| Vorwort | 5 |
| Vorwort der 1. Auflage | 6 |
| Inhaltsverzeichnis | 7 |
| 1 Technik und Tribologic | 12 |
| 1.1 Dimensionen der Technik | 12 |
| 1.2 Definition der Tribologie | 13 |
| 1.3 Aufgaben und Bedeutung der Tribologie | 15 |
| Wissenschaft | 15 |
| Technik | 16 |
| Wirtschaft | 17 |
| 2 Tribologische Systeme | 19 |
| 2.1 Einführung in die system technische Methodik | 19 |
| 2.2 Funktion und Struktur tribologischer Systeme | 20 |
| 2.3 Dimensionsbereiche tribologischer Systeme und Prozesse | 23 |
| 2.3.1 Nanotribologic | 24 |
| 2.3.2 Mikrotribologie | 25 |
| 2.3.3 Makrotribologie | 26 |
| 2.4 Method ik zu r Reibungs- und Verschleißanalyse | 29 |
| 3 Tribologische Beanspruchung | 30 |
| 3.1 Technische Oberflächen | 30 |
| 3.1.1 Aufbau technischer Oberflächen | 30 |
| Chemische Zusammensetzung | 31 |
| Gcfüge | 33 |
| Härte | 33 |
| 3.2 Kontaktvorgänge | 39 |
| 3.2.1 Adhiision | 40 |
| Ionenbindung (heleropolare Bindung): | 40 |
| Atombindung (homöopolare oder kovalente Bindung): | 41 |
| Metallische Bindung: | 42 |
| Van-der-WaaIs-Bindung: | 42 |
| 3.2.2 Kontaktgeometrie und Kontaktmechanik | 46 |
| Elastischer Kontakt: makroskopische Betrachtung | 46 |
| Elastischer Kontllkt: mikroskopische Betrachtung | 49 |
| Viskoelastischer Kontakt | 51 |
| Plllstischcr Kontakt | 54 |
| Kontaktmechanik mit Grenzfliichcnadhäsion | 54 |
| Elastischer Kontakt mit Tangentialbewegung | 55 |
| Plastischer Kontakt mit Tangentialbewegung | 56 |
| 3.2.3 Werstoffanstregung | 57 |
| Werkstoffanstrengung bei Nonmlkraftbcanspruchung | 58 |
| Werkstoffanstrengung bei Normal- und Tangentialkraftbeanspruchung | 59 |
| Systcmeinflüsse auf die Werkstoffanstrengung | 61 |
| 3.3 Mikro/Nano-Konta kte | 64 |
| Mikrokontakt und Mikroadhiision | 64 |
| Mikrokontakt und Mikrostrukturänderungen | 68 |
| 3.4 Kinematik | 70 |
| 3.4.1 Bewegungsarten und ßewcgungsablauf | 70 |
| 3.4.2 Grenzfläc hendy n:lmik | 73 |
| 3.4.3 Kontakt-Eing riffsverhältnis | 76 |
| 3.5 Thermische Vorgänge | 78 |
| 3.5.1 Temperaturen in Tribokontaktcn | 79 |
| 3.5.2 Blitztemperaturhypothesen | 83 |
| Blitztemperaturcn bei Linienkontakt (Blok) | 83 |
| Blitzlemperaturen bei Punktkontakt (Archard) | 84 |
| 3.5.3 Modellrechnungen von Reibtemperaturen | 86 |
| 4 Reibung | 92 |
| 4.1 Grundlagen und Übersicht | 92 |
| 4.2 Reibungsmessgrößen | 93 |
| 4.3 Reibungsmechanismen | 95 |
| 4.3.1 Adhäsion | 97 |
| Einfluss des Formänderungsvermögens der Kontaktpartner | 99 |
| Einfluss der Elektronenstruktur | 99 |
| Einfluss von Obertlächcnschichten | 102 |
| Einfluss von Zwischenstoffen und Umgebungsmedien | 102 |
| 4.3.2 Deformation | 103 |
| 4.3.3 Furchung | 105 |
| 4.3.4 Energiedissipation | 106 |
| Energieabsorption | 106 |
| Energieemission | 107 |
| 4.4 Reibungsarten | 110 |
| 4.4.1 Gleitreibung | 111 |
| Adhäsionskolllponente der Gleitreibung | 112 |
| Deformationskomponente der GIeitreibung | 113 |
| Furchungskomponente der Gleitreibung | 113 |
| 4.4.2 Rollreibung | 113 |
| Mikroschlupfkomponente der Rollreibung | 114 |
| Adhäsionskomponente der Rollreibung | 115 |
| Deformationskomponente der Rollreibung | 115 |
| Hysterekomponenle der Rollreibung | 116 |
| 4.4.3 Stick-slip-Vorgänge | 116 |
| 4.5 Reibung und Wirkungsgrad | 119 |
| 5 Verschleiß | 124 |
| 5.1 Grundlagen und Übersicht | 124 |
| 5.2 Verschleißmessgrößen | 126 |
| 5.3 Verschleißmechanismen | 128 |
| 5.3.1 Oberflächenzerrüttung | 130 |
| 5.3.2 Abrasion | 133 |
| 5.3.3 Adhäsion | 136 |
| 5.3.4 Tribochemische Reaktionen | 138 |
| 5.3.5 Materialdissipation | 140 |
| 5.4 Verschleißarten | 141 |
| 5.4.1 Glcitverschleiß | 142 |
| Mikrostrukturänderungen teehnischer Oberflächen unter Gleitverschleiß | 143 |
| Vcrschlcißpartikelbildung unter GIeiterschlciß | 144 |
| 5.4.2 Wiilzvcrschleiß | 145 |
| 5.4.3 Sloßvcrschleiß | 147 |
| 5.4.4 Schwingungsverschleiß | 148 |
| 5.4.5 Furchungsverschleiß | 151 |
| 5.4.6 Strahlverschleiß | 155 |
| 5.4.7 Erosion | 157 |
| Caserosion | 157 |
| Kavitationserosion | 158 |
| Tropfenschlagerosion | 160 |
| Flüssigkeitserosion | 160 |
| Erosionskorrosion | 161 |
| 5.5 Verschleiß und Zuverlässigkeit | 161 |
| Theoretische Methoden zur Zuverlässigkeitsanalyse | 161 |
| ExponentiaIverteilung | 164 |
| Normalverteilung | 164 |
| Lognormalverteilung | 165 |
| Wcibull-Verteilung | 165 |
| Gamm-Verteilung | 166 |
| 5.6 Maßnahmen zur Verschleißminderung | 172 |
| 6 Schmierung | 174 |
| 6.1 Hydrodynamische Schmierungstheorie | 175 |
| 6.2 Elastohydrodynamische Schmierung | 179 |
| 6.2.1 Elastohydrodynamik Hertzscher Kontakte | 179 |
| 6.2.2 Elastohydrodynamische Gleitlagerung | 181 |
| 6.3 Grenzreibung | 185 |
| Physisorption | 185 |
| Chemisorption | 188 |
| Tribochemische Reaktion | 188 |
| 7 Tribokorrosion | 193 |
| 7.1 Einfluss des Umgebungsmediums auftribologische Systeme | 193 |
| 7.2 Definition und Mechanismen der Korrosion | 194 |
| 7.3 Korrosionsarten | 195 |
| 7.4 Tribokorrosion bei Gleitbeanspruchung | 197 |
| 7.5 Erosionskorrosion | 201 |
| 8 Tribologische Mess- und Prüftechnik | 204 |
| 8.1 Aufgaben und Katego rien der tribologischen Prüf technik | 204 |
| 8.2 Planung und Auswertung tribologischer Prüfungen | 206 |
| 8.2.1 Versuchsplanung | 207 |
| 8.2.2 Versuchsauswertung | 210 |
| Messunsicherheit und Messunsichcrheitsbudget | 210 |
| Grenzwert-Beurteilungen von Messwerten | 213 |
| Qualitätsmanagement im Mess- und Prüfwesen | 214 |
| 8.3 Tribologische Laborprüftechnik | 214 |
| 8.3.1 Prüfsysteme und Prüfmethodik | 214 |
| Prüfmethodik | 216 |
| Rechnerunterstützte tribologische Prüftechnik | 218 |
| Einfluss von Umgebungsatmosphäre und Luftfeuchte | 219 |
| 8.3.2 Charakterisierung tribologisch beanspruchter Obcrnächen | 220 |
| Feinstrukturuntersuehungen | 220 |
| Abbildung von Oberflächen | 221 |
| Bestimmung von Rauheilsmessgrößen | 222 |
| Oberflächenanalytik | 224 |
| 8.3.3 Mechanisme norientierte Prüftechnik | 225 |
| Untersuchung des Einflusses von Materialeigenschaften auf den Yerschleißwiderstand | 225 |
| Bewertung von Verschlcißschutschichten | 228 |
| 8.3.4 Tribologische Ringversuche | 229 |
| 8.4 Messtechnik der Mikro- und Nanoskala | 233 |
| 8.4.1 Surface Force Apparatus (SFA) | 234 |
| 8.4.2 Rasler-Tunnel-Mikroskopie | 235 |
| Reibungsmessungen auf der Nanoskala | 236 |
| Kalibrierung | 239 |
| Modulierte Reibkraftmikroskopie | 241 |
| Reibungsminderung und stick-slip Eliminierung durch Normalkraftvibration im MLFM | 244 |
| 8.4.3 Techniken im Raslcrkraftmikroskop (SFM, AFM) | 237 |
| 8.5 Tribologische Simulationsprüftechnik | 247 |
| 8.5.1 Fallstudie Motortechnik: Tribosystcm Kolbenring/Zylinderlaufbahn | 250 |
| 8.6 Tribologische Betriebsprüftechnik | 252 |
| 8.7 Ergebnisdarstellung tribologischer Prüfungen | 256 |
| 8.7.1 Zeitabhängigkeit von Reibung und Verschleiß | 256 |
| Reibungs-Zeit Diagramme | 256 |
| Verschleiß/Zeit-Diagramme | 257 |
| 8.7.2 Abhängigkeiten von Beanspruchungskollektiv und Syslemstruklur | 259 |
| 8.7.3 Tribologische Grcnzbcanspruchungs-Diagramme | 259 |
| 8.7.4 Tribomaps | 261 |
| 9 Tribotechnische Werkstoffe | 264 |
| 9.1 Tribotechnische Werkstoffe im Maschinen- u.Anlagenbau | 267 |
| Transportsysteme für Schüttgüter | 267 |
| ßaggersysleme | 268 |
| Walzsysleme | 268 |
| 9.2 Stähle | 270 |
| Gleitreibung und GIeitverschleiß | 273 |
| Einfluss von Materialeigenschaften | 279 |
| Einfluss von Schmierstoffen | 282 |
| Schwingungsverschleiß | 287 |
| Furchungsverschleiß | 290 |
| Wälzvcrschleiß | 296 |
| 9.3 Eisen-Kohlenstoff-Gusswerkstoffe | 300 |
| Gleitreibung und -verschleiß | 300 |
| Furchungsvcrschlciß | 309 |
| Kerbverschleiß/MahIversehleiß | 313 |
| Wälzverschlciß | 314 |
| 9.4 Hartlegierungen und Hartverbundwerkstoffe | 317 |
| 9.6 Kupferlegierungen | 330 |
| Gleitreibung und Gleitverschleiß ohne Schmierung | 330 |
| Gleitreibung und ·verschleiß mit Schmerung | 335 |
| 9.7 Aluminiumlegierungen | 339 |
| Gleitreibung und Gleitverschleiß | 340 |
| Schwingungsverschleiß | 346 |
| Furchungsvcrsehlciß | 347 |
| Beschichtungstechnologien | 349 |
| 9.8 Titanlegierungen | 351 |
| 9.9 Hartmetalle | 354 |
| Gleitverschleiß | 358 |
| Furchungsverschleiß | 358 |
| Strahlverschleiß | 362 |
| 9.10 Ingenieurkeramische Werkstoffe | 368 |
| Gleitrcibung und -vcrschleiß | 369 |
| Furchungsverschleiß | 382 |
| Wälzverschleiß | 385 |
| Schwingungswrschlciß | 387 |
| 9.11 Oberflächenschutzschichten | 389 |
| GIeitreibung und -verschleiß | 399 |
| Furchungsverschleiß | 410 |
| 9.12 Polymere Werkstoffe | 416 |
| Polymer/Polymer | 417 |
| Polymer/Stahl | 420 |
| Gefütes Polymer/Stahl (und Keramik) | 428 |
| 10 Schmierstoffe | 433 |
| 10.1 Schmieröle | 433 |
| 10.2 Schmierfette | 440 |
| 10.3 Festschmierstoffe | 442 |
| Verbindungen mit Schichtgitterstruktur | 444 |
| Oxide | 446 |
| Fluoride | 447 |
| Weiche Metalle | 449 |
| 11 Tribologie von Konstruktionselementen | 451 |
| 11.1 Lager | 452 |
| 11.1.1 Gleitlager | 454 |
| Trockcngleitlager | 467 |
| 11.1.2 Wälzlager | 475 |
| 11.2 Zahnradpaarungen | 489 |
| 11.3 Axiale Gleitringdichtungen | 500 |
| 11.4 Kolbenring/Zylinderlaulbahn | 508 |
| 11.5 Nocken/Nockenfolger | 515 |
| 12 Mikromechanische Systeme - Magnetische Datenaufzeichnung | 521 |
| 12.1 Prinzipien der magnetischen Datenspeicherung | 521 |
| 12.2 Tribologie des Kopf-Band-Interfaces | 523 |
| 12.3 Tribologie des Kopf-Platten-Interfaces | 526 |
| Rcynoldsglcichung | 526 |
| Festplattencharakteristik | 527 |
| Gleitreibung und Haftreibung ("stiction") im Kopf.Platten-lnterface | 529 |
| Laseraufrauung von Festplatten | 530 |
| Load-Unload-Teehnologie | 531 |
| Verschleiß | 532 |
| Schmierstoffe und Additive | 533 |
| 13 Mikrotechnik und die Tribologie von MEMS | 535 |
| 13.1 Funktion und Struktur von MEMS und MOEMS | 535 |
| 13.2 Herstellungstechnologien für MEMS | 536 |
| 13.3 Funktionalität und Skalierung von MEMS | 538 |
| 13.3.1 Mikroscnsorcn | 539 |
| 13.3.2 Mikroaktoren | 540 |
| 13.4 T ribotechnik von MEMS | 541 |
| 13.5 Tribomctric und Beanspruchungsanalyse von MEMS | 544 |
| 13.6 Tribomaterialien für MEMS | 547 |
| 13.7 Zuverlässigkeit von MEMS | 551 |
| 14 Tribologie in der Produktionstechnik | 554 |
| 14.1 Tribologische Systeme in Werkzeugmaschinen | 555 |
| 14.1.1 Das Tribosystem der Fertigung | 556 |
| 14.1.2 Tribologische Bewegungssysteme in Werkzeugmaschinen | 556 |
| 14.2 Führungen und Lagerungen in Werkzeugmaschinen | 558 |
| 14.3 Optimierung tribotechnischer Werkzeugmaschinenelemente | 562 |
| 14.4 Tribologie der Zerspanungstechnik | 564 |
| 14.4.1 Technologicn zur Verschleißminimierung an Werkzeugen | 564 |
| Physical Vapour Deposition (PVD) | 564 |
| Chemical Vapour Deposition (CVD) | 565 |
| 14.4.2 Hartstoffschichten für Zerspanwerkzeuge | 565 |
| 14.5 Triboinduzierte Innovationen in der Produktionstechnik | 569 |
| Hochgeschwindigkcitsfrä sen mit keramischen Werkzeugen | 569 |
| Oberniichenbearbeilung von hochharlen Schneidstoffen | 570 |
| Mikrowerkzeuge | 571 |
| Mikrostrukturierung von Spritzgusswerkze ugen für medizintechnische Stents | 572 |
| 14.6 Verfügbarkeit von Produktionsanlagen und Instandhaltung | 574 |
| 15 Tribologie von Werkzeugen | 576 |
| 15.1 Zerspanwerkzeuge | 576 |
| 15.2 Umformwerkzeuge | 586 |
| 16 Vakuumtribologie | 597 |
| 16.1 Tribosysteme in Vakuumumgebung | 597 |
| 16.2 Bedingungen und Erfordernisse der Vakuumumgebung | 598 |
| 16.3 Apparaturen für tribologische Untersuchungen im Vakuum | 601 |
| 16.4 Werkstoffe für Tribosysteme im Vakuum | 603 |
| 16.4.1 Beschichtungen, Festschmiersloffe | 604 |
| 16.4.2 Flüssige Schmierstoffe, Fette | 607 |
| 16.4.3 Polymere und Polymcr-Komposite | 607 |
| 17 Tieftemperaturtribologie | 610 |
| 17.1 Tribosysteme in der Kryotechnik | 610 |
| 17.2 Tribologische Prüftechnik für Temperaturen unterhalb 120 K | 611 |
| Modellsysteme und Probengeometrie | 611 |
| Kühlsystem | 611 |
| Wärmeisolierung | 612 |
| Messtechnik | 613 |
| Tribometerausführungen | 613 |
| 17.3 Werkstoffe für Tribosysteme bei tiefen Temperaturen | 614 |
| 17.3.1 Melallische Werksloffe | 614 |
| 17.3.2 Polymere und Polymer-Komposite | 616 |
| 17.3.3 Festschmierstoffe | 619 |
| 18 Hochtemperaturtribologie | 622 |
| 18.1 Tribosysteme in der Hochtemperaturtechnik | 622 |
| 18.2 Tribologischc Prüftechnik für Temperaturen oberhalb 400°e | 624 |
| 18.3 Werkstoffe für Tribosysteme bei hohen Temperaturen | 626 |
| 18.3.1 Melallische Werkstoffe | 626 |
| 18.3.2 Ingenieurkeramiken | 627 |
| 18.3.3 Hartmetalle | 629 |
| 18.3.4 Triboaktive Werkstoffe | 632 |
| 19 Methodik zur Bearbeitung von Reibungs- und Verschleißproblemen | 635 |
| 19.1 Tribotechnische Werkstoffauswahl | 635 |
| 19.1.1 Systemmethodik zur Werkstoffauswahl | 635 |
| 19.1.2 Fallstudie: wartungsfreies Feinwerktechnik-Gleitlager | 638 |
| 19.2 Tribotechnische Schadensanalyse | 642 |
| 19.2.1 Fallstudie: Schadensa nalyse eines Kompressor-Dichtungssystems | 643 |
| 19.2.2 Methodik der tribologischen Schadensanalyse | 645 |
| 20 Atlas von Verschleißerscheinungsbildern | 647 |
| 21 Reibungs- und Verschleißdaten | 669 |
| 21.1 Methodische Grundlagen | 669 |
| Messtechnik in der Tribologie | 671 |
| 21.2 Tribologische Datenbank für Reibungs- und Verschleißdaten | 672 |
| 22 Machinery Diagnostics | 675 |
| 22.1 Failure Prevention Strategies | 675 |
| 22.1.1 Root-Cause Analysis | 676 |
| 22.1.2 Statistical Control | 676 |
| 22.1.3 Reliability Engineering | 677 |
| 22.1.4 Assel Maintenance | 679 |
| Failure·Based Maintcnance | 680 |
| Time-Bascd Maintcnance | 680 |
| Rcliability·Ccntcred Maintcnance | 680 |
| Condition-Based Maintenance | 681 |
| 22.1.5 Knowledge-Based Systems | 681 |
| 22.2 Condition Monitoring | 682 |
| 22.2.1 Vibration Monitoring | 684 |
| Signature Analysis | 685 |
| Shock Pulse Method | 686 |
| 22.2.2 Oil Moniloring | 686 |
| Chemical and Physical Testing | 686 |
| Spectrography | 687 |
| Ferrography | 687 |
| Magnetie chip detectors | 688 |
| Particle Counting | 688 |
| Image Analysis | 688 |
| 22.2.3 Corrosion Monitoring | 689 |
| Electrochemical Methods | 689 |
| Material Loss Methods | 689 |
| 22.2.4 Thermal Monitoring | 690 |
| Contact Mcthods | 690 |
| Non-contact methods | 691 |
| 22.2.5 Electrical Signature Amtlysis | 692 |
| 22.3 Nondestructive Evaluation | 692 |
| 22.3.1 Visual lnspection | 692 |
| 22.3.2 Liquid Penetrant and Magnetic Particle Inspection | 692 |
| 22.3.3 Eddy Currcnt Inspection | 693 |
| 22.3.4 Radiography | 693 |
| 22.3.5 Acoustic Emission and Ultrasonic Dclcction Inspection | 694 |
| 22.4 Tribo-system Applications | 695 |
| 22.4.1 Bearings | 695 |
| 22.4.2 Gears | 698 |
| 22.4.3 Seals | 699 |
| 22.4.4 Lubricants | 699 |
| 22.4.5 Hydraulic Systems | 701 |
| Concluding remark | 702 |
| Anhang | 703 |
| Normen auf dem Gebiet der Tribologie | 703 |
| Al Tribologie, allgemein (Kapitel I, 2, 3) | 703 |
| A2 Reibung (Kapitel 4) | 704 |
| A3 VerschleiU (Kapitel 5) | 704 |
| A4 Tribologischc Mcss- und Prüftechnik (Kapi tel 8) | 704 |
| AS Schmierung und Schmierstoffe (Kapi tel 6 und 10) | 706 |
| A6 Tribotechnischc Werkstoffe (Kapi tel 9) | 709 |
| A 7 Tribologie von Konstruktionselementen (Kapitel 11) | 710 |
| Literaturverzeichnis | 714 |
| Sachwortverzeichnis | 758 |
