Gleitreibung

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Begriffserklärungen

Gleitreibung ist die Kraft, die der relativen Bewegung zweier sich berührender Körper entgegenwirkt. Die Ursache der Reibung liegt vor allem in der Rauheit der Oberflächen und der Wechselwirkung der Moleküle selbiger, also den molekularen Anziehungskräften (Adhäsion). Je nachdem, wie stark beide Körper aneinander gepresst werden, erhöht oder verringert sich die Reibung.

Die Gleitreibung lässt sich bei mechanischen, beweglichen Teilen nicht verhindern und ist häufig ein unerwünschter Nebeneffekt, da die Reibung zu einem Abrieb der aneinander reibenden Körper oder auch starker Hitzeentwicklung führen kann. In beiden Teilen können Bauteile beschädigt werden.

Gleitreibung vermeiden

Da sich die Gleitreibung nie ganz vermeiden lässt, wird häufig eine Verringerung der Reibung angestrebt. Dies kann z. B. durch ein Kugellager realisiert werden, oder auch durch einen dünnen Ölfilm geschehen. Beide Varianten setzen allerdings ein in sich geschlossenes System voraus, in das keine Flüssigkeiten oder Gase eindringen dürfen. Bei nicht geschlossenen Systemen, wo die Kontaktflächen unmittelbar mit dem Medium in Berührung kommen, wie sie häufig in Rohrleitungen vorkommen, verwendet man alternativ Kunststoffe, welche eine extrem gute Gleitreibung besitzen. Diese halten häufig hohe Temperaturen stand, die bei der Reibung entstehen können.

Zu diesen Kunststoffen gehören z. B. PTFE (Teflon) oder auch PE-UHMW. PE-UHMW ist ein sehr harter, Kunststoff aus langkettigen PE-Molekülen. Beide Kunststoffe haben die Eigenschaft, dass die Ladungsschwerpunkte der Moleküle so liegen, dass sie an den Kontaktpunkten mit anderen Molekülen wenig Molekülen wechselwirken. Zudem zeichnen sie sich durch eine sehr glatte Oberfläche aus.

Im Rohrleitungsbau kommen diese Stoffe vor allem bei z. B. Gewindedichtbändern aus PTFE, um die Gewindeteile einfach zusammenzuschrauben oder bei den Sitzdichtungen von Kugelventilen zum Einsatz, wo sie als Gleitlager der Kugel dienen.

Abgrenzung zum Losbrechmoment

Der Losbrechmoment und die Losbrechkraft können im Zusammenhang mit der Gleitreibung häufig zu Verwirrungen führen, stellen aber grundlegend verschiedene Dinge dar. Während das Losbrechmoment und auch die Losbrechkraft die Initialkraft beschreiben, die nötig ist, um die Reibung zu initiieren, ist die Gleitreibung nur auf die Reibung selbst und der benötigten Kraft, um diese Reibung aufrecht zu halten beschränkt.

Die Gleitreibung benötigt in der Regel weniger Kraft, als für den Beginn der Reibung vorausgesetzt wird, was zu einem sogenannten Stick-Slip-Effekt (Ruckgleiten) führen kann. Dieses Phänomen führt zu einem Wechsel zwischen den beiden Phasen des „Haftens“ (Anhaften) und „Gleitens“ (Loslösen und schnelles Vorwärtsbewegen), was Stößen, Vibrationen und störenden Geräuschen wie Quietschen oder Knarren verursacht.