ZF dankt allen Kunden für die nette Verpackung!

114 Pages·2012·54.98 MB·German

AUSGABE 2011 / 2012 ISSN 1619-9812
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Das Forschungsmagazin der Hochschule Konstanz

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ZF dankt allen Kunden für die nette H
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Verpackung! Mal sehen, was für Sie drin ist?! n
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o 10 Jahre Forschungsmagazin Forum
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Antriebs- und Fahrwerktechnik
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
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inHalt
Forum 2011/2012
HocHscHule Konstanz WirtscHaft
Vorwort 4 strategische fähigkeiteN iN techNologie-
Gunter Voigt, Vizepräsident Forschung uNterNehMeN des MittelstaNdes 64
Guido H. Baltes, Jérôme Gard, Michael Röller
Neuer tribologischer PrüfstaNd uNd
desseN MarktPoteNzial 6 absicheruNg Mit iNVerseN etfs 72
Paul Gümpel, Florian Leu, Armin Walter und Marco Werschler Leo Schubert
studieNaNgebot 13 oPtiMieruNg VoN total cost of owNershiP dieNstleis-
Bachelor- und Master-Studiengänge tuNgeN iM MaschiNeN- uNd aNlageNbau 78
Stefan Schweiger, Kathrin Dressel, Birgit Pfeiffer
exPerteN 14
Expertenprofile der Professorinnen und Professoren
GestaltunG
tecHniK
zur geschichte der gestaltuNg VoN brückeNbauteN 84
Cengiz Dicleli
s3l-iNVerter: effizieNzsteigeruNg bei elektrischeN
aNtriebeN uNd regeNeratiVer eNergiegewiNNuNg 28
Manfred Gekeler, Eduard Herrmann, Christian Wirth HocHscHule Konstanz
hochauflöseNde farb-3d-MesstechNik 34
Projekte 90
Bernd Jödicke, Trendafil Ilchev
a coMParatiVe aNalysis of Nat hole PuNchiNg 40 impressum
Daniel Maier, Oliver Haase, Jürgen Wäsch, Marcel Waldvogel herausgeber:
Hochschule Konstanz Technik, Wirtschaft und Gestaltung
high resolutioN oPtical ProfiloMetry based oN Vizepräsident Forschung, Prof. Dr.-Ing. Gunter Voigt (v.i.S.d.LPrG.)
www.htwg-konstanz.de ©Hochschule Konstanz
heterodyNe iNterferoMetry 50
redaktion:
Ruven Spannagel, Thilo Schuldt, Claus Braxmaier Dipl.-Ing. FH Andreas Burger MBA, Referent für Forschung & Entwicklung
fotos:
VoM sucheN uNd fiNdeN der releVaNteN traiNiNgs-
Archiv, privat, B. Troll + A. Selbach, A. Grützner + J. Flöter,
dateN: eiN bootstraPPiNgaNsatz iN der uNiVersaleN Titelfoto: Herausgeber des 1. FORUM Magazin – Prof. Dr. Paul Gümpel
stegaNalyse 54 anschrift:
HTWG FORUM, Hochschule Konstanz, Brauneggerstraße 55,
Pham Hai Dang Le, Matthias Franz
D-78462 Konstanz, Tel. [phone], Fax [phone],
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reduktioN der strahluNgsiNteNsität VoN gsM-
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Kessler Druck + Medien, D-86399 Bobingen
gedruckte Auflage: 5.000 Exemplare, ISSN 1619-9812, Ausgabe 2011/2012;
Internetausgabe: ISSN 1611-3748
HocHscHule3
VorWort
Prof. Dr. Gunter Voigt, Vizepräsident Forschung
FORUM – Das Forschungsmagazin der Hochschule Konstanz er- Stipendiaten. Ein eigenes Stipendiensystem wurde eingerichtet,
scheint zum zehnten Mal! Zehn Dokumentationen zu Leistungen erste Unternehmenszuwendungen hierzu sind vorhanden. Hierfür
in Angewandter Forschung an der Hochschule Konstanz. Wesent- möchte ich mich bei den Unterstützern ganz herzlich bedanken.
lich angeregt und konzipiert von dem damaligen Prorektor der Lehrangebote, die die Forschungsarbeiten begleiten, wurden für
Fachhochschule Konstanz, Herrn Prof. Dr. Paul Gümpel; finanziert die Mitglieder im Kooperativen Promotionskolleg etabliert.
über Unternehmen, die die Angewandte Forschung unterstützen
wollen; mit wissenschaftlichen Beiträgen aus allen Fakultäten FORUM ist finanziert durch Unternehmen. Ich bedanke mich für
der Hochschule. FORUM gibt damit einen guten Überblick über die Unterstützung durch die Inserenten und wünsche den Lesern
Qualität und fachliche Breite der Angewandten Forschung an der viele Erkenntnisse bei der Lektüre.
HTWG. FORUM war eines der ersten Forschungsmagazine von
Fachhochschulen in Baden-Württemberg. Professorinnen und
Professoren nutzen gerne die Möglichkeit, im FORUM zu publizie-
ren, Ergebnisse zu präsentieren und Forschungskompetenzen zu
dokumentieren.
FORUM wird auch genutzt, um neue Strukturen der Angewandten
Forschung darzustellen und zu kommunizieren. So wurden in den
letzten Jahren Forschungsschwerpunkte in einem hochschulwei-
ten Prozess definiert und mit struktureller Unterstützung ange-
fördert. Die Forschung an Hochschulen für Angewandte Wissen-
schaften ist dynamisch, Institute werden gegründet und vergehen
auch. In diesem Jahr wurde das „Centrum für internationale Ter-
minologie und angewandte Linguistik – CiTaL“ geschlossen. Das
entsprechende Forschungsgebiet konnte personell aus der Hoch-
schule heraus nicht nachhaltig besetzt werden. Dem langjährigen
Leiter des CiTaL, Herrn Prof. Dr. Wolfgang Thomassen, gebührt
Dank für sein Engagement und Glückwunsch für die Erfolge, die
mit CiTaL erreicht werden konnten.
Das kürzlich gegründete „Institut für Systemdynamik – ISD – Kon-
stanz“ hat seine Arbeit aufgenommen. Es befasst sich mit der Ver-
knüpfung von Aufgaben der Messwertaufnahme, der Verarbei-
tung der generierten Signale und der Ansteuerung bzw. Regelung
dynamischer Systeme. Übergeordnet besteht in verschiedensten
Bereichen der Bedarf, mit den zu entwickelnden bzw. verwende-
ten Algorithmen und Verfahren Optimalität zu gewährleisten. Das
Institut dient der Forschung und Entwicklung in den Bereichen
Regelungstechnik, Signalverarbeitung und Optimierung dynami-
scher Systeme, wobei die Themengebiete von der Akustik über
die Mechatronik und Robotik bis hin zum Energiemanagement
reichen.
Promotionen von Nachwuchswissenschaftlern aus Projekten an
Hochschulen für Angewandte Wissenschaften erfolgen in Koope-
ration mit Partneruniversitäten. Zur systematischen Qualitäts-
sicherung und um Nachwuchswissenschaftler, die das Ziel einer
Promotion verfolgen, in einer erkennbaren Gruppe zusammenzu-
führen, wurde an der HTWG Konstanz in diesem Jahr ein Koope-
ratives Promotionskolleg gegründet. In das Kolleg aufgenommen
werden Forscher aus drittmittelfinanzierten Projekten ebenso wie
4HocHscHule
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nikation und Netzwerken, Equipment für Hochsicherheits-Satellitenkommunikation, maßgeschneiderte
Produkte und Dienstleistungen für Geo-Informationen sowie weltweite Dienstleistungen für Navigation.
EADS ist ein weltweit führendes Unternehmen der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungsgeschäft und
den dazugehörigen Dienstleistungen mit einem Umsatz von € 45,8 Mrd. im Jahr 2010 und fast 122.000
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tecHnoloGietransfer:
neuer triboloGiscHer prüfstand und
dessen marKtpotenzial
Paul Gümpel, Florian Leu, Armin Walter und Marco Werschler
1 EinlEitung aus Grundkörper, Gegenkörper, Zwischen-
stoff und Umgebungsmedium.
Bei der Lebensdauerberechnung eines
Wälzlagers, der Auslegung eines Gleich- In einer simulierenden Prüfung muss
Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. strommotors als auch bei der Konstruk- das tribologische System der jeweiligen
Paul Gümpel tion des Lesekopfes einer Festplatte, in Anwendung möglichst realitätsnah und
Vertritt die Fachgebiete nahezu jedem Bereich der Technik spielen mit allen wichtigen Einflussgrößen nach-
Werk stoffkunde, Werkstoff-
Reibung und der daraus resultierende Ver- gebildet werden, damit die Ergebnisse des
prüfung und Oberflächentechnik an der HTWG
Konstanz in Forschung und Lehre. schleiß eine tragende Rolle. Besonders pro- Prüfstandes später auf den Anwendungs-
Field of activity: materials science, materials blematisch sind bei allen Anwendungen fall übertragbar sind. Um diesen Anfor-
testing and surface engineering in research and die Berechnung bzw. die Vorhersage des derungen gerecht zu werden, wird das zu
testing at the University of Applied Sciences in
Einflusses, welchen die Reibung und der simulierende System analysiert und die Be-
Konstanz, Germany
Verschleiß auf das betrachtete System triebsbedingungen sowie relevante Eigen-
haben [1]. schaften werden erfasst. Für die im Fall des
Daher stützt sich die Auslegung solcher Two-Discs-Tribometers zu untersuchenden
tribologischer Systeme meist auf empirisch Wälz- und Gleitbelastungen sind das:
ermittelte Reib- und Verschleißkennwerte.
Am Institut für Werkstoffsystemtechnik • Material und Oberfläche
M. Eng. Florian Leu ist in Zusammenarbeit mit der walter&bai • Hertz´sche Pressung
Hat das Masterstudium ag ein Prüfstand entwickelt worden, der • Relativgeschwindigkeit
Mechanical Engineering and
speziell für die tribologische Untersuchung • Überrollfrequenz
International Sales Manage­
ment an der HTWG Konstanz erfolgreich abge- von Wälz- und Gleitbeanspruchung ausge- • Lastkollektiv
schlossen. Zeitgleich war er wissenschaftlicher legt ist. Bei der Entwicklung ist neben den • Zwischenstoff (Schmierung)
Mitarbeiter im Labor für Werkstoffprüfung der
versuchs- und den messtechnischen An- • Umgebung
HTWG Konstanz mit Forschungsschwerpunkt
„Alternativen zu den klassischen nicht rostenden forderungen auch besonders auf die mit-
Stählen.“ Zuvor absolvierte er sein Bachelor­ tels Umfragen und Marktanalyse ermit- 3 aufbau
studium im Maschinenbau, Fachrichtung
telten Bedürfnisse potenzieller Anwender
Produktions­ und Fertigungstechnik an der
DHWB Stuttgart. eingegangen worden. Das Ergebnis dieser Der für die Umsetzung der aufgezähl-
Zusammenarbeit ist das „Two-Discs-Tribo- ten Anforderungen entwickelte Prüfstand
meter“ (Abb. 2). ist in Abb. 2 und schematisch in Abb. 3 dar-
gestellt.
2 grundkonzEpt dEs prüfstandEs
Das Kernstück bilden dabei die beiden
Der Prüfstand soll neben Grundlagen- scheibenförmigen Probekörper, in Abb. 3
Armin Walter
forschung im Bereich der Tribologie haupt- grün dargestellt. Jede Probe sitzt dabei auf
ist gelernter Maschinenme-
sächlich für eine zeitgeraffte Simulation einem eigenen Antriebsstrang, bestehend
chaniker mit Weiterbildun-
gen. Herr Walter ist Firmen- von Anwendungen im Bereich der Wälz- aus Antriebswelle mit Spindellagerung und
gründer und VR­President der walter&bai ag. lager und Verzahnungen verwendet wer- Servomotor mit Planentengetriebe. Mit-
den. Ein großer Vorteil besteht darin, das tels einer speziellen Passschraube mit koni-
komplette System mit allen wichtigen Ein- scher Zentrierfläche werden die jeweiligen
flussfaktoren, mit unterschiedlichen Kon- Probekörper auf der Antriebswelle zent-
figurationen kostengünstig und schnell zu riert und fixiert. Die Verdrehsicherung er-
simulieren ohne dabei aufwendige und zu-
meist teure Prototypen herstellen zu müs-
Marco Werschler
sen. Reibung und Verschleiß sind von vie-
ist Student im Bachelorstu-
diengang MKE. Zeitgleich len unterschiedlichen Faktoren und deren
nimmt er am Trainee­ Wechselwirkung abhängig, daher muss ein
programm des Unternehmens IMS Gear teil
tribologisches System immer im Ganzen
und arbeitet als Laborassistent im Labor für
Kunststofftechnik an der HTWG Konstanz. betrachtet werden. Ein solches System be-
steht dabei stets, wie in Abb. 1 dargestellt, ABB. 1: Tribologisches System
6
ABB. 2: Two-Discs-Tribometer
folgt dabei sowohl durch einen Reibschluss ner reinen Wälzbewegung als auch einer Die notwendige hertz´sche Pressung
der Passung zwischen Probekörperboh- reinen Gleitbewegung sowie Überlage- wird zum einen über die hydraulisch auf-
rung und Passschraubenaußendurchmes- rung der beiden Bewegungsarten. gebrachte Zustellkraft und zum anderen
ser als auch durch die Pressung zwischen über die Geometrie der Proben definiert. Je
den beiden Zentrierflächen. Jeder der bei- Die Herstellung der Proben erfolgt nach Ausprägung und Kontaktart werden
den Antriebsstränge ist auf einem Schlit- idealerweise mit den gleichen Prozess- die Proben dabei, wie in Abb. 4 gezeigt, zy-
ten montiert. Die beiden Schlitten sind schritten, wie sie auch bei der Herstel- lindrisch oder mit einer bestimmten Ballig-
über Linearführungen mit der Grundplatte lung der originalen Anwendungsteile keit auf der Mantelfläche ausgeführt.
verbunden, welche die Baugruppen des eingesetzt werden. Dabei können neben
Prüfstandes aufnimmt. Die jeweiligen An- unterschiedlichen Materialen auch ver- Im Zusammenhang mit der Überroll-
triebsstränge ermöglichen unterschiedli- schiedene Fertigungsmethoden sowie frequenz und der Gleitgeschwindigkeit
che Bewegungen. Strang 1 ermöglicht eine Nachbehandlungen und deren Einfluss auf werden die Drehzahl und die Außendurch-
radiale Verstellung der Proben zueinander. das tribologische System getestet werden. messer der Proben ausgelegt. Drehzahl,
Die Zustellung erfolgt dabei hydraulisch Bei der Herstellung der Probenkörper ist Probendurchmesser und Gleitgeschwin-
mit einer maximal möglichen Kraft von auf eine hohe Rundlaufgenauigkeit zu ach- digkeit sind direkt voneinander abhängig
2000 N. Die hierbei erzeugte Kraft ent- ten, dadurch können unnötige Messwert- und können in einem breiten Feld variiert
spricht der Normalkraft im Reibkontakt. schwankungen vermieden werden. werden. Die Prüfmaschine bietet daher
Strang 2 kann in axialer Richtung verscho-
ben werden, um die Position bzw. die Län-
ge der Kontaktfläche zwischen den Proben
festzulegen. Um ein Verschieben der Pro-
bekörper während eines laufenden Ver-
suches in axialer Richtung zu vermeiden,
kann der Schlitten des zweiten Strangs
über eine hydraulische Klemme blockiert
werden. Mittels der beiden unabhängig
voneinander regelbaren Servomotoren
lassen sich die Proben sowohl gleichsinnig
als auch gegenlaufend zueinander drehen.
Dies ermöglicht sowohl die Simulation ei- ABB. 3: Two-Discs-Tribometer der HTWG
HocHscHule 7
sehr universelle Möglichkeiten, reale Sys- welches durch die Normalkraft und die den. Ein großer Vorteil der angepassten
teme möglichst exakt im Versuch zu simu- Drehbewegung der Proben entsteht, wird Software ist ein nahezu vollständig auto-
lieren. mit einer Drehmomentmesswelle über- matisierter Versuchsablauf. Dadurch kön-
wacht und auf gezeichnet. Die Position nen Fehlerquellen durch manuelle Bedie-
Für die Applikation des Zwischenstoffes des radial verschiebbaren Schlittens wird nung weitgehend ausgeschlossen werden.
auf die Probekörper stehen unterschied- durch eine im Hydraulikzylinder integrier-
liche Möglichkeiten zur Verfügung. Für te Wegmessung erfasst. Da sich die Belas- 5 probEnkörpEr
eine Minimalmengenschmierung reicht tung der zu prüfenden Paarungen je nach
das Auftragen des Schmierstoffes auf die Messaufgabe deutlich unterscheiden kann Bei der Gestaltung von Grundkörper
Probekörper. Festkörperschmierung kann und daher auch Normalkraft und resultie- und Gegenkörper ist zu beachten, dass
ebenfalls durch direktes Auftragen oder rendes Reibmoment stark in ihren Dimen- nicht nur der Werkstoff von besonderer
durch einen Schmierstift erreicht werden. sionen schwanken, müssen die Messberei- Bedeutung ist, sondern auch jegliche Form
Um eine Tauchbad-, Sprühnebel- oder Um- che entsprechend angepasst werden. Zu der Bearbeitung und Behandlung, welche
laufschmierung mit einem niederviskosen diesem Zweck wurden die Kraftmessdose zu einer Änderung der Werkstoff- oder
Schmiermedium zu erreichen, wurde ein und die Drehmomentmesswelle jeweils Kontaktflächeneigenschaften führt, einen
spezieller Behälter konzipiert, der die Pro- aus einer Baureihe ausgewählt, welche Einfluss auf das tribologische Verhalten
bekörper gegen die Umgebung abdichtet. identische Schnittstellen und Baumaße ausübt. Neben offensichtlichen Einflüssen,
Zudem besteht damit die Möglichkeit, aufweisen, jedoch mit unterschiedlichen wie dem Aufbringen einer Beschichtung
über eine Pumpe und dafür vorgesehene Messbereichen zur Verfügung stehen. Die können auch schon geringe Änderungen
Anschlüsse und Düsen eine umlaufende Sensoren sind demnach schnell austausch- in der Oberflächentopographie, beispiels-
Schmierung oder eine Sprühnebelschmie- bar und können an den aktuell benötig- weise auf Grund der Verwendung eines
rung zu realisieren. Außerdem verfügt der ten Lastfall angepasst werden. Damit ist anderen Fertigungsverfahrens, zu deutlich
Behälter über Leitgeometrien, mit denen gewähr leistet, dass die Fehlerabweichung abweichenden Ergebnissen führen. Zudem
eine definierte Schmierfilmdicke für höher der Messwerte möglichst gering gehalten müssen technologische Einflussgrößen
viskose Schmierstoffe erreicht wird. wird. wie beispielsweise der Parametereinfluss
beim Einsatzhärten von Stahl berücksich-
Die Temperatur der späteren Einsatz- Die Steuerung des Prüfstandes er- tigt werden.
umgebung kann zurzeit nur bei einer folgt über die DION Prüfsoftware der
Ölschmierung (Tauchbad- oder Umlauf- walter&bai ag. Die Software wurde spe- Über die Kontaktart (Punkt oder Linie),
schmierung) über die Temperierung des ziell an den Prüfstand angepasst, um die welche aus der Oberflächengeometrie
Ölkreislauf nachgebildet werden. Es be- Drehzahl der beiden Servomotoren und von Grund- und Gegenkörper resultiert,
steht jedoch die Möglichkeit, über zusätzli- die Anpresskraft des Hydraulikzylinders und über die einwirkende Kraft kann der
che Isolierungen am Schmierstoffbehälter exakt zu regeln und in einen programmier- zweite wichtige Parameter zur Charakteri-
und die bereits dafür vorhandenen An- baren Prüfablauf integrieren zu können. sierung und Simulation von tribologischen
schlüsse klimatisierte Luft in den Schmier- Die Drehzahlen der beiden Antriebe und Systemen ermittelt werden, die hertz´sche
behälter zu leiten. Die Einstellung von Tem- die Anpresskraft werden durch das 3-ka- Pressung. Mit diesem Wert und der daraus
peratur und Feuchte kann dabei durch eine nalige Mess- und Regelsystem PCS-8000-3 resultierenden Verformung kann die Belas-
ebenfalls am Institut für Werkstoffsystem- im geschlossenen Regelkreis geregelt. Die tung des Werkstoffes von der Geometrie
technik vorhandene Klimakammer erreicht gewünschten Prüfabläufe können frei pro- des realen Bauteils gelöst und auf die Pro-
werden. grammiert und gespeichert werden. Alle benkörper übertragen werden. Die Ausbil-
Messwerte wer-
4 MEsstEchnik und stEuErung den am Bildschirm
numerisch und
Der Prüfstand ist mit einer Reihe von grafisch angezeigt
Sensoren ausgerüstet, um den mess- und und können in ge-
regelungstechnischen Anforderungen wünschten Zeitin-
gerecht zu werden. Für die spätere Ana- tervallen während
lyse der Ergebnisse wird die hydraulisch des Versuches zur
aufgebrachte Anpresskraft mittels einer Weiterverarbeitung
Kraftmessdose erfasst. Das Reibmoment, gespeichert wer- ABB. 4: Unterschiedliche Probengeometrien
8HocHscHule
haben. Zudem ist sich gemäß Abb. 5 und Formel 1 der Reib-
darauf zu achten, wert des untersuchten Systems ermitteln:
dass bei Anfahrbe-
M
wegungen andere µ = B (1)
F · R
N
Belastungen und so-
mit andere Reib- und Die Entwicklung des Reibwertes kann
Verschleißzustände damit über das gesamte Lastkollektiv er-
auftreten. mittelt und ausgewertet werden. Sowohl
das Einlaufverhalten als auch der konstan-
Der Zwischen- te Bereich bis zum Auftreten von stärkeren
ABB. 5: Schema der Reibwertermittlung stoff bzw. die Verschleißerscheinungen können damit
Schmierung des erkannt und zeitlich zugeordnet werden.
dung der hertz´sche Pressung und daraus Systems sollen im optimalen Fall zu einer Außerdem können über die Wegerfassung
resultierend der Kontaktfläche kann sich vollständigen Trennung der Reibpartner des radial verschiebbaren Schlittens der
durch eine überlagernde Relativbewegung führen. Da sowohl die Art des Zwischen- Verschleißbetrag bzw. die Abnutzung der
(Abweichung von reinem Abwälzen hin zu stoffes (Feststoff, Flüssigkeit, Gas) als auch Probekörper über den gesamten Versuchs-
Abwälzen mit Schlupf) stark verändern. die hertz´sche Pressung und die Gleitge- ablauf erfasst und zugeordnet werden.
Beispielsweise bei Schneckenradgetrieben schwindigkeit eine wichtige Rolle auf das Neben den prüfstandeigenen Auswer-
tritt neben dem Abwälzen der Zahnflan- Verhalten des Zwischenstoffs während der temöglichkeiten stehen im Rahmen des
ken aufeinander zusätzlich eine Gleitbe- Belastung haben, sollte hier möglichst die Instituts für Werkstoffsystemtechnik auch
wegung quer zur Wälzrichtung auf. originale Schmierung des Systems verwen- noch weitere Methoden zur Verschleiß-
det werden. Wichtig ist dabei, dass eventu- analyse und Oberflächencharakterisierung
Eine Besonderheit des Two-Discs- elle Additive wie z.B. Feststoffschmierkör- zur Verfügung. Die wichtigsten Verfahren
Tribometer der HTWG ist die Option, ein per in einem Schmierfett eventuell an das sind dabei die Raster-Elektronenmikrosko-
Überrollverhältnis zwischen Grund- und Größenverhältnis zwischen Probekörper pische (REM-) Untersuchung und die 3D-
Gegenkörper einzustellen. Damit können und spätere Anwendung angepasst wer- Mikroskopie sowie die Bestimmung der
Zahnradpaarungen mit Untersetzung den. Oberflächenrauheit. Eine zusätzliche ein-
oder Wälzlager mit Punkt- und Umlauf- fache Methode zur Bestimmung des Ver-
lasteinbau praxisorientierter simuliert Die Umgebung des Systems übt einen schleißes ist die Messung der Probenge-
werden. Die Analyse des für das tribologi- Einfluss auf das tribochemische Verhalten wichte vor und nach dem Versuch. Für eine
sche System vorgesehenen Lastkollektives aus. Im Falle eines gekapselten Systems aussagekräftige Untersuchung eines tribo-
ist ebenfalls von Bedeutung. Es muss ge- spielen meist nur die Temperatur der Um- logischen Systems müssen die wichtigsten
währleistet sein, dass die Temperatur des gebung und deren Einfluss auf Grund- und Daten wie Oberflächentopographie und
Prüfstandversuches nicht über den bei der Gegenkörper sowie auf das Zwischenme- Härte sowohl vor als auch nach dem Test
realen Anwendung vorliegenden Wert an- dium eine Rolle. Bei einem offenen System vermessen werden. Die Erfassung von die-
steigt. Die maximale Temperatur an den müssen zusätzlich korrosive Stoffe, die sen Daten während des Testes ist gegebe-
Kontaktflächen ist dabei meist nur in ge- über die Umgebung in das System gelan- nenfalls auch möglich, sollte jedoch, um
ringem Umfang von der Umgebungstem- gen können, berücksichtigt werden. ungewollte Einflüsse zu vermeiden, nur
peratur abhängig, sondern wird vielmehr in gesonderten Messreihen durchgeführt
von der Erwärmung durch die auftretende 6 auswErtung werden.
Reibarbeit bestimmt. Da Zeit- und Kosten-
ersparnis zwei der Hauptgründe für die Si- Für die Auswertung eines Versuches 7 anfordErungEn dEs MarktEs
mulation von Systemen sind, ist die Abbil- stehen unterschiedliche Methoden zur an das two-discs-triboMEtEr
dung eines Lebensdauerlastkollektivs oft Verfügung. Über den Prüfstand selbst
nicht in gleichem Maßstab möglich. Das werden die Daten des Reibmomentes, der Zur Bestimmung des Bedarfs für einen
durch die Zeitraffung der Simulation im Normalkraft und des Verschleißbetrages derartigen Prüfstand in ausgewählten Ziel-
Gegensatz zum Anwendungsfall auftre- gespeichert. märkten sowie zur Evaluation der Anforde-
tende verzerrte Verhältnis zwischen Belas- rungen an den Prüfstand in den einzelnen
tung und Pausenzeit kann einen gravieren- Aus der Normalkraft F , dem Reibmo- Zielgruppen, wurde über das 2-Scheiben
N
den Einfluss auf das tribologische System ment M und dem Probenradius R lässt Tribometer eine Marktumfrage durchge-
B
HocHscHule9
führt, welche aufschlussreiche Ergebnisse
über potenzielle Zielgruppen sowie die bevorzugte untersuchungsart in den unternehmen
möglichen Einsatzgebiete für das Tribome-
ter liefern sollte.
Für die Marktumfrage wurden zu-
nächst die auf Basis des Prüfprinzips mög-
lichen Einsatzfelder für den Prüfstand
evaluiert. Dabei wurde deutlich, dass mit
dem Tribometer sowohl gleitende als auch
 selbst, auf einem eigenen Prüfstand
wälzende Bewegungen sowie die Bean-
spruchung von Schmierstoffen simuliert  als Dienstleistung eines externen .
Anbieters
werden müssen. Daher ergeben sich An-
 als Forschungsauftrag an einem
wendungsfelder in den verschiedensten
Institut/an einer Hochschule
Branchen wie beispielsweise dem Metall-
 andere
bau, dem Anlagenbau, dem Maschinenbau,
der Automobilindustrie, den Forschungs-
instituten, der Petrochemie, der Schmier-
ABB. 6: Bevorzugte Form der Durchführung tribologischer Untersuchungen auf einem 2-Scheiben-Prüfstand
stoffindustrie, der Stahlproduktion und der
Kunststoffindustrie. Für die Durchführung
der Umfrage wurde ein Fragebogen entwi- • Wie bekannt ist das Prüfprinzip des geraumer Zeit existiert, ist das Prinzip des
ckelt, der insgesamt über 1000 Unterneh- 2-Scheiben-Prüfstandes im Markt? 2-Scheiben-Tribometer nur 38 % der ant-
men aus den genannten Branchen in den • Für welche Art von Prüfungen wortenden Personen bekannt. Insgesamt
Ländern Deutschland, Österreich und der (Bauteilprüfung, Modellversuche 62 % ist das Prüfprinzip dieses Tribometers
Schweiz zugestellt wurde. Als Stichprobe etc.) können sich die betreffenden nicht bekannt, wovon die Hälfte angab,
wurden die Wälz- und Gleitlagerhersteller, Unternehmen den Einsatz eines dass das 2-Scheiben-Prinzip eine für sie in-
die Schmierstofffabrikanten, die Zahnrad- 2-Scheiben-Tribometers vorstellen? teressante Prüfmethode darstellt.
und Getriebebauer als auch Institute und • Ist für die interessierten Unterneh- Aus den Rückantworten wurde weiter
Forschungseinrichtungen im Bereich der men mehr die Prüfung an sich oder deutlich, dass nur 4 % der Unternehmen ein
Tribologie in diesen Ländern ausgewählt. der gesamte Prüfstand von Bedeu- marktübliches Tribometer besitzen, wobei
Mit der Marktbefragung wurde einer- tung? es sich hierbei häufig um den diesem Prüf-
seits der Zweck verfolgt, die Anforderun- stand zu Grunde liegenden Tribometer der
gen an das Tribometer im potenziellen Die Umfrage wurde postalisch durch- Firma Amsler handelt. Weitere 11 % greifen
Markt zu analysieren und andererseits geführt, wobei die Rückantwort mittels bei Prüfungen von abwälzenden Belas-
qualitative Informationen über den Ziel- des beiliegenden Fragebogens oder auch tungskollektiven auf Eigenkonstruktion
markt zu generieren. Grundlegend lassen online erfolgen konnte. Als Empfän- zurück. Die verbleibenden 85 % besitzen
sich somit folgende Fragestellungen cha- ger wurden die Entwicklungs- bzw. For- in ihrem Unternehmen keine derartigen
rakterisieren: schungsleiter der einzelnen Unterneh- Prüfstände. Auf die Frage, in welcher Art
men ausgewählt. Nach einiger Zeit wurde und Weise die Unternehmen bevorzugt
• Welches sind die relevanten Ziel- nachgefasst, wodurch nach Ablauf der solche Prüfungen durchführen würden er-
gruppen bzw. Unternehmen, für Antwortfrist eine Rücklaufquote von 15 % gab sich die Antwort, dass 28 % der befrag-
die eine Untersuchung auf einem erreicht werden konnte. ten Firmen eine eigene Prüfmöglichkeit in
solchen Prüfstand von Interesse ist, ihren Unternehmen bevorzugen würden
und in welchen Branchen sind die Die Umfrage liefert das Ergebnis, dass (Abb. 6).
Interessenten angesiedelt? sich 93 % der befragten Unternehmen all-
• Besteht in der Zielgruppe grundle- gemein mit tribologischen Themen und Insgesamt 59 % würden entsprechen-
gend ein Bedarf nach solchen Prü- Fragestellungen auseinandersetzen. Hin- de Prüfaufträge an externe Dienstleis-
fungen? sichtlich des Bekanntheitsgrads des an- tungsunternehmen oder an Hochschulen
• Welche Messparameter und Prüf- gewandten Prüfprinzips konnten interes- vergeben. Bei der Gruppe „andere“ wurden
einrichtungen sind für den Markt sante Informationen gewonnen werden. oftmals Kombinationen im zeitlichen Ab-
besonders wichtig? Obwohl dieses Prüfprinzip bereits seit lauf, z.B. zunächst als Dienstleitung und
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