imported>Vfb1893: BKL Versagen aufgelöst

2025-04-26T19:34:41Z

BKL Versagen aufgelöst

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{{Dieser Artikel|behandelt den Verschleiß von nichtlebendem Material. Zum medizinischen Begriff siehe [[Degeneration]].}}
{{Belege fehlen}}
'''Verschleiß''' bezeichnet den fortschreitenden „Materialverlust aus der Oberfläche eines festen Körpers, hervorgerufen durch mechanische Ursachen, d. h. Kontakt und Relativbewegung eines festen, flüssigen oder gasförmigen Gegenkörpers“,<ref>{{Internetquelle| autor = Gesellschaft für Tribologie| url = https://neu.gft-ev.de/wp-content/uploads/2002_AB_7_Tribologie.pdf| titel = Arbeitsblatt 7: Tribologie – Definitionen, Begriffe, Prüfung| datum = 2002-08| zugriff = 2017-10-03}}</ref> also den Masseverlust (Oberflächenabtrag) einer Stoffoberfläche durch schleifende, rollende, schlagende, kratzende, chemische und thermische [[Beanspruchung (Technische Mechanik)|Beanspruchung]]. Im allgemeinen Sprachgebrauch wird Verschleiß auch mit anderen Arten der '''[[Abnutzung]]''' gleichgesetzt. Diese Abnutzung kann sich auf verschiedene Arten zeigen und Auswirkungen haben, zum Beispiel als [[Abrieb]], Erosion, Beschädigung oder Deformation.

Diese meist unerwünschte Veränderung der Oberfläche tritt z. B. an [[Lager (Maschinenelement)|Lagern]], [[Kupplung]]en, [[Getriebe]]n, [[Düse]]n und [[Bremse]]n auf sowie als [[Verschleiß (Spanen)|Verschleiß von Zerspanungswerkzeugen]]. Ebenso müssen bei Autos regelmäßig die Reifen aufgrund von [[Reifenverschleiß]] gewechselt werden.

Verschleiß ändert die Geometrie von Bauteilen, sodass diese ihre Funktion verändern. Dadurch folgt eine [[Bauteil (Technik)|Bauteil]]<nowiki/>schädigung und der damit verbundene [[Mechanisches Versagen|Ausfall]] von [[Maschine]]n und [[Gerät]]en. Die Verringerung von Verschleiß ist darum eine wesentliche Möglichkeit, die [[Lebensdauer (Technik)|Lebensdauer]] von Maschinen und Geräten zu erhöhen und damit [[Kosten]] und [[Rohstoff]]e einzusparen. Andererseits wird versucht, den nicht zu vermeidenden Verschleiß auf einfach auszutauschende Bauteile einzugrenzen, die man unter dem Begriff '''Verschleißteil''' zusammenfasst.

Das Verschleißverhalten kann häufig vorausgesagt werden. Jedoch müssen die Verfahren zur Ermittlung der Lebensdauer von der [[Obsoleszenz]] unterschieden werden.

Die Lehre von [[Reibung]] und Verschleiß sowie [[Schmierung]] ist die [[Tribologie]].

[[Datei:Usure par cavitation d'un impulseur de pompe centrifuge 01.jpg|mini|Durch [[Kavitation]] verschlissenes Flügelrad einer Pumpe]]
[[Datei:1024 Winkelschleifer Trennscheibe Verschleiß-3794.jpg|mini|Verschlissene [[Trennscheibe (Werkzeug)|Trennscheibe]] (vorne) eines [[Winkelschleifer]]s nach dem Freihand-Trennen von Steinplatten (dahinter das eingespannte unbenutzte Werkzeug)]]

== Einflussgrößen ==
* Grundkörper ([[Werkstoff]], Form, Oberfläche)
* Zwischenstoff (Art, Teilchengröße u. a.)
* Gegenkörper (Werkstoff, Form, Oberfläche)
* [[Belastung (Physik)|Belastung]] (Größe, zeitlicher Verlauf)
* Art der Bewegung ([[Reibung #Gleitreibung|gleitend]], [[rollen]]d, [[Stoß (Physik)|stoß]]end)
* umgebende Atmosphäre (z. B. Luft, [[Schutzgas]], [[Vakuum]])
* [[Temperatur]] (Höhe, zeitlicher Verlauf)

Verschleiß ist immer die Eigenschaft eines [[System]]s, nicht der beteiligten [[Bauteil (Technik)|Komponenten]]: Es sind immer (mindestens) ''zwei'' Komponenten im ''Zusammenspiel'', häufig noch ein Zwischenmedium ([[Fluid]]). Im Gegensatz hierzu sind [[Materialermüdung]] und [[Alterung (Chemie)|chemische Alterung]] auch ohne Beteiligung eines zweiten Bauteils möglich.

== Mechanismen ==
Verschleiß wird hauptsächlich durch vier unterschiedliche Verschleißmechanismen bestimmt:

=== Adhäsiver Verschleiß ===
Adhäsiver Verschleiß tritt bei mangelnder Schmierung auf. Liegen sich berührende Bauteile bei hoher [[Flächenpressung]] fest aufeinander, so haften die Berührungsflächen infolge [[Adhäsion]] (auch: ''Anhangskraft'') aneinander. Beim Gleiten werden dann Randschichtteilchen abgeschert. So entstehen Löcher und schuppenartige Materialteilchen, die oft an der Gleitfläche des härteren Partners haften bleiben. Diesen Verschleißmechanismus nennt man ''adhäsiven Verschleiß'' oder ''Haftverschleiß''.

''Beispiel:''<br/>
Schützende [[Oxid]]ationsschichten werden infolge der Adhäsion durch die hohe lokale Pressung an einzelnen [[Oberflächenrauheit]]s<nowiki/>hügeln durchbrochen. Es entsteht eine lokale Mikro[[kaltverschweißung]]. Durch die [[Kaltverfestigung]] reißt der Werkstoff anschließend nicht im Bereich zwischen den beiden Schweißstellen (Fusionszone), sondern in den Nebenbereichen.

=== Abrasiver Verschleiß ===
Wenn harte Teilchen eines [[Schmierstoff]]s oder Rauheitsspitzen eines Reibungspartners in die Randschicht eindringen, so kommt es zu Ritzung und [[Mikrozerspanen]]. Man bezeichnet diesen Verschleiß als ''abrasiven Verschleiß'' (Abrasion), ''Furchverschleiß'' oder ''Erosionsverschleiß''. Letztere kann auch durch Flüssigkeiten erfolgen, denn die in Flüssigkeiten mitgespülten Stoffe, wie z. B. Sand, erzeugen ebenfalls Verschleiß, der auch als ''Spülverschleiß'' bezeichnet wird.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.unitracc.de/know-how/fachbuecher/instandhaltung-von-kanalisationen/schaeden-schadensursachen-schadensfolgen/mechanischer-verschleiss/moegliche-schadensursachen/spuelverschleiss-erosionsverschleiss |titel=Spülverschleiß (Erosionsverschleiß) — UNITRACC - Underground Infrastructure Training and Competence Center |abruf=2023-01-04}}</ref> Den durch die Abrasion entstandenen Materialverlust nennt man [[Abrieb]].

Zur Vermeidung von abrasivem (d. h. abschabendem) Verschleiß sollten Schmierstoffe überwacht und gegebenenfalls erneuert werden. Grundsätzlich kann schon bei der Konstruktion eines [[tribologisch]]en Systems abrasivem Verschleiß vorgebeugt werden: statt metallischer Paarungen sollten Metall-Kunststoff- oder Metall-Keramik-Paarungen bevorzugt werden. Grundsätzlich gilt, dass bei metallischen Paarungen ein günstiges Verhältnis (z. B. harte [[Carbide]] in zähem [[Verbundwerkstoff #Matrix|Zwischenstoff]]) zwischen [[Festigkeit]] und [[Zähigkeit]] angestrebt werden sollte.

[[Datei:Erodierte-ND-Dampfturbinenschaufel Altbach.jpg|miniatur|Erosionsverschleiß an einer ausgemusterten Niederdruck-[[Dampfturbine]]nschaufel]]
In Anlagen, in denen Medien mit kantigen, harten Teilchen gefördert werden, ist abrasiver Verschleiß eine wesentliche Ursache für die Verkürzung der [[Lebensdauer (Technik)|Lebensdauer]] durchflossener Bauteile. Dies ist etwa der Fall in [[Rohrleitung]]en und [[Pumpe]]n, durch die Wasser mit [[Schwebstoff]]en ([[Sand]]), [[Putz (Baustoff)|Putz]] und [[Beton]] ([[Zuschlagstoff]]e) oder gefüllte Kunststoffmassen ([[Füllstoff]]e) zu fördern sind, etwa in [[Vergussanlage]]n.

Abrasiver Verschleiß kann mit einem mechanischen [[Prüfverfahren]] über den ''Taber-Abraser'' nach [[ISO]] 9352, [[ASTM]] D 1044 oder [[DIN EN]] 438 – 2.6 bestimmt werden. Hierbei werden mit [[Schleifpapier]] versehene Räder mit einem definierten [[Druck (Physik)|Druck]] gegen die rotierende Oberfläche der [[Prüfkörper|Probekörper]] gepresst. [[Messgröße]] ist meist der Masseverlust des Probekörpers nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen.

Falls abrasive Feststoffe in Flüssigkeiten [[Schwebstoffe|suspendiert]] sind und Verschleiß verursachen, spricht man von [[Hydroabrasion]].

=== Oberflächenzerrüttung ===
Oberflächenzerrüttung ist ein Verschleißmechanismus, der durch [[Wechselbeanspruchung|wechselnde]] oder [[Schwellbeanspruchung|schwellende]] [[mechanische Spannung]]en hervorgerufen wird.

Folge ist eine Zerrüttung der Oberfläche, d. h., es entstehen und wachsen [[Mikroriss]]e in den oberflächennahen Werkstoffschichten. Oberflächenzerrüttung tritt z. B. in [[Wälzlager]]n durch das ständige Überrollen auf. Dieser Verschleiß, auch Wälzverschleiß genannt, lässt Grübchen oder [[Pitting]]s entstehen.

Da Zugspannungen in der Oberfläche die Oberflächenzerrüttung fördern, können als Gegenmaßnahme Druckspannungen durch [[Nitrieren]], [[Oxidieren]] oder [[Kugelstrahlen]] in die Oberfläche eingebracht werden.

=== Tribooxidation ===
[[Datei:Corrosion de contact sur un bout d'arbre 01.jpg|miniatur|Tribooxidation (''Passungsrost'') an einer [[Welle (Mechanik)|Welle]] aus Stahl]]
Die Bildung von Zwischenschichten, z. B. [[Oxidschicht]]en, infolge [[chemische Reaktion|chemischer Reaktion]] und ihre mechanische Zerstörung durch Bewegung der Bauteile nennt man ''Tribooxidation'' oder ''Reaktionsschichtverschleiß''. Er tritt fast immer zusammen mit adhäsivem Verschleiß auf. Dieser Verschleißmechanismus ist eine [[Tribochemie|tribochemische]] Reaktion. Ein Beispiel für Tribooxidation ist [[Passungsrost]].

== Verschleiß in elektrischen und elektronischen Geräten ==
Verschleiß oder Alterung ist vielen Bauteilen [[immanent]], z. B. [[Elektronik|elektronischen]] Bauteilen, [[Elektrolytkondensator]]en, [[Akku]]s, [[Glühlampe|Glüh-]] und [[Gasentladungslampe]]n.

Durch Wahl problematischer Werkstoffe sowie komplexer [[Fertigungstechnik|Herstellungstechnik]] und deren schlechte Beherrschung treten bei Bauteilen gleicher Art gravierende Qualitätsunterschiede auf, die sich oft, jedoch nicht immer, im Preis niederschlagen.

== Siehe auch ==
* [[Verschleißfestigkeit]]
* [[Bremsenverschleißanzeige]]

== Literatur ==
* Tabor Bowden: ''Friction and Lubrication of Solids.'' Clarendon Press, Oxford 1950. (deutsch: ''Reibung und Schmierung fester Körper.'' Springer, Berlin, ISBN 978-3-642-92755-3)
* K.-H. Zum Gahr: ''Microstructure and wear of materials.'' Elsevier, Amsterdam 1987, ISBN 0-444-42754-6.
* Ernest Rabinowicz: ''Friction and Wear of Materials.'' Wiley-Interscience, 1995, ISBN 0-471-83084-4.
* I. Kleis, P. Kulu: ''Solid Particle Erosion.'' Springer-Verlag, London 2008, ISBN 978-1-84800-028-5.
* Horst Czichos, Karl-Heinz Habig et al.: ''Tribologie-Handbuch.'' Vieweg+Teubner, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-0017-6.
* Karl Sommer, Rudolf Heinz, Jörg Schöfer: ''Verschleiß metallischer Werkstoffe – Erscheinungsformen sicher beurteilen.'' Springer Vieweg, Wiesbaden 2012, ISBN 978-3-8348-2463-9.
* Valentin L. Popov: ''Kontaktmechanik und Reibung. Von der Nanotribologie bis zur Erdbebendynamik.'' Springer Vieweg, Wiesbaden 2016, ISBN 978-3-662-45974-4.
* VDI 3822 Blatt 5: ''Schäden durch tribologische Beanspruchungen.'' {{OCLC|928326363}}.

== Weblinks ==
{{Wiktionary|Verschleiß}}
{{Commons|Tribology_-_Wear|Verschleiß}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4063153-9}}

{{SORTIERUNG:Verschleiss}}
[[Kategorie:Verschleiß| ]]

Verschleiß - Versionsgeschichte

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