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Reibung, Verschleiß, Schmierung


Definition


In der Technik versteht man unter Schmierung die Anwendung eines Schmierstoffes zur Herabsetzung der Reibung sowie Verminderung oder Vermeidung des Verschleißes.

Zum besseren Verständnis ist es notwendig, sich zuerst einige Gedanken über die Reibung zu machen.

Ohne die Reibung wäre das Leben auf unserer Erde nicht denkbar.
Wir nutzen sie aus beim Gehen (zwischen Schuhen und Boden), beim Autofahren (zwischen Reifen und Straße), bei der Kupplung im Kraftfahrzeug, beim Schalten an den Synchronringen. Hier ist die Reibung Voraussetzung für einwandfreie Funktion.

Es gibt aber auch Fälle, bei denen wir versuchen, sie möglichst klein zu halten. Beim Skilaufen werden z. B. die Gleiteigenschaften der Skier durch bestimmte Beschichtungsmaterialien verbessert. Bei einem Luftkissenfahrzeug wird unter dem Fahrzeug ein Luftkissen erzeugt, um für die Vorwärtsbewegung möglichst wenig Energie einsetzen zu müssen, oder beim Verschieben eines Schrankes versucht man, die Reibung z. B. durch das Schmieren mit Seife herabzusetzen.

Reibung am Beispiel: Reifen
Die Reifen haben beim Automobil u.a. die Aufgabe, Beschleunigungs-, Verzögerungs- (Brems-) und Seitenführungskräfte auf die Straße zu übertragen. Dies geht um so besser, je trockener die Straße und je höher damit die Reibung ist. Trotzdem kann es beim scharfen Beschleunigen oder Bremsen sowie in schnell durchfahrenen Kurven zum Quietschen der Reifen kommen; hier reicht die trockene Reibung zur Kraftübertragung nicht mehr aus, die Reifen "radieren". Hoher Reifenverschleiß und auch Fahrbahnverschleiß (Spurrillen) sind die Folge.

Bei feuchter Fahrbahn - hier wirkt die Feuchtigkeit als leichter Schmierfilm - drehen die Räder beim Anfahren viel schneller durch, wird der Bremsweg länger und bricht das Fahrzeug in Kurven eher aus als bei trockener Fahrbahn. Diesen Zustand kann man als Mischreibung bezeichnen.

Reibung und Schmierung: Aquaplaning
Vollkommen flüssige Reibung zwischen Reifen und Straße ergibt das gefürchtete Aquaplaning. Hierbei kann sich auf nassen Straßen oberhalb Geschwindigkeiten von 80-100 km/h vor den Rädern ein Wasserkeil, ein Schmierfilm, bilden, auf dem diese "aufschwimmen". Die Übertragung von Beschleunigungs-, Brems- und Seitenführungskräften ist nicht mehr möglich, das Fahrzeug bricht unkontrollierbar aus. Diese letztgenannte Erscheinung, die im Zusammenspiel Reifen - Fahrbahn zu schlimmsten Folgen für Automobil und Insassen führen kann, ist aber in jeder Schmierstelle einer Maschine der Idealzustand.

Schmierung im Motor
Wie sieht es nun im Motor aus? Unter dem Mikroskop zeigt sich selbst die feinstbearbeitete Metalloberfläche (Lagerschale, Welle, Zylinderlaufbahn, Kolben, Kolbenringe, Zahnflanke) wie ein Gebirge. Beide Gleitpartner haben Rauhigkeitsspitzen, die sich verhaken können.

Zur Illustration des Prinzips, nachfolgend die drei Reibungsarten zur Verdeutlichung.