ORIGINALARBEITEN/ORIGINALS
https://doi.org/10.1007/s10010-019-00305-0
Forsch Ingenieurwes
Analyse tribologischer Schichten mit der
Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS)
– Additiveinflüsse auf das Reibungsverhalten nasslaufender
Lamellenkupplungen
U. Stockinger
1
· K. Mühlenstrodt
2
· K. Völkel
1
· H. Pfaum
1
· D. Lipinsky
2
· K. Stahl
1
· H. F. Arlinghaus
2
Eingegangen: 23. November 2018 / Angenommen: 14. Februar 2019
© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019
Zusammenfassung
Das Reibungsverhalten nasslaufender Lamellenkupplungen kann aufgrund der komplexen physikalischen und chemischen
Wechselwirkungen der einzelnen Bestandteile nicht theoretisch bestimmt, sondern muss in Versuchen ermittelt werden.
Um Korrelationen von Grenzschichtzusammensetzung und Reibungsverhalten herzustellen, wurden Reibungszahlmessun-
gen von Lastschaltungen in Kombination mit Grenzflächenanalysen mittels Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie
(ToF-SIMS) durchgeführt. Das Reibungsverhalten wurde am Komponentenprüfstand ZF/FZG KLP-260 für Papierreibbe-
läge bei verschiedenen Pressungs-Gleitgeschwindigkeits-Kombinationen mit Schmierstoffen bekannter Zusammensetzung
analysiert. Bei der Oberflächenanalyse mittels ToF-SIMS werden charakteristische Additiv- und Substratsignale herange-
zogen, um die laterale und tiefenabhängige Verteilung von Elementen und Molekülen der unter tribologischer Belastung
entstandenen Grenzschicht zu untersuchen. Aufgrund der gegenseitigen Beeinflussung des Bindungsverhaltens der einzel-
nen Additivkomponenten führen verschiedene Additiv-Kombinationen in den verwendeten Modellfluiden zu unterschied-
lichen Oberflächenzusammensetzungen, die sich auf das Reibungsverhalten auswirken. Ein Einfluss des Grundöls auf das
Reibungsverhalten bei reinem Grundöl ist deutlich erkennbar. Im Gegensatz dazu unterscheidet sich das Reibungsverhalten
der drei volladditivierten Grundöle nahezu nicht. Auch die Oberflächenanalysen zeigen vergleichbare Zusammensetzungen
der Grenzschichten bei ähnlichem Reibungsverhalten.
U. Stockinger
Stockinger@fzg.mw.tum.de
K. Mühlenstrodt
k.muehlenstrodt@wwu.de
K. Völkel
Voelkel@fzg.mw.tum.de
H. Pflaum
Pflaum@fzg.mw.tum.de
D. Lipinsky
lipinsk@wwu.de
K. Stahl
Stahl@fzg.mw.tum.de
H. F. Arlinghaus
arlinghaus@wwu.de
1
Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau
– FZG, Technische Universität München,
Boltzmannstraße 15, 85748 Garching bei München,
Deutschland
2
Physikalisches Institut, Westfälische Wilhelms-Universität
Münster, Wilhelm-Klemm-Straße 10, 48149 Münster,
Deutschland
K