Text 4. Reibung

Wird ein Kö rper auf seiner Unterlage mit der Kraft F verschoben, wirkt der Bewegungsrichtung die Reibungskraft F_R entgegen. Die Reibungskraft F_R ist der Widerstand gegen das Verschieben eines Kö rpers auf einem anderen.

Normalkraft F_N. Sie wirkt immer senkrecht zur Reibungsflä che. Die durch Versuche ermittelte Reibungszahl μ (mü) erfasst die ü brigen Einflussgrö ß en. Sie wird als konstanter Wert in die Formel eingesetzt. Es gilt Reibungskraft = Normalkraft x Reibungszahl

F_R= F_{N ˟} μ

Dadurch ist die Reibungskraft F_R proportional zur Normalkraft F_N. Wird die Normalkraft Fn erhö ht, so erhö ht sich im gleichen Verhä ltnis die Reibungskraft F_R.

Haftreibung. Sie ist der Widerstand, den ein Kö rper dem Verschieben auf seiner Unterlage entgegensetzt. Dabei ist die Kraft kleiner oder gleich groß wie die Reibungskraft Fr. Soll ein Kö rper bewegt werden, muss die Haftreibung ü berwunden werden.

Gleitreibung. Sie ist der Widerstand, den ein auf seiner Unterlage gleitender Kö rper dem Gleiten (Bewegung) entgegensetzt. Die Reibungskraft F_R bei Gleitreibung ist kleiner als bei Haftreibung und wirkt z.B. zwischen Bremsscheibe und Bremsklö tzen.

Rollreibung. Sie ist der Widerstand, den ein auf seiner Unterlage rollender Kö rper seiner Bewegung entgegensetzt. Die Rollreibung ist wesentlich kleiner als die Gleitreibung. Die Grö ß e der Reibungskraft F_R, die durch Rollreibung entsteht, wird bestimmt vom Werkstoff der aufeinander abrollenden Kö rper und der Form ihrer Berü hrung. Deshalb ist der Rollwiderstand eines Kugellagers (Punktberü hrung) kleiner als der eines Wä lzlagers (Linienberü hrung).

Kraftü bertragung durch Reibung. Damit die Rä der eines Kraftfahrzeugs Umfangskrä fte F_U (Antriebs- bzw. Bremskrä fte) und Seitenfü hrungskrä fte F_s ü bertragen kö nnen, muss zwischen Reifen und Fahrbahn Haftreibung bestehen. Die ü bertragbare Kraft ist dabei von der Normalkraft F_N (Belastung des Rades) und der Reibungszahl (μ U_Trocken ^≈ 0, 9... 14; μ _Eis ^≈ 0, 1) abhä ngig.

Kommt es z.B. beim Bremsen zum Blockieren der Rä der, oder drehen die Kader beim Anfahren durch, so herrscht zwischen Reifen und Fahrbahn Gleitreibung. In diesem Fall kö nnen keine Seitenfü hrungskrä fte auf die Fahrbahn ü bertragen werden. Das Fahrzeug ist nicht mehr lenkbar. Dabei ist die resultierende Kraft F_Res die maximale Kraft, die der Reifen bei Haftreibung ü bertragen kann. Sie kann in zwei Komponenten zerlegt werden:

• In eine Umfangskraft, z.B: beim Bremsen.

• In eine Seitenfü hrungskraft, z.B. bei Kurvenfahrt.

Erreicht die Umfangskraft ein Maximum, z.B. beim Durchdrehen der Rä der, kö nnen keine Seitenfü hrungskrä fte ü bertragen werden. Erreicht die Seitenfü hrungskraft ihr Maximum, kö nnen die Reifen keine Umfangskrä fte ü bertragen.