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Reibschlüssige Verbindungen

WebinarTerminankündigung aus unserem Online-Kurs Thermodynamik:
 Am 13.12.2016 (ab 16:00 Uhr) findet unser nächstes Webinar statt.
Gratis-Webinar (Thermodynamik) Innere Energie, Wärme, Arbeit
- Innerhalb dieses 60-minütigen Webinares wird der 1. Hauptsatz der Thermodynamik für geschlossene Systeme behandelt und auf die innere Energie, Wärme und Arbeit eingegangen.
[weitere Informationen] [Terminübersicht]

In der Maschinenlehre ist  oft die Forderung zu erfüllen, dass im Betriebszustand ein Minimum an reibungsbedingten Material- und Energieverlusten auftritt. Auf der anderen Seite treten auch häufig Anwendungen auf, in denen eine verstärkte Reibung gewünscht und notwendig ist. Als Paradebeispiele gelten dabei Bremsen und Reibradgetriebe. 

Hierzu sehen Sie in der nachfolgenden Abbildung eine einfache Darstellung einer Reibverbindung [Gleitreibung]:

Gleitreibung zwischen zwei Festkörpern
Gleitreibung zwischen zwei Festkörpern

Ausgangsgleichungen

Im Kontaktbereich zweier Bauteile treten Reibungskräfte auf. Die Berechnungsgrundlage aller reibschlüssigen Verbindungen stellt das Coulomb'sche Gesetz dar. Es stellt für den Zustand der Gleitreibung folgenden Zusammenhang zwischen Reibungskraft $ F_R $ , der Normalkraft $ F_N $ und Reibungszahl $\mu $ 

Merke

Coulomb'sches Gesetz: $ F_R = \mu \cdot F_N $ 

$ F_R = $ Reibungskraft.

$ F_N = $ Normalkraft.

$ \mu = $ Reibungszahl.

Liegt Haftreibung vor, so steigt die Reibungskraft $ F_{R0} $ an, sobald bei konstanter Normalkraft $ F_N $ die tangentiale Belastung $ F_t $ zwischen den beiden Bauteilen zunimmt. Hierbei gilt bei Erreichen der maximalen Haftreibungskraft $\ F_{R0max}:$

Merke

Maximale Haftreibungskraft: $ F_{R0max} = \mu_0 \cdot F_N $  

So lange dabei die tangentiale Belastung $ F_t < F_{R0max} $, bleibt der Kontakt zwischen den Bauteilen erhalten. Ist jedoch $ F_t > F_{R0max} $ so hat dies ein Gleiten zur Folge. 

Reibungszahlen

Die Reibungszahlen $ \mu $ sowie $ \mu_0 $ hängen von unterschiedlichen Einflussfaktoren ab, die nachfolgend aufgelistet sind:

Merke

Soll der Kontakt zwischen den Bauteilen erhalten bleiben, so muss gelten, dass die Gleitreibungszahl $ \mu < $ Haftreibungszahl $ \mu_0 $.

Wichtig

In den kommenden Kurstexten behandeln wir die Reibungsarten, die Reibungszustände, die Schmierstoffe und die Werkstoffpaarung. 
Bild von Autor Jan Morthorst

Autor: Jan Morthorst

Dieses Dokument Reibschlüssige Verbindungen ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Maschinenelemente 1.

Jan Morthorst verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
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