Verschleisspartikelmessung
FVA 955 I | IGF-Nr. 01|F22080 N
Analyse der Reibvorgänge in trockenlaufenden Kupplungssystemen durch Nutzung von Verschleißpartikelmessungen
Im Rahmen des Forschungsprojekts FVA 955 I wurde eine Methodik zur Erfassung und Bewertung von Partikelemissionen in trockenlaufenden Kupplungs- und Bremssystemen entwickelt. Ziel des Vorhabens ist es, ein vertieftes Verständnis über die Entstehung, Eigenschaften und Relevanz dieser Partikel zu erlangen, um deren Einfluss auf tribologische Systeme sowie angrenzende Komponenten systematisch analysieren und bewerten zu können. Dazu wurde ein bestehender Trockenreibprüfstand messtechnisch erweitert: Mit einem Aerosolspektrometer zur Echtzeitmessung, einer Filtereinheit für gravimetrische Analysen sowie Verfahren zur morphologischen und chemischen Partikelcharakterisierung konnten sowohl die Eigenschaften der entstehenden Partikel als auch die Einflussfaktoren aus dem Reibprozess umfassend erfasst werden.
Die Versuchsergebnisse zeigen deutlich, dass Materialpaarung, Reibarbeit und Reibleistung die Partikelemissionen maßgeblich beeinflussen. Werkstoffauswahl, Oberflächengestaltung und konstruktive Details wirken sich direkt auf die Feinstaubkonzentrationen bei Bremsvorgängen aus. Selbst bei ähnlichen Belastungen treten bei bestimmten Betriebszuständen wiederholt erhöhte Emissionen auf.
Für die Praxis bietet das Projekt konkrete Hilfestellungen: Die entwickelten Methoden ermöglichen eine gezielte Bewertung und Optimierung von Reibsystemen hinsichtlich ihres Emissionsverhaltens. Ein im Projekt erarbeiteter Leitfaden unterstützt Ingenieur:innen und Entwickler:innen bei der Messung, Analyse und Bewertung von Feinstaubemissionen aus trockenlaufenden Friktionssystemen. Er fasst die wesentlichen Mechanismen der Partikelentstehung zusammen, beschreibt geeignete experimentelle Vorgehensweisen und zeigt praxisnah auf, wie Einflussgrößen wie Gleitgeschwindigkeit, Flächenpressung und Materialeigenschaften systematisch untersucht werden können. Ergänzt wird der Leitfaden durch Empfehlungen zur Reduktion von Partikelemissionen sowie einen Ausblick auf innovative Ansätze wie den Einsatz datenbasierter Methoden für die Entwicklung emissionsarmer Systeme. Damit stehen Erkenntnisse zur Verfügung, um Friktionssysteme gezielt auf ihr Emissionsverhalten auszulegen und nachhaltige, emissionsreduzierte Lösungen zu entwickeln.
Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 01|F22080 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages mit den Mitteln der IGF gefördert.
