Reibungskoeffizient nahe Null 26.05.2014, 09:55 Uhr

Flüssigkristalle aus LCD-Bildschirmen sind auch effizienter Schmierstoff

Eigentlich sorgen Flüssigkristalle in LCD-Bildschirmen von Smartphones und Fernseher für ein gestochen scharfes Bild. Sie sind aber auch ein ausgezeichneter Schmierstoff, der kleine Getriebe nahezu ohne Reibung laufen lässt. 

Das Fraunhofer-Institut testete das neue Schmiermittel im Labor bereits mit Testgetrieben. Dabei stellten die Forscher fest, dass der Reibungskoeffizient nahe Null lag. 

Das Fraunhofer-Institut testete das neue Schmiermittel im Labor bereits mit Testgetrieben. Dabei stellten die Forscher fest, dass der Reibungskoeffizient nahe Null lag. 

Foto: Fraunhofer IWM/Screenshot

Ausgerechnet Feststoffe können zum Schmieröl der Zukunft werden. Dazu noch solche, die in einem völlig anderen Bereich eingesetzt werden: Als Bildpunkte in Displays von Fernsehern, Computern und Mobiltelefonen.

Die Idee hatte der Mainzer Flüssigkristalle-Spezialist Nematel. Er bat Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik (IWM) in Freiburg um Mithilfe bei der Realisierung. Tobias Amann setzte die von Nematel gelieferten Flüssigkristalle als Schmiermittel zwischen zwei metallischen Bauteilen ein, die sich gegeneinander bewegten. „Schon bei den ersten Versuchen haben wir überraschenderweise extrem niedrige Reibungskoeffizienten gemessen“, erinnert sich Amann.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Stadt Stuttgart-Firmenlogo
Projektleiter*in Architektur für öffentliche Bauten (m/w/d) Stadt Stuttgart
Stuttgart Zum Job 
Campana & Schott-Firmenlogo
Consultant Projektmanagement (w/m/d) für Infrastrukturprojekte Campana & Schott
Frankfurt, Berlin, Hamburg, Köln, München, Stuttgart Zum Job 
Campana & Schott-Firmenlogo
Technologiebegeisterte Absolventen (w/m/d) für den Einstieg im Consulting Campana & Schott
Frankfurt, Berlin, Hamburg, Köln, München, Stuttgart Zum Job 
Holzer Firmengruppe-Firmenlogo
System Ingenieur (m/w/d) Holzer Firmengruppe
Rutesheim, Weissach Zum Job 
Technische Universität Graz-Firmenlogo
Universitätsprofessur für High-Performance Large-Engine Systems (m/w/d) Technische Universität Graz
Graz (Österreich) Zum Job 
Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW-Firmenlogo
Research Associate Polymer Chemistry (m/f/d) Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW
Windisch (Schweiz) Zum Job 
Delphin Technology AG-Firmenlogo
Technical Sales Manager (m/w/d) Delphin Technology AG
Bergisch Gladbach Zum Job 
WESGO Ceramics GmbH-Firmenlogo
Lean Manager (m/w/d) WESGO Ceramics GmbH
Erlangen Zum Job 
BAUER GasTec GmbH-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) für Wasserstoffverdichter BAUER GasTec GmbH
München Zum Job 
TIG Automation GmbH-Firmenlogo
Betriebswirt / Wirtschaftsingenieur (m/w/d) Unternehmensabläufe & Strategie TIG Automation GmbH
Hamburg Zum Job 
Koehler Paper SE-Firmenlogo
Ingenieur Prozesstechnologie (m/w/d) Koehler Paper SE
SFS Group Germany GmbH-Firmenlogo
Techniker / Anwendungstechniker im Innendienst (m/w/d) SFS Group Germany GmbH
Oberursel Zum Job 
Allbau Managementgesellschaft mbH-Firmenlogo
Bauprojektleitung (m/w/d) "Technische Projekte" Allbau Managementgesellschaft mbH
VEM motors GmbH-Firmenlogo
Konstrukteur (m/w/d) VEM motors GmbH
Wernigerode Zum Job 
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Vorstandsreferent:in (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Leipziger Wohnungs- und Baugesellschaft mbH-Firmenlogo
Projektleiter Haustechnik (w/m/d) Fachingenieur Heizung / Lüftung / Sanitär (w/m/d) Schwerpunkt Trinkwasserhygiene Leipziger Wohnungs- und Baugesellschaft mbH
Leipzig Zum Job 
Leipziger Wohnungs- und Baugesellschaft mbH-Firmenlogo
Projektleiter Haustechnik (w/m/d) Fachingenieur Heizung/Lüftung/Sanitär Leipziger Wohnungs- und Baugesellschaft mbH
Leipzig Zum Job 
BG ETEM-Firmenlogo
Dozenten/-innen (m/w/d) BG ETEM
Bad Münstereifel Zum Job 
Nikola Iveco Europe GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Bordnetzentwicklung und -freigabe Batterie- und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge Nikola Iveco Europe GmbH
HOFFMANN Maschinen- und Apparatebau GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Verfahrenstechnik Filtration (m/w/d) HOFFMANN Maschinen- und Apparatebau GmbH
Lengede, Salzgitter, Braunschweig Zum Job 

Kristalle verschieben sich beinahe ohne Kraftaufwand

Das Mainzer Unternehmen hatte Flüssigkristalle geliefert, die unter dem Mikroskop Stäbchen glichen. Zwischen zwei Metallteilen, die gegeneinander verschoben werden, drehen sie sich in die Bewegungsrichtung. Sie ordnen sich übereinander an, sodass sie eine Art Puffer zwischen den Bauteilen bilden. Die Stäbchenschichten sind für eine begrenzte Zeit sehr stabil, lassen sich allerdings sehr leicht gegeneinander verschieben. Dadurch reduziert sich die Reibung auf einen Wert nahe Null.

Präsentieren stolz den neuen Schmierstoff (v.l.n.r.): Dr. Holger Kretzschmann (Nematel), Werner Stehr und Susanne Beyer-Faiß (Dr. Tillwich GmbH), Dr. Andreas Kailer und Dr. Tobias Amann (Fraunhofer IWM).

Präsentieren stolz den neuen Schmierstoff (v.l.n.r.): Dr. Holger Kretzschmann (Nematel), Werner Stehr und Susanne Beyer-Faiß (Dr. Tillwich GmbH), Dr. Andreas Kailer und Dr. Tobias Amann (Fraunhofer IWM).

Quelle: TU Wien

Flüssigkristalle sind zwar Feststoffe. Auf Grund ihrer Struktur und ihrer geringen Größe verhalten sie sich jedoch wie Flüssigkeiten. Deren Moleküle beziehungsweise Kristalle können sich beinahe ohne Kraftaufwand gegeneinander verschieben.

Die Stäbchenkristalle hatten zwar bewiesen, dass sie als Schmierstoff taugen. Doch die Langzeitstabilität ließ zu wünschen übrig. Ähnlich wie Autobesitzer, die sich möglichst lange Intervalle zwischen zwei teuren Ölwechseln wünschen, hat auch die Industrie kein Interesse an häufigen Stillstandszeiten wegen Wartungsarbeiten.

Mehr noch: Ideal wäre ein Schmiermittel, das gar nicht mehr gewechselt werden muss. Das nahmen die Fraunhofer-Forscher und Nematel vor vier Jahren in Angriff. Ins Boot holten sie noch den Schmierstoffspezialisten Dr. Tillwich, ein Unternehmen aus dem Schwarzwaldstädtchen Horb.

Premiere in Scheibenwischermotoren von Autos geplant

Susanne Beyer-Faiß, Schmierstoffentwicklerin bei Tillwich, verbesserte mit Hilfe von Additiven die Stabilität der Flüssigkristalle-Schmierstoffe. Gleichzeitig baute ihr Kollege Werner Stehr einen Prüfstand, auf dem er die extrem niedrigen Reibungswerte mit Lasertechnik berührungslos messen konnte. Amann schließlich entschlüsselte die Mechanismen, die zu den ultraniedrigen Reibwerten führen.

Der neue Schmierstoff soll zuerst in Lichtmaschinen und Scheibenwischermotoren eingesetzt werden. Ziel ist es, ihn so langlebig zu machen, dass er ein komplettes Motorenleben übersteht.

 

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.