Zwei Gruppen bilden sich aus. Bei Spk-Werten von 1 und größer treten mit steigenden Spk-Werten niedrigere Reibungszahlen auf. Bei Spk-Werten unter 1 werden deutlich unterschiedliche Reibungszahlen gemessen, die nicht mit Spk in Zusammenhang stehen.
Die Darstellung von Spk über der maximalen Kontaktnormalspannung
ergibt einen ähnlichen Zusammenhang (Bild 66).
Bild 66: Zusammenhang zwischen der reduzierten Spitzenhöhe
und der maximalen Kontaktnormalspannung
Hohe Spk-Werte führen mit steigenden Spk-Werten zu höheren Kontaktnormalspannungen. Bei niedrigen Werten ist das tribologische Verhalten unabhängig von Spk. Daraus kann man schließen, daß bei niedrigen Spk-Werten ein anderer tribologischer Mechanismus wirken muß. Dieser Mechanismus kann der in Bild 61 beschriebene Einfluß niedriger Sk-Werte sein.
Eine weitere Erklärung für die deutlich unterschiedlichen
tribologischen Eigenschaften von Blechen niedriger Spk-Werte
in Bild 65 und 66 kann die Ausbildung hydrostatisch wirkender Schmiertaschen
sein. Um dies zu überprüfen, ist in Bild 67 das Maximum des geschlossenen
Leerflächenanteils über der gemittelten maximalen Kontaktnormalspannung
aufgetragen.
Bild 67: Einfluß des maximalen geschlossenen Leerflächenanteils
auf die maximale Kontaktnormalspannung
Mit Ausnahme der Bleche 3, 5 und 15 zeigen Bleche mit größeren
Anteilen geschlossener Leerflächen höhere Kontaktnormalspannungen.
Blech 3 erreicht trotz eines geringen Anteils abgeschlossener Leerflächen
hohe Kontaktnormalspannungen. Bei diesem Blech scheinen sich die abgeschlossenen
Schmiertaschen nicht auszuwirken, da die niedrigen Sk-Werte
bereits die hohen Kontaktnormalspannungen ermöglichen. Bei den Blechen
6 und 7, die ebenfalls niedrige Sk-Werte aufweisen, werden gegenüber
dem Trend der übrigen Bleche leicht erhöhte maximale Kontaktnormalspannungen
gemessen. Hier könnte sich die Wirkung der geschlossenen Leerflächen
mit der Wirkung niedriger Sk-Werte überlagern.
Die Bleche 5 und 15 erreichen nicht die dem Trend entsprechenden hohen
Kontaktnormalspannungen. Für Blech 15 wurden deutliche Unterschiede
zwischen der Topografie auf Ober- und der Unterseite des Bleches festgestellt.
Blech 5 liegt wie bereits in Bild 64 nicht im Trend der übrigen Bleche.
Zur Überprüfung, ob der in Bild 67 festgestellte Zusammenhang
zu aclm auch durch einfacher oder
sicherer zu berechnende Oberflächenkenngrößen vorhanden
ist, wurden in Kapitel 8.1 weitere Kenngrößen definiert. In
Bild 68 sind deren Korrelationen zur maximalen Kontaktnormalspannung dargestellt.
Um nur Bleche zu berücksichtigen, für die der in Bild 67
festgestellte Zusammenhang sicher gilt, wurden die Bleche 1, 3, 5, 6, 7
und 15 nicht mit aufgenommen.
Bild 68: Vergleich weiterer Kenngrößen mit dem Maximum
des geschlossenen Leerflächenanteils aclm
Obwohl die Berechnungsmethode von aclm
die in Kapitel 7.1 beschriebenen Nachteile und Unsicherheiten aufweist,
werden mit keiner anderen Kenngröße entsprechend hohe Korrelationskoeffizienten
erreicht, so daß bei geeigneter Filterung die Auswertung der geschlossenen
Leerfläche aclm vorzuziehen
ist.
Mit der Kenngröße aclf
hängt das Ergebnis nicht so deutlich von der Filterung ab wie bei
aclm. Bei einigen Filtern werden
mit aclm Korrelationskoeffizienten
unter 0,2 berechnet, während mit aclf
nur wenige Filter zu Werten unter 0,4 führen. Noch unabhängiger
von der Filterung ist die Korrelation mit der Oberflächenkenngröße
avo(c1). Die höchsten mit avo(c1)
berechneten Korrelationskoeffizienten liegen aber unter denen von aclf
und aclm.
Relativ hohe Korrelationskoeffizienten bestehen noch mit den Anzahlen
der Leerflächen. Bei der Tiefe des maximalen geschlossenen Leerflächenanteils
cclm führt nur jeweils ein Filter zu höheren Korrelationskoeffizienten,
weshalb diese Kenngrößen nicht weiter berücksichtigt werden.
Bei Perkolationstiefe und bei einem Materialanteil von 50% wird mit mehreren
Filtern ein Zusammenhang zur Feinheit der Topografie deutlich. Bild 69
zeigt den Trend, daß mit höheren Leerflächenzahlen höhere
Kontaktnormalspannungen erreicht werden.
Bild 69: Zusammenhang zwischen der Anzahl der Leerflächen
und der maximalen Kontaktnormalspannung
Die Anzahl der Leerflächen ist, wenn man von fertigungsbedingten Einschränkungen absieht, vom Anteil der geschlossenen Leerflächen unabhängig. Hohe Kontaktnormalspannungen werden erreicht, wenn sowohl hohe Anteile als auch hohe Anzahlen geschlossener Leerflächen vorliegen.
Ergebnisse: