| Titel | Adhäsioneffekte an Normalkontakten mit Elastomeren |
| Autor | Matthias Kröger |
| Infos zum Autor | Prof. Dr.-Ing. Matthias Kröger Institut für Maschinenelemente, Konstruktion und Fertigung Technische Universität Bergakademie Freiberg Agricolastr. 1, 09596 Freiberg kroeger@imkf.tu-freiberg.de |
| Inhalt | Zusammenfassung An verschiedenen Normalkontakten sind Adhäsionseffekte beobachtbar. Insbesondere bei Elastomerbauteilen ist dies zum Teil sehr ausgeprägt festzustellen. Je nach Anwendung kann die Adhäsion zu erwünschten oder unerwünschten Effekten führen, wie erhöhte Haft- und Gleitreibung, adhäsionsbedingtem Verschleiß oder Anhaftungen. Der Fokus dieser Arbeit liegt in der Untersuchung des Adhäsionseffektes bei Normalkontakten. Hierzu sind experimentelle Untersuchungen mit drei verschiedenen Versuchsaufbauten durchgeführt worden. Das Adhäsionspendel realisiert einen sehr kurzen Kontakt einer Elastomerprobe mit einer Gegenfläche, wohingegen der Adhäsionstester lange Kontaktzeiten ermöglicht. Der Versuchsaufbau mit einem rollenden Zylinder auf einer schiefen Ebene untersucht einen adhäsiven Rollkontakt. Durch den wenige Millisekunden dauernden Kontakt und die hohe Ablösegeschwindigkeit des Adhäsionspendels ergibt sich die Möglichkeit, sogar auf rauen Oberflächen wie Schmirgelpapier Adhäsion von Elastomeren zu beobachten. Die Messungen zeigen, dass auf sauberen und trockenen Oberflächen bei adhäsiven Elastomeren ausgeprägte Adhäsionskräfte zum Ablösen der Elastomerprobe von der Gegenfläche notwendig sind. Dies ist bei nassen Oberflächen nicht festzustellen. Durch eine Kombination aus Hertz’scher Kontakttheorie, Energiebetrachtungen und einer Rissmodellierung gelingt es, alle wesentlichen physikalischen Vorgänge in der Kontaktfläche abzubilden und diese mit der Dynamik des Adhäsionspendels zu verknüpfen. Abstract On different normal contacts adhesive effects can be observed. Especially for some elastomer components adhesive forces are strong. Depending on the application the adhesion yields to desired or undesired effects like an increase of static or kinematic friction, adhesive wear or stiction. Focus of this work is the adhesion in normal contacts. Therefore, experimental investigations are done with three different test configurations. The adhesion pendulum realise a very short contact of an elastomer sample with a counterpart, whereas the adhesion tester can perform long contact durations. The test of a rolling cylinder on an oblique surface investigates the adhesive rolling contact. Due to an contact duration of some milliseconds and a high separation velocity of the adhesion pendulum, adhesion can be observed on rough surfaces like on sandpaper. The measurements show on clean and dry surfaces with adhesive elastomers significant adhesion forces to separate the elastomer from the counterpart. This is not the case on wet surfaces. By a combination of the Hertzian contact theory, energy considerations and a crack model all main physical effects in the contact can be considered. This is added to the dynamic description of adhesion pendulum. |
| Datum | 2011 |
