittleren freien Weglänge („mean free space length“) zwischen den Transferfilmflecken von H.S. Khare [KAHRE2010]. Aus Wissenschaft und Forschung 11 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0019 Bild 7: Vergleich von Digitalmikroskopie (A), REM-Bildgebung (B) und WLI (C) bezüglich der Sichtbzw. Detektierbarkeit von Transferfilmen (gleiche Probe) Bild 6: Einfluss der Rauheit auf die Verschleißbeständigkeit der nanopartikel-modifizierten Polymere; Lastbedingungen: Flächenpressung = 11,3 MPa und Gleitgeschwindigkeit = 0,1 m/ s (p*v-Wert = 1,13) A B C volumenanteils ist in Bild 8 dargestellt (entsprechende tribologische Leistungsfähigkeit siehe Bild 5). Ohne Zugabe von Nanopartikeln erscheint der Transferfilm schwach und dünn. Die Aufnahme zeigt auch viele Lücken ohne Transferfilm. Die Zugabe von Nanopartikeln liefert einen wesentlich kohärenteren Film. Die Transferfilmstruktur scheint dicker zu sein, aber gut zu haften. Der unter Verwendung der Polymerverbindung mit hohem Volumenanteil an Nanopartikeln gebildete Film zeigt immer noch einen ausreichenden Deckungsgrad. Diese Aufnahme deutet aber auch auf eine mögliche Furchung hin, die die zuvor getätigte Hypothese zur Schleifwirkungen bestätigen würde. Wenn viele Nanopartikel beim Compoundieren agglomerieren, könnten sie eher abrasive Partikel bilden, welche anschließend zu abrasiven Verschleiß führen. Bild 9 zeigt die auf glatten bis rauen, kreuzgeschliffenen Oberflächen gebildeten Transferfilme (entsprechende Verschleißergebnisse sind in Bild 6 dargestellt). In diesem Fall scheint die Gesamtmenge und -größe der Polymerpatches signifikant verringert zu sein, wenn die mit Nanopartikeln modifizierten Varianten verwendet werden. Der Film sieht einheitlicher aus - dies gilt insbesondere für polierte Oberflächen (A und D).Die verbesserte Verschleißbeständigkeit bei Verwendung von glatten bis mäßig rauen Gegenflächen kann möglicherweise auf eine verbesserte Transferfilmqualität zurückgeführt werden. Eine Verbesserung bei hoher Rauheit ist eher auf eine höhere Robustheit gegenüber abrasiven Wechselwirkungen zurückzuführen, da die REM-Bilder keine eindeutigen Hinweise auf eine höhere Filmqualität liefern. Aus Wissenschaft und Forschung 12 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0019 • Die REM-Bildgebung ist im direkten Vergleich relativ langsam und arbeitsintensiv, bietet jedoch eine qualitativ hochwertige, kontrastreiche Bildgebung des Transferfilms, die für die weitere quantitative Analyse mithilfe einer Bildverarbeitungssoftware geeignet ist. Der verbaute Elektronenrückstreuungsbeugungsdetektor (engl.: Electron backscatter diffraction, EBSD) bietet einen zusätzlichen Vorteil gegenüber der Standard-Sekundärelektronendetektion (SE), da hiermit auch der Rückstreuelektronenkontrast dargestellt werden kann (engl. backscattered electrons, BSE). Das BSE-Bild betont den Materialkontrast und unterdrückt gleichzeitig Topografiedetails. • Obwohl z.B. Laux K.A. [LAUX2013] WLI zur Messung der Filmdicke erfolgreich verwendeten, waren unsere Versuche nur sehr begrenzt erfolgreich. Die in dieser Arbeit erzeugten Transferfilme sind oft sehr dünn und teilweise transparent. Daher zeigt diese optische Messmethodik ähnliche Probleme wie die Digitalmikroskopie. Filmbelegte Flächen im inneren der Gleitzone können kaum von der Oberflächenrauheit unterschieden werden, während große und undurchsichtige Partikel an den Rändern der Gleitzone erfasst werden (siehe 7C). Obwohl dicke und undurchsichtige Filme leicht gemessen werden können, sind solche Filme in realen Anwendungen nicht wünschenswert, da sie vermutlich weniger robust gegen tribologische Beanspruchungen sind und während der Einlaufphase vermutlich auch mehr Material verbrauchen, und dadurch der Einlaufverschleiß unzulässig hoch wird. Die erzeugten Transferfilme wurden daher primär mittels REM untersucht. Der Einfluss des Nanopartikel- Bild 8: REM/ BSE Aufnahmen (obere Reihe x500 Vergrößerung, untere Reihe x2000 Vergrößerung) der Transferfilme. Vergleich des Basiscompounds mit zwei modifizierten Varianten nach Belastung mit 11,3 MPa und 0,1 m/ Gleitgeschwindigkeit (p*v-Wert: 1,13; R z 3 µm konzentrisch geschliffener Gegenkörper) 5 Zusammenfassung • Die grundlegende Untersuchung des Referenzpolymers zeigte dessen eingeschränkte Belastbarkeit bei Beanspruchungen außerhalb seiner „Komfortzone“:  Das Polymer reagiert sehr empfindlich auf Veränderungen der Topografie der angreifenden Gegenkörperfläche. Sowohl extrem niedrige Rauheiten (polierte Oberflächen) als auch technisch eher raue Oberflächen R z > 3 µm führen zu erhöhtem Verschleiß.  Hohe Geschwindigkeiten führen auch zu einem erhöhten Verschleiß und einer erhöhten Reibung, insbesondere wenn die thermischen Belastbarkeitsgrenzen des Basispolymers bzw. dessen Glasübergangstemperatur erreicht werden. • Die Ergebnisse zeigten, dass durch Inkorporieren von Nanopartikeln die Verschleißbeständigkeit des Polymers verbessert wird. Die Ergebnisse zeigten auch, dass bereits ein geringer Volumenanteil ausreicht, um den Verschleiß zu verringern, jedoch das günstige niedrige Reibungsniveau der ursprünglichen Verbindung zu erhalten. • Die Rauheit spielt eine zusätzliche Rolle und fördert einen fleckigen Film, der hauptsächlich in Umfangsrichtung angeordnet ist (geringe Rauheit und polierte Oberflächen). Bei hohen Rauheiten ähnelt der Transferfilm eher dem generellen Schliffcharakter und scheint aus der Rauheitstälern heraus anzuwachsen. • Die ausgewählten Oberflächenuntersuchungsmethoden weisen bei rauen Oberflächen deutliche Einschränkungen auf, was eine quantitative Beurteilung des Transferfilms erschwert. Unter allen verfügbaren Analysemethoden scheint nur die Rasterelektronenmikroskopie mittels der durch den BSD-Detektor verfügbaren BSE-Aufnahmen geeignet zu sein, um konsistente sowie kontrastreiche Bilder für die Bildverarbeitung und quantitative Differenzierung der Transferfilme im weiterführenden Projektverlauf bereitzustellen. Aus Wissenschaft und Forschung 13 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0019 Bild 9: REM/ BSE Aufnahmen (x500 Vergrößerung) der Transferfilme. Vergleich von Basiscompound und modifiziertem Compound; A/ D = R z ≤ 0,1 µm; B/ E = R z 1 µm; C/ F=Rz 6 µm; Lastkollektiv: 11,3 MPa und 0,1 m/ s (p*v-Wert: 1,13) tive surface films. Macromolecules 2015, 48, 3739-3745 HOFF2014 T. Hoffmann; D. Lehmann: Chemisch modifiziertes PTFE als EP/ AW Additiv in Schmierstoffen; Tribologie und Schmierungstechnik 61 (2014); 11- 16 KAHRE2010 H.S. Khare, D.L. Burris: A quantitative method for measuring nanocomposite dispersion; Polymer 51 (2010) 719-729 KAND2012 Kandanur, S.S.; Rafiee, M.A.; Yavari, F.; Schrameyer, M.; Yu, Z.-Z.; Blanchet, T.A.; Koratkar, N.: Suppression of wear in graphene polymer composites; Carbon 2012, 50, 3178-3183 KAND2014 Kandanur, S.S.; Schrameyer, M.A.; Jung, K.F.; Makowiec, M.E.; Bhargava, S.; Blanchet, T.A.: Effect of activated carbon and various other nanoparticle fillers on PTFE wear. Tribol. Trans. 2014, 57, 821-830. LAUX2013 Laux K.A., Schwartz C.J.: Influence of linear reciprocating and multi-directional sliding on PEEK wear performance and transfer film formation; Wear 301 (2013) 727-734 ONOD2014 Onodera, T.; Kawasaki, K.; Nakakawaji, T.; Higuchi, Y.; Ozawa, N.; Kurihara, K.; Kubo, M.: Chemical reaction mechanism of polytetrafluoroethylene on aluminum surface under friction condition; J. Phys. Chem. C 2014, 118, 5390- 5396 SAWY2003 Sawyer, W.G.; Freudenberg, K.D.; Bhimaraj, P.; Schadler, L.S.: A study on the friction and wear behavior of PTFE filled with alumina nanoparticles; Wear 2003, 254, 573-580. YE2013 J. Ye, H.S. Khare, D.L. Burris: Transfer film evolution and its role in promoting ultra-low wear of a PTFE nanocomposite; Wear 297 (2013) 1095-1102 YE2014 J. Ye, H.S. Khare, D.L. Burris: Quantitative characterization of solid lubricant transfer film quality; Wear 316 (2014) 133-143 Ye, J. Characterizing PTFE Transfer Film Properties to Elucidate Transfer Film’s Role in Ultra-Low Wear Sliding of Polymer Nanocomposites. Ph.D. Thesis, University of Delaware, Newark, DE, USA, 2014. Aus Wissenschaft und Forschung 14 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0019 Danksagung Dieser wissenschaftliche Beitrag beruht auf den Ergebnissen und Erkenntnissen des öffentlich geförderten Kooperationsprojekts (FHprofUnt) „Gezielte Verbesserung von PTFE-haltigen Transferfilmen zur Reibung und Verschleißreduzierung“ (FKZ: 13FH149PX6) mit dem Projektpartner GGB GmbH. Dieses Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) auf Beschluss des Deutschen Bundestages finanziert. Literatur CZIC2015 Czichos, H.; Habig, K-H: Tribologie-Handbuch; Springer Vieweg-Verlag, 4. Auflage, 2015, ISBN: 978-3-8348-1810-2; Seiten 404- 406,459 ENGE2013 Th. Engelhardt; D. Lehmann; Th. Hoffmann; A. Träger; H. Marks; Upcycling von PTFE und der Einsatz als Additive für Hochleistungskunststoffe und -schmierstoffe; 21- Seminar „Kunststoffrecycling in Sachsen“; Vortrag; 2013 ENGER2017 M. Enger, J. Erlewein, T. Ziegler, J. Eder: Structural and chemical alterations in transfer films; Tagungsband: 58. Tribologie-Fachtagung 2017; Gesellschaft für Tribologie e.V.; ISBN 978-3- 9817451-2-2 ENGE2019 M. Enger, P.-F- Cardey, T. Ziegler: “Counter face micro-geometry and its impact on bearing performance”, Tagungsband: 60. Tribologie- Fachtagung 2019; Gesellschaft für Tribologie e.V.; ISBN: 978-3-9817451-4-6 HAIDAR2017 Haidar D.R., Ye J., Moore A.C., Burris D.L.: Assessing quantitative metrics of transfer film quality as indicators of polymer wear performance; Wear 380-381 (2017) 78-85 HARR2015 Harris, K.L.; Pitenis, A.A.; Sawyer, W.G.; Krick, B.A.; Blackman, G.S.; Kasprzak, D.J.; Junk, C.P.: PTFE tribology and the role of mechanochemistry in the development of protec- Motivation Bei der Entwicklung zukünftiger Antriebstechnik stehen Aspekte wie Nachhaltigkeit, Effizienz und Langlebigkeit ganz weit im Vordergrund. Wer sich diesen Anforderungen stellt, kommt an modernen Simulationswerkzeugen und neuen Berechnungsverfahren nicht vorbei. Tragfähigkeiten von Verzahnungen und Lagern können damit schon heute sehr exakt berechnet werden. Selbst das Geräuschverhalten von kompletten Antriebssträngen lässt sich heute durch innovative Simulationen vorausbestimmen und optimieren. Jedoch beruhen alle diese Berechnungsmodelle darauf, dass die Schmierung und Kühlung der Einzelkomponenten auch dauerhaft funktioniert. Immer mehr Antriebe müssen zukünftig mit einer einmaligen „Lebensdauerschmierung“ auskommen. Ein Schmierstoff- oder Dichtungswechsel ist hier im Produktlebenszyklus nicht mehr vorgesehen. Schmierstofftechnisch lässt sich diese Anforderung durch geeignete Maßnahmen gut realisieren. Jedoch muss beachtet werden, dass die Lebensdauerschmierung eines Antriebes nur dann funktionieren kann, wenn auch das Dichtsystem auf Dauer funktioniert! Aktuell wird in der Antriebstechnik immer noch auf klassische berührende Dichtsysteme wie den Radialwellendichtring (RWDR) gesetzt. Leider hat sich im Hinblick auf die Berechenbarkeit der Lebensdauer von RWDR in den vergangenen Jahrzehnten kaum etwas getan. So gibt es Stand heute dafür keine geeigneten Berechnungswerkzeuge. Das bedeutet, selbst wenn sich die Tragfähigkeit der Verzahnung und Lagerung bis auf die Stunde genau berechnen lässt, bleibt es nach wie vor ungewiss, ob die Dichtheit des Systems und damit die Schmierung über die geforderte Lebensdauer gewährleistet werden können. Hier müssen gegenwärtig immer noch langwierige und kostspielige Schmierstoffverträglichkeitstests mit den Dichtsystemen und Gegenlaufflächen durchgeführt werden. Bewährt haben sich dabei praxisnahe, dynamische Tests der Dichtungshersteller. Die üblichen Testverfah- Aus Wissenschaft und Forschung 15 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0020 Dynamische RWDR Tests neu definiert! Alexander Hüttinger, Markus Wöppermann, Jörg Hermes* Klassische Radialwellendichtringe (RWDR) sind nach wie vor die erste Wahl, wenn es darum geht industrielle Antriebssysteme sicher und wirtschaftlich abzudichten. Für eine möglichst lange Lebensdauer der Dichtung ist die Verträglichkeit von Schmierstoff und Elastomer von zentraler Bedeutung. Zur Prüfung der Verträglichkeit wurde ein neues Messverfahren entwickelt mit dessen Hilfe dynamische RWDR Tests schneller und einfacher bewertet werden können. Die vorgestellte Messmethode ermöglicht eine in-situ Bewertung des Tribosystems im Dichtspalt hinsichtlich Welleneinlauf oder chemische Wechselwirkungen über die Laufzeit des Versuches. Dies bietet die Möglichkeit Schmierstoffe oder Dichtsysteme in sehr schnellen Iterationszyklen zu entwickeln. Schlüsselwörter Reibmoment, Schmierstoffverträglichkeit, Messverfahren, Radialwellendichtring (RWDR), Dynamischer RWDR Test, In-situ Bewertung, Schmierstoff, Prüfstand New definition of dynamic seal tests! Classical radial oil seals still are the first choice for sealing industrial drive system securely and economically. In order to ensure a long service life of the seal, using compatible lubricants and elastomers is crucial. To check compatibility, a new method of measurement has been developed that facilitates a quicker and easier evaluation of oil seal tests. The introduced method of measurement provides an in-situ evaluation of the tribological system within the sealing gap, for example regarding the run-in on the shaft or the chemical interaction during the runtime of the test. This allows for developing lubricants and sealing systems in very quick iteration cycles. Keywords Friction torque, Lubricant compatibility, Measurement methods, Radial shaft seal (RWDR), Dynamic RWDR test, In-situ rating, Lubricant, Test rig Kurzfassung Abstract * Dipl.-Ing. (BA) Alexander Hüttinger SEW Eurodrive GmbH & Co KG, EGT-TD 76646 Bruchsal Dr.-Ing. Markus Wöppermann Dr.-Ing. Jörg Hermes SEW Eurodrive GmbH & Co KG, Getriebeentwicklung 76646 Bruchsal Bedingungen testen zu können, wurde der Prüfstand so entwickelt, dass Ölfüllstand, Temperatur, Drehzahl und Überdruck unabhängig voneinander eingestellt werden können. Der genauere Aufbau ist in Bild 1 dargestellt. Es wurde ein Konzept gewählt, bei dem der Antriebsmotor auf beiden Seiten ein freies Wellenende hat. Somit können pro Antrieb zwei RWDR gleichzeitig geprüft werden. Mit dem Kompromiss, dass das Drehzahlprofil für Messzelle 1 und 2 identisch ist. Alle weiteren Parameter können für die beiden Messzellen eines Antriebsstranges unabhängig voneinander gewählt werden. Das Messprinzip der Reibmomentmessung beruht auf der Wegmessung gegen eine bekannte Federkraft. Die Kalibriereng der Messeinheit erfolgt klassisch über Totgewichte. Auf eine reibungsfreie Lagerung wurde aus Gründen der Einfachheit verzichtet. Im Fokus bei der Entwicklung des neuen Prüfstandes standen nicht absolute, sondern relative Reibmomentmessungen. Es hat sich gezeigt, dass nicht der absolute Reibmomentwert ein geeigneter Indikator für eine Schmierstoffverträglichkeit ist, sondern der Reibmomentverlauf. Der Heiz- und Kühlmantel wurde so aufgebaut, dass der Ölraum berührungslos geheizt oder gekühlt werden kann. Die Messzelle wurde mit einer Bremseinheit ausgestattet, um die Reibmomentmessung bei Drehzahlsprüngen oder Drehrichtungsumkehr temporär deaktivieren zu können. Ansonsten würde der Reibmomentverlauf primär durch die Veränderung der Drehzahl be- Aus Wissenschaft und Forschung 16 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0020 ren bieten keinerlei Informationen über den Zustand der Dichtung zur Laufzeit des Versuches. Erst nach Abschluss der Tests kann durch eine Analyse der Zustand der Dichtung bewertet werden. Eine zeitnahe Entwicklung neuer Schmierstoffe oder Dichtsysteme, die auf den dynamischen Tests beruht, ist mit dieser Vorgehensweise nicht möglich. In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass für die Entwicklung eines Schmierstoffes mit einer guten Dichtungsverträglichkeit in der Regel mehrere Schleifen durchlaufen werden müssen. Dieser Tatsache geschuldet wurde ein neues Prüfverfahren entwickelt, das zur Laufzeit des dynamischen Versuches einen Rückschluss auf das tribologische Verhalten im Dichtspalt zulässt. Anliegen ist es, die Verträglichkeit von Schmierstoff und RWDR beobachten zu können und nur zielführende Kombinationen über die geforderte Laufzeit zu testen. Kombinationen, die kein stabiles Tribosystem zeigen, können mithilfe der Reibmomentmessung vorzeitig beendet werden. Das senkt die Entwicklungskosten und verkürzt signifikant die Entwicklungszeit. Prüfstand Grundlegend bei der Entwicklung eines neuen RWDR- Prüfstands war die Idee, das Reibmoment im Dichtspalt permanent zu ermitteln und über die Veränderung des Reibmomentes auf das tribologische Verhalten im Dichtspalt zu schließen. Um möglichst unter gleichbleibenden Bild 1: a - Reibmomentprüfstand mit 4 Antriebssträngen, b - Aufbau eines Antriebsstranges mit 2 Messzellen, c - Aufbau einer Messzelle einflusst werden und nicht durch die tribologischen Effekte im Dichtspalt. Versuchsergebnisse Die nachfolgenden Beispiele zeigen einen kleinen Ausschnitt aus den bereits ermittelten Reibmomentverläufen unterschiedlicher Elastomer/ Schmierstoff-Kombinationen. In Bild 2 wird beispielhaft der Reibmomentverlauf für die Kombination von FKM-RWDR mit CLP-PG- Schmierstoffen dargestellt. Wie auch aus dem Diagramm ersichtlich wird, unterscheidet sich der Reibmomentverlauf mit dem Referenzschmierstoff dahingehend von den andern, dass der Verlauf sich innerhalb der ersten 24 h stabilisiert und auch über die weiteren 216 h sehr konstant bleibt. Während die Verläufe der 3 Schmierstoffmuster auch nach 240 h keinen stabilen Verlauf erreichen. Eine anschließende Analyse der RWDR und der Wellen zeigte bei allen 3 Schmierstoffmustern abrasiven Verschleiß und Welleneinlauf >>10 µm auf der Wellenoberfläche. Die RWDR mit dem Referenzschmierstoff zeigten dagegen nicht mal eine Glättung der Wellenoberfläche. In Bild 3 wird der Reibmomentverlauf mit NBR-RWDR und Mineralöl aufgezeigt. Auch hier ist der Unterschied von dem Referenzschmierstoff zu den Schmierstoffmustern sehr deutlich ausgeprägt. Im Gegensatz zu FKM- RWDR geht aus dem Reibmomentverlauf jedoch hervor, dass bei NBR-RWDR das Reibmoment über die Zeit stetig ansteigt. Die bisherigen Versuche deuten darauf hin, dass die Steigung der Reibmomentkurve bei Versuchen mit NBR- RWDR in direktem Zusammenhang mit Merkmalen wie Ölkohlebildung, Blasenbildung, Rissbildung, Quellung oder Schrumpfung steht. Aus Wissenschaft und Forschung 17 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0020 Bild 2: 240-h-Reibmomentmessung mit FKM-RWDR und CLP-PG-Schmierstoffen Prüfbedingungen [01]: y RWDR: A38x52x7 y Ölbadtemperatur: 70 °C y Ölfüllstand: Mitte Welle y Dichtkantenbefettung: ja y Überdruck: 250 mbar y Drehzahlprofil: Bild 3: 240-h-Reibmomentmessung mit NBR-RWDR und CLP-Schmierstoffen Prüfbedingungen [01]: y RWDR: A38x52x7 y Ölbadtemperatur: 70 °C y Ölfüllstand: Mitte Welle y Dichtkantenbefettung: nein y Überdruck: 250 mbar y Drehzahlprofil: 2000 Upm - S1-Betrieb Mit den aufgeführten Referenzschmierstoffen konnten die Grenzwerte nach [1] auch nach Testende eingehalten werden. Während die anderen Schmierstoffmuster mit Leckage, starkem Welleneinlauf oder sichtbaren chemischen Wechselwirkungen (Blasen, Ölkohle oder Risse) nicht mehr der Spezifikation genügten. Zukünftige Schmierstoff- oder Dichtungsentwicklungen können mit Hilfe der Reibmomenterfassung in sehr schnellen und effektiven Entwicklungszyklen erfolgen. Voraussetzung hierfür ist jedoch ein Wissensaufbau zur Interpretation der unterschiedlichen Formen des Reibmomentverlaufes. Literatur [1] Statische und dynamische Prüfungen von Radialwellendichtringen (RWDR). SEW Prüfvorschrift 971180315. Aus Wissenschaft und Forschung 18 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0020 Fazit Im Hinblick auf die gesamtumfänglichen, zukünftigen Anforderungen an die Antriebstechnik wird man auch in absehbarer Zukunft nicht um dynamische RWDR-Tests umher kommen. Solange die Verträglichkeit von Schmierstoffen und Elastomeren nicht berechnet oder simuliert werden kann, werden praxisnahe dynamische Prüfungen erforderlich sein. Eine Lebensdauerprognose für Dichtsysteme lässt sich auf Basis der Reibmomentmessung allein noch nicht stellen, jedoch bietet dieser Kennwert heute schon eine sehr effektive Möglichkeit, Dichtsysteme sehr viel besser und effektiver hinsichtlich der Verträglichkeit mit dem Schmierstoff in-situ bewerten zu können. Die beispielhaft aufgeführten Reibmomentmessungen wurden zur Validierung auch über 2016 h durchgeführt. Einleitung Die Reduzierung von gesetzlich erlaubten Emissionen steht seit vielen Jahren im Fokus der weltweiten Umweltpolitik und ist ein kontinuierlich stattfindender Prozess. Um den immer strenger werdenden Emissionsvorschriften gerecht zu werden, kommen in modernen Verbrennungsmotoren Abgasnachbehandlungssysteme zum Einsatz. Die selektive katalytische Reduktion (SCR) ermöglicht eine Reduktion von über 90 % der Stickoxidkonzentrationen (NO X ) im Abgas. Dabei wird eine ammoniakhaltige Lösung als Reduktionsmittel in den Abgasstrang eingespritzt [1]. Aufgrund der hervorragenden tribologischen Eigenschaften bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit gewinnt der Einsatz von Gleitlacken in der Abgasnachbehandlung zunehmend an Bedeutung. Sie sind in Anwendungsbereichen bei denen eine konventionelle Schmierung auf Basis von Öl oder Fett nicht möglich ist, alternativlos. Gleitlacke zeichnen sie sich durch maßge- Aus Wissenschaft und Forschung 19 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0021 Tribologie von mit Ammoniak vorkonditionierten Gleitlacken Stefan Göllner, Thorsten Stöberl, Stefan Hörenberg, Frank Mantwill* Um die giftigen Stickoxide aus dem Abgas zu neutralisieren hat sich Ammoniak (NH 3 ) als Reduktionsmittel etabliert. In der vorliegenden Arbeit soll der Einfluss unterschiedlicher NH 3 -Konzentrationen auf die tribologischen Eigenschaften von PTFE-PAI- Gleitlacken untersucht werden. Hierfür werden die Proben im Exsikkator bei unterschiedlichen Temperaturen in Gegenwart einer Harnstoffwasserlösung ausgelagert. Durch eine beschleunigte Alterung der HWL (Harnstoff-Wasser-Lösung) bei erhöhten Temperaturen sind die Proben variablen NH 3 -Konzentrationen ausgesetzt. Zur Bestimmung des Reibungs- und Verschleißverhaltens erfolgen oszillierende Modellversuche mit dem Aufbau Zylinder Platte. Gleitlacke mit höherem PTFE-Gehalt zeigen eine geringere Sensitivität variabler NH 3 -Konzentrationen auf die Reibung. Ein geringerer PAI-Gehalt hat einen ausgeprägten Verschleißanstieg bei erhöhter Ammoniakbelastung zur Folge. Ab einer Auslagerungstemperatur von 80 °C konnten signifikante Veränderungen in der Morphologie der Gleitlackoberfläche festgestellt werden, welche zugrundeliegende Verschleißmechanismen und resultierende tribologische Bedingungen maßgeblich beeinflussen. Schlüsselwörter Gleitlacke, Festschmierstoffe, Transferfilm, Abgasnachbehandlung, Ammoniakatmosphäre Tribology of bonded coatings preconditioned with ammonia In order to neutralize the toxic nitrogen oxides from the exhaust gas, ammonia (NH 3 ) has established itself as a reducing agent. In the present work, the influence of different NH 3 concentrations on the tribological properties of PTFE-PAI bonded coatings is to be investigated. For this purpose, the samples are stored in the desiccator at different temperatures in the presence of a urea water solution. Due to the accelerated aging of the HWL at elevated temperatures, the samples are exposed to variable NH 3 concentrations. To determine the friction and wear behavior, oscillating model tests are carried out with the cylinder plate assembly. Bonded coatings with a higher PTFE content show a lower sensitivity of variable NH 3 concentrations to the friction. A lower PAI content leads to a pronounced increase in wear with increased ammonia pollution. From an aging temperature of 80 ° C, significant changes in the morphology of the bonded coating surface could be determined, which significantly influence the underlying wear mechanisms and resulting tribological conditions. Keywords Bonded coatings, solid lubricants, transfer film, exhaust gas after-treatment, ammonia atmosphere Kurzfassung Abstract * M.Sc. Stefan Göllner Dr. Thorsten Stöberl Dipl. Ing. Stefan Hörenberg PS-ET/ ECS - Robert Bosch GmbH 70469 Stuttgart Univ.-Prof. Dr.-Ing. Frank Mantwill Helmut Schmidt Universität - Universität der Bundeswehr Institut für Maschinenelemente und rechnergestützte Produktentwicklung 22043 Hamburg Aus Wissenschaft und Forschung 20 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 schneiderte Eigenschaften bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit aus und werden bevorzugt für oszillierende Bewegungen im Mischreibungsgebiet eingesetzt. Durch das Einbetten von PTFE in eine Polyamidimid (PAI)- Matrix kann für Anwendungen mit vergleichsweise niedrigen Pressungen eine geringe Reibung bei gleichzeitig hoher Verschleißbeständigkeit erzielt werden [2]. In SCR-Systemen liegen Umgebungsbedingungen mit variabler Ammoniakkonzentration und Luftfeuchtigkeit vor. Daher ist der Einsatz von PAI-PTFE-Gleitlacken in Umgebungsbedingungen von SCR-Systemen mit einer Unsicherheit verbunden. Die Kombination aus PAI- PTFE Gleitlack, Geometrie und den SCR-System spezifischen Randbedingungen resultiert in ein noch nicht verstandenes tribologisches System. Zuverlässige Aussagen über die Wirkungsweise von Gleitlacken unter Ammoniakeinfluss zu treffen ist daher nach dem aktuellen Stand der Forschung schwer möglich. Das größte Defizit besteht in der mangelnden Kenntnis über die Abläufe der zu Grunde liegenden Reibungs- und Verschleißmechanismen. Mittels Modellversuchen soll das Reibungs- und Verschleißverhalten von Gleitlacken unter variabler Ammoniakkonzentrationen untersucht werden. Eine Analyse der vorkonditionierten Gleitlackoberflächen sowie der resultierenden Transferfilm- Ausbildungen auf mikroskopischer Ebene soll einen Beitrag zum Verständnis der zugrundeliegenden Verschleißmechanismen liefern. Zielsystem Das Zielsystem stellt die, von der Robert Bosch GmbH entwickelte, Rücksaugpumpe dar. Diese kommt in modernen SCR-Systemen zum Einsatz und entleert die Druckleitungen nach Abschaltung des Motors von Reduktionsmittel. Dadurch wird eine Beschädigung der Leitungen sowie des Dosiermoduls durch den Eisdruck bei tiefen Außentemperaturen verhindert. Bild 1 links zeigt den Querschnitt des Zielsystems unter Anwendung des, von A LBERS und M ATTHIESEN entwikkelten, C&C 2 -Ansatzes. Die Systemgrenze wurde so gewählt, dass die funktionsrelevanten Elemente Magnetanker und Innenpolkern enthalten sind. Einen Auszug der Gestaltfunktionselemente (GFE) der Rücksaugpumpe zeigt Tabelle 1. Die Hubbewegung der Membranpumpe erfolgt elektromagnetisch. Der Magnetanker ist über einen Stößel fest mit der Membran verbunden. Im Bild 1: Querschnitt der Rücksaugpumpe unter Anwendung des C&C 2 Ansatzes GFE Beschreiung GFE Beschreibung C 1 Axialkraft Magnet WFP 2 Feldlinien-Anker C 2 Querkraft Magnet WFP 3 Feldlinien-Anker C 3 Axialkraft Feder WFP 4 Feder-Anker C 4 Querkraft Feder WFP 5 Feder-Anker C 5 Querkraft Membran WFP 6 Stößel-Anker C I Innenpolkern WFP GL-GNC Gleitlack-GNC C A Magnetanker LSS 1 Axialkraftverlauf WFP 1 Innenpolkern-Anker LSS 2 Querkraftverlauf Tabelle 1: Übersicht der Gestaltfunktionselemente GFE für die Rücksaugpumpe GFE Beschreibung WFP 2 Feldlinien-Anker WFP 3 Feldlinien-Anker WFP 4 Feder-Anker WFP 5 Feder-Anker WFP 6 Stößel-Anker WFP GL-GNC Gleitlack-GNC LSS 1 Axialkraftverlauf LSS 2 Querkraftverlauf Beschreibung DOI 10.30419/ TuS-2020-0021 unbestromten Zustand befindet sich der Anker in der Hubanfangslage. Dabei werden eine axiale Federkraft am Connector C 3 und eine radiale Federkraft am Connector C 4 auf den Anker übertragen. Über die Bestromung der Spule wird ein Magnetfeld induziert bis die, am Connector C 1 axial angreifende, Magnetkraft die Federkraft übersteigt. Es erfolgt eine translatorische Bewegung des Ankers bis zur Hubendlage. Gleichzeitig übt das Magnetfeld am Connector C 2 eine Querkraft auf den Magnetanker aus. Wird die Bestromung der Spule durch die zeitgesteuerte Schaltung unterbrochen, baut sich das Magnetfeld wieder ab. Über die Feder erfolgt die Rückstellbewegung des Ankers in die Hubausgangsposition und der Stromkreis schließt sich erneut. Dadurch kommt es zu einer Oszillationsbewegung des Magnetankers im Innenpolkern und folglich zum Schwingungsverschleiß am Wirkflächenpaar WFP 1 [3; 4]. Der fraktale Charakter des C&C 2 -Ansatztes ermöglicht eine makroskopische Betrachtung des WFP1 (Bild 1 rechts) [3]. Sowohl der Magnetanker als auch der Innenpolkern werden aus 11SMn30 gefertigt und mittels Gasnitrocarburieren (GNC) nachbehandelt. Durch die Anreicherung der Randschicht mit Stickstoff und Kohlenstoff wird eine bessere Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit erzielt. Zur Erhöhung der Beanspruchbarkeit wird auf die Mantelfläche des Magnetankers inklusive Übergangsradius eine Gleitlackschicht appliziert. Der tribologische Kontakt am WFP GL-GNC zwischen der GNC-Schicht des Innenpolkerns und der Gleitlackschicht des Magnetankers ist Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Arbeit. Durch die Membran wird eine Abtrennung des Hubmagnetsystems vom Fördermedium erzielt. Folglich kommt es am WFP GL-GNC zu keiner Medienschmierung. Dennoch muss der Einfluss von Ammoniak auf das tribologische System bewertet werden, da es im Betrieb zur Diffusion durch die Membran kommen kann. Versuchsaufbau und -Durchführung Alle Versuche wurden an einem modularen Reibungsu. Verschleißprüfstand durchgeführt. Zur Halterung der Modellkörper wurde die, in Bild 2 dargestellte, Vorrichtung aus dem Werkstoff X5CrNi18-10 konstruiert. Um eine möglichst gute Übertragbarkeit zum Zielsystem zu erlangen wurde der Aufbau Zylinder-Platte gewählt. Dabei repräsentiert der Zylinder den Magnetanker des Zielsystems bzw. die Platte den Innenpolkern. Während der Versuche oszilliert der Zylinder mit einem Hub Δx von Aus Wissenschaft und Forschung 21 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0021 Armature Counterpart Bild 2: Prüfaufbau am RVM Reibungsu. Verschleißprüfstand modular Grundmaterial Versuchskörper 11SMn30 Schichtdicke Gleitlack 20±5 μm Hub Δx 0,8 mm Frequenz f 10 Hz Normalkraft 30 N (28 MPa) Versuchsdauer 3,10 h Anzahl Zyklen 100.000 Umgebungstemperatur Raumtemperatur: 20°C bis 23°C Tabelle 2: Übersicht der Versuchsparameter 11SMn30 20±5 μm 0,8 mm 10 Hz 30 N (28 MPa) 3,10 h 100.000 Raumtemperatur: 20°C bis 23°C Konzentration, der die Probenkörper durch die Alterung der HWL ausgesetzt sind. Wirkungsweise Gleitlack Für ein besseres Verständnis der nachfolgenden Ergebnisse zur Untersuchung des Ammoniakeinflusses auf das Reibungs- und Verschleißverhalten wird zunächst die grundlegende Wirkungsweise von Gleitlacken vermittelt. Die Wirkungsweise eines Gleitlackes lässt sich in vier aufeinanderfolgende, charakteristische Phasen unterteilen. Bild 3 zeigt 3D-Oberflächen sowie REM-Aufnahmen des Gegenkörpers für die jeweiligen Phasen. Hierfür wurden Modellversuche nach unterschiedlichen Laufzeiten abgebrochen und anschließend das Oberflächenprofil des Gegenkörpers am konfokalen Laserscanning-Mikroskop aufgenommen. Die Einlaufphase zeichnet sich durch eine erhöhte Reibung sowie eine hohe Verschleißrate W aus. Partikel werden aus dem Gleitlack abgetragen und auf die Oberfläche des Gegenkörpers transferiert. Gleichzeitig erfolgt auf dem Oberflächenprofil der Platte eine Einglättung der Rauheitsspitzen zu Plateaus. In der steady state Phase hat sich bereits ein stabiler Transferfilm auf der Oberfläche des Gegenkörpers ausgebildet. Dies resultiert in einen Abfall des Reibsignals auf ein konstantes Niveau. In dieser Phase weißt der Gleitlack eine konstante, vergleichsweise niedrige Verschleißrate auf. Dabei wird der Transferfilm am Gegenkörper kontinuierlich aufrechterhalten. Mit zunehmendem Gleitweg nimmt die Schichtdicke des Lackes fortlaufend ab, bis einzelne Rauheitsspitzen des Grundmaterials freiliegen. Dadurch wird die Nachbildung des Transferfilms erschwert, sodass dieser nach kürzester Zeit lokal abbricht. Aus Wissenschaft und Forschung 22 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0021 0,8 mm auf der fest verspannten Platte mit einer Oberflächenrauheit von R z = 2 µm. Während der Versuchsdauer von 100.000 Zyklen wird eine Normalkraft von 30 N pneumatisch von der Unterseite aufgebracht. Die Frequenz beträgt 10 Hz. Eine zusammenfassende Übersicht der genauen Versuchsbedingungen ist Tabelle 2 zu entnehmen. Vorkonditionierung der Proben Getestet werden zwei Polytetrafluorethylen-Polyamidimid (PTFE-PAI) Gleitlacke die sich in ihrer Zusammensetzung aus Schmierstoff und PAI-Matrix unterscheiden. Bei PTFE - oder umgangssprachlich auch als Teflon bekannt - handelt es sich um ein linear aufgebautes, teilkristallines, thermoplastisches Polymer aus Fluor und Kohlenstoff. Es zeichnet sich durch hervorragende schmierwirksame Eigenschaften mit einem Reibkoeffizienten von bis zu μ < 0,01 aus [5]. Gleichzeitig kann eine hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit nachgewiesen werden. Die schwachen Bindungen und der niedrige E-Modul sorgen jedoch auch für eine geringe Verschleißbeständigkeit. Durch Einbettung der PTFE-Partikel in eine abriebfeste PAI-Matrix kann eine geringe Reibung bei gleichzeitig hoher Verschleißbeständigkeit erzielt werden [6; 7]. Anders als PTFE besitzen Polyamide keine chemische Beständigkeit gegenüber basischen Lösungen [8; 9]. Gleitlack 1 weist einen Massenanteil an PTFE w PTFE von X % bzw. Gleitlack 2 von X-9 % auf. Sowohl die gleitlackbeschichteten Zylinder als auch die Gegenkörper wurden jeweils in einem Exsikkator in Gegenwart von AdBlue (Harnstoff-Wasser-Lösung HWL) bei einer Temperatur von 20 °C, 40 °C, 60 °C und 80 °C für 500 h ausgelagert [1]. Je höher die, im Exsikkator vorliegende Temperatur ist, desto höher ist die resultierende NH 3 - Fresser Kurz vor Fresser 1. Einlauf (Transferfilm wird aufgebaut) 3. Kurz vor Ausfall (Transferfilm bricht partiell ab) 4. Ausfall (Verschleiß auf Gegenkörper) Oxid-Rotrost 2. Steady state (Stabiler Transferfilm) Bild 3: 3D-Oberflächenprofil des Gegenkörpers für die vier Phasen eines Gleitlackes Die letzte Phase beschreibt den Ausfall des Lacksystems mit einer Änderung des tribologischen Systems zum Kontakt Stahl auf Stahl. Dies resultiert in einen starken Anstieg des Reibsignals. In dieser Phase beginnt der Verschleiß am Gegenkörper und es kommt zur Oxidation der Oberfläche unter Bildung von Rotrost [10; 11]. Ergebnisse Ammoniakeinfluss Eine Auswertung der resultierenden Reibzahlen µ sowie der Verschleißtiefe WI am Gleitlack für variable NH 3 - Konzentrationen ist in Bild 4 dargestellt. Daraus geht für Gleitlack 1 eine geringe Sensitivität der Reibung gegenüber einer variablen Ammoniakkonzentration hervor (Bild 4 links). Dieses Verhalten lässt sich durch den höheren PTFE-Gehalt im Gleitlack 1 erklären. Gleitlack 2 weist ohne Auslagerung eine mittlere Reibzahl von 0,097 auf. Bereits eine Auslagerung bei 20 °C zeigt einen deutlichen Reibungsanstieg um einen Betrag von ca. 0,04. Durch Auslagerung bei 80 °C wird die Reibung gegenüber dem ammoniakfreien Zustand sogar um einen Betrag von 0,12 erhöht. Durch den deutlich geringeren Füllstoffanteil im Gleitlack 2 kann der NH 3 -Einfluss auf die Reibung weniger gut ausgeglichen werden. Ein gegenteiliges Verhalten zeigt die Verschleißauswertung in Bild 4 rechts. Demnach erhöht sich der Verschleiß mit steigender NH 3 -Konzentation für Gleitlack 2 bis zu einer Auslagerungstemperatur von 60 °C nur sehr gering. Gleitlack 1 dagegen zeigt einen deutlich stärkeren Einfluss der Ammoniakkonzentration auf die Verschleißtiefe. Eine Auslagerung bei 60 °C führt hier gegenüber dem auslagerungsfreien Zustand zu einer Erhöhung der Verschleißtiefe um 11 µm. Durch den größeren Anteil an verschleißbeständigem PAI in Gleitlack 2 kann der Einfluss durch die chemische Beanspruchung deutlich besser ausgeglichen werden. Gleitlack 1 reagiert durch seinen geringeren PAI-Anteil hinsichtlich Verschleiß deutlich sensitiver auf die NH 3 -Belastung. Besonders interessant ist die stark signifikante, gegenteilige Veränderung des Verschleißverhaltens beider Gleitlacke von 60 °C auf 80 °C Auslagerungstemperatur. Bei Lack 1 kommt es zu einer Reduzierung der Verschleißtiefe um 11,8 µm, während sich der Verschleiß für den Gleitlack 2 um 15,5 µm erhöht. Um dieses Verhalten besser verstehen zu können wurden die zugrundeliegenden Verschleißmechanismen näher untersucht. Im weiteren Verlauf folgt eine Analyse der resultierenden Transferfilme auf dem Gegenkörper sowie der Gleitlackbeschichtung nach der Auslagerung. Die 3D-Aufnahmen der Transferfilmausbildung auf dem Gegenkörper für die beiden untersuchten Lacksysteme bei variierender NH 3 -Konzentrationen sind Tabelle 3 zu entnehmen. Daraus geht für Gleitlack 1 eine Destabilisierung des Transferfilmes mit zunehmender Auslagerungstemperatur bis 60 °C hervor. Dies deckt sich mit der gemessenen Verschleißzunahme von Gleitlack 1 bis zu einer Temperatur von 60 °C. Für den Gleitlack 2 ist die Destabilisierung des Transferfilmes für zunehmende Ammoniakkonzentrationen bis zur Auslagerung bei 60 °C deutlich weniger stark ausgeprägt. Dies resultiert in einen, gegenüber Gleitlack 2, unmittelbar geringeren Verschleißanstieg. Eine Auslagerung bei 80 °C resultiert für Gleitlack 1 in einen flächendeckenden, stabilen Transferfilm. Dadurch kann die Verschleißtiefe gegenüber der Auslagerung bei 60 °C von 14,8 µm auf 3,0 µm reduziert werden. Der resultierende Transferfilm für die Auslagerung von Lack 2 bei 80 °C lässt auf eine Abnahme der Adhäsionsfähigkeit der übertragenen Partikel schließen. Dadurch reißt der Schutzfilm auf dem Gegenkörper in der Mitte ab und die Plattenoberfläche liegt Aus Wissenschaft und Forschung 23 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0021 3,8 3,1 9,3 14,8 3,0 1,0 1,5 1,9 2,4 17,9 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 20°C o.A. 20°C 40°C 60°C 80°C Verschleißtiefe W l [μm] Auslagerungstemperatur/ NH 3 -Konzentration Einfluss NH 3 - Verschleiß Lack 1 Lack 2 Schichtdicke 20 μm 0,095 0,087 0,097 0,113 0,093 0,097 0,136 0,132 0,150 0,214 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 20°C o.A. 20°C 40°C 60°C 80°C Reibzahl μ [-] Auslagerungstemperatur/ NH 3 -Konzentration Einfluss NH 3 - Reibzahl Lack1 Lack 2 n = 3 n = 3 Bild 4: Reibung und Verschleiß unter NH 3 -Einfluss ratur von 60 °C auf 80 °C hervor. Gleichzeitig erhöht sich die Rautiefe um etwa 4 µm. Diese Oberflächenmorphologie führt in der Einlaufphase zu einem Übertrag von sehr feinen Partikeln im µm-Bereich. In Tabelle 3 rechts ist eine Aufnahme der transferierten Partikel am Rasterelektronenmikroskop REM zu sehen. Die kleinen Partikel bilden ideale Voraussetzungen für eine Verankerung in die Täler des Gegenkörper-Oberflächenprofils wodurch sich ein flächendeckender, gut haftender Schutzfilm ausbilden kann. Gleitlack 2 weist bei Auslagerungstemperaturen von 20 °C bis 60 °C eine Oberflächentopographie mit geringer Rauheit von ca. 0,5 µm auf. Durch Erhöhung der Auslagerungstemperatur auf 80 °C stellt sich eine „kraterförmige“ Oberflächenstruktur mit einer um den Faktor 20 höheren Rauheit bis über 10 µm ein. Der Längsschliff von Gleitlack 2 nach Auslagerung bei 80 °C in Gegenwart von HWL ist in Bild 5 rechts unten zu sehen. Bedingt durch die Oberflächen- Aus Wissenschaft und Forschung 24 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0021 frei. Dies resultiert in einen stark ausgeprägten Verschleißanstieg. Die nachfolgende Betrachtung der ausgelagerten Gleitlackoberflächen liefert Erklärungsansätze zur gegenläufigen Wirkungsweise der beiden Lacksysteme mit einer signifikanten Änderung der Transferfilmausbildung sowie des resultierenden Verschleißverhaltens bei Erhöhung der Auslagerungstemperatur von 60 °C auf 80 °C. Die gemessenen Rautiefen R z der Gleitlackoberflächen nach Auslagerung im Exsikkator für 500 h in Gegenwart einer HWL bei den jeweils vorgelegenen Temperaturen sind Tabelle 3 zu entnehmen. Aufnahmen der Gleitlack- Oberflächenstrukturen sowie Längsschliffe nach Auslagerung unter NH3-Atmosphäre sind in Bild 5 dargestellt. Daraus geht für Gleitlack 1 eine Verfeinerung der Oberflächenstruktur bei Erhöhung der Auslagerungstempe- Lacksystem Auslagerung Rz Lackoberfläche [μm] Transferfilm-Platte Lack 1 Keine 2,0+/ -0,2 20°C 1,8+/ -0,2 40°C 1,6+/ -0,2 60°C 1,5+/ -0,2 80°C 5,7+/ -0,2 Lack 2 Keine 0,54+/ -0,1 20°C 0,48+/ -0,1 40°C 0,44+/ -0,1 60°C 0,58+/ -0,1 80°C 10,1+/ -0,2 -1,1 1,8 μm W l W l Platte Zylinder Transferfilm 10 μm 10 μm -1,1 2,1 μm Tabelle 3: Oberflächenrauheiten des Lackes und resultierende Transferfilme auf dem Gegenkörper in Abhängigkeit des jeweiligen Auslagerungszustandes 20°C - 60°C 80°C A A B B 24,4 μm 14,7 μm 20 μm 16,9 μm A-A B-B Lack 1 L ack 2 Bild 5: Oberflächenstruktur und Längsschliff der ausgelagerten Gleitlackbeschichtungen morphologie werden im Einlauf größere „Brocken“ herausgerissen und auf den Gegenkörper übertragen. Diese können sich, verglichen mit dem Transferfilm von Gleitlack 1, deutlich schlechter in das Oberflächenprofil des Gegenkörpers verankern. Wie die REM-Aufnahme in Tabelle 3 rechts zeigt, bilden sich infolge der Relativbewegung „plattenartige“ Partikel mit einer Dimension > 100 µm auf dem Gegenkörper aus. Aufgrund der geringen Adhäsionsneigung kommt es während der Oszillationsbewegung zu Brüchen. Folglich werden die Partikel zum Randbereich der Verschleißspur getragen, wodurch der Transferfilm in der Mitte abbricht. Dies resultiert in einen deutlichen Verschleißanstieg. Eine Analyse der Elementverteilung für beide Gleitlacke in Abhängigkeit der Auslagerungstemperatur ist in Bild 6 dargestellt. Der erhöhte Fluor-Anteil von Gleitlack 1 gegenüber Gleitlack 2 ist auf den höheren PTFE- Füllstoffgehalt zurückzuführen. Der Fluor-Anteil bleibt im Gleitlack 1 bei variabler NH 3 -Belastung annähernd konstant. Im Gleitlack 2 kommt es bei einer Auslagerungstemperatur von 80 °C zu einer Abnahme des Fluor-Gehaltes. Dies lässt auf einen Abbau des PTFE- Anteils bei erhöhter Ammoniakbelastung schließen. Beide Lacke zeigen eine Abnahme des Stickstoffgehaltes ab einer Auslagerungstemperatur von 80 °C. Dies könnte auf einen Abbau von PAI zurückzuführen sein. Besonders auffällig ist die Erhöhung des Sauerstoffgehaltes ab 80 °C Auslagerungstemperatur. Dies lässt auf eine Oxidation der Gleitlackoberfläche bei erhöhter NH 3 -Konzentration schließen. Ausblick Im weiteren Verlauf der Forschungsarbeiten werden die Grenzbereiche von PAI-PTFE Gleitlacken ermittelt. Auf Basis des Wöhler-Konzeptes werden die pv-Werte abhängig von den Einflussfaktoren Temperatur, Oberflächengüte des Gegenkörpers und der Gleitgeschwindigkeit über die resultierende Zyklenzahl aufgetragen und in die drei Bereiche Kurzzeitfestigkeit, Zeitfestigkeit und Dauerfestigkeit unterteilt. Dies ist notwendig um zukünftige Anwendungen auf Basis von Gleitlackbeschichtungen dauerfest auslegen zu können. Literatur [1] K. Reif. Dieselmotor-Management im Überblick: Einschließlich Abgastechnik. Springer Fachmedien Wiesbaden, 2014. [2] H. Birkhofer und T. Kümmerle. Feststoffgeschmierte Wälzlager: Einsatz, Grundlagen und Auslegung. VDI- Buch. Springer Berlin Heidelberg, 2012. [3] Albers, A., Matthiesen, S. Konstruktionsmethodisches Grundmodell zum Zusammenhang von Gestalt und Funktion in technischen Systemen. Konstruktion. 2002. [4] Thorsten Stöberl. Erweiterung eines Pumpe-Düse- Systems zur Einspritzung einer wässrigen Harnstofflösung. PhD thesis, Universität Hamburg, 2020. [5] T. W. Scharf and S. V. Prasad. Solid lubricants - a review. 2012. [6] T. F. Babuska, A. A. Pitenis, M. R. Jones, B. L. Nation, W. G. Sawyer, and N. Argibay. Temperature-dependent friction and wear behavior of PTFE and MoS 2 . Tribology Letters, 63(2), 2016. [7] Gerard Calleja, Alex Jourdan, Bruno Ameduri, and Jean- Pierre Habas. Where is the glass transition temperature of polytetrafluoroethylene? a new approach by dynamic rheometry and mechanical tests. European Polymer Journal, 49(8), 2013. [8] Rasheva, Z. & Friedrich, K. Polyamidimid-basierte Beschichtungen für schnell laufende Maschinenelemente mit integrierten Tribofunktionen. Technische Universität Kaiserslautern, 2017. [9] Sauer, W. & Tilman, R. Materialien für saubere Dieselmotoren Kunststoffe, 2007. [10] J. Ye, H.S. Khare, and D.L. Burris. Transfer film evolution and its role in promoting ultra-low wear of a PTFE nanocomposite. Wear, 297(1), 2013. [11] S. Toumi, S. Fouvry, and M. Salvia. Prediction of sliding speed and normal force effects on friction and wear rate evolution in a dry oscillating-fretting ptfe/ ti-6al-4v contact. Wear, 376-377, 2017. Aus Wissenschaft und Forschung 25 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0021 0 10 20 30 40 50 60 70 C N O F Si Fe w I [%] Element Elementverteilung Gleitlack 1 o.A 20°C 40°C 60°C 80°C 0 10 20 30 40 50 60 70 C N O F Mg Si Fe w I [%] Element Elementverteilung Gleitlack 2 o.A 20°C 40°C 60°C 80°C Bild 6: Elementverteilungen der ausgelagerten Gleitlacke Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 26 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Nachhaltigkeit war das bestimmende Thema der bisher letzten Präsenzveranstaltung der Tribologie. Es nimmt auch in der jetzigen Krise einen hohen Stellenwert ein, insbesondere wenn COVID-19-Fördermittel an die Erreichung von Klimazielen geknüpft sind. Daher nehme ich dies zum Anlass hier auf die Wichtigkeit dieses Themas hinzuweisen und sie mit ein paar einführenden Worten zum Lesen der Zusammenfassungen der Plenarvorträge einzuladen. Schon traditionell eröffnete Dr. Lindemann mit seiner makroökonomischen Sichtweise für die Schmierstoffindustrie. Technologische Entwicklungen sind die Verschiebung von Viskositätsklassen, striktere Emissionsregulierungen, auch in Entwicklungsländern, und der wachsende Anteil an synthetischen Schmierstoffen. Er sagte voraus, dass auch wegen der Nachhaltigkeit sich in den nächsten 10 bis 15 Jahren der Verbrauch an Schmierstoffen reduzieren wird. Dies wird aber nicht zum Aussterben der Schmierstoffindustrie führen, sondern Möglichkeiten bieten, neue Geschäftsmodelle zu entwickeln. Dr. Duncan stellte Ergebnisse der nun 3. Studie über zukünftige Entwicklungen in der Tribologie vor, die von der STLE durchgeführt wurde. An erster Stelle der Auswertungen nach Wichtigkeit stehen die Themen Energiespeicherung und Effizienz der Energienutzung. Dr. Gangopadhyay zeigte auf, wie sich die Anforderungen an Schmierstoffe für die Elektromobilität verändert haben und sieht Möglichkeiten für neue Entwicklungen, die eine Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit, der Kupferkorrosion und Oxidationsstabilität, sowie bessere Verträglichkeit mit Laminaten, Isolatoren und neu eingesetzten Metallen mit sich bringen. Michael Carus zeigt den Ansatz des VDI auf, eine genormte Methode zur Nachhaltigkeitsanalyse einzuführen. Diese basiert auf den drei Pfeilern, Umwelt, Ökonomie und sozialer Verantwortung. Dr. Vergne zeigt den Einfluss von Viskositätsindexverbesserern im Bereich der Elastohydrodynamischen Schmierung auf. Extrem niedrige Filmdicken treten bei der Verbrennungsmotorschmierung durch die Viskositätsreduzierung, die mit der Effizienzsteigerung einhergeht, immer häufiger auf. Prof. Dienwiebel berichtete über In-Situ-Studien zur Absorption von Schmierstoffadditiven. Es konnte gezeigt werden, welche Additive synergistische und welche Additive antagonistische Effekte zeigen. Dr. Eder führte in die Welt der Molekular Dynamischen Simulation von Kupfer-Nickel Legierungen ein, wie sie im Schiffsbau, Off-shore-Ölförderanlagen, Kraftwerken und auch in der Luftfahrtindustrie eingesetzt werden. Es wurde jeweils ein polykristalliner Ausschnitt von 85 x 85 x 40 nm3 mit ungefähr 25 Millionen Atomen berechnet. Dr. Morales-Espejel ging auf die neuen Herausforderungen für Wälzlager im Zuge der Elektromobilität ein. Hohe Beschleunigungen, hohe Geschwindigkeiten, niedrige Viskositäten und Schmierstoffe auf neuer chemischer Basis haben das Potenzial bisher nicht gekannte Schäden zu verursachen. Entsprechend müssen Modelle zur Vorhersage von Oberflächenveränderungen an Wälzlagern und Zahnrädern angepasst werden Zum Abschluss wurde durch die persönlichen Sichtweisen der Jungen Tribologen ein Ausblick in die Zukunft gewährt, wobei deutlich wurde, dass für die junge Generation Nachhaltigkeit das Lebensthema ist. Nachhaltige Plenarvorträge beim 22 nd „International Colloquium Tribology“ Ein Vorwort von Manfred Jungk Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 27 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Global trade tensions, continued uncertainty and rising prospects for a no-deal Brexit are sapping the strength of the world economy. The mid-year 2019 forecasts for 2020 were full of downgrades, with small downward revisions for Germany and Japan, but much larger cuts for Brazil, Mexico, Russia, India and South Africa - countries that were the engine for global growth in the wake of the 2008 financial crisis. Besides the macroeconomic situation, the global lubricants industry is likely to see fundamental changes in how industry participants do business as a result of changing technology, regulations, lubricant quality and specifications, supply chain, and consumer behavior. The global finished lubricants market continues to struggle to grow in volume terms due to a shift to-wards longer-lasting lubricants, among other factors. The market outlook is influenced by many developments, such as shifts in viscosity grades, increasingly stringent emission norms in developing countries, and the growing use of synthetics. Global lubricants demand is driven by the United States, where the commercial automotive lubricants market is emerging as a bright spot in an overall declining automotive lubricants market. The global PCMO market will experience disruption brought about by such emerging technologies as electric and autonomous vehicles and shared mobility options. Passenger car manufacturers are expanding their revenue stream by monetizing customer loyalty in the lucrative aftersales lubricants market. They are increasingly capturing market share by offering genuine oils. The two-wheeler lubricants market, though not untouched by the emerging technologies mentioned above, is a bright spot in an otherwise slow-moving finished lubricants market due to its fast growth in developing economies. Disruptions such as E-Mobility (the growing popularity of electric vehicles), Technology (the adoption of new manufacturing materials and the rise of new businesses that leverage information technology to muscle in on marketers’ expertise) and Sustainability will lead to a dip in global lubricants demand in the next 10 to 15 years, but these disruptions will not kill the lubricants (demand), they also offer chances to adopt to the new realities and go beyond our old-fashioned thinking of business success and profit generation. There will be new opportunities and business models for the formulation, production, sales, application and end-of life treatment for future lubricants. The Lubricants Industry in Light of the Macroeconomic Environment Lutz Lindemann* * Dr. Lutz Lindemann Executive Board Member (CTO) / R&D, Supply Chain, Sustainability FUCHS PETROLUB SE, Mannheim, Germany lutz.lindemann@fuchs.com Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 28 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Introduction The Society of Tribologists and Lubrication Engineers (STLE), is one of the largest professional societies in the field of tribology and lubrication engineering, which serves more than 15,000 industry professionals worldwide. STLE is a non-profit technical society whose members encompass the academic, government and business community. STLE’s mission is to advance the science of tribology and the practice of lubrication engineering in order to foster innovation, improve the performance of equipment and products, conserve resources and protect the environment. STLE has published two previous reports (2014 and 2017) on trends and issues for their members and the tribology and lubrication engineering community. STLE will soon be releasing the 2020 Report on Emerging Issues and Trends in Tribology and Lubrication Engineering. These reports represent the outcome of extensive multiphase research efforts. These reports, and the research effort behind them, encompass the global opinions and experiences of nearly 1,000 tribologists and lubrication engineers who participated in the research as advisors and editors. This presentation will highlight some of the most important trends and issues found in the 2020 Report on Emerging Issues and Trends in Tribology and Lubrication Engineering. Emerging Issues and Trends in Tribology and Lubrication Engineering Michael Duncan, Edward Salek* * Michael Duncan Daubert Chemical Company, Inc., Chicago, IL USA Corresponding author: mduncan@daubert.com Edward Salek Society of Tribologists and Lubrication Engineers, Park Ridge, IL USA Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 29 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Here are a few examples of the trends we will be providing and discussing during this presentation at the 2020 Technische Akademie Esslingen (TAE conference): It is our hope that this presentation will provide a forward-looking snapshot of the future of tribology and lubrication engineering to those attending the conference. References https: / / www.stle.org/ https: / / www.stle.org/ files/ Technical_Library/ White_Papers/ Emerging_Issues_and_Trends/ files/ White_ Papers/ Emerging_Issues_and_Trends.aspx? hkey=477ba040-218e-4c31-ae6a-6657dd246140 https: / / en.wikipedia.org/ wiki/ Society_of_Tribologists_and_Lubrication_Engineers 30 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 The driveline architectures for hybrid and electric vehicles are significantly different from conventional manual or automatic transmission and axles. The powertrain architectures of hybrid and electric vehicles can be classified into three main types; series, parallel, and Power- Split. The parallel hybrid transmission architectures are divided into five categories depending on the location of electric motor. The P0 and P1 architectures are defined by the position of electric motor in the front or back of the engine respectively. Similarly, P2 and P3 are defined by the position of the electric motor on the front or the back of the transmission respectively. In P4 architecture, the electric motor is on the axle as shown in Figure 1. Driveline Fluid Opportunities for Hybrid and Electric Vehicles Arup Gangopadhyay, Prasad Dev Hanumalagutti* The sale of plug-in hybrid and electric vehicles is steadily increasing worldwide and first time it exceeded one million units in 2017. The 2019 sale is expected to be 2.8 million units (1). China leads the sale volume followed by United Sates and Europe. It is projected that electric and hybrid vehicles will account for an estimated 30 % of all vehicle sales by 2025 (2). In North America, 4 % of vehicles sold in 2018 consists of hybrid, plug-in and electric vehicles, substantial increase over previous years. Abstract * Arup Gangopadhyay and Prasad Dev Hanumalagutti Ford Motor Company Research and Advanced Engineering, Dearborn, Michigan USA Figure 1: The powertrain architectures of hybrid and electric vehicles Figure 2: The PowerSplit transmission architecture Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 31 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 The P4 architecture is more suited for electric vehicles. In P2, P3, and P4 architectures, the electric motor reside in the housing of the device; be it a transmission or an axle. In PowerSplit transmission, the power from the engine flows to the transmission planetary gear set which is also connected to the generator motor. The planetary gear set is connected to the traction motor through the transfer gear. The traction motor transfers power to the wheels through the final drive gear as shown in Figure 2. There is no clutch in this design. However, in P2 arrangement, the transmission could be multispeed (eight speed or higher) automatic with a torque converter and a set of clutches while an electric motor is connected to the torque converter. In the e-axle design the speed of the electric motor is reduced through a set of gear arrangement before power flows to the wheels. Both PowerSplit transmission and e-axle are filled with ATF. The electric motors gets quite hot during operation and the motor windings are cooled by automatic transmission fluid (ATF) dripping on it. Keeping the motor cooler allows (a) passing more current through it to deliver high torque, and / or (b) reduce the size of the motor to enable packaging under the hood. Therefore, ATF with improved thermal properties is very important. The desire is to achieve a drop in winding temperature of 15 °C, which according to a thermal model would require 50 % improvement in thermal conductivity. Also, copper corrosion is important although copper wire is mostly coated, there are areas which are not (i.e, welded joints). Therefore the next generation fluid should function both as a lubricant and as a coolant and additionally should have · improved thermal conductivity (50 %) · Improved copper corrosion · Improved oxidation · Material compatibility with laminates, insulators and rare earth metals in the electric motor There is limited thermal conductivity, and specific heat data in the literature and the base oil primarily govern fluid thermal properties. It appears thermal properties of Group l through Group III oils are quite similar. PAO (polyalpha olefin) offers an enhancement but not to the extent desired. Therefore, more attention may be paid on Group V base oils. Nanofluids are claimed to offer improved thermal conductivity and probably should be explored provided a stable suspension can be maintained along with tribological properties. References [1] “The Global Electric-Vehicle Market is Amped up and on the Rise” - McKinsey and Company, May 2018, https: / / www.mckinsey.com/ industries/ automotive-andassembly/ our-insights/ the-global-electric-vehicle-market-is-amped-up-and-on-the-rise. [2] “Driving into 2025: The Future of Electric Vehicles” J. P. Morgan Estimate, Oct 10, 2018, https: / / www.jpmorgan.com/ global/ research/ electric-vehicles Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 32 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Sustainability is based on the three pillars of environment, economy and social responsibility. For the sustainability assessment of environmental consequences, the life cycle assessment method has established itself worldwide and has become a recognized standard. What does the Life Cycle Assessment cover and what is left out of it? As far as the overall assessment of sustainability is concerned, no standard has yet been able to establish itself, and many methodological approaches are being pursued and applied in parallel. New impulses have been added in recent years by the circular economy, microplastic and biodiversity problems. Finally, a sustainability assessment according to German VDI will be presented, which has proven itself in practice at the nova-Institut. Some practical examples will be presented and explained. Sustainability Analyses - from Brundtland to VDI Michael Carus* The lecture will briefly introduce the history of sustainability, starting with the German Hans Carl von Carlowitz, who was the first ever to introduce the term in forestry, through Norwegian politician Gro Harlem Brundtland, who was Prime Minister three times, who made the term and the concept behind it known worldwide, to the current design by the United Nations. * Michael Carus nova-Institut GmbH, Germany Abstract Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 33 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 1 Introduction The development of high-performance lubricants to insure the separation of mechanical parts, to reduce engine friction and fuel consumption remains a major challenge for oil manufacturers. Polymer additives called Viscosity Index Improvers (VI improvers) have been used for decades to limit the dependency of the lubricant’s viscosity on temperature, to maintain an acceptable hydrodynamic lubrication at high temperature, without experiencing excessive frictional and thermal losses at low temperature. This work focuses on understanding the role of VI improvers in engine lubricants. It aims to bridge their tribological response with their rheological behavior. The objective here is to quantify and clarify the effect of polymer addition on the lubricants performance in lubricated conditions, more especially in the elastohydrodynamic (EHD) and very thin film (VTF) regimes. 2 Experimental details Simplified lubricants are studied, composed of polymers of different chemistry, molecular weight and structure (PAMA-C, PAMA-L, PISH-S, OCP-LE). They were added to a unique base oil (group III) in such a way to comply with a HTHS value of 2.6 mPa.s (10 +6 s -1 at 150 °C). This led to different polymer concentrations, around 1.2 % w/ w for PISH-S and OCP-LE, and of 3.4-4.4 % w/ w for PAMA-C and PAMA-L respectively. The rheological behaviour of these lubricants has been studied in a previous work, in particular the dependence on pressure, temperature and shear rate of their viscosity under ranges representative of the application [1]. Film thickness tests are carried out in pure rolling and isothermal conditions using a ball-on-disk tribometer and differential colorimetric interferometry [2]. Transparent disks has been coated with an additional SiO 2 spacer layer to allow accurate measurements below 100 nm, which represents the limitation of conventional interferometry. Two temperatures (25 and 75 °C), a unique Hertzian contact pressure of 0.5 GPa and entrainment velocities from 0.001 to 5 m/ s are applied, and each result represents the mean value obtained from five distinct measurements. Experimental data are compared with analytical isothermal EHD predictions that have been proven to be accurate [3] and in which the lubricants actual rheological response established in [1] is taken into account. 3 Results and discussion For the base oil, the experimental film thicknesses are in good agreement with the predictions, at 25 and 75 °C, whatever the entrainment speed (U e ). The Newtonian behavior of the base oil is thus confirmed, since it is one of the assumptions to apply EHD prediction. Weak thermal effects occurred at high speed due to the intense shearing at the contact inlet, above 2 and 5.5 m/ s at 25 and 75 °C, respectively. Based on these results, film thickness is measured with polymer solutions up to approx. 200 nm, therefore under isothermal or low-to-medium entrainment speed conditions. The central and minimum film thicknesses at 75 °C are plotted in log-log scale (Figures 1 and 2) for the base oil and the four polymer solutions. Power regressions (not shown here) have been performed on all the experimental curves of central film thicknesses (h c ) against U e , at 25 and 75 °C. It is found that the power exponents (i.e., Relationship between Film Forming Capability and Rheology of Lubricants with VI Improvers Pauline Cusseau, Philippe Vergne, Laetitia Martinie, David Philippon, Nicolas Devaux, Fanny Briand* * Pauline Cusseau Philippe Vergne *) Laetitia Martinie David Philippon Nicolas Devaux Univ Lyon, INSA Lyon, CNRS, LaMCoS - UMR5259, 69621 Villeurbanne, France Fanny Briand TOTAL, Centre de Recherche de Solaize, BP 22, 69360 Solaize, France *Corresponding author: philippe.vergne@insa-lyon.fr Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 34 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 the slopes in log-log plots) are very close to the one of the EHD analytical equation as soon as the lubricant film remains equal or thicker than typically 50 nm, this threshold value being highlighted in Figures 1 and 2 by a horizontal dashed line. Beyond this value, the polymer addition does not change the EHD response of the base oil, a shift of the curves to the left may occur at the most. This indicates that everything happens as if the lubricant is more viscous than the base oil, highlighting the thickening function of some polymers. At 75 °C, a weak increase (+5 to +10 %) of hc is found for PAMA-C and PISH-S solutions, whereas larger variations (+20 to +25 %) are obtained with PAMA-L and OCP-LE. Interestingly, the apparent viscosities given by the regressions on h c > 50 nm are consistent [4] with the Carreau- Yasuda predictions obtained based on rheological measurements reported in [1]. Below 50 nm, it is no longer possible to ignore that scale-related features can modify the film thickness capability of the lubricants. Indeed, the dimension and the chemistry of the molecules may become of critical interest. This has been evidenced by Luo et al. [5] who considered the dimension of the lubricant molecules relatively to the film thickness. Here, in the very thin film (VTF) regime, we consider the gyration radius R g to define the geometrical size of a polymer. R g is classically determined from the hydrodynamic radii R h calculated with the Einstein’s law (see [1] for more details). Figure 1: Central film thickness (h c ) versus entrainment speed (U e ) at 75 °C Figure 2: Minimum film thickness (h min ) versus entrainment speed (U e ) at 75 °C Figure 3: Comparison between experimental minimum film thicknesses (dots) and predictions (dotted lines) of PAMA adsorption. h min for the base oil is reported to exemplify a purely Newtonian EHD behaviour. At this stage, PISH-S and OCP-LE solutions are left as they don’t exhibit any specific behaviour apart behaving as non-Newtonian fluids. Third degree polynomial regressions on the PAMA-C and PAMA-L h min results led to the estimation of h’, the thickness of a residual film at U e = 0 m/ s. This is shown in Figure 3 for h min at 75 °C. The orange dotted line suggests a residual-adsorbed lay- Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 35 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 er of 8.2 nm for the PAMA-C, whereas the red dotted line is plotted for h’ = 17.2 nm for PAMA-L. Those values, compared to R g ones of respectively 8.6 and 9 nm, indicate polymer adsorption with one layer in the first case, and two layers for PAMA-L, the larger adsorption of the latter being very likely due to the presence of a polar dispersant. Similar results are obtained with h c and also at 25 °C. 4 Conclusion From this work on the film forming capability of lubricants with VI improvers, it is shown that: i) in the EHD regime, there is a quantitative agreement between film thickness measurements and predictions, provided that the latter are calculated on the basis of relevant rheological parameters obtained independently of the tribological experiments, ii) in the VTF regime (below 50 nm here), PAMA polymers show a critical thickness from which the film thickness significantly departs from the predictions. Several effects occur: a rather complex non-Newtonian behaviour mixing thickening (by polymer addition) and shear thinning, but also the adsorption of the polymer on the surfaces which can be amplified in the presence of polar compounds. More details can be found in [4]. References [1] Cusseau P., Bouscharain N., Martinie L., Philippon D., Vergne P., Briand F., Rheological considerations on polymer-based engine lubricants: viscosity index improvers versus thickeners - generalized Newtonian models, Trib Trans 2018, 61 (3), p. 437-447 [2] Hartl M., Krupka I., Poliscuk R., Liska M., Molimard J., Querry, M., Vergne P., Thin film colorimetric interferometry, Trib Trans 2001, 44(2), p. 270-276 [3] Wheeler J.D., Vergne P., Fillot N., Philippon D., On the relevance of analytical film thickness EHD equations for isothermal point contacts: qualitative or quantitative predictions? , Friction 2016, 4(4), p. 369-379 [4] Cusseau P., Vergne P., Martinie L., Philippon D., Devaux N., Briand F., Film forming capability of polymerbase oil lubricants in elastohydrodynamic and very thin film regimes, Trib Lett 2019, 67(2), 45 [5] J. Luo, S. Wen, and P. Huang, Thin film lubrication Part I: Study on the transition between EHL and thin film lubrication using a relative optical interference intensity technique, Wear 1996, 194, p. 107 Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 36 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 1 Introduction It is known that different types of surface-affine additives (i.e. antiwear/ anti-corrosion/ anti-friction) can have very different adsorption behaviour on surfaces (e.g. [1-3]). The interactions can be synergistic or antagonistic in character and influences the near-surface chemistry of the sliding surfaces and therefore also the tribological performance of the system. For wear protection additives, it is for instance known that phosphor and sulfur containing layers are formed under tribo-conditions (e.g. [4,5]). If a friction modifier is added to the system, the question arises which interactions result and how the wear reduction performance is affected. In this presentation we will give an overview on an ongoing study of the adsorption of selected additives using novel in-situ approaches. The found correlations are also compared to tribo-experiments in order to answer the question whether synergistic effects in adsorption also lead to synergistic effects in wear reduction. 2 Results In an initial study, ZDTP and DTP were tested in combination with two different friction modifiers, a GMO and an organic friction modifier (OFM). As base oils mineral oil and PAO were used. The adsorption behavior was studied via quartz crystal microbalance with dissipation (QCM-D) using Fe 2 O 3 coated quartz crystals. The technique gives information on the amount of adsorbed additive (mass) as well as on the rigidity of the adsorbed layer (dissipation). The wear performance was tested in a ball-on-three disk tribometer. White light interferometry (WLI) was used to determine the wear volume and XPS depth profiles of the tri- In Situ Studies on the Competitive Adsorption of Lubricant Additives Martin Dienwiebel, Jennifer Honselmann, Jonas Wagner, Philipp Daum, Patrick Wilke, Thomas Rühle* * Martin Dienwiebel 1,2) Jennifer Honselmann 2)* Jonas Wagner 2) Philipp Daum 2) Patrick Wilke 3) Thomas Rühle 3) 1) Karlsruhe Institute of Technology KIT, MikroTribologie Centrum µTC, Straße am Forum 7, 76131 Karlsruhe, Germany 2) Fraunhofer IWM, MikroTribologie Centrum µTC, Straße am Forum 5, 76131 Karlsruhe, Germany 3) BASF SE, Carl-Bosch-Straße 38, 67, Ludwigshafen, Germany *Corresponding author: martin.dienwiebel@kit.edu Figure 1: Disssipation and adsorbed masses for two base oils. The green boxes indicate a synergistic effect in terms of wear; the red box indicates an antagonistic effect. The error bars are the standard deviation for three measurements Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 37 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 bofilms were acquired on selected systems. From the correlation of QCM-D and wear data we are able to conclude that initially adsorbed films that are viscoelastic lead to a third body formation during a tribo experiment which is more pronounced and there-by wear can be reduced (Figure 1). However, the results cannot provide information on the morphology of these films. There fore, in a subsequent experiment we combined the QCM-D technique with fluorescent im-aging of the additive adsorption using a 3D confocal laser scanning microscope (CLSM) see figure 2. Presently, these experiments are restricted to the ad-sorption of a single additive (i.e. a friction modifier). Surprisingly, we find that the friction modifier forms droplets in the oil which adsorb on the surface and there do not form a closed film. The calculated mass of the adsorbed droplet correlates reasonably well with mass found by QCM-D. References [1] M. Ratoi, V. B. Niste, H. Alghawel et al., “The impact of organic friction modifiers on engine oil tribofilms,” RSC Adv, vol. 4, no. 9, pp. 4278-4285, 2014. [2] Y.L. Wu, B. Dacre, “Effects of lubricant-additives on the kinetics and mechanisms of ZDDP adsorption on steel surfaces,” Tribology International, no. 30, pp. 445-453, 1997. [3] H. A. Spikes, “Additive-additive and additive-surface interactions in lubrication,” Lubrication Science, vol. 2, no. 1, 1989. [4] Z. Zhang, E. S. Yamaguchi, M. Kasrai et al., “Tribofilms generated from ZDDP and DDP on steel surfaces: Part 2, chemistry,” Tribology Letters, vol. 19, no. 3, pp. 221- 229, 2005. [5] H. Spikes, “The History and Mechanisms of ZDDP,” Tribology Letters, vol. 17, no. 3, pp.469-489, 2004. Figure 2: Schematic of the combined QCM-D and CLSM setup Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 38 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 1 Introduction CuNi alloys are used in shipbuilding, offshore oil production, power plants, for pipes and fittings, coinage, as well as in the aviation industry [1]. It is generally accepted that sliding contact may cause irreversible changes to the involved surfaces, but many of the mechanisms that govern microstructure evolution are not well understood [2], which limits the development of tailormade microstructures. While experiments are indispensable for studying the occurring phenomena, it is not easy to identify a mechanism from a set of “before/ after” pictures. Therefore, in this work we study the microstructural response of five FCC CuNi alloys with a broad range of stacking fault energies subjected to sliding using large-scale molecular dynamics (MD) simulations. 2 Model All simulations were carried out using the open-source code LAMMPS [3]. The setup of the polycrystalline MD model of 85 x 85 x 40 nm 3 , or approximately 25 million atoms, is explained in detail in [4,5]. For an exploded view of the tribosystem annotated with some simulation parameters, see Figure 1. Interactions within the FCC CuNix samples are controlled by an embedded atom alloy potential from [6]. The initial grains measure approximately 40 nm in diameter to ensure that plasticity is not dominated by grain boundary sliding, so our polycrystalline aggregate exhibits dislocation pile-up, twinning, and grain refinement analogous to polycrystals with much larger grains. Tailored Lennard-Jones potentials were adopted for modelling the interactions between the mated surfaces to imply a third body. This reflects a sliding process that explicitly considers friction, rather than a sheared interface between two pure metal surfaces in ultra-high vacuum [7]. A Langevin thermostat provided the basis an electron-phonon coupling scheme where the electrons act as an implicit heat bath to mimic the electronic contribution to the thermal conductivity in a metal [8]. 3 Results We analyzed the depth-resolved time development of the grain size, shear, twinning, and the stresses in the aggregate. Over a series of data distillation processes, the computational micrographs visualizing the material response can be used to produce a deformation mechanism map for CuNi alloys [9]. This is done by first eliminating the lateral resolution, leading to microstructure evolution maps, which can be simplified to time-dependent curves of the key quantities mentioned above. Next, by eliminating time, we obtain load-dependent trends of derived parameters that can be attributed to changes in the way the system deforms plastically. Finally, by fitting these load-dependent trends, the resulting characteristic normal pressures σ z can be entered into a composition de- MD Simulations of FCC Alloys under Dry Sliding Yield a Mechanism Map for Near-Surface Microstructural Development Stefan J. Eder, Manel Rodríguez Ripoll, Ulrike Cihak-Bayr, Daniele Dini, Carsten Gachot* * Stefan J. Eder 1,2)* Manel Rodríguez Ripoll 1) Ulrike Cihak-Bayr 1) Daniele Dini 3) Carsten Gachot 1,2) *Corresponding author: stefan.eder@ac2t.at 1) AC2T research GmbH, Wiener Neustadt, Austria 2) Institute of Engineering Design and Product Development, TU Wien, Vienna, Austria 3) Department of Mechanical Engineering, Imperial College London, London, UK Figure 1: Annotated overview of the model CuNi tribosystem Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 39 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 pendent map featuring well-defined curves that divide between regions where different plasticity mechanisms dominate, see Figure 2. This map captures the predominant microstructural phenomena occurring for a given composition and normal pressure. We compared tomographic visualizations of our atomistic model with focused ion beam images of the near-surface regions of real CuNi alloys that were subjected to similar loading conditions. For an example of the near-surface microstructures of experimental and simulated Cu samples that have undergone grain refinement due to sliding, see Figure 3. 4 Conclusion We have demonstrated how large-scale MD simulations are suitable for producing a deformation mechanism map that is able predict the evolving microstructure in sliding CuNi contacts. Our model system clearly showed how alloying, by which the stacking fault energy is varied, leads to a range of microstructural responses under sliding. We assume that our simulations capture the relevant acting mechanisms so that the deformation mechanism map, while derived for the example of CuNi, is suitable to be applied to other FCC alloy systems as well. This will aid engineers in optimizing materials/ surfaces to work within a required operating range. Acknowledgements This work was supported by the Austrian COMET program (project K2 XTribology, no. 849109) and carried out at the “Excellence Centre of Tribology” (AC2T research GmbH). The government of Lower Austria supported the endowed professorship tribology at the TU Vienna (grant no. WST3-F-5031370/ 001-2017). D.D. acknowledges the support of the Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) via his Established Career Fellowship EP/ N025954/ 1. References [1] “Copper-Nickel Alloys: Properties, Processing, Application”, Booklet, German Copper Institute (DKI), English translation. [2] Greiner, C., Gagel, J., & Gumbsch, P. (2019). Solids Under Extreme Shear: Friction: Mediated Subsurface Structural Transformations. Advanced Materials, 31(26), 1806705. [3] Plimpton, S. (1995). Fast parallel algorithms for short-range molecular dynamics. Journal of computational physics, 117(1), 1-19. [4] Eder, S. J., Cihak-Bayr, U., Gachot, C., & Rodriguez Ripoll, M. (2018). Interfacial Microstructure Evolution Due to Strain Path Changes in Sliding Contacts. ACS applied materials & interfaces, 10(28), 24288-24301. [5] Eder, S. J., Bianchi, D., Cihak-Bayr, U., & Gkagkas, K. (2017). Methods for atomistic abrasion simulations of laterally periodic polycrystalline substrates with fractal surfaces. Computer Physics Communications, 212, 100-112. [6] Bonny, G., Pasianot, R. C., Castin, N., & Malerba, L. (2009). Ternary Fe-Cu-Ni many-body potential to model reactor pressure vessel steels: first validation by simulated thermal annealing. Philosophical magazine, 89(34-36), 3531-3546. [7] Eder, S. J., Cihak-Bayr, U., Vernes, A., & Betz, G. (2015). Evolution of topography and material removal during nanoscale grinding. Journal of Physics D: Applied Physics, 48(46), 465308. [8] Eder, S. J., Cihak-Bayr, U., Bianchi, D., Feldbauer, G., & Betz, G. (2017). Thermostat influence on the structural development and material removal during abrasion of nanocrystalline ferrite. 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This trend has the tendency to further increase with the acceleration of electrification in vehicles. Electrification brings new challenges for rolling bearings and gears. High acceleration, high speeds, low viscosity and new chemistry in lubricants. Besides potential corrosion and electrical damage on the raceways and teeth flanks. Therefore, engineers must be prepared to develop and apply modelling techniques that can help them to predict the surface life of a lubricated contact in electrical applications. This paper presents modelling techniques applied to rolling bearings and gears to predict the surface effects on the life of these machine components. Including tribological phenomena like surface distress, seizure, wear and spall propagation. 2 Surface Distress Surface distress also called micropitting or grey staining is a surface failure mode that is caused by poor lubrication conditions in heavily loaded contacts. It is the result of the competition between surface fatigue at asperity level and mild wear [1]. An overall model to capture this phenomenon has been presented earlier [1] and its flow chart is summarised in Figure 1. First, representations of two contacting surface topographies are measured and entered in the model. They together with the operating conditions and rheology are utilized by the mixedlubrication model [2] to find instantaneous pressure, deformations and stresses in the near-surface area as the topographies move into the contact. The stress history of the accumulated load cycles is compared with a fatigue damage criterion, if the threshold is exceeded a pit will be opened. Then a local Archard wear model [3] is applied to modify the topography. The new topography is solved again until the number of load cycles intended is achieved. Since the local load constantly changes, a damage accumulation criterion is needed to add the damages in time. At the end of the simulation the final modified topography including micropitting is predicted. Tribology Modelling of Lubricated Contacts for Electrification Guillermo E. Morales-Espejel* * Guillermo E. Morales-Espejel SKF Research and Technology Development, Houten, The Netherlands LaMCoS, INSA-Lyon, Lyon, France Corresponding author: guillermo.morales@skf.com Figure 1: Flow chart for the surface distress model Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 41 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 3 Seizure High-speed rolling bearings of electrical motors lubricated with grease, are likely to work under kinematic starvation conditions. There, the risk of high adhesive wear (or seizure) due to very high temperatures inside the contact and collapse of film thickness is very real [4]. A seizure risk calculation procedure can be developed by considering a simple starvation model in rolling bearings [5] to calculate the real lubrication conditions, knowing the internal sliding in the contacts a simple analytical expression for the flash temperature can be used [6]. In [7] it is shown that a temperature of around 250 °C in experiments seems to be a safe thresh-old limit for potential seizure, as shown by Figure 2, corresponding to a simulation and experiment for a hybrid ball bearing 7218. 4 Wear Wear can be an important failure mode when corrosion, abrasive particles or chemical attach is present in bearings and gears due to, e.g. new lubricants more chemically compatible with electrical components or water condensation due to high changes in temperature. Wear alone can potentially take very long time to become a failure mode in may components. However, in heavily loaded contacts with high sliding (high speeds) abrasive/ adhesive or chemical wear (corrosion) can modify the contact profile substantially to accelerate stress concentrations in certain contact points and therefore fatigue [7]. 5 Spall Propagation Micro or large spall propagations is an interesting topic, since the risk of actual surface failure is related to how fast spalls propagate. This is an emerging topic of study which is taking more relevance with electrical contacts, especially when some electrical damage has already occur in bearings or gears. The surface distress model described earlier can be a good starting point to model this phenomenon. For large spalls, the pressure cushioning effect caused by the lubricant film is less important and the model can be simplified by considering only dry contact [8]. 6 Conclusion In the current paper several models for surface failure modes in heavily-loaded lubricated contacts have been described, with special emphasis on potential triggering mechanisms related to electrification of vehicles. Certainly this new industrial trend is likely to produce higher stress on the loaded surfaces of rolling bearings and gears and will bring new challenges to engineers, tribologists and modellers. References [1] Morales-Espejel, G.E., Brizmer, V., “Micropitting Modelling in Rolling-Sliding Contacts: Application to Rolling Bearings”, Trib. Trans., vol. 54, 2011, 625-643. [2] Morales-Espejel, G.E., Wemekamp, A.W., Félix-Quiñonez, A., “Micro-Geometry Effects on the Sliding Friction Transition in Elastohydrodynamic Lubrication”, Proc IMechE, Part J, J Eng. Trib., vol. 224, 2010, 621-637. [3] Morales-Espejel, G.E., Brizmer, V., Piras, E., “Roughness Evolution in Mixed Lubrication Condition due to Mild Wear”, Proc IMechE, Part J, J Eng. Trib., vol. 229(11), 2015, 1330-1346. [4] Czichos, H., Kirschke, K. “Investigation into Film Failure (Transition Point) of Lubricated Concentrated Contacts”. Wear, vol. 22, 1972, 321-336. [5] Chiu, Y.P., “An Analysis and Prediction of Lubricant Film Starvation in Rolling Contact Systems”. ASLE Trans vol. 17, 1973, 22-35. [6] Tian, X., Kennedy F.E., “Maximum and Average Flash Temperatures in Sliding Contacts”. ASME Trans J Tribol, vol. 116, 1994, 167-174. [7] Morales-Espejel, G.E., Gabelli, A., “Rolling Bearing Seizure and Sliding Effects on Fatigue Life”, Proc IMechE, Part J, J Eng. Trib., vol. 233(2), 2018, 339-354. [8] Morales-Espejel, G.E., Engelen, P., van Nijen, G., “Propagation of Large Spalls in Rolling Bearings”, Tribology Online, vol. 14(5), 2019, in press. Figure 2: Simulation (lines) and experiment (circle) for average flash temperature estimation inside the heaviest loaded contact of a hybrid ball bearing 7218 at the first signs of seizure Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 42 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 1 Introduction Within the presentation, the Young Tribologists want to address the following questions: • How are we affected by tribology in our professional environment? • How are we affected by tribology in our daily life? • How would these questions be answered by young tribologists from other parts of the world? 2 Mirjam’s view on Tribology One of the descriptions of tribology from Horst Czichos is very popular: Tribology is an interdisciplinary field, which helps to optimize mechanical technologies by reducing energy and material losses with reduction friction and wear [1]. In the past, this context was often related to the gross social national product, which is influenced by energy and material losses of up to 4.5 % per year in Germany (35 bn. euros per year). In the last years, another aspect gets more into the focus of societal understanding: energy and material losses are also related to the necessity environmental conservation e.g. protecting the climate. In this context, two main issues can be derived: 1. How can future tribological systems be designed so that the whole lifetime - cradle to cradle - will experience as few energy and material losses as possible while simultaneously fulfilling any other requirements on the tribological system within the integrated system? 2. Which new requirements of modern tribological systems then result? Answering these two questions results in very complex and interdisciplinary cooperation, but in first step, the main task of tribologists is to communicate the potential of tribology to save our environment and to support other fields that work on this subject. Therefore, it is very necessary to quantify this potential. This year, the German Society of Tribology (Gesellschaft für Tribologie e.V.) took a first step in quantifying the impact of tribology solutions on CO 2 emissions and further environmental aspects, e.g. particulate matter and e-Mobility [2]. In this context, I would like to relate my professional activity to the question of environmental conservation. Of course, the following approach is very idealistic, because on the one hand industrial developments are always pushed by costumer requirements, which is why application-specific research is complicated. On the other hand, platform strategies lead to lower development costs. That’s why the optimization potential of tribological systems is limited, because platform strategies always require equivalent tribological systems. In the end the market is driven by competition. That’s why we are faced by the fact that a lot of tribological potential is known and can be quantified internally in companies but cannot be published in any way. It’s also why it’s only possible for me to give a rough example, which is my contribution on environmental conservation by doing my job at Magna Powertrain. At our company location, all-wheel-drive systems and axles are developed, including the development of systems for e-Drive powertrains. One of the main requirements of the e-Drive systems is high efficiency. Conventional technologies quickly reach the limits of technical feasibility, which is why, during development, a high degree of innovation is necessary. One example in this context is the development of innovative eDrive fluids, because some of these fluids lead to very good efficiency. Another example is the adjustment of the right system viscosity related to operating conditions, because the right viscosity characteristic has one of the most important impacts on load independent and load dependent How Tribology Grows Further and Further Mirjam Bäse, Florian Rummel, Hitoshi Washizu, Vlad Bodgan Niste, Stephan Henzler, Rebekka Drafz* * Mirjam Bäse Magna Powertrain GmbH & Co KG, Lannach, Austria Florian Rummel Anton Paar GmbH, Ostfildern, Germany Hitoshi Washizu University of Hyogo, Hyogo, Japan Vlad Bodgan Niste Kyushu University, Kyushu, Japan Stephan Henzler Carl Bechem GmbH, Hagen, Germany Rebekka Drafz Fuchs Schmierstoffe GmbH, Mannheim, Germany Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 43 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 power losses. In contrast to these optimization possibilities, requirements e.g. wear protection, material compability and clutch performance over the whole life time have to be taken into account of the lubricant development. Currently, innovative eDrive fluids do not fully meet those requirements. To perform the previously mentioned tasks, which tribologists have to do first: My task, is in this context, to communicate the efficiency increasing potential of such innovative fluids in our systems within our company and show the limits of those fluids. And the second task is to interdisciplinarily work together with other departments, as well as with our suppliers and scientific institutions to find solutions for applying those innovative fluids in our systems in the near future, followed by working out realistic requirements on the newly developed eDrive fluid. The potential for reducing energy and material losses can be subsequently quantified very clearly. If those innovative eDrive fluids were produced from reusable raw materials and renewable energy, further energy and material losses could be prevented. But, and this is just one of many criticisms: those requirements haven’t reached the industry yet, which is why they are not focus of our development. But I also have to criticize myself, because in fact my statement needs a certain amount of authenticity and privately, I am also not very consistent on environmental conservation. I also fly to other countries for holidays and sometimes use my car for longer distances. But I do my best and would like to appeal in this context to anyone in our community: we are responsible for our environment because of our children, but also because we are working in the field of tribology. 3 Florian’s view on Tribology Tribology is present in our daily life, e.g. when we enjoy wine and chocolate and need to brush our teeth afterwards. In sports, tribology plays a crucial role: imagine a pole vaulter or a climber who stands on a small step, both seeking very high friction between the hand and the pole or the shoes and the rock, respectively. If our body degrades or is injured, either in an accident or by diseases, tribology is there to help us: Damaged or degraded cartilage may show poor tribological performance and maybe subject to revision, either by total joint endoprosthetics or with the help of artificial tissues and hydrogels, which are currently of great interest in biomedical research [3]. Further medical devices such as catheters, implants, medical needles [4] or pharmaceuticals like eye drops can be optimized through tribology, helping us to improve quality of life. What might be expected from people from different places around the globe can be influenced by various sociodemographic and educational circumstances. Countries with a history in automotive or aviation such as Germany or the United States may also have a distinct history in conventional tribology. Other countries with highly specialized companies such as Switzerland can use their potential to work in niches and other wealthy countries with ageing population may put special emphasis on the development of implants to ensure a high life quality for their citizens. In my work at Anton Paar, I am responsible for tribology applications in various fields. Together with our partners, I develop experimental approaches for tribological testing. Typical applications are in conventional tribology such as lubricants, polymers or coatings. The working environment is characterized by an international and highly dynamic nature, involving discussions with different parties such as software and firmware development, product management, product engineering and sales. The most relevant goal is to make sure that Anton Paar offers a solution to best serve the customer’s needs and, if required, also make changes to our system, e.g. by designing special adapters for specimen or samples. Some applications are complex and need to be solved within cooperations between Anton Paar and partners from academia and industry. 4 Hitoshi’s view on Tribology Ecology and economy sometimes conflict with each other. Even if each person is concerned about ecology, it is very difficult to choose ecological products from many products with price competitive power. The first commercial hybrid vehicle went on sale in 1997. The importance of the event was the customer chosen high price car rather than low price and less ecological cars. From the practical point of view, the environment will never be protected by a huge number of discussions or research papers, but ecological commercial vehicles will really affect the protection of the environment. As a tribologist, however, this situation is very hard. The engine of the vehicle suddenly stops in the hybrid system. This means the relative time spent in boundary lubrication becomes dominant in all machine elements. To overcome this difficulty, tribologists have taken great strides to reduce friction by surface coatings, texturing and making new additives for engine oils. Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 44 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 The most serious subject in mechanical engineering in the 21 st century is how to design machines. Computer aided design, such as topology optimization may be a powerful tool. The other way is to design from nanoscale. We attacked this problem of nanoscale mechanical design using molecular simulation and found the origin of kinetic friction [5], the ultralow friction mechanism of layered materials [6], the origin of limited shear stress in elasto-hydrodynamic lubrication [7] and now we are attacking the problem of boundary lubrication [8]. Friction reduction may be achieved by more than a single technique. This is why we are challenging many tribological phenomena using molecular simulations. 5 Vlad’s view on Tribology The energy requirements of our modern society have led to a substantial output of carbon dioxide emissions on a global scale. In our goal to remedy the situation, there is a worldwide initiative to develop an environmentally friendly and carbon-neutral society based on renewable resources and reliable energy carrier systems. Substantial investments have recently been made toward a hydrogen-powered society, in conjunction with renewable energy sources, to provide the required energy that is stored for later use. This objective relies on applications like wind turbines, engines, compressors, reactors etc., which contain various tribological components, such as rolling element bearings, valves and seals. These are often essential and their performance can be the limiting factor of product lifetime. However, due to the constant improvements in material properties, they are subjected to ever more severe mechanical stresses and the presence of hydrogen. These issues are likely to be a main focus of future research in tribology, as renewable energies gain an increasing fraction of world energy production. 6 Rebekkas’s view on Tribology As mentioned before, tribology is an interdisciplinary field. In the automotive industry, the pressure is constantly increasing to develop and implement ever more efficient technologies, which at the same time are as environmentally friendly as possible. Efficiency plays a decisive role in all applications. In my current work in the field of lubricants, there is great potential, not only for oil application (transmission fluids), but also for greases, e.g. for wind turbines. Quite early during my studies I came into contact with the variety in the field of tribology, whether it’s mimicking the gecko effect, which relies on a dry adhesion mechanism or friction and wear in polymer-metal pairings. Tribological systems are very complex. The systems to be considered consist of many individual building blocks that make up the overall system. On the other hand, tribological phenomena occur on different size scales, which are subdivided into nano-, microand macroscale. Even if the problem is predominantly on the macro scale, you need deeper insight down to the na-noscale to find a solution. In my experience, the point of view of one discipline is not enough. That’s why the work of the Young Tribologists to bring different disciplines together is very important. This is about the exchange of different perspectives. All of them are needed to get a solution for one problem. The diversity of the different disciplines (natural sciences and engineers) is of crucial importance. 7 Stephan’s view on Tribology Tribology affects us in the morning after getting up using an electric toothbrush and turning on the water tap, where lubricants provide pleasant acoustics, haptics and durability. Or if the tram makes noise due to the wheel to rail contact, because no rail lubrication has been installed yet. These everyday examples also illustrate the first trade-offs. Haptics, acoustics and durability are important to many users and at the same time, the resources and technologies, which are used, should not endanger the environment. In order to meet these “requirements”, a high degree of tribological expertise is necessary. Through my work as a technology manager, I face new challenges every day, especially in the automotive sector. Just to name two keywords: • Electro mobility • Vehicle interiors of the future By changing the load spectrum, such as in rolling bearing speeds for electro mobility, new materials and lubricants for rolling bearings become necessary to achieve the life-time requirements. This also leads to a reevaluation of wear mechanisms and resulting system malfunctions and functional failures. The sensitive behavioral responses of vehicle interiors are also developing steadily, which will lead to new specifications for the acoustics, haptics and odor emission of the interior. Therefore, it is not surprising that today leather seats are coated with anti-friction coatings to avoid creaking or Aus Wissenschaft und Forschung / TAE-Plenarvorträge 45 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 groaning noises between the seat and backrest (stickslip). The increasing number of adjustment mechanisms and switches and the requirements for the haptic is often only possible by using lubrication. However, at the same time new limits for the evaluation of the odor emissions defined, with increasing necessity of lubricants in the vehicle interior. Presumably, the so-called “New Car Smell” will disappear in the near future. My daily task now is to incorporate these challenges into new or further developments. In addition, I am responsible for the further development of measuring methods to characterize tribological and technical issues and implement all results and findings in new product developments. The aim is to achieve the maximum system performance with a minimal amount of grease, for example, in order to save resources and to keep the environmental impact as low as possible. Unfortunately, it is very difficult to comply because of new requirements frequently defined by the OEM´s, as well as the simultaneous redefinition according to the requirement “fit for purpose”. 8 summary and outlook The perspective on and of tribology and the spectrum of related subjects are as varied as the tribologists themselves and we have just begun to explore this exciting field more deeply since its official foundation in 1966, when Peter Jost defined the field of tribology. We all, as tribologists, can effect many positive changes - whether in industry or in medicine. We just have to follow the right trend - not least to continue to further educate those involved in fields with tribological implications. We to continue the discussion on which trends require the strongest focus in the future. References [1] Czichos, Habig: Tribologie-Handbuch, Vieweg Verlag, 1992 [2] Woydt, M.; Gradt, T.; Hosenfeldt, T.; Luther, R.; Rienäcker, A.; Wetzel, F.-J.; Wincierz, C.: Tribologie in Deutschland - Querschnittstechnologie zur Minderung von CO 2 - Emissionen und zur Ressourcenschonung. Hrsg: Gesellschaft für Tribologie e.V., https: / / www.gft-ev.de/ wp-content/ uploads/ Studie_komplett.pdf [3] Kumru et al.: Polymer grafted graphitic carbon nitrides as precursors for reinforced lubricant hydrogels, Polymer Chemistry, 2019. [4] de Beer, Sissi: Lubricious coatings for precision positioning of medical needles, Leeds-Lyon Symposium on Tribology, 2019. [5] S. Kajita, H. Washizu, T. Ohmori, EPL (Europhys. Lett.), 87, 6, 66002(2009). [6] H. Washizu et al., Faraday Disc., 156 (1), 279 - 291, (2012). [7] H. Washizu, T. Ohmori, A. Suzuki, Chem. Phys. Lett., 678, 1-4 (2017). [8] M. Konishi, H. Washizu, Trib. Intl., DOI: 10.1016/ j. triboint.2019.01.027 (2019). Nachrichten 46 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Numerische Untersuchung der Einflüsse einer begrenzten Ölmenge auf die Schmierfilmausbildung in Wälzkontakten Numerical investigation of the effects of starved lubrication on the film formation in rolling contacts Georg Oidtmannd * Einleitung Die Lebensdauer und die Effizienz von Wälzlagern werden maßgeblich durch die Schmierfilmausbildung im elastohydrodynamischen (EHD) Kontakt zwischen Wälzkörpern und Lagerringen bestimmt. Durch die vollständige Trennung der Oberflächen werden die Reibung und der Verschleiß des Wälzlagers minimiert. In ölgeschmierten Wälzkontakten steigt die Schmierfilmhöhe in der Regel mit zunehmender Drehzahl bzw. Rollgeschwindigkeit an. Bei Schmierung mit begrenzter Ölmenge wird dieser Anstieg ab einer bestimmten Rollgeschwindigkeit verhindert, da nicht genügend Schmierstoff zur Verfügung steht. Diese Schmierstoffverarmung im Kontakt wird als Starvation bezeichnet und durch die Schmierstoffbereitstellung vor dem Kontakt bestimmt. Das Auftreten von Starvation bewirkt aufgrund der abnehmenden Schmierfilmhöhe je nach Betriebsparametern einen Schmierungszustand in der Mischreibung. Die Folgen sind eine erhöhte Reibung sowie Verschleiß und damit hohe Energieverluste sowie vorzeitige Lagerausfälle, die mit hohen Kosten verbunden sind. Daher spielt die Abschätzung des Schmierungszustandes bei der Auslegung von Wälzlagern eine maßgebliche Rolle. Allerdings ist dies derzeit nur bedingt möglich, da die Einflüsse durch die Betriebsparameter auf die Schmierstoffbereitstellung bei begrenzter Ölmenge nicht vollständig geklärt sind. Insbesondere der Einfluss des Benetzungsverhaltens auf die Schmierstoffbereitstellung in Wälzkontakten ist noch nicht ausreichend untersucht. Ziel dieser Arbeit ist es daher mittels numerischer Strömungssimulationen (Computational Fluid Dynamics - CFD) die Schmierstoffströmung um einen Kontakt abzubilden und ein Modell abzuleiten, mit dem die Schmierstoffbereitstellung vor den Kontakt in Abhängigkeit der Betriebs- und Schmierstoffparameter, wie Rollgeschwindigkeit und Viskosität sowie des Benetzungsverhaltens abgeschätzt werden kann. Dieses Modell wird anschließend genutzt, um die Schmierfilmausbildung bei begrenzter Ölmenge zu berechnen und das Auftreten von Starvation zu identifizieren. Simulationsmodell In dieser Arbeit wird die Geometrie des Wälzkörpers drei Mal variiert. Als Wälzkörper werden Tonnenrollen gewählt. Die Tonnenrollen unterscheiden sich jeweils in ihrer Profilierung in Längsrichtung (z-Richtung). Die Geometrie des Strömungsraumes ist exemplarisch für einen Wälzkörper in Bild 1 dargestellt. Die Schmierfilmhöhe im Kontaktpunkt beträgt für alle Modelle 2 μm. Dieser Wert liegt deutlich über den zu erwartenden Schmierfilmhöhen (typische Schmierfilmhöhen eher im Bereich kleiner 1 μm), jedoch bewirkt eine Reduzierung der Schmierfilmhöhe eine deutliche Abnahme der Netzqualität. Der erwartete Fehler der konstanten Schmierfilmhöhe auf den Meniskusabstand wird als gering eingeschätzt. Eine Betrachtung des Volumenstroms durch den Kontakt im Verhältnis zum gesamten Volumenstrom zeigt, dass lediglich 0,1 % der Strömung durch den Kontakt fließt. Da der Großteil der Strömung nicht durch den Kontakt fließt, sollte der Einfluss der Schmierfilmhöhe auf den Meniskusabstand vernachlässigbar sein. Die Länge des Models beträgt in Strömungsrichtung 40 mm. Der Abstand zwischen zwei hypothetisch aufeinander folgenden Wälzkörpern beträgt somit 20,95 mm. Quer zur Strömungsrichtung werden die Wälzkörper komplett abgebildet. Die Wälzkörper haben eine Breite von 15 mm. Da die Wälzkörper symmetrisch zur Mittellinie der Laufbahn in Rollrichtung sind, wird lediglich eine Hälfte des Wälzkörpers modelliert. Die Breite des Models beträgt somit 7,5 mm. Die Wälzkörper werden im Umfang nicht komplett abgebildet, sodass Effekte der Strömung auf den Wälzkörper vernachlässigt werden. Die Höhe des Models wird so gering wie möglich gewählt, um das Volumen des Strömungsraums gering zu halten, sodass die Zellanzahl und damit die Rechenzeit minimal ist. Um die Schmierstoffbereitstellung bei verschiedenen Betriebs- und Stoffparametern zu ermitteln, wurden die Geometrie, die Geschwindigkeit, die Viskosität, die Oberflächenspannung und das Benetzungsverhalten variiert. Der Einfluss der Geschwindigkeit, der Viskosität und der Oberflächenspannung kann in der Kapillarzahl zusammengefasst werden. Das Benetzungsverhalten GfT-Förderpreis Masterarbeit * Georg Oidtmann, Master of Science RWTH Aachen Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung 52062 Aachen Nachrichten 47 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 wurde über den Kontaktwinkel des Öls auf den Oberflächen verändert. Simulationsergebnisse Bild 2 zeigt den Zusammenhang zwischen Meniskusabstand und der Kapillarzahl für den Wälzkörper R42 bei konstantem Ölvolumen und verschiedenen Kontaktwinkeln. Der Meniskusabstand nimmt in Übereinstimmung mit der Literatur [Nog18] mit zunehmender Kapillarzahl ab. Bei niedrigen Kapillarzahlen ist der Unterschied zwischen dem 55° und 11° Kontaktwinkel noch sehr groß. Der Unterschied nimmt mit zunehmender Kapillarzahl jedoch immer weiter ab. Der Verlauf des Meniskusabstands für die Kontaktwinkel 11° und 44° ist ab einer Kapillarzahl von 0,302 nahezu identisch. Ferner wurde nachgewiesen, dass der Einfluss größerer Kontaktwinkel mit zunehmend höheren Kapillarzahlen wegfällt. Der Verlauf des Kontaktwinkels von 55° zeigt vor allem bei niedrigen Kapillarzahlen einen sehr großen Unterschied im Meniskusabstand zu den beiden anderen Verläufen. Auch bei höheren Kapillarzahlen sind die Meniskusabstände bei 55° höher, jedoch wird der Unterschied mit zunehmender Kapillarzahl geringer. Die Strömungsbilder für die Kontaktwinkel 11° und 55° sind in Bild 2 rechts (1) und (2) dargestellt. Bei einem Kontaktwinkel von 55° lässt sich erkennen, wie die Ölbänder zwischen den Kontakten Tropfen bilden und das zusammenhän- 40 mm 7,5 mm x z y Laufbahn Wälzkörper 2 μm Kontaktmitte x y Wälzkörper Ölbänder Wälzkörper Halber Strömungsraum Bild 1: Darstellung des Strömungsraums um den Wälzkörper 1 2 Ölbandquerschnitt Ölbandquerschnitt R4 m Kontakt 0,28mm 0,045 mm Meniskusabstand in mm Kapillarzahl 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Kontaktwinkel = 55 ° Ölmenge = 25,98 μl 1 Ca = 0,152 R42 u 2 u Ca = 0,152 R42 Kontaktwinkel = 11 ° Ölmenge = 25,98 μl 55 ° 44 ° 11 ° R42 V Öl = 25,98 μl m Kontakt Bild 2: Meniskusabstand in Abhängigkeit der Kapillarzahl und des Kontaktwinkels Nachrichten 48 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 gende Ölband unterbrochen wird. Diese Tropfenbildung wird vor allem bei niedrigen Kapillarzahlen beobachtet und wurde auch mit optischen Messungen festgestellt [Li18]. Die Ölbänder sind bei größeren Kontaktwinkeln höher, wie in den Ölbandquerschnitten zu erkennen ist. Das Ölband hat bei 55° eine Höhe von 0,28 mm und bei 11° eine Höhe von 0,045 mm. Dass die Ölbandhöhe einen Einfluss auf den Meniskusabstand hat, stimmt mit Erkenntnissen aus der Literatur überein [Svo13], [Liu92], [Chi74]. Näherungsgleichung Mit Hilfe der Methode der kleinsten Fehlerquadrate wurde aus den Simulationsergebnissen eine Näherungsgleichung abgeleitet, mit der der Meniskusabstandes in Abhängigkeit aller untersuchten Einflussgrößen berechnet werden kann. Gleichung 1 zeigt die Formel für den Meniskusabstand. (1) Gleichung 1 kann in Zusammenhang mit den Gleichungen von von H AMROCK und D OWSON [Ham76] verwendet werden, um die Schmierfilmhöhe bei gegebenen Betriebs- und Stoffparametern abzuschätzen. Fazit Es konnte der Einfluss des Elliptizitätsverhältnisses auf den Meniskusabstand ermittelt werden. Die Simulationen zeigen, wie das Öl aufgrund der Geometrie bei größeren Elliptizitätsverhältnissen weiter nach außen verdrängt wird und somit dem nächsten Kontakt zur Schmierung nur noch bedingt zur Verfügung steht. Die Schmierstoffbereitstellung ist also bei geringeren Elliptizitätsverhältnissen höher. Neben der Kapillarzahl und des Elliptizitätsverhältnis wurde zudem der Einfluss der initialen Ölmenge bestimmt. Der Meniskusabstand steigt dabei mit zunehmender Ölmenge. Für den Einfluss des Kontaktwinkels wurde gezeigt, dass für niedrige Kapillarzahlen (Ca < 0,304) der Meniskusabstand vom Kontaktwinkel abhängt. Nachdem der Einfluss der relevanten Parameter ermittelt wurde, konnten die Einflüsse zusammengefasst und eine Näherungsgleichung für den Meniskusabstand abgeleitet werden. Zusammen mit den Formeln von H AMROCK und D OWSON [Ham76] ist es nun erstmals möglich, die Schmierfilmhöhe in Abhängigkeit der Betriebs- und Stoffparameter sowie insbesondere der initialen Ölmenge und des Benetzungsverhalten zu berechnen. Mit Hilfe der Näherungsgleichung kann die Schmierfilmausbildung bei begrenzter Ölmenge berechnet und das Auftreten von Starvation identifiziert werden. Literatur [Ham76] Hamrock et al.: Isothermal elastohydrodynamic lubrication of point contacts IV - starvation results, 1976. [Li18] Li, X. M. et al.: Regulation of lubricant supply by wettability gradient in rolling EHL contacts. In Tribology International, 2018, 120; S. 565-574. [Svo13] Svoboda, P. et al.: Experimental study of starved EHL contacts based on thickness of oil layer in the contact inlet. In Tribology International, 2013, 67; S. 140- 145. [Liu92] Liu, J.; Wen, S.: Fully flooded, starved and parched lubrication at a point contact system. In Wear, 1992, 159; S. 135-140. [Chi74] Chiu, Y. P.: An Analysis and Prediction of Lubricant Film Starvation in Rolling Contact Systems. In A S L E Transactions, 1974, 17; S. 22-35. ! " # $ % # && ' # ( ( Nachrichten 49 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Entwicklung eines TEHD-Tribosimulationsmodells für Radialwellendichtringe Stefan Thielen * Zusammenfassung Im Rahmen der Dissertation wurde ein TEHD-Tribosimulationsmodell für Radialwellendichtringe entwikkelt. Um den gestiegenen Anforderungen an die Lebensdauer und die Energieeffizienz von Radialwellendichtringen (RWDR) gerecht werden zu können, sind detaillierte mikroskalige Simulationen des Dichtkontakts nötig. Dafür kommen typischerweise (T)EHD Simulationen zum Einsatz. Der Umfang veröffentlichter Simulationsmodelle zu diesem Thema reicht von eher einfachen EHD Simulationen bis hin zu sehr detaillierten TEHD Modellen. Nur wenige Simulationsmodelle berücksichtigen die Rauheit und/ oder Mikrostruktur beider Kontaktflächen, da dies die Berücksichtigung transienter Effekte notwendig machen würde. Daher wurde ein transientes TEHD Modell zur Simulation des Dichtkontaktes von RWDR entwickelt und vorgestellt. Untersuchungen des Dichtkontaktes und gezielter Mikrostrukturierung sowie eine experimentelle Validierung wurden durchgeführt. Abstract In this Dissertation, a TEHL-Tribosimulation model for radial shaft seals has been developed. Regarding the increasing demand in seal lifetime and energy efficiency, a detailed microscopic simulation is necessary - as an addition to experimental investigations - to better understand and improve radial shaft seals. For this purpose, typically TEHL simulations are used. The published models range from rather simple EHL models to very sophisticated TEHL models. Only very few models take into account the roughness or micro-structure of both contact surfaces, though, since this would require the consideration of transient effects. Therefore, a transient TEHL model for the contact of radial shaft seals has been developed and presented. Studies of the sealing contact, targeted microstructuring and an experimental validation were conducted. 1 Einleitung Radialwellendichtringe (RWDR) werden zur Abdichtung von rotierenden Wellen eingesetzt. Auf Grund von gestiegenen Anforderungen an Energieeffizienz und Lebensdauer [1] wird eine sorgfältige Auswahl und Auslegung des Dichtsystems unumgänglich. Dabei können sich weder Hersteller noch Anwender nur auf experimentelle Untersuchungen verlassen. Geeignete Simulationswerkzeuge erlauben die Untersuchung der Wirkmechanismen von RWDR auch auf der Mikroskala. Darüber hinaus ermöglichen sie eine eingeschränkte Vorhersage des Dichtsystemverhaltens. Neben makroskopischen Simulationen mit Hilfe von Finite Elemente Modellen kommen dazu auch elastohydrodynamische GfT-Förderpreis Dissertation * Jun. Prof. Dr.-Ing. Stefan Thielen Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik, Technische Universität Kaiserslautern, 67663 Kaiserslautern, Orcid-ID: https: / / orcid.org/ 0000-0003-3310-7659 Bild 1: Verschiedene Simulationsmethoden für den Schmierspalt von RWDR auf der Mikroskala. V. l. n. r.: Hydrodynamische Simulation ohne Verformungsberechnung, Thermo-Hydrodynamik, Elastohydrodynamik, Thermo-Elastohydrodynamik, Simulation der Wellenstruktur mit glattem Gegenkörper (Dichtkante) und durch transiente Elastohydrodynamik. Nachrichten 50 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 (EHD) Simulationen zum Einsatz. Wird auch die Temperaturverteilung im Schmierfilm betrachtet, so spricht man vom Thermo-Elastohydrodynamik (TEHD). Die existierenden Modelle unterscheiden sich deutlich in ihrem Umfang. Nur wenige Modelle erlauben eine Temperaturberechnung. Bei der Untersuchung von gezielter Strukturierung wird zudem meist angenommen, dass der andere Kontaktkörper glatt ist, um transiente Effekte zu vernachlässigen (vgl. Bild 1). Zum Zeitpunkt der Dissertation existierte noch kein Modell, das sowohl thermische Effekte als auch die transienten Vorgänge im Dichtkontakt gleichzeitig simuliert. 2 Simulationsstrategie Um die Geometrie und Oberflächenrauheiten von Welle und Dichtkante zu berücksichtigen, wurde zum einen die Geometrie und die dominante Rauheit der Dichtkante (in der Regel deutlich größer als die der Welle) in der Schmierspaltgleichung mit Hilfe von Sinusfunktionen nachgebildet. Das Simulationsgebiet wurde dabei mit Periodizitätsrandbedingungen in Umfangsrichtung auf eine Wellenlänge der Dichtkantenrauheit reduziert. Sekundäre Anteile der Dichtkantenrauheit, die hier nicht berücksichtigt werden konnten, sowie die Rauheit der Welle wurden indirekt mit Festkörperkontaktdruckkurven und Flussfaktoren berücksichtigt. Zur Beschreibung der Hydrodynamik kam die allgemeine R EYNOLDS gleichung mit Flussfaktoren und masseerhaltendem Kavitationsmodell zu Einsatz. Die Verformung wurde mit Hilfe der Halbraum-Theorie berechnet. Dabei waren Korrekturen zur Berücksichtigung der Periodizität des Simulationsgebietes in Umfangsrichtung und der Strukturdeformation der Dichtkante nötig. Die Temperaturberechnung im Schmierspalt erfolgte mit Hilfe der Energiegleichung und üblichen Randbedingungen. Die Wärmeableitung über die Welle wurde mit Hilfe eines einfachen Thermischen Netzwerkes realisiert. 3 Simulationsergebnisse Das Modell erlaubt eine umfassende Analyse der Vorgänge im Dichtkontakt und des Betriebsverhaltens von RWDR. Am Beispiel eines RWDR der Bauform BAUM 5X7 80-100 -10 aus 75 FKM 585 in Kombination mit einer geschliffenen Welle und einem unadditivierten Modellschmierstoff auf PAO Basis der SAE Klasse 0W-20 werden im Folgenden ausgesuchte Simulationsergebnisse vorgestellt: So wurde beispielsweise der Schmierfilmaufbau bei verschiedenen Drehzahlen untersucht. In Bild 2 l ist der Schmierfilm im Wellenstillstand und für verschiedene Wellendrehzahlen dargestellt. Im Wellenstillstand wird die Rauheitsspitze flach an die Wellenoberfläche gepresst und abgeplattet. Durch die Wellenrotation und den damit verbundenen Aufbau eines hydrodynamischen Tragdruckes im konvergenten Spalt vor der Rauheitsspitze bildet sich schon bei sehr geringen Drehzahlen ein keilförmiger Spalt zwischen Rauheitsspitze und Wellenoberfläche aus. Die Oberflächen werden folglich schon teilweise durch einen tragenden Schmierfilm getrennt. Anfänglich steigt die Schmierfilmhöhe schnell an, bis sie sich allmählich asymptotisch einem Grenzwert nähert. Es zeigt sich, dass der RWDR sich auch bei hohen Drehzahlen noch im Mischreibungsgebiet befindet, da noch ca. 10 % der Radialkraft durch Rauheitskontakt getragen werden. Bild 2: Links: Aufbau eines Schmierfilms zweiter Ordnung unter den Rauheitskuppen im Dichtkontakt. Dargestellt als Höhenprofil des Schmierspaltes in einem axialen Schnitt, rechts: Temperatur, Hydrodynamischer Druck und Spalthöhe im Simulationsgebiet bei 4500 min -1 . Nachrichten 51 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Neben der Umlenkung des Schmierstoffs um die Rauheitsspitzen im Dichtkontakt (s. Bild 3 l) lässt sich mit dem TEHD Modell auch die lokale Schmierstofftemperatur bestimmen (s. Bild 2 r). Die Maximaltemperatur liegt deutlich über der für den gesamten Schmierspalt gemittelten Temperatur, was eine Erklärung für die immer wieder beobachtete Ölkohlebildung im Dichtkontakt von RWDR sein könnte. Am Beispiel einer mikrostrukturierten Wellenoberfläche konnte gezeigt werden, dass das TEHD-Tribosimulationsmodell transiente Effekte simulieren kann. Bild 3 r zeigt den Verlauf des Reibmoments bei 1000 min -1 . Die Spalthöhe verändert sich periodisch mit jedem Durchlauf der Struktur durch das Simulationsgebiet. Umgekehrt verhält sich das Reibmoment. Es zeigt sich eine Abhängigkeit von der relativen Position zwischen Wellenstruktur und Dichtkante, wobei das Reibmoment mit steigender Schmierspalthöhe erwartungsgemäß sinkt. Sobald die Struktur den Druckberg vor den Rauheitsspitzen auf der Dichtkante passiert, steigt die mittlere Schmierspalthöhe schnell an und fällt wieder ab, sobald die Struktur in den nächsten Druckberg einläuft. Die Wirkung der Struktur scheint somit im divergenten Spaltbereich hinter dem Spaltminimum am größten zu sein. Im Vergleich mit dem Reibmoment im unstrukturierten Fall ist eine deutliche Reibmomentreduzierung zu erkennen. Eine Validierung der Simulationsergebnisse durch Reibmomentmessungen zeigte, dass im unteren Drehzahlbereich, bei kleinen Spalthöhen und hohem Festkörperkontakt das Reibmoment leicht unterschätzt und dass bei sehr hohen Gleitgeschwindigkeiten das Reibmoment leicht überschätzt wird. Bei kleinen Spalthöhen sind Hysteresereibungseffekte sehr dominant und bei hohen Drehzahlen kann es zu Scherverdünnung im Schmierstoff kommen. Beide Effekte wurden noch nicht im Modell berücksichtigt, was die Abweichungen erklärt. Die Integration in das Modell ist im Rahmen zukünftiger Arbeiten geplant. 4 Zusammenfassung und Ausblick In Rahmen der Dissertation wurde ein TEHD-Tribosimulationsmodell für RWDR entwickelt, mit dem die lokalen Schmierstofftemperaturen und auch transiente Effekt berücksichtigt werden können. Mit diesem Model konnten grundlegende Untersuchungen zum Betriebsverhalten eines Dichtsystems mit RWDR durchgeführt werden. Außerdem wurde nachgewiesen, dass das Modell die Berücksichtigung von transienten Effekten erlaubt. Darüber hinaus soll durch eine Erweiterung des TEHD- Tribosimulationsmodells um eine Beschreibung von Hysteresereibungsanteilen, einem Nicht-N EWTON ’schen Schmierstoffmodell und Wandschlupfeffekten die Vorhersagegüte weiter verbessert werden. Danksagung Die Arbeiten im Rahmen der Dissertation wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert - Project-ID 172116086 - SFB 926. Literatur Aus Platzgründen wurde im Rahmen dieses Kurzbeitrages auf die Angabe von Details und weitreichender Literaturstellen verzichtet. Genauere Informationen zum Simulationsmodell und der verwendeten Literatur können der Dissertation und den dazugehörigen Veröffentlichungen entnommen werden: [1] Thielen, S.: „Entwicklung eines TEHD-Tribosimulationsmodells für Radialwellendichtringe“. Dissertation, TU Kaiserslautern, 2019 [2] Thielen, S.; Magyar, B.; Sauer, B.: „Thermo-Elasto- Hydrodynamic Lubrication Simulation of Radial Shaft Sealing Rings“. ASME Journal of Tribology, May 2020; 142(5): 052301. https: / / doi.org/ 10.1115/ 1.4045802 [3] Thielen, S., Sauer, B.: „Thermo-Elastohydrodynamische Simulation von Radialwellendichtringen“. Tribologie und Schmierungstechnik 67, 3, S. 5-14, (2020). Bild 3: Links: Fluidumlenkung durch die Rauheitsspitzen im Dichtkontakt (skaliert), rechts: Reibmomentverlauf einer mikrostrukturierten Welle. Der Beitrag von Herrn Dr. Thielen wurde bereits in der TuS 3/ 2020 in voller Länge veröffentlicht. Der Schwerpunkt der „Jungen Tribologen“ liegt auf der Annäherung junger Wissenschaftler an das Gebiet der Tribologie. Damit möchte der Arbeitskreis das Gebiet der Tribologie und die permanente Verbreitung des tribologischen Wissens unterstützen. Zusätzlich wollen wir jungen Menschen eine Plattform bieten, um ein Netzwerk für den Erfahrungs- und Wissensaustausch in einer lockeren und freundlichen Atmosphäre aufzubauen, und durch einfach gestaltete Experimente die Tribologie einem breiten Publikum näherbringen. Die Organisation, Gestaltung und Umsetzung tribologischer Experimente wird aktuell von fünf Mitgliedern der Arbeitsgruppe verantwortet. In der Regel wird jährlich ein Experiment auf der Tribologie-Fachtagung in Göttingen einem breiten Publikum vorgestellt, zusätzlich dienen diese auch als Vorführobjekt an Universitäten und Hochschulen. Mit den Experimenten werden grundlegende tribologische Problemstellungen untersucht, um unterschiedliche Auswirkungen der tribologischen Systemelemente aufzuzeigen. Bisher wurden bereits fünf Generationen von Experimenten aufgebaut. Die dritte Generation wollen wir nun vorstellen: Egal ob bei Tagungen, Geschäftsterminen oder auch im privaten Umfeld: Visitenkarten sind für viele ein ständiger Begleiter. Auch auf der 58. Tribologie-Fachtagung der Gesellschaft für Tribologie e. V. 2017 wurden nicht nur fachliche Diskussionen geführt, sondern auch Visitenkarten getauscht. Da auch den Jungen Tribologen das Phänomen des „Business-Kartenspieles“ bekannt ist, haben wir hierfür das sogenannte „Taschentribometer“ entwickelt. Die Teilnehmer auf der Tagung konnten somit nicht nur mit der Optik ihrer Visitenkarte punkten, sondern auch gleich noch deren Reibungszahl bestimmen lassen. Was natürlich bei einer Fachtagung im Rahmen der Tribologie nicht ganz unwichtig erscheint. Ziel des Experimentes war es, die EINE Visitenkarte mit der niedrigsten Reibungszahl zu identifizieren und natürlich gab es auch einen Preis für den Besitzer der „reibungsoptimierten Karte“. Da die Teilnehmer sich der Einflussfaktoren wie z. B. Gleitgeschwindigkeit, Normalkraft, Materialpaarung und Gleitweg bewusst waren, mussten diese im Vorfeld definiert werden. Nachrichten 52 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Mitteilungen der GfT | Junge Tribologen Spiel, Spaß und Spannung im Auftrag der Tribologie - Experimente der Jungen Tribologen - Bild 1: Experiment - „Low-Friction Business Card” Bild 2: Taschentribometer - Displayanzeige Es sei erwähnt, dass aus praktikablen Gründen die Normalkraft durch ein 2 kg Gewicht, der Gegenkörper (100Cr6 Kugel) und die Zyklen (20) fest vorgegeben wurde. Parameter Gleitweg max. 56 mm und Gleitgeschwindigkeit max. 12 mm/ s konnten nun von den Teilnehmern frei gewählt werden. Die ermittelte Reibungszahl wurde direkt im Display angezeigt. Nachrichten 53 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Hierfür wurde ein Arduino Microcontroller programmiert, Messgrößen wie Normalkraft und Reibungskraft konnten mittels DMS-Kraftsensoren direkt an den Microcontroller übertragen werden, somit war eine Live- Anzeige der Reibungszahl möglich. Neben einer sehr beachtlichen Sammlung an Visitenkarten mit dazugehöriger Reibungszahl auf der Pinnwand lag auch ein besonderes Augenmerk auf die für das Experiment nicht zugelassenen Hilfsmittel. Natürlich ist es nicht verwunderlich, dass bei einem Fachpublikum „reibungsoptimierende Maßnahmen“, wie z. B. Bierschaum, Labello, Lippenstift, Handcreme uvm., zum Einsatz kamen. Neben dem Experiment „Low-Friction Business Card” stellt das Taschentribometer ein wunderbares, einfaches Werkzeug zur Verdeutlichung tribologischer Einflüsse dar. Die Möglichkeit den Gegenkörper / Grundkörper, die Normalkraft (max. 5 kg), den Gleitweg und Gleitgeschwindigkeit frei zu wählen, schafft hierbei den notwendigen Spielraum. Mit Herstellkosten von weniger als 100 € (3D-Druck) und etwas Programmierarbeit wurde ein einfaches und dennoch effektives Hilfsmittel geschaffen, um bspw. schon frühzeitig den Nachwuchs für dieses interdisziplinäre Fachgebiet zu begeistern. Auch bei diesem Experiment haben die Jungen Tribologen ihr Ziel erreicht: mit einfachen Experimenten und Beispielen komplexe Phänomene im Bereich der Tribologie erlebbar zu machen, um die Sensibilität und das Bewusstsein für dieses Wissenschaftsgebiet zu fördern und „Tribologie wieder sexy zu machen“! Fortsetzung weiterer Experimente folgt… Autoren: Anton Kalimullin, Sebastian Wandel, Max Baumann, Dennis Mallach, Stephan Henzler Bild 3: Taschentribometer - Erweiterung Nachrichten 54 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Mitteilungen der GfT Gesellscha昀 für Tribologie e.V. Veranstalter: Gesellscha昀 für Tribologie e.V. Adolf Fischer Straße 34 52428 Jülich Hochschule Mannheim Kompetenzzentrum Tribologie Mannheim (KTM) 68163 Mannheim Veranstaltungsort: Hochschule Mannheim Karl-Völker-Saal, Gebäude A, 4. OG Speyerer-Straße 4 68163 Mannheim Anreise: Informa琀onen 昀nden Sie unter: h琀p: / / www.tri.mb.hs-mannheim.de/ anfahrt.html Straßenbahn: » Linie 1 vom Hbf bis Hochschule Mannheim Auto: » Besucher können über die Speyerer Straße in den Innenhof einfahren (Schranke) und dann zwischen den Gebäuden G und K parken. » Zudem steht der Parkplatz an unserer Prü昀alle (Bau T) zur Verfügung (ebenfalls beschrankt). Ansprechpartner: Prof. Dr. Jürgen Molter Hochschule Mannheim Kompetenzzentrum Tribologie 68163 Mannheim Tel: 0621 - 292 - 6540 E-Mail: J.Molter@HS-Mannheim.de Teilnahmegebühr: € 980 (MwSt-frei; inkl. Tagesverp昀egung und Abendessen) Anmeldung: per E-Mail an die GfT-Geschä昀sstelle Die Tribologie umfasst die Gebiete Reibung, Verschleiß und Schmierung mit dem Ziel der funk琀onellen, ökonomischen und ökologischen Op琀mierung von Bewegungssystemen. Die Tribologie trägt durch Minderung von Verschleiß und Op琀mierung von Reibungsbedingungen zur Erhaltung von Werten bei. Die Ziele der Gesellscha昀 für Tribologie sind: » die Förderung, Erweiterung und Verbreitung des tribologischen Wissens; » die Förderung des Erfahrungs- und Wissensaustausches zwischen Forschung und industrieller Anwendung; » die systema琀sche Anwendung tribologischer Kenntnisse in allen Bereichen der Technik; » die Berücksich琀gung ökologischer Gesichtspunkte bei der Auslegung tribologischer Systeme; » die Anregung zu tribologischer Forschung und die Beratung zur Forschungsförderung; » die Koopera琀on mit technisch-wissenscha昀lichen Verbänden im In- und Ausland; » die Mitwirkung bei der Erstellung von Normen und Richtlinien; » Vertretung der Belange der Tribologie in Staat und Gesellscha昀. Die Gesellscha昀 für Tribologie e.V. ist ein gemeinnütziger technisch-wissenscha昀licher Verein. Die Mitglieder kommen aus Industrie, Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Dienstleistungsunternehmen. Gesellscha昀 für Tribologie e.V. Adolf Fischer Straße 34 52428 Jülich Tel.: (02461) 340 79 68 Fax: (02461) 317 44 56 E-Mail: tribologie@g昀-ev.de Internet: www.g昀-ev.de Einladung zum GfT Lehrgang Grundlagen der Tribologie Elemente und Funk琀on tribologischer Systeme 24.-25. Februar 2021 in Mannheim in Koopera琀on mit Hochschule Mannheim Kompetenzzentrum Tribologie Nachrichten 55 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Mitteilungen der GfT Referenten Prof. Dr.-Ing. Jürgen Molter (Seminarleitung) Hochschule Mannheim Kompetenzzentrum Tribologie 68163 Mannheim Dr. Markus Grebe Hochschule Mannheim Kompetenzzentrum Tribologie 68163 Mannheim Thomas Rühle BASF SE 67056 Ludwigshafen Dr.-Ing. Andreas Mehner Ober昀ächentechnik Leibniz-Ins琀tut für Werksto昀orien琀erte Technologien - IWT 28359 Bremen Prof. Dr. Joachim Schulz Fuchs Wisura GmbH 28197 Bremen 24. Februar 2021 09: 00 Begrüßung und Erö昀nung Prof. Dr.-Ing. Jürgen Molter 09: 15 Grundlagen der Tribologie Prof. Dr.-Ing. Jürgen Molter Begri昀e, Systemanalyse, Kontaktgeometrie und Beanspruchung 10: 45 Ka昀eepause 11: 00 Reibung und Verschleiß Prof. Dr.-Ing. Jürgen Molter Zusammenhang/ Wechselwirkung, Mechanismen, Verschleißarten,-erscheinungsformen, -messgrößen, Systemanalyse bei Verschleißvorgängen 12: 30 Mi琀agspause 13: 15 Ober昀ächenkennwerte, -messwerte Prof. Dr.-Ing. Jürgen Molter Messsysteme, tribologisch wich琀ge Kennwerte, Aussagefähigkeit der Messwerte 14: 15 Schmierungszustände, Schmiersto昀e und ihre Anwendungsbereiche Thomas Rühle Trockene, hydrodynamische, EHD-Schmierung, Schmiersto昀e mit/ ohne AW/ EP, Verträglichkeiten, Schmierfe琀e, Festschmiersto昀e, Gleitlacke 16: 15 Ka昀eepause 16: 30 Tribologie polymerer Werksto昀e Prof. Dr.-Ing. Jürgen Molter Kunststo ypen, Reibungs- und Verschleißverhalten, zulässige Belastung und Temperatur, Wechselwirkung mit Schmiersto昀en, Anwendungsbereiche 18: 00 Ende des 1. Tages 25. Februar 2021 09: 00 Weitere Tribotechnische Werksto昀e Dr.-Ing. Andreas Mehner Tribologische PVD- und CVD-Funk琀onsbeschichtungen (TiAlN, CrAlN, TiCN, etc sowie DLC und c-BN; Oxidkeramiken (Al2O3, Y-stabil. ZrO2,…) 10: 00 Ka昀eepause 10: 15 Tribologie bei der Metallbearbeitung Prof. Dr. Joachim Schulz Spangebende und umformende Bearbeitung 11: 45 Tribologische Schadenskunde Dr. Markus Grebe Methodik der Schadensanalyse, Schadensformen und -arten 12: 45 Mi琀agspause 13: 30 Tribometrie/ Reibungs- und Verschleißprü昀echnik Dr. Markus Grebe Ziele, Kategorien der Verschleißprüfung, Prü昀e琀e, typische Prüfstände, Interpreta- 琀on von tribologischen Prüfergebnissen 15: 00 Abschlussgespräch Prof. Dr.-Ing. Jürgen Molter Dr. Markus Grebe 15: 30 Ende des Seminars Am Ende des Seminars besteht die Möglichkeit zur Besich琀gung des Kompetenzzentrums Tribologie an der Hochschule Mannheim Nachrichten 56 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Die Satzung des wissenschaftlichen Vereins „Österreichische Tribologische Gesellschaft“ sieht vor, Personen, die sich Verdienste durch finanzielle Förderung der wissenschaftlichen Ziele der ÖTG erworben haben, sowie Personen in Anerkennung und Würdigung jahrelanger wissenschaftlicher und volkswirtschaftlicher Verdienste im Fachbereich der Tribologie, die Ehrenmitgliedschaft zu verleihen. Auf Vorschlag von Friedrich F RANEK wurde mit Beschluss der ÖTG-Generalversammlung vom 20.11.2019 Herrn Dr. Berndt-Thomas K RAFFT , Geschäftsführer vom Fachverband Metalltechnische Industrie (FMTI) der Bundeswirtschaftskammer Österreich, einstimmig die ÖTG-Ehrenmitgliedschaft verliehen. Dr. Berndt-Thomas K RAFFT hat sich seit vielen Jahren für die Anliegen der industriellen Implementierung der Tribologie in der Wirtschaft engagiert. Dies im Besonderen über den Zeitraum von mehr als 10 Jahren als Vorsitzender des Strategiebeirates des Exzellenzzentrums für Tribologie. Dr. Berndt-Thomas K RAFFT hat sich nachhaltig dafür eingesetzt, dass mehrere internationale ÖTG-Veranstaltungen (Viennano, ECOTRIB) in den Räumlichkeiten der Bundeswirtschaftskammer Österreich stattfinden konnten. Durch eine sehr günstige bzw. teilweise kostenfreie Beistellung von Räumlichkeiten und Catering-Dienstleistungen konnte die ÖTG den nationalen und internationalen Teilnehmern aus der Industrie und Wissenschaft sehr attraktive Teilnahmekonditionen bieten und damit die Wissensverbreitung durch eine höhere Teilnehmeranzahl optimieren. Dr. Berndt-Thomas K RAFFT ist das vierte Ehrenmitglied seit Bestehen der ÖTG. Die Übergabe der Verleihungsurkunde erfolgte am 9. 3. 2020 in den Räumlichkeiten des Fachverbandes (FMTI) in Wien durch den ÖTG-Obmann, Prof. Dr. Andreas P AUSCHITZ , im Beisein der ÖTG-Vizeobfrau, Priv.-Doz. Dr. Nicole D ÖRR , der FMTI-Referentin, Mag. Barbara S CHICKER , sowie ÖTG-Vorstandsmitglied Univ.-Prof.i.R. Dr. Friedrich F RANEK . Der TRIBOLINO ist eine Auszeichnung, die durch den Verein „Österreichische Tribologische Gesellschaft“ in Würdigung besonderer Verdienste um die Anliegen und Ziele der ÖTG verliehen wird. Mit der Verleihung dieser Auszeichnung ist die Übergabe des Preissymbols in Form einer aus Maschinenelementen mit Tribologie- Bezug zusammengefügten, figurenähnlichen Statuette. Der TRIBOLINO wurde zuletzt im Jahre 2016 verliehen. In der ÖTG-Generalversammlung 2019 stimmten die anwesenden Mitglieder des ÖTG-Vorstandes einstimmig dem Vorschlag zu, den „TRIBOLINO 2019“ dem Fachverband Metalltechnische Industrie (FMTI) der Wirtschaftskammer Österreich zu verleihen. Der Beschluss erfolgte im Hinblick auf die wiederholte bzw. nachhaltige Unterstützung der Vereinstätigkeit der ÖTG, insbesondere durch Förderung der Kommunikation im Bereich der industriellen Anwender der Tribologie und Mitteilungen der ÖTG ÖTG-Ehrenmitgliedschaft für den FMTI-Geschäftsführer Dr. Berndt-Thomas KRAFFT - 9. 3. 2020 Ehrenpreis der ÖTG - TRIBOLINO 2019 - verliehen an den Fachverband Metalltechnische Industrie ÖTG-Ehrenmitglied Berndt-Thomas K RAFFT (Mitte) mit der Verleihungsurkunde. Es gratulieren Nicole D ÖRR (rechts), Barbara S CHICKER (2te von rechts), Friedrich F RANEK (links) und Andreas PAUSCHITZ (2ter von links) © FMTI - WKO, Wien Nachrichten 57 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Mitteilungen der ÖTG Konventionelle Schmierstoffe wie Fette, Öle und Festschmierstoffe zeigen bei erhöhter Temperatur sowie unter Vakuumbedingungen Einschränkungen in deren Anwendbarkeit. Um diese Beschränkungen zu überwinden, wurde bei der AC2T research GmbH ein neuartiges Schmierkonzept auf Basis von Feststoffbestandteilen im Werkstoff entwickelt. Hierdurch wird das Reibungsverhalten ohne Verwendung eines flüssigen Schmierstoffes begünstigt bzw. kontrolliert. Die entwickelten selbstschmierenden Beschichtungen werden mittels einem vollautomatisierten 10 kW Hochleistungs-Direktdiodenlaser aufgetragen. Der Laser ermöglicht die Herstellung von Laborproben bis hin zu industriellen Prototypen. Dank der hohen Auftragseffizienz und der kontrollierten Prozessbedingungen eignet sich der Laser zur schnellen, kosteneffektiven und reproduzierbaren Entwicklung von Beschichtungen. Weiters erlaubt die Beschichtungstechnologie Reparaturen und Wiederauftragungen bei verschlissenen Komponenten. Die entwickelten und patentierten selbstschmierenden Laserbeschichtungen gewährleisten exzellente Reibungs- und Verschleißeigenschaften bei Temperaturen bis zu 600 °C. Aus diesen Gründen steigt das industrielle Interesse an selbstschmierenden Beschichtungen für den Hochtemperatureinsatz, da hier zur Gänze auf Schmierstoffzugabe verzichtet werden kann. Vielversprechende Ergebnisse werden auch unter Vakuumbedingungen erzielt, wo konventionelle Schmierstoffe aufgrund deren Ausgasung bei geringem Umgebungsdruck nicht eingesetzt werden können. Sie sind an selbstschmierenden Laserbeschichtungen interessiert? Bitte wenden Sie sich an Dr. Manel R ODRIGUEZ -R IPOLL (manel.rodriguez.ripoll@ac2t.at). Reibungsreduzierung durch Laserbeschichtungen ÖTG-Obmann Andreas PAUSCHITZ (links) übergibt den TRIBOLINO und die Urkunde an den stv. FMTI- Obmann Johannes COLLINI (rechts). © FMTI - WKO, Wien Stärkung der Bewusstseinsbildung hinsichtlich der fachspezifischen Forschung in Österreich und Förderung der Vereinstätigkeit durch wiederholte Bereitstellung von Tagungsinfrastruktur und Sachbeiträgen für Veranstaltungen. Die Übergabe der Statuette sowie der Verleihungsurkunde erfolgte am 9. März 2020 in den Räumlichkeiten des FTMI in Wien durch den ÖTG-Obmann, Prof. Dr. Andreas P AUSCHITZ . Namens des FMTI nahm der stellvertretende Obmann des Fachverbandes, Dipl.-Ing. Johannes C OLLINI , den Preis entgegen. Im Rahmen seiner Dankesrede betonte Dipl.-Ing. Johannes C OLLINI die Wichtigkeit von Beiträgen technischer Disziplinen, wie eben auch der Tribologie, zur Ausbildung des fachlichen Nachwuchses. 10 kW Hochleistungs-Direktdiodenlaser bei AC2T research GmbH zur Auftragung von selbstschmierenden Beschichtungen © AC2T research GmbH Nachrichten 58 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Mitteilungen der ÖTG ÖSTERREICHISCHE TRIBOLOGISCHE GESELLSCHAFT ÖTG-SYMPOSIUM 2020 i m H y b ri d m o d u s - v o r O r t & o n li n e Tribologie in Industrie und Forschung Effizienter durch Kooperation 19. November 2020 Technologie- und Forschungszentrum Wiener Neustadt 2700 Wiener Neustadt, Viktor-Kaplan-Straße 2/ A Zeit Time Plenarvorträge / Plenary Talks 09: 45 Grußworte und Ehrungen | Andreas P AUSCHITZ , ÖTG-Obmann 10: 00 Robert A DLER , Maximator Advanced Technology GmbH, Wien, Österreich Wasserstoffaktivitäten in Österreich • Ölfreiheit als tribologische Herausforderungen an Verdichtern am Einsatzort Wasserstofftankstelle 10: 30 Paul H. M AYRHOFER , Technische Universität Wien, Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie, Wien, Österreich Anwendungen von optimierten Dünnschichten in tribologischen Systemen • Auslegungskriterien und technologische Randbedingungen für verschleißbeständige metallische Dünnschichten für ausgewählte tribologische Anwendungen werden präsentiert. 11: 00 Stefan N EHRER , Donauuniversität Krems - Universität für Weiterbildung Krems, Fakultät für Gesundheit und Medizin, Krems, Österreich Biotribologie in der Orthopädie ein neuer Aspekt? • Die tribologische Leistungsfähigkeit ausgewählter biologischer Systeme (und deren Oberflächen) wird anhand von Anwendungsbeispielen diskutiert. 11: 30 Robert S ABLATNIG , Technische Universität Wien, Institut für Visual Computing and Human-Centered Technology, Wien, Österreich Objekterkennung aus Bilddaten mittels maschinellen Lernens • Es wird gezeigt, dass ein Modell aufgrund der selbstlernenden Algorithmen und der existierenden Daten zukunftsrelevante Rückschlüsse ziehen kann, ohne diese explizit zu programmieren. 12: 00 Pause / Break 12: 45 Stephen R. B EWSHER , AVL List GmbH, Graz, Österreich An Investigation into the Use of Diamond Like Coatings for Reduced Boundary Friction within Valvetrain Components • Simulation is made at component level of a single valve train with an over head cam-actuated tappet. The simulation results for the cam follower contact are investigated to show how coating technologies can be used to improve the tribological performance at a conjunction level. 13: 05 Mirjam B ÄSE , Magna Powertrain GmbH & Co KG, Lannach, Österreich Analytische Bewertung von Verschleißmechanismen in nasslaufenden Fahrzeugkupplungen unter Verwendung von ToF-SIMS und LC-MS Methoden • Der Einsatz spezieller Analysemethoden zur Charakterisierung von Stahllamellen- und Öleigenschaften auf molekularer Ebene mit dem Ziel, die Negativwirkung von Wasser in Kupplungen analytisch einzuschätzen, wird vorgestellt. Nachrichten 59 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Mitteilungen der ÖTG 13: 25 Adam A GOCS , AC2T research GmbH, Wiener Neustadt, Österreich András Lajos N AGY , Széchenyi István Universität, Lehrstuhl für Verbrennungsmotoren und Antriebstechnologie, Győr, Ungarn Feldstudie über die Motoröl-Alterung in Personenkraftwagen • Eine umfangreiche Feldstudie ausgewählter Otto- und Dieselfahrzeuge wird präsentiert, in der chemische Ölzustandsindikatoren mit Betriebsparametern korreliert werden. 13: 45 Petr C HIZHIK , Rewitec GmbH (CRODA Energy Technologies), Lahnau, Deutschland Optimierung der Lebensdauer und Effizienz durch innovative Schichtsilikat-basierte Schmierstoffadditive • Die Wirkungsweise der Technologie, Laborergebnisse und besonders interessante Anwendungen bestätigen eine signifikante Reduktion von Reibung, Verschleiß, Oberflächenrauheit und Temperatur. 14: 05 Robert K ASTL , REINTRIEB GmbH Ambient Water Transmissions, Wien, Österreich Lager in maritimen Anwendungen • Anhand ausgewählter Materialpaarungen wird die Schmierung relevanter Getriebe- und Lagerteile mit Umgebungswasser (inkl. Meerwasser) bei schiffsantriebstypischen Belastungen gezeigt. 14: 25 Pause / Break 14: 40 Roman S CHMID , ÖBB-Infrastruktur AG, Wien, Österreich Schienen-Schädigung oder von den Zwängen der Spurführung • Anhand verschiedener Gleisquerschnitte wird das Potpourri der Fahrweginstandhaltung für die Komponente Schiene nachgezeichnet und unterschiedliche Schädigungsphänomene angesprochen. 15: 00 Ruth F LEISCH , V-Research GmbH, 6850 Dornbirn, Österreich Entwicklung einer intelligenten Plattform zur effizienten Überwachung und Optimierung tribologischer Systeme • Mittels einer Toolbox werden Signalbearbeitungen und statistische Auswertungen automatisiert; die Integration von Methoden aus dem Bereich Data Science ermöglichen es, dominierende Einflussgrößen und Unregelmäßigkeiten zu erkennen. 15: 20 Matthias M AJ , AC2T research GmbH, Wiener Neustadt, Österreich Monitoring des Verschleißzustandes von Rollenpressen in der Zementindustrie • Die Erfassung des Anlagenzustandes unter rauen Umgebungsbedingungen in der Schwerindustrie mittels eines robusten Sensornetzwerkes wird gezeigt. 15: 40 Martin K IRCHGAßNER , Castolin GesmbH, Wiener Neudorf, Österreich Vorteile und Einschränkungen der Verwendung komplex legierter Hartauftragungen bei der industriellen Verschleißbekämpfung • Fe-Basis Legierungssysteme und deren Verarbeitbarkeit mit dem Ziel der Standzeitverlängerung in Maschinen zur Materialzerkleinerung werden erläutert. 16: 00 Norbert G AMSJÄGER , Aerospace and Advanced Composites GmbH, Wiener Neustadt, Österreich Balazs J AKAB , AC2T research GmbH, Wiener Neustadt, Österreich Funktionelle Walzenoberflächen in der Papierindustrie • Maßgeschneiderten Komposit-Formulierungen für tribologisch resistente Walzenbezüge im Realeinsatz, mit gutem Korrosionsschutz und guter Selbstreinigungsfähigkeit werden vorgestellt. 16: 20 Ausblick auf die nächste Jahrestagung und Schlussworte | Andreas P AUSCHITZ , ÖTG 16: 30 Ende der Veranstaltung Teilnahmeentgelt (exkl. 10 % MwSt.) Teilnahmeentgelt pro Person Teilnahme vor Ort Online- Teilnahme ÖTG-Mitglieder € 170,- € 120,ohne ÖTG-Mitgliedschaft € 300,- € 150,- Teilnehmer im Rahmen der ÖTG-Firmenmitgliedschaft € 0,- € 0,- Studierende € 100,- € 20,- Im Teilnahmeentgelt sind bei der Vorort-Teilnahme Pausengetränke und ein Mittagsimbiss enthalten. VERANSTALTER Österreichische Tribologische Gesellschaft office@oetg.at / www.oetg.at in Zusammenarbeit mit AC2T research GmbH - Exzellenzzentrum für Tribologie www.ac2t.at Nachrichten 60 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 We are pleased to announce that the 7 th World Tribology Congress (WTC 2021) will be held in Lyon, France, on September 5-10, 2021, following previous WTC events in London (1997), Vienna (2001), Washington DC (2005), Kyoto (2009), Torino (2013) and Beijing (2017). WTC 2021 aims to highlight recent important progress in all aspects of Tribology, strengthen the links between academy and industry, provide a unique opportunity for discussion concerning the latest developments in Tribology and to promote international collaborations and exchanges. The Congress will consist of scientific sessions, plenary, keynote and invited talks on topics at the cutting edge of the various Tribology disciplines, a wide exhibition and various events, scientific and nonscientific, some of them dedicated to young tribologists. The Congress will be held in Lyon Convention Centre, in an exceptional setting, located between the Rhône and the Parc de la Tête d’Or, in the heart of the Cité Internationale. WTC 2021 is organized by both the Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures (LaMCoS), and the Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes (LTDS), in cooperation with the Association Française de Mécanique (AFM) and the International Tribology Council (ITC). Mitteilungen des WTC 7 th World Tribology Congress Lyon 5. bis 10. September 2021 Plenary Speakers Jay FINEBERG The Hebrew University, Jerusalem, Israel “Friction, fracture and earthquakes” Jean-François JOANNY Collège de France, France “Protein friction” Valérie MASSON-DELMOTTE Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), France Co-President of Workgroup I of Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) “What is the state of knowledge on global climate change: observations, process-based understanding, projections? ” Nicholas D. SPENCER ETH Zürich, Switzerland “Cartilage-inspired lubrication with polymer brushes and gels” Nachrichten 61 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Keynote Speakers Zhou FENG Lanzhou Institute of Chemical Physics, China “Tribology of interfacial soft matters” Michael MOSELER University of Freiburg, Germany “Controlling friction in carbon and ceramic systems by covalent mechano-chemistry” Anne NEVILLE University of Leeds, United Kingdom “How tribology is at the forefront of the energy revolution” Luis SAN ANDRES Texas A&M University, United States “Lubricated bearing/ seal elements and their impact on rotordynamics” Platinum Sponsor Speakers Sophie BIRÉ TOTAL Marketing & Services, France “The importance of tribology to TOTAL’s Group ambition” Victoria VAN CAMP SKF, Sweden “The role of artificial intelligence in rolling bearings” Then the scientific themes: 1 Interfacial flow and thin film lubrication Physics of lubrication and interfacial rheology in confined contacts, especially when the roughness has the same order of magnitude as the lubricant film thickness. Keywords: Lubricants/ surface interaction, Rheology of lubricants, Liquid Lubricants, Ionic Liquids, Boundary lubrication, EHL, Molecular lubrication, Nanolubricants,… Chair: Jianbin LUO, Tsinghua University, Beijing, China Co-chair: Juliette CAYER-BARRIOZ, Ecole Centrale de Lyon, France Co-organizers: Martin HARTL, Maria Rosa ESPINOSA, Noël BRUNETIERE 2 Wear of materials Fundamental processes involved in wear damage, material removal, and wear mechanisms. Keywords: Wear fundamentals, Friction and wear under vibratory conditions including fretting, Role of third bodies in wear, Wear reduction technologies Chair: Martin DIENWIEBEL, Karlsruhe Institute of Technology, Germany Co-chair: Marie-Christine BAIETTO, INSA Lyon, France Co-organizers: Koshi ADACHI, Nuria ESPALLAR- GAS, Sylvie DESCARTES 3 Fundamentals of friction Understanding of friction mechanisms at the molecular scale but also at asperity scales and beyond. Keywords: Friction fundamentals, Multi-asperity contact interfaces, Tribophysics, Molecular origins of friction, Superlubricity, Solid lubrication by 2D materials, Friction dynamics and instabilities Chair: Roland BENNEWITZ, Leibniz-Institut für Neue Materialien GmbH, Saarbrücken, Germany Co-chair: Fabrice DASSENOY, Ecole Centrale de Lyon, France Co-organizers: Mark ROBBINS, Michael URBAKH, Julien SCHEIBERT 4 Contact mechanics Modelling and experimental approaches to analyse contact mechanics of both smooth and rough surfaces, as well as surface layers and thin films. Keywords: Adhesion, Rough contacts, Thin layers mechanics, Contact mechanics modelling, Mechanical properties of surfaces,… Chair: Martin H. MÜSER, Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Germany Co-chair: Daniel NÉLIAS, INSA Lyon, France Co-organizers: Lars PASTEWKA, Lucia NICOLA, Antoine CHATEAUMINOIS Nachrichten 62 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 5 Tribo-induced surface chemical and mechanical transformations Description and analysis of surface transformations due to friction and their consequences on the behaviour of tribological contacts. Keywords: Tribochemistry, micro-structure modifications, Lubricant additives Surface Modification, Tribocorrosion, Third body, Tribo-Materials,… Chair: Kenichi HIRATSUKA, Chiba Institute of Technology, Chiba, Japan Co-chair: Maria-Isabel DE BARROS, Ecole Centrale de Lyon, France Co-organizers: Tobin FILLETER, Ardian MORINA, Cécile LANGLADE 6 Multiscale approaches for multiphysics modelling and in situ experiments in tribology Recent development in multiphysics modelling of sliding contacts and in situ tribological experiments, that contribute to the understanding of multiscale effects on the tribological behaviour of interfaces. Keywords: Numerical methods, Molecular dynamics, Quantum chemistry, Discrete/ continuous approaches, New trends in modelling, Condition Monitoring & Data Analysis, Measurement and Instruments, Surface and interface probes, Interface properties/ tribological properties,… Chair: Robert W. CARPICK, University of Pennsylvania, Philadelphia, USA Co-chair: Nicolas FILLOT, INSA Lyon, France Co-organizers: Maria Clelia RIGHI, Astrid DE WIJN, David BURRIS 7 Surface engineering in tribology Physical, chemical, and mechanical functionalization of tribological surfaces, control of surface roughness and their possible effects on tribological properties of contacts. Keywords: Coating, Surface texturing, Heat Treatment, Surface elaboration methods, Surface topography, Surface functionalization, Solid lubricants, Surface imaging,… Chair: Shinya SASAKI, Tokyo University of Science, Japan Co-chair: Christophe DONNET, Université J Monnet, Saint-Etienne, France Co-organizers: Mohamed EL MANSORI, Juan Carlos SANCHEZ-LOPEZ, Pawel PODSIADLO 8 Biotribology, biomimetics Tribological behaviour involving biological surfaces, interfaces, or biomaterials including bio-inspired interfaces to control tribological properties. Keywords: Artificial Joints, Organs, Tissues, Tooth, Skin, Bio Surface and Contact lenses, Biomaterials, Tactile perception… Chair: Markus A. WIMMER, Rush University Medical Center, Chicago, USA Co-chair: Francesco MASSI, University of Rome “La Sapienza”, Italy Co-organizers: Suzanne GIASSON, Mark RUTLAND, Hassan ZAHOUANI 9 Tribology in manufacturing processes and industrial systems Specific tribological phenomena occurring in systems in which the operating conditions are severe, in terms of pressure, velocity or temperature or close to the in use working conditions. Keywords: Machining , Metal Forming and Advanced Processing, Micro and Nano Fabrication, CMP and Surface Processing, Additive manufacturing, Bearings, seals, Automotive Tribology, Space and Aerospace, Railway, Tribology of Machine Elements, grease lubrication Chair: Rob DWYER-JOYCE, University of Sheffield, UK Co-chair: Pierre MONTMITONNET, Mines Paris Tech, France Co-organizers: Zhengyi JIANG, Jorge SEABRA, Eric FEULVARCH 10 Tribology to face the education and societal challenges New miscellaneous insights on the way how tribologists thanks to their scientific approach can contribute to solve the present education and planetary challenges (global warming, energy consumption, feeding the world population,…) and on the new tribological features that will emerge consequently. Keywords: Tribology and education, Tribology and societal challenges, Tribological aspects of ecological balance, Optimization for green tribology, Smart and ecotribology Chair: Joichi SUGIMURA, Kyushu University, Fukuoka, Japan Co-chair: Michel FILLON, Université de Poitiers, France Co-organizers: Satish KAILAS, Michael KHONSARI, Pascal EHRET Nachrichten 63 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Any contribution is welcome until 15 October 2020 through the submission platform and will be reviewed by the scientific committee. Acceptance will be notified by e-mail by end of January 2021 at the latest. Selected papers will have the opportunity to be published in the peer-review journals partners of the conference, which are referenced on the conference website. We look forward to welcome you at WTC 2021 With Best Regards, Philippe VERGNE & Philippe KAPSA General Chairs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Jahrgang · 4/ 2020 nguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Spra awistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ A Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Kommu aft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historisc aft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Manage \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ B chendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ aschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ Altphilologie \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Ku Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Kommunikationswissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ BUCHTIPP Rüdiger Krethe Handbuch Ölanalysen 1. Auflage 2020, 284 Seiten €[D] 148,00 ISBN 978-3-8169-3499-8 eISBN 978-3-8169-8499-3 expert verlag GmbH \ Dischingerweg 5 \ 72070 Tübingen \ Tel. +49 (0)7071 97 97 0 \ Fax +49 (0)7071 97 97 11 \ info@verlag.expert \ www.expertverlag.de Stand: September 2020 · Änderungen und Irrtümer vorbehalten! Das Buch bietet eine praxisorien琀erte Einführung in das Thema Ölanalysen. Es vermi琀elt das nö琀ge Hintergrundwissen, von der sachgerechten Probenentnahme, den Prüfverfahren bis zum Verstehen der Analysenergebnisse. Hierdurch unterstützt es den Anwender dabei, kostspielige Ausfallzeiten der Maschinen zu verhindern. Rüdiger Krethe ist diplomierter Maschinenbauer und Tribotechniker. Er befasst sich seit mehr als 25 Jahren intensiv mit der Schmierung von Maschinen, angefangen von der Produktauswahl, der innerbetrieblichen Organisa琀on bis hin zur Überwachung von Schmierölen und Hydraulik昀üssigkeiten während des Einsatzes. Normen 65 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 DE000060030288T2 B21B 45/ 02 Kimura, Yukio, Chiyoda-ku, Tokyo 100-0005, JP; Nishiura, Nobuo, Chiyoda-ku, Tokyo 100-0005, JP; Sakai, Hiroyoshi, Chiyoda-ku, Tokyo 100-0005, JP; Sakurai, Yoshiomi, Chiyoda-ku, Tokyo 100-0005, JP; Sodani, Yasuhiro, Chiyoda-ku, Tokyo 100-0005, JP; Tomozune, Shigehiro, Chiyoda-ku, Tokyo 100-0005, JP JFE Steel Corp., Tokio/ Tokyo, JP Walzölversorgungsverfahren zum Kaltwalzen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen von Walzöl für das Kaltwalzen und insbesondere ein Verfahren zum Zuführen von Walzöl in einem Rezirkulations-Modus beim Tandem-Kaltwalzen unter Verwendung einer Vielzahl von Walz-Gerüsten. Beim Kaltwalzen wird eine Schmierung notwendig, um die Reibung zwischen einem Stahlblech und der Walze während des Walzens abzusenken und ebenso müssen die Walze und das Stahlblech gekühlt werden, um die Reibwärme und die Umformwärme abzuführen. DE202007010952U1 C10M 169/ 04 ADDINOL Lube Oil GmbH, 06237 Leuna Schmierstoff für Hochtemperatur-Bandpressen Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schmierstoff für Hochtemperatur-Bandpressen, insbesondere für bei der Spanplattenherstellung verwendete Hochtemperatur-Bandpressen, mit den im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Holzspanplatten und Holzfaserplatten werden in der Regel hergestellt, in dem man Mischungen aus Holzspänen oder Holzfasern mit einem Bindemittel beispielsweise aus Kunstharz (z.B. Harnstoff- oder Melamin-Formaldehyd-Harze) heiß presst. DE000069132074T2 C10M 105/ 38 HITACHI, LTD. Kälteanlage und Kältemittelverdichter Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlzyklus und einen Kühlverdichter. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Materialsystem für einen Kühlzyklus, das folgendes umfaßt: eine Kältemaschinen-Ölzusammensetzung, die sich für ein Kältemittel vom Flon-Typ ohne einen Gehalt an Chlor und mit einer kritischen Temperatur von 40°C oder mehr eignet, z. B. Flon 134a, und elektrisch isolierende Materialien und Trocknungsmittel, die durch die Kältemaschinen-Ölzusammensetzung kaum beeinträchtigt werden. In den letzten Jahren wurden chlorhaltige Flon-Produkte (Chlorfluorkohlenstoffe, abgekürzt CFC) auf der ganzen Welt in die Liste von Verbindungen, die Anwendungsbeschränkungen unterliegen, aufgenommen, da sie Probleme in bezug auf eine Umweltverschmutzung und insbesondere in bezug auf die Zerstörung von Ozon und eine globale Erwärmung verursachen. DE000069328130T2 F16H 45/ 02 Gooch, Douglas Craig; Steurer, John Scott; Waling, Loyd Alan Kupplungseinheit eines automatischen, mechanischen Getriebes Die vorliegende Erfindung betrifft automatische, mechanische Getriebe und insbesondere überbrückbare Drehmomentwandler, die eine Kraftunterbrechungskupplung aufweisen. Hintergrund der Erfindung Automatische, mechanische Getriebe sind hinlänglich bekannt und werden verbreitet eingesetzt, insbesondere in Schwerlastfahrzeugen. Ein Beispiel eines Getriebes dieser Art nach Stand der Technik ist in dem U. S. Patent 4 860 861 von Gausch et al. beschrieben. DE000019921709A1 B67C 3/ 22 Kluschanzoff, Harald, Dr., 40822 Mettmann, DE; Schmitz, Karl-Heinz, 40699 Erkrath, DE; Wershofen, Thomas, 41065 Mönchengladbach, DE Henkel-Ecolab GmbH & Co oHG, 40589 Düsseldorf Verfahren und Anlage zur Schmierung und zur Reinigung von Abfüllanlagen für Getränke und Lebensmittel Verfahren zur Schmierung sowie zur Reinigung und/ oder Desinfektion von Abfüllanlagen für Behälter zur Aufnahme von Getränken oder Lebensmittel, bei denen die Behälter über Transporteinrichtungen gefördert werden, die während des Betriebs zur Schmierung mit einer wäßrigen Lösung eines Bandschmiermittels in Kontakt gebracht werden, wobei diese wäßrige Lösung durch Verdünnen eines Produktkonzentrates mit Wasser um einen ersten Verdünnungsfaktor hergestellt wird und wobei nach vorgewählten Zeitintervallen ohne Unterbrechung des Abfüll- und Transportbetriebs die Transporteinrichtungen und/ oder hiermit verbundenen Einrichtungen gereinigt und/ oder desinfiziert werden, indem das Produktkonzentrat nach Verdünnen mit Wasser um einen zweiten Verdünnungsfaktor, der kleiner ist als der erste Verdünnungsfaktor, zum Reinigen und/ oder Desinfizieren der Transporteinrichtungen und/ oder von hiermit verbundenen Einrichtungen verwendet wird. Erklärung Für jedes veröffentlichte Patent ist der Informationstext nach folgender Reihenfolge gegliedert: Veröffentlichungs-Nummer; IPC - Hauptklasse; Erfinder; Anmelder / Inhaber; Titel der Erfindung / des Patents; Abstract. Patentumschau Normen 66 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 1 Normen der Schmierungstechnik 1.1 Nationale Normen und Entwürfe 1.1.1 DIN-Normen E DIN 51639-4: 2020-05 Print: 52,70 EUR/ Download: 43,70 EUR Prüfung von Schmierstoffen - Prüfverfahren - Teil 4: Bestimmung des Pflanzenölanteils in gebrauchten Dieselmotorenölen mittels infrarotspektrometrischem Verfahren Testing of lubricants - Test methods - Part 4: Determination of vegetable oil content in used diesel motor oils using infrared spectrometry Vorgesehen als Ersatz für DIN 51639-4: 2010-02 Erscheinungsdatum: 2020-04-17 Einsprüche bis 2020-06-10 Gegenüber DIN 51639-4: 2010-02 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Anwendungsbereich auf Pflanzenölanteil von 0,5 % (m/ m) bis 15,0 % (m/ m) angepasst; b) Präzision neu berechnet und aktualisiert; c) Dokument redaktionell überarbeitet. Dieses Dokument legt ein infrarotspektrometrisches Verfahren zur Bestimmung des Pflanzenölanteils in gebrauchten Dieselmotorenölen bei Betrieb des Motors mit Pflanzenölen fest. Z DIN 51807-1: 1979-04 Prüfung von Schmierstoffen; Prüfung des Verhaltens von Schmierfetten gegenüber Wasser, Statische Prüfung Zurückgezogen, ersetzt durch DIN 51807-1: 2020-03 DIN 51807-1: 2020-03 Print: 45,30 EUR/ Download: 37,40 EUR Prüfung von Schmierstoffen - Prüfung des Verhaltens von Schmierfetten gegenüber Wasser - Teil 1: Statische Prüfung Testing of lubricants - Test of the behaviour of lubricating greases in the presence of water - Part 1: Static test Ersatz für DIN 51807-1: 1979-04 Gegenüber DIN 51807-1: 1979-04 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Anpassung des Anwendungsbereiches an die NLGI- Klassen; b) Aufnahme insbesondere solcher Eigenschaften, die dem Anwender eine Qualitätsauswahl der Schmierfette G nach dem heutigen Stand der Technik ermöglichen; c) Dokument redaktionell überarbeitet. Das Verfahren nach dieser Norm dient zur Feststellung inwieweit sich Schmierfette unter statischen Bedingungen gegenüber destilliertem Wasser bei verschiedenen Temperaturen verhalten. Z DIN 51807-2: 1990-03 Prüfung von Schmierstoffen; Prüfung des Verhaltens von Schmierfetten gegenüber Wasser; Dynamische Prüfung Historisch; kein Bedarf mehr. 1.1.1.1 Übersetzugen DIN EN ISO 3924: 2019-12 Print: 181,40 EUR/ Download: 149,90 EUR Petroleum products - Determination of boiling range distribution - Gas chromatography method (ISO 3924: 2019) Mineralölerzeugnisse - Bestimmung des Siedeverlaufs - Gaschromatographisches Verfahren (ISO 3924: 2019) DIN EN ISO 4259-1: 2020-02 Print: 258,00 EUR/ Download: 213,60 EUR Petroleum and related products - Precision of measurement methods and results - Part 1: Determination of precision data in relation to methods of test (ISO 4259-1: 2017 + Amd 1: 2019) (includes Amendment A1: 2019) Mineralölerzeugnisse - Präzision von Messverfahren und Ergebnissen - Teil 1: Bestimmung der Präzisionsdaten von Prüfverfahren (ISO 4259-1: 2017 + Amd 1: 2019) (enthält Änderung A1: 2019) DIN EN ISO 4259-2: 2020-02 Print: 158,20 EUR/ Download: 131,00 EUR Petroleum and related products - Precision of measurement methods and results - Part 2: Interpretation and application of precision data in relation to methods of test (ISO 4259-2: 2017 + Amd 1: 2019) (includes Amendment A1: 2019) Mineralölerzeugnisse - Präzision von Messverfahren und Ergebnissen - Teil 2: Anwendung der Präzisionsdaten von Prüfverfahren (ISO 4259-2: 2017 + Amd 1: 2019) (enthält Änderung A1: 2019) 1.1.2 VDI-Richtlinien Z VDI 3397 Blatt 1: 2007-05 Kühlschmierstoffe für spanende und umformende Fertigungsverfahren Zurückgezogen, ersetzt durch VDI 3397 Blatt 1: 2020- 03 VDI 3397 Blatt 1: 2020-03 96,40 EUR Bearbeitungsmedien (BM) für die Umformung und Zerspanung - Kühlschmierstoffe, Umformschmierstoffe, Minimalmengenschmierstoffe, Multifunktionsöle Processing media (PM) for forming and machining - Metal working fluids, forming fluids, minimum quantity Normen Normen 67 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 fluids, multifunctional oils Ersatz für VDI 3397 Blatt 1: 2007-05 1.2 Internationale Normen und Entwürfe 1.2.1 EN-Normen keine 1.2.2 ISO-Normen ZE ISO 2176 DAM 1: 2019-09 Mineralölerzeugnisse - Schmierfette - Bestimmung des Tropfpunktes ISO 2176 AMD 1: 2020-03 19,00 EUR Mineralölerzeugnisse - Schmierfette - Bestimmung des Tropfpunktes Petroleum products - Lubricating grease - Determination of dropping point; Amendment 1 Änderung von ISO 2176: 1995-03 ZE ISO/ DIS 23572: 2019-06 Mineralölerzeugnisse - Schmierfette - Probenahme von Fetten ISO 23572: 2020-03 45,00 EUR Mineralölerzeugnisse - Schmierfette - Probenahme von Fetten Petroleum products - Lubricating greases - Sampling of greases 2 Sonstige tribologisch relevante Normen 2.1 Nationale Normen und Entwürfe 2.1.1 DIN-Normen Z DIN 631: 2010-04 Wälzlager - Prüfbedingungen zur versuchstechnischen Verifikation der dynamischen Tragzahl von linearen Wälzführungen mit profilierten Schienen und Wälzkörperumlauf Zurückgezogen, ersetzt durch DIN 631: 2020-03 DIN 631: 2020-03 Print: 98,80 EUR/ Download: 81,60 EUR Wälzlager - Prüfbedingungen zur versuchstechnischen Verifikation der dynamischen Tragzahl von Profilschienenführungen mit kompakten Kugel- oder Rollenumlaufwagen Rolling bearings - Testing conditions for the experimental verification of the dynamic load rating of ball carriage or roller carriage profiled rail guides Ersatz für DIN 631: 2010-04 Gegenüber DIN 631: 2010-04 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Vorwort aktualisiert; b) Normative Verweisungen aktualisiert; c) Anpassung und Vereinheitlichung der Begriffe im gesamten Dokument; d) Überarbeitung Berechnungsverfahren inklusive Beispiel; e) Literaturhinweise aktualisiert. Dieses Dokument legt die versuchstechnischen Parameter zur Verifikation der dynamischen Tragzahl einer Linearführung nach ISO 14728-1 fest. DIN 3990-16: 2020-05 Print: 157,30 EUR/ Download: 130,10 EUR Tragfähigkeitsberechnung von Stirnrädern - Teil 16: Bestimmung der Graufleckentragfähigkeit von Schmierstoffen im FZG-Prüfverfahren GT-C/ 8,3/ 90 Calculation of load capacity of cylindrical gears - Part 16: Determination of the micro-pitting load-carrying capacity of lubricants using FZG-test-method GT-C/ 8,3/ 90 Dieser Teil der Norm beschreibt den im Rahmen der FVA-Forschungsvorhaben Nr. 54/ I-IV entwickelten FZG-Graufleckentest. Mit Hilfe des Graufleckentestes GT-C/ 8,3/ 90 kann der Einfluss von Schmierstoffen und deren Schmierstoffadditive auf die Entstehung von Grauflecken für einen weiten Anwendungsbereich, z.B. Fahrzeug-, Industrie-, Windkraft- und Schiffsgetriebe quantitativ ermittelt werden. Der Graufleckentest differenziert Schmierstoffe hinsichtlich ihrer Graufleckentragfähigkeit und ermöglicht die Auswahl eines ausreichend tragfähigen Schmierstoffs hinsichtlich Graufleckenbildung Z DIN ISO 5593: 1999-09 Wälzlager - Begriffe und Definitionen (ISO 5593: 1997) Historisch; technisch veraltet; dafür kann ISO 5593: 2019 angewendet werden. 2.1.1.1 Übersetzungen DIN ISO 13778: 2020-01 Print: 85,40 EUR/ Download: 78,70 EUR Plain bearings - Quality assurance of thin-walled half bearings - Selective assembly of bearings to achieve a narrow clearance range (ISO 13778: 2017) Gleitlager - Qualitätssicherung von dünnwandigen Lagerschalen - Zusammenbau von Lagern mit dem Ziel, engere Lagerspiele zu erreichen (ISO 13778: 2017) 2.1.2 VDI-Richtlinien E VDI/ VDE 2610: 2020-05 57,00 EUR Format für den Austausch von Verzahnungsdaten - Gear-Data-Exchange-Format (GDE-Format) - Definition Exchange format for gear data - Gear Data Exchange Format (GDE Format) - Definition Einsprüche bis 2020-10-31 VDI 2729 Blatt 2: 2020-05 215,70 EUR Modulare Analyse ebener Gelenkgetriebe mit Dreh- und Schubgelenken - Kinetostatische Analyse Modular ana- Normen 68 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 lysis of planar linkages with rotating and sliding joints - Kinetostatic analysis 2.2 Internationale Normen und Entwürfe 2.2.1 EN-Normen ZE prEN 13715: 2018-10 Bahnanwendungen - Radsätze und Drehgestelle - Räder - Radprofile Zurückgezogen, ersetzt durch FprEN 13715: 2020-04 E FprEN 13715: 2020-04 Bahnanwendungen - Radsätze und Drehgestelle - Räder - Radprofile Railway applications - Wheelsets and bogies - Wheels - Tread profile Vorgesehen als Ersatz für EN 13715+A1: 2010-10; Ersatz für prEN 13715: 2018-10 ZE prEN 15328: 2019-01 Bahnanwendungen - Bremsen - Bremsbeläge Zurückgezogen, ersetzt durch FprEN 15328: 2020-03 E FprEN 15328: 2020-03 Bahnanwendungen - Bremsen - Bremsbeläge Railway applications - Braking - Brake pads Ersatz für prEN 15328: 2019-01 ZE FprEN 15611: 2019-10 Bahnanwendungen - Bremse - Relaisventile EN 15611: 2020-04 Bahnanwendungen - Bremse - Relaisventile Railway applications - Braking - Relay valves Ersatz für EN 15611+A1: 2010-10 CEN/ TR 17469: 2020-03 Bahnanwendungen - Konstruktionsverfahren von Radsatzwellen Railway applications - Axle design method 2.2.2 ISO-Normen ZE ISO/ DIS 2790: 2018-08 Riementriebe - Schmalkeilriemen für die Automobilindustrie sowie entsprechende Riemenscheiben - Maße Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 2790: 2020-03 E ISO/ FDIS 2790: 2020-03 68,50 EUR Riementriebe - Schmalkeilriemen für die Automobilindustrie sowie entsprechende Riemenscheiben - Maße Belt drives - V-belts for the automotive industry and corresponding pulleys - Dimensions Vorgesehen als Ersatz für ISO 2790: 2004-09; Ersatz für ISO/ DIS 2790: 2018-08 ZE ISO/ DIS 3547-5: 2019-01 Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 5: Prüfung des Außendurchmessers Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 3547-5: 2020- 01 E ISO/ FDIS 3547-5: 2020-01 104,00 EUR Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 5: Prüfung des Außendurchmessers Plain bearings - Wrapped bushes - Part 5: Checking the outside diameter Vorgesehen als Ersatz für ISO 3547-5: 2007-10; Ersatz für ISO/ DIS 3547-5: 2019-01 ZE ISO/ DIS 3547-6: 2019-01 Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 6: Prüfung des Innendurchmessers Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 3547-6: 2020- 01 E ISO/ FDIS 3547-6: 2020-01 45,00 EUR Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 6: Prüfung des Innendurchmessers Plain bearings - Wrapped bushes - Part 6: Checking the inside diameter Vorgesehen als Ersatz für ISO 3547-6: 2007-10; Ersatz für ISO/ DIS 3547-6: 2019-01 ZE ISO/ DIS 3547-7: 2019-01 Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 7: Messung der Wanddicke Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 3547-7: 2020- 01 E ISO/ FDIS 3547-7: 2020-01 45,00 EUR Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 7: Messung der Wanddicke Plain bearings - Wrapped bushes - Part 7: Measurement of wall thickness of thin-walled bushes Vorgesehen als Ersatz für ISO 3547-7: 2007-10; Ersatz für ISO/ DIS 3547-7: 2019-01 Z ISO 6621-2: 2003-11 Verbrennungsmotoren - Kolbenringe - Teil 2: Messverfahren für Inspektionen Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 6621-2: 2020-03 ZE ISO/ FDIS 6621-2: 2019-12 Verbrennungskraftmaschinen - Kolbenringe - Teil 2: Prüfung der Qualitätsmerkmale ISO 6621-2: 2020-03 163,00 EUR Verbrennungskraftmaschinen - Kolbenringe - Teil 2: Prüfung der Qualitätsmerkmale Internal combustion engines - Piston rings - Part 2: Inspection measuring principles Ersatz für ISO 6621-2: 2003-11 E ISO/ DIS 7905-2: 2020-03 68,50 EUR Gleitlager - Gleitlager-Ermüdung - Teil 2: Prüfung mit zylindrischem Probestab aus metallischem Lagerwerkstoff Normen 69 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Plain bearings - Bearing fatigue - Part 2: Test with a cylindrical specimen of a metallic bearing material Vorgesehen als Ersatz für ISO 7905-2: 1995-02 Einsprüche bis 2020-06-22 E ISO/ DIS 7905-4: 2020-01 68,50 EUR Gleitlager - Gleitlager-Ermüdung - Teil 4: Prüfung an Lagerschalen aus metallischem Verbund-Lagerwerkstoff Plain bearings - Bearing fatigue - Part 4: Tests on halfbearings of a metallic multilayer bearing material V orgesehen als Ersatz für ISO 7905-4: 1995-02 Einsprüche bis 2020-04-23 ZE ISO/ DIS 9981: 2018-05 Riementriebe - Scheiben und Keilrippenriemen für die Kraftfahrzeugindustrie - Profil PK: Abmessungen Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 9981: 2020-03 E ISO/ FDIS 9981: 2020-03 68,50 EUR Riementriebe - Scheiben und Keilrippenriemen für die Kraftfahrzeugindustrie - Profil PK: Abmessungen Belt drives - Pulleys and V-ribbed belts for the automotive industry - PK profile: Dimensions Vorgesehen als Ersatz für ISO 9981: 1998-11; Ersatz für ISO/ DIS 9981: 2018-05 ZE ISO/ DIS 11687-1: 2019-01 Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 1: Stehlager Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 11687-1: 2020- 01 E ISO/ FDIS 11687-1: 2020-01 104,00 EUR Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 1: Stehlager Plain bearings - Pedestal plain bearings - Part 1: Pillow blocks Vorgesehen als Ersatz für ISO 11687-1: 1995-02; Ersatz für ISO/ DIS 11687-1: 2019-01 ZE ISO/ DIS 11687-2: 2019-01 Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 2: Seitenflanschlager Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 11687-2: 2020- 01 E ISO/ FDIS 11687-2: 2020-01 68,50 EUR Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 2: Seitenflanschlager Plain bearings - Pedestal plain bearings - Part 2: Side flange bearings Vorgesehen als Ersatz für ISO 11687-2: 1995-02; Ersatz für ISO/ DIS 11687-2: 2019-01 ZE ISO/ DIS 11687-3: 2019-01 Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 3: Mittelflanschlager Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 11687-3: 2020- 01 E ISO/ FDIS 11687-3: 2020-01 68,50 EUR Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 3: Mittelflanschlager Plain bearings - Pedestal plain bearings - Part 3: Centre flange bearings Vorgesehen als Ersatz für ISO 11687-3: 1995-02; Ersatz für ISO/ DIS 11687-3: 2019-01 ZE ISO/ DIS 12128: 2019-03 Gleitlager - Schmierlöcher, Schmiernuten und Schmiertaschen - Maße, Formen, Bezeichnung und ihre Anwendung für Lagerbuchsen (ISO 12128: 2018) Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 12128: 2020-01 E ISO/ FDIS 12128: 2020-01 68,50 EUR Gleitlager - Schmierlöcher, Schmiernuten und Schmiertaschen - Maße, Formen, Bezeichnung und ihre Anwendung für Lagerbuchsen Plain bearings - Lubrication holes, grooves and pockets - Dimensions, types, designation and their application to bearing bushes Vorgesehen als Ersatz für ISO 12128: 2001-09; Ersatz für ISO/ DIS 12128: 2019-03 E ISO/ FDIS 12131-1: 2020-03 139,40 EUR Plain bearings - Hydrodynamic plain thrust pad bearings under steady-state conditions - Part 1: Calculation of thrust pad bearings Vorgesehen als Ersatz für ISO 12131-1: 2001-04 3 Vorhaben 3.1 DIN-Normenausschuss Materialprüfung (NMP) Prüfung von Schmierstoffen - Bestimmung der Konsistenz von metallverseiften Schmierfetten mit dem Oszillationsrheometer und dem Messsystem Kegel/ Platte; NA 062-06-52 AA <06235639> Dieses Dokument legt die Bestimmung der Konsistenz von metallverseiften Schmierfetten mit dem Oszillationsrheometer und dem Messsystem Kegel/ Platte fest. Prüfung von Schmierstoffen - Prüfverfahren - Teil 4: Bestimmung des Pflanzenölanteils in gebrauchten Dieselmotorenölen mittels infrarotspektrometrischem Verfahren; (DIN 51639-4: 2010-02); NA 062-06-63 AA <06235861> Dieses Dokument legt ein infrarotspektrometrisches Verfahren zur Bestimmung des Pflanzenölanteils in gebrauchten Dieselmotorenölen bei Betrieb des Motors mit Pflanzenölen fest. 4 Erklärung über die technischen Regeln Soweit bekannt sind zu den einzelnen Dokumenten Preise angegeben. Ein Preisnachlass auf DIN-Normen Normen 70 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 und DIN SPEC wird gewährt für Mitglieder des DIN in Höhe von 15 % und für Angehörige anerkannter Bildungseinrichtungen (Bestellung muss mit Nachweis versehen sein) in Höhe von 50 %. Alle DIN-Normen, DIN-Norm-Entwürfe, DIN SPEC und Beiblätter können ohne Mehrpreis im Monatsabonnement bezogen werden. Bei der Bestellung ist die genaue Bezeichnung des Fachgebietes, möglichst unter Verwendung der ICS-Zahlen, anzugeben (siehe DIN- Mitt. 72. 1993, Nr. 8, S. 443 bis 450). Ein Anschriftenverzeichnis der Stellen im Ausland, bei denen Deutsche Normen eingesehen und bestellt werden können, wird vom Beuth Verlag GmbH, AuslandsNormen-Service, 10772 Berlin, kostenlos abgegeben. Die Ausgabedaten der anderen technischen Regeln sind nicht immer identisch mit ihrem Erscheinungstermin oder mit dem Beginn ihrer Gültigkeit. Um eine möglichst vollständige Information zu geben, werden Entwürfe von anderen technischen Regeln auch bei bereits abgelaufener Einspruchsfrist angezeigt. Voraussetzung für die Aufnahme einer Titelmeldung in die DITR-Datenbanken ist das Vorliegen eines Belegexemplars der technischen Regel. Alle regelerstellenden Organisationen werden daher gebeten, Belegstücke zu Veränderungen ihrer Regelwerke mit Preisangabe an folgende Anschrift zu senden: Deutsches Informationszentrum für technische Regeln (DITR), 10772 Berlin. Erklärung der im DIN-Anzeiger für technische Regeln verwendeten Vorzeichen: V = DIN SPEC (Vornorm) F = DIN SPEC (Fachbericht) P = DIN SPEC (PAS) A = DIN SPEC (CWA) G = Geschäftsplan (GP → einer DIN SPEC (PAS)) E = Entwurf M = Manuskriptverfahren C = Corrigendum/ Berichtigung Ü = Übersetzung B = Beabsichtigte Zurückziehung (BV → einer Vornorm, BE → eines Entwurfs) Z = Zurückziehung (ZV → einer Vornorm, ZE → eines Entwurfs) 4.1 Europäische und internationale Normungsergebnisse 4.1.1 Europäische Normen Der Druck der vom Europäischen Komitee für Normung (CEN) angenommenen EN als DIN-EN-Norm ist vorgesehen. Bis zu deren Veröffentlichung kann das Vormanuskript in deutscher Sprachfassung (falls vorhanden) beim Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin, gegen Kostenbeteiligung bezogen werden. Der Druck der vom Europäischen Komitee für Elektrotechnische Normung (CENELEC) angenommenen EN und HD als DIN-ENbzw. DIN-EN-Norm mit VDE- Klassifizierung ist in Vorbereitung. Bis zu deren Veröffentlichung kann das Vormanuskript bei der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE, Stresemannallee 15, 60596 Frankfurt, gegen Kostenbeteiligung bezogen werden. Die Übernahme der vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) angenommenen EN in das Deutsche Normenwerk ist in Vorbereitung. Bis zur Übernahme als DIN-Norm kann das Vormanuskript bei der DKE gegen Kostenbeteiligung bezogen werden. 4.1.2 Europäische Norm-Entwürfe Die spätere Übernahme der von CEN und CENELEC veröffentlichten Norm-Entwürfe (prEN) und der von CENELEC herausgegebenen HD-Entwürfe (prHD) in das Deutsche Normenwerk ist vorgesehen. Hinsichtlich der Schlussentwürfe (prEN) von CEN, die ohne Einspruchsfristen angezeigt werden, können Vormanuskripte in deutscher Sprachfassung (falls vorhanden) zu den angegebenen Preisen bezogen werden. Bei Dokumenten, die im Parallelen Umfrageverfahren bei IEC und CENELEC erschienen sind, ist in Klammern die Nummer des IEC-Dokumentes angegeben. Diese Entwürfe können bei der DKE gegen Kostenbeteiligung bezogen werden. Stellungnahmen sind bis zum angegebenen Termin an die DKE zu richten. Die vom ETSI veröffentlichten Entwürfe für Europäische Normen (prEN) sollen später in das Deutsche Normenwerk übernommen werden. Diese Entwürfe (überwiegend in englischer Sprache) können bei der DKE gegen Kostenbeteiligung bezogen werden. Stellungnahmen sind bis zum angegebenen Termin an die DKE zu richten. 4.1.3 Internationale Normen und Norm-Entwürfe Die Ergebnisse der Arbeit der Internationalen Organisation für Normung (ISO) und der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) sowie der ISO/ IEC-Arbeit können im DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Burggrafenstraße 6, 10787 Berlin, IEC- Normen und IEC-Entwürfe zusätzlich bei der DKE eingesehen werden. 71 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Die Ergebnisse der ISO- und IEC-Arbeit sind in Englisch und/ oder Französisch erhältlich. Sie liegen in deutscher Übersetzung vor, wenn sie gleichzeitig als Europäische Normen oder DIN-ISO- oder DIN-IEC- Normen übernommen werden. Kopien der ISO-Norm-Entwürfe können beim DIN Deutsches Institut für Normung e. V. (AuslandsNormen- Service), 10772 Berlin, bezogen werden. Europäische und Internationale Technische Spezifikationen (TS) und Berichte (TR) sowie Internationale öffentlich verfügbare Spezifikationen (PAS) Europäische und Internationale Technische Spezifikationen werden herausgegeben, wenn ein Norm-Entwurf keine ausreichende Zustimmung zur Veröffentlichung als Norm erreichen konnte oder wenn sich ein zu normender Gegenstand noch in der Entwicklungs- oder Erprobungsphase befindet. Europäische und Internationale Technische Berichte dienen zur Bekanntmachung bestimmter Daten, die für die europäische bzw. internationale Normungsarbeit von Nutzen sind. Europäische Technische Spezifikationen werden in der Regel als DIN SPEC (Vornorm) übernommen. Europäische und Internationale Technische Spezifikationen werden spätestens drei Jahre nach ihrer Veröffentlichung mit dem Ziel überprüft, die für die Herausgabe einer Norm erforderliche Einigung anzustreben. Europäische Technische Berichte können bei Bedarf als DIN SPEC (Fachbericht) übernommen werden. Internationale öffentlich verfügbare Spezifikationen (PAS) können von der ISO herausgegeben werden, wenn sich ein Thema noch in der Entwicklung befindet oder wenn aus einem anderen Grund derzeit noch keine Internationale Norm veröffentlicht werden kann. Eine PAS kann auch ein in Zusammenarbeit mit einer externen Organisation erarbeitetes Dokument sein, das nicht den Anforderungen einer Internationalen Norm entspricht. Europäische und Internationale Workshop Agreements (CWA und IWA) Diese Dokumente sind Ergebnisse von Arbeiten europäischer oder internationaler Expertengruppen (Workshops) im Rahmen von CEN/ CENELEC und ISO/ IEC, jedoch außerhalb der Technischen Komitees. Sie liegen, falls nicht anders angegeben, in englischer Fassung vor. 5 Herausgeber und Bezugsquellen 5.1 Deutsche Normen Herausgeber: DIN Deutsches Institut für Normung e. V., 10772 Berlin Bezug: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin 5.2 Europäische Normen Herausgeber: European Committee for Standardization (CEN), 17,Avenue Marnix, 1000 BRUXELLES, BELGIEN Bezug: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin 5.3 ISO-Normen Herausgeber: International Organization for Standardization, Case postale 56, 1211 GENÈ VE 20, SCHWEIZ- Bezug: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin 5.4 VDI-Richtlinien Herausgeber: Verein Deutscher Ingenieure (VDI), Postfach 10 11 39, 40002 Düsseldorf Bezug: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlinoblenz 72 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 4/ 2020 Eine Zeitschrift des Verband Schmierstoff-Industrie e. V. JETZT ONLINE LESEN! www.sus.expert SCHMIERSTOFF SCHMIERUNG Interesse? www.narr.de Checkliste Autorenangaben Federführender Autor: F Postanschrift F Telefon- und Faxnummer F eMail-Adresse Alle Autoren: F Akademische Grade, Titel F Vor- und Zunamen F Orcid-ID F Institut/ Firma F Ortsangabe mit PLZ Umfang/ Form F bis ca. 3500 Wörter F neue deutsche Rechtschreibung und Kommasetzung bitte nach Duden Daten F Beitrag in WORD und als PDF (beide mit Bildern und Bildunterschriften etc.) F Bilddaten unbedingt zusätzlich als tif oder jpg (300 dpi/ ca. 2000 x 1200 Pixel der Originaldatei) Vektordaten als eps Manuskript F kurzer, prägnanter Titel F deutsche Zusammenfassung, 5 bis 10 Zeilen, ca. 100 Wörter F Schlüsselwörter, 6 bis 8 Begriffe F englisches Abstract, 5 bis 10 Zeilen, ca. 100 Wörter (bitte von einem Muttersprachler prüfen lassen) F Keywords, 6 bis 8 Begriffe F Bilder/ Diagramme/ Tabellen (bitte durchnummerieren und Nummern im Text erwähnen) F Bild- und Diagramm-Unterschriften, Tabellen-Überschriften F Literaturangaben Manuskript und Daten bitte an Dr. Manfred Jungk eMail: manfred.jungk@mj-tribology.com Tel.: +49 (0)6722-500836 Fax: +49 (0)6722-7506685 Nach Abschluss der Satzarbeiten erhalten Sie einen Korrekturabzug mit der Bitte um kurzfristige Durchsicht und Freigabe. Änderungen gegen das Manuskript sind in diesem Stadium nicht mehr möglich. Bitte beachten Sie ferner Redaktion und Verlag gehen davon aus, dass die Autoren zur Veröffentlichung berechtigt sind, dass die zur Verfügung gestellten Texte und das Bildmaterial nicht Dritte in ihren Rechten verletzen und dass bei Bildmaterial, wo erforderlich, die Quellen angeben sind. Bitte holen Sie im Zweifelsfall eine Abdruckgenehmigung beim Rechteinhaber ein. Redaktion und Verlag können keine Haftung für eventuelle Rechtsverletzungen übernehmen. Herausgeber Dr. Manfred Jungk Verlag expert verlag GmbH Dischingerweg 5 D-72070 Tübingen Tel.: +49 (0)7071 97556 0 Fax: +49 (0)7071 9797 11 eMail: info@verlag.expert www.expertverlag.de Redaktion Dr. rer. nat. Erich Santner eMail: esantner@arcor.de Tel.: +49 (0)2289-616136 Ulrich Sandten eMail: sandten@verlag.expert Tel.: +49 (0)7071 97556 56 Tribologie und Schmierungstechnik Organ der Gesellschaft für Tribologie Organ der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft Organ der Swiss Tribology Ihre Mitarbeit in Tribologie und Schmierungstechnik ist uns sehr willkommen! ISSN 0724-3472 Aus Wissenschaft und Forschung / Science and Research www.expertverlag.de Andreas Keller, Marco Enger, Stanislav Trubnykov, Jürgen Molter Über die Güte von PTFE-basierten Transferfilmen und deren Einfluss auf tribologische Leistungsfähigkeit Quality of PTFE containing transfer films and their impact on tribological performance Alexander Hüttinger, Markus Wöppermann, Jörg Hermes Dynamische RWDR Tests neu definiert! New definition of dynamic seal tests! Stefan Göllner, Thorsten Stöberl, Stefan Hörenberg, Frank Mantwill Tribologie von mit Ammoniak vorkonditionierten Gleitlacken Tribology of bonded coatings preconditioned with ammonia 22nd „International Colloquium Tribology“ Plenary Lectures: Tribology - Industrial and Automotive Lubrication, TAE Esslingen 2020 Preface: Manfred Jungk Lutz Lindemann The Lubricants Industry in Light of the Macroeconomic Environment Michael Duncan, Edward Salek Emerging Issues and Trends in Tribology and Lubrication Engineering Arup Gangopadhyay, Prasad Dev Hanumalagutti Driveline Fluid Opportunities for Hybrid and Electric Vehicles Michael Carus Sustainability Analyses - from Brundtland to VDI Pauline Cusseau, Philippe Vergne, Laetitia Martinie, David Philippon, Nicolas Devaux, Fanny Briand Relationship between Film Forming Capability and Rheology of Lubricants with VI Improvers Martin Dienwiebel, Jennifer Honselmann, Jonas Wagner, Philipp Daum, Patrick Wilke, Thomas Rühle In Situ Studies on the Competitive Adsorption of Lubricant Additives -Stefan J. Eder, Manel Rodríguez Ripoll, Ulrike Cihak- Bayr, Daniele Dini, Carsten Gachot MD Simulations of FCC Alloys under Dry Sliding Yield a Mechanism Map for Near-Surface Microstructural Development Guillermo E. Morales-Espejel Tribology Modelling of Lubricated Contacts for Electrification Mirjam Bäse, Florian Rummel, Hitoshi Washizu, Vlad Bodgan Niste, Stephan Henzler, Rebekka Drafz How Tribology Grows Further and Further