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Tieftemperaturtribologie

Industrie und Forschungsinstitute

Dr. rer. nat Frederik Klein

+49-351-4081-613

Tribologische Untersuchungen bei kryogenen Temperaturen

Für spezielle Anwendungen im Tieftemperaturbereich ist die Verwendung von ölfreien Festkörperreibungssystemen nötig, da die Arbeitstemperaturen deutlich unter dem Anwendungsbereich flüssiger Schmierstoffe liegen. Das ILK Dresden verfügt über umfangreiche Erfahrung auf dem Gebiet der Materialprüfung bei kryogenen Temperaturen und hat einen Prüfstand zur Ermittlung der Reibbeiwerte (von Raumtemperatur bis in den kryogenen Temperaturbereich) von verschiedenen Gleitwerkstoffkombinationen und Rauigkeiten entwickelt. Der Versuchsstand besteht aus einer in einer Kühlbox platzierten Teststrecke und einer Traversierung mit Kraftmesseinrichtung, welche über einen Mess-PC gesteuert wird. Dabei erfolgt die direkte Messung der Reibkräfte über den von der Probe zurückgelegten Weg. Messungen können bis zu −190 °C realisiert werden. Die Kühlung der Messtrecke und Proben erfolgt mit Hilfe eines geregeltem Flüssigstickstoff-Wärmetauscher/ Verdampfer.  Die Messungen erfolgen unter einer Schutzatmosphäre aus gasförmigem Stickstoff, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern. Die Proben haben dabei keinen direkten Kontakt zum flüssigen Stickstoff. Die gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb der Teststrecke wird durch Thermoelemente überwacht, welche im institutseigenen Prüfstand kalibriert werden.

Ein großer Vorteil ist der modulare Versuchsaufbau, der jederzeit kundenspezifisch geändert werden kann. Eine Anpassung der Probengeometrie oder der Teststrecke ist möglich.

Parameter

MessgenauigkeitMessbereich 0,4 N bis 2 N≤ 1 % vom Messwert
Messbereich 2 N bis 100 N≤ 0,5 % vom Messwert

Wiederholgenauigkeit
(am Beispiel PTFE)

± 0,05 N bzw. 1,5 % vom Gleitreibungskoeffizienten

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