Einfluss von Schmierstoff und Betriebsbedingungen auf die Reibungszahl von Klemmrollenfreiläufen

Reibschlüssige Freilaufkupplungen werden im Allgemeinen durch das maximal übertragbare Drehmoment, die höchste ertragbare Pressung im Kontakt und die verbleibende Sicherheitsreserve bis zur Rutschgrenze charakterisiert. Sie sind somit durch ihr Leistungsvermögen und die Schaltsicherheit beschreibbar. Um die Leistungsfähigkeit und die Schaltsicherheit von Freiläufen abschätzen zu können, ist die genaue Kenntnis der Reibungszahl im Kontakt erforderlich. Da zurzeit von einer konstanten Größe ausgegangen wird, die schmierstoffbedingte Unterschiede nicht berücksichtigt und deren Wert mehr durch Erfahrungswissen eingegrenzt wird als durch strukturierte wissenschaftliche Herangehensweise, werden Freiläufe sehr stark zur sicheren Seite hin ausgelegt. Wie groß die jeweilige Sicherheitsreserve ist und wie diese durch veränderte Betriebsbedingungen beeinflusst wird, ist dabei nicht abzuschätzen. Ziel dieser Arbeit ist es, die Reibungszahl und damit auch die Rutschsicherheit im Betrieb vorhersagen zu können. Dazu wird ein Berechnungsalgorithmus aufgebaut, der die anteilige Ermittlung der Festkörper- und Flüssigkeitsreibung ermöglicht. Darüber hinaus werden die theoretischen Erkenntnisse Versuchsergebnissen an handelsüblichen Freilaufkupplungen gegenübergestellt. Es konnte gezeigt werden, dass mit ansteigender Betriebsbelastung die Reibungszahl tendenziell verringert wurde. Weiterhin ergaben die Versuchsergebnisse, dass mit steigender Geschwindigkeit die Reibungszahl einem degressiv fallenden Kurvenverlauf folgte, der unabhängig von der Belastungsart für alle untersuchten Schmierstoffe ermittelt wurde. Damit konnte festgehalten werden, dass die im Freilaufkontakt vorliegenden Reibungsverhältnisse den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten entsprechen, wie sie beispielsweise aus dem Wälzlagerbereich bekannt sind.