4 Reibung (S. 75-76)

In Anlehnung an [57] ist Reibung auf Wechselwirkungen zwischen sich berührenden Stoffbereichen von Körpern zurückzuführen, die einer Relativbewegung der Körper entgegenwirken. Wie in der Physik soll auch hier der Begriff „Körper“ stellvertretend für alles stehen, was eine Masse hat und einen Raum einnimmt. Körper bestehen aus Stoffen, die fest, flüssig oder gasförmig sein können. Je nach Bewegungzustand der Körper kann in Reibung ohne Relativbewegung (Haftreibung oder statische Reibung) und Reibung mit Relativbewegung (Bewegungsreibung oder dynamische Reibung) unterschieden werden.

In Abhängigkeit von der Zugehörigkeit der am Reibungsprozeß beteiligten Stoffbereiche kann äußere oder innere Reibung vorliegen. Bei äußerer Reibung sind die sich berührenden Stoffbereiche verschiedenen Körpern, bei innerer Reibung ein und demselben Körper zugehörig. Weiterhin lassen sich mehrere Reibungszustände unterscheiden. Festkörperreibung ist die Reibung zwischen bzw. innerhalb von Stoffbereichen mit Festkörpereigenschaften. So kann die Festkörperreibung als äußere Reibung, hervorgerufen durch Adhäsion zwischen verschiedenen Stoffbereichen, und als innere Reibung, hervorgerufen durch Deformation innerhalb eines Stoffbereiches, vorliegen. Sind sich berührende Stoffbereiche von einer festen Grenzschicht bedeckt (z.B. Oxidschicht), wird dies Grenzschichtreibung genannt.

Handelt es sich hingegen um einen sehr dünnen Grenzfilm (z.B. Adsorptionsschicht), wird von Grenzreibung gesprochen. Flüssigkeitsreibung ist die innere Reibung im Stoffbereich mit Flüssigkeitseigenschaften, Gasreibung die innere Reibung im Stoffbereich mit Gaseigenschaften. Mischreibung nennt man jede Mischform der zuvor genannten Reibungszustände, am häufigsten jedoch das gleichzeitige Vorhandensein von Festkörper- und Flüssigkeitsreibung. Die Wirkung der Reibung ist durch eine Reibungskraft und eine Reibungsarbeit/-energie gekennzeichnet. Reibungsenergie ist der durch Energiedissipation und Energieakkumulation entstehende Verlust an aufgebrachter mechanischer Energie während des Reibungsprozesses.

Die Darstellung der Reibung erfolgt im Allgemeinen als Reibungskraft und Reibungszahl, die sich aus dem Verhältnis von wirkender Reibungs- und wirkender Normalkraft ergibt. Je nach Betrachtungsraum liegt eine makroskopische, mikroskopische/mesoskopische und molekulare Betrachtung der Reibung vor. Dementsprechend existieren Makro-, Mikro/Meso- und Molekularmodelle der Reibung. Die molekularen Modelle, die die Ursachen der Reibung durch molekulare bzw. atomare Wechselwirkungen beschreiben, stehen zum gegenwärtigen Zeitpunkt für eine geschlossene Reibungsberechnung nicht in vollem Umfang zur Verfügung.

Zu vielfältig sind die auf die Reibung Einfluss nehmenden Faktoren. Sie werden aber zukünftig einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Elementarprozesse der Reibung liefern. Mikro/Mesomodelle, die die Wirkung der Reibung auf mikroskopischer/mesoskopischer Skala beschreiben, gestatten eine Auflösung der makroskopisch durch Versuche feststellbaren Auswirkungen (Makromodelle) bis in den Mikro/Mesobereich bzw. eine Berücksichtigung von molekularen Ansätzen zur Beschreibung von Einzelprozessen und stellen so ein Bindeglied zwischen den Makro- und Molekularmodellen dar.