Technische Physik verstehen – Reibung und Verschleiß erklären

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Technische Physik verstehen – Reibung und Verschleiß erklären

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Einleitung

Zielgruppe: Ausbildung in technischen Berufen, z. B. Metalltechnik, Mechatronik, Industriemechanik und Instandhaltung.

Kurzbeschreibung: Haftreibung, Gleitreibung und Oberflächenzustand.

Du lernst in kurzen Einheiten, warum Bauteile haften, gleiten und verschleißen. Du arbeitest mit einem fiktiven Ausbildungsfall, Bildern aus Wikimedia Commons, kurzen Video-Fällen, Zuordnungen, Entscheidungen und Rechenaufgaben.

Lernziele: Du kannst Haftreibung und Gleitreibung unterscheiden, einfache Reibungskoeffizienten bestimmen, den Oberflächenzustand als Teil eines tribologischen Systems beurteilen und typische Formen von Verschleiß erkennen.

Wichtig: Reibung und Verschleiß sind nicht dasselbe. Eine geringe Reibkraft bedeutet nicht automatisch geringen Verschleiß. Ergebnisse gelten immer für die konkrete Kombination aus Werkstoffpaarung, Oberfläche, Belastung, Bewegung, Temperatur, Umgebung und Schmierung.

Bildauftrag: Benenne Antriebskraft und Reibungskraft. Prüfe, warum die Reibungskraft der drohenden oder tatsächlichen Relativbewegung entgegenwirkt.

Ausbildungsfall: Linearführung „LF-17“

Du bist in der Instandhaltung eines fiktiven Verpackungsbetriebs. Eine Stahlführung ruckelt beim Anfahren und zeigt feine Riefen. Dein Auftrag: Ursache eingrenzen, Reibung beurteilen und eine geeignete Maßnahme begründen.

Fiktive Prüfdaten – nur für diesen Kurs:

Zustand	Normalkraft	maximale Losbrechkraft	Gleitkraft bei langsamer Bewegung	Beobachtung
trocken, gereinigt	200 N	70 N	48 N	leichte Polierspur
nach Schmierung gemäß Arbeitsanweisung	200 N	38 N	26 N	ruhiger Lauf
Schmierstoff mit eingetragenen Hartpartikeln	200 N	42 N	30 N	deutliche Riefen

Die Zahlen sind erfunden, aber physikalisch plausibel gewählt. Sie sind keine Tabellenwerte und dürfen nicht auf reale Maschinen übertragen werden.

Lerneinheit 1: Haftreibung – bevor etwas gleitet

Merksatz: Haftreibung verhindert zunächst die Relativbewegung zwischen zwei Kontaktflächen. Ihre Größe passt sich der angreifenden tangentialen Kraft bis zu einem Grenzwert an.

Für das einfache Coulomb-Modell gilt: $F_{\mathrm{H}}\le {\mu }_{\mathrm{H}}{F}_{\mathrm{N}}$

Am Haftgrenzfall: $F_{\mathrm{H},\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}={\mu }_{\mathrm{H}}{F}_{\mathrm{N}}$

Praxisbezug: Kupplungen, Schraubverbindungen, Reifen auf Straße und Werkstückspannungen nutzen Haftreibung gezielt.

Bildauftrag: Achte darauf, dass die Haftreibungskraft mit der äußeren Kraft zunimmt, solange die Haftgrenze nicht überschritten ist.

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Video-Fall: KhanAcademyGerman – „Beispiel für Haft- und Gleitreibung“. Notiere beim Ansehen, wann aus Haften Gleiten wird.

Lerneinheit 2: Gleitreibung – während Flächen relativ gleiten

Merksatz: Gleitreibung wirkt bei Relativbewegung und zeigt entgegen der Gleitbewegung.

Im einfachen Coulomb-Modell: $F_{\mathrm{G}}={\mu }_{\mathrm{G}}{F}_{\mathrm{N}}$

Der Reibungskoeffizient $\mu$ ist dimensionslos. Er gehört nicht nur zu einem Werkstoff, sondern zur konkreten Paarung und zum Zustand der Kontaktflächen.

Bildauftrag: Vergleiche die Richtung von Bewegungs- und Gleitreibungskraft.

Bildauftrag: Suche im Diagramm den Übergang von Haft- zu Gleitreibung. In vielen einfachen Versuchen liegt die maximale Haftreibung über der anschließenden Gleitreibung.

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Video-Fall: „Gleitreibung und Haftreibung – Nerdwissen | Physik Mittelstufe“ von Physik mit Jan und Jan. Für diesen Kurs sind besonders die Abschnitte zu Haftreibung, Normalkraft und Gleitreibung relevant.

Lerneinheit 3: Oberflächen sind nie ideal glatt

Technische Oberflächen besitzen Rauheitsspitzen. Unter Last berührt sich nur ein Teil der scheinbaren Fläche tatsächlich. Diese reale Kontaktzone verändert sich mit Belastung, Werkstoff, Verformung, Beschichtung und Schmierung.

Bildauftrag: Oben siehst du Rauheitsspitzen ohne Last, unten unter Last. Erkläre, warum die reale Kontaktfläche zunehmen kann.

Bildauftrag: Nutze die Skizze als Erinnerung: „rau“ oder „glatt“ allein reicht nicht, um Reibung sicher vorherzusagen.

Oberflächenzustand prüfen: Rauheit, Riefen, Verschmutzung, Oxidschichten, Beschichtungen, Schmierstoff, Feuchtigkeit und Temperatur können das tribologische Verhalten beeinflussen.

Achtung vor einer Fehlregel: „Je rauer, desto mehr Reibung“ ist keine allgemeingültige technische Regel. Je nach Werkstoffpaarung und Schmierzustand können Adhäsion, Verformung, Partikel und Schmierfilmbildung wichtiger sein.

Lerneinheit 4: Verschleiß erkennen

Verschleiß ist eine unerwünschte Veränderung einer Oberfläche durch tribologische Beanspruchung und kann Materialverlust einschließen. In der Technik werden häufig vier Grundmechanismen unterschieden: Adhäsion, Abrasion, Oberflächenzerrüttung und tribochemische Reaktionen.

Mechanismus	Typisches Merkmal	Ausbildungsbeispiel
Abrasion	Riefen, Furchen, Schneidwirkung	harte Partikel zwischen Führung und Schlitten
Adhäsion	Materialübertrag, Fressen	lokal stark belastete Metallkontakte
Oberflächenzerrüttung	Risse, Grübchen, Pitting	wiederholtes Überrollen in Wälzkontakten
Tribochemische Reaktion	Reaktionsschichten werden gebildet und wieder abgetragen	Reibkontakt unter oxidierender Umgebung

Bildauftrag: Suche typische Spuren abrasiven Verschleißes und beschreibe ihre Orientierung.

Bildauftrag: Das REM-Bild zeigt adhäsiven Verschleiß mit Materialübertrag. Erkläre den Unterschied zu einer bloßen Riefe.

Bildauftrag: Das Schema zeigt Kolkverschleiß an einer Werkzeugschneide. Übertrage die Idee „Belastung + Relativbewegung + Werkstoffsystem“ auf ein anderes Werkzeug.

Lerneinheit 5: Tribologie als System denken

Tribologie betrachtet aufeinander einwirkende Oberflächen in Relativbewegung und die damit verbundenen Vorgänge von Reibung, Verschleiß und Schmierung.

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Video-Fall: Österreichische Tribologische Gesellschaft – „Was ist Tribologie?“. Notiere drei Größen, die Du an einer realen Reibstelle prüfen würdest.

Bildauftrag: Die deutsch beschriftete Skizze zeigt ein einfaches tribometrisches Messprinzip. Bestimme, welche Kraft experimentell erfasst wird.

Systemcheck in der Ausbildung:

1. Werkstoffpaarung: Welche zwei Oberflächen stehen im Kontakt?
2. Belastung: Wie groß sind Normalkraft, Flächenpressung und Lastwechsel?
3. Bewegung: Haften, Gleiten, Rollen, Schwingen oder Kombination?
4. Oberfläche: Rauheit, Beschichtung, Riefen, Sauberkeit?
5. Zwischenstoff: Schmierstoff, Wasser, Staub, Späne oder kein Zwischenstoff?
6. Umgebung: Temperatur, Feuchtigkeit, korrosive Medien?

Rechnen am Ausbildungsfall

Für „trocken, gereinigt“ gilt mit den fiktiven Daten: ${\mu }_{\mathrm{H}}=\frac{70\mathrm{N}}{200\mathrm{N}}=\mathrm{0,35}$

${\mu }_{\mathrm{G}}=\frac{48\mathrm{N}}{200\mathrm{N}}=\mathrm{0,24}$

Nach Schmierung gemäß Arbeitsanweisung: ${\mu }_{\mathrm{H}}=\frac{38\mathrm{N}}{200\mathrm{N}}=\mathrm{0,19}$

${\mu }_{\mathrm{G}}=\frac{26\mathrm{N}}{200\mathrm{N}}=\mathrm{0,13}$

Deutung: In diesem fiktiven Versuch sinken Losbrech- und Gleitkraft nach der vorgesehenen Schmierung. Beim Zustand mit Hartpartikeln bleiben die Reibkräfte relativ niedrig, trotzdem entstehen deutliche Riefen. Genau deshalb müssen Reibung und Verschleiß getrennt beurteilt werden.

Gestufte Hilfen

Hilfe 1: Beobachten

Frage zuerst: Gibt es Relativbewegung? Wenn nein, kann Haftreibung wirken. Wenn die Flächen gegeneinander gleiten, betrachtest Du Gleitreibung.

Hilfe 2: Kräfte ordnen

Markiere $F_{\mathrm{N}}$ senkrecht zur Kontaktfläche und die Reibungskraft tangential zur Kontaktfläche. Die Reibung wirkt der drohenden oder tatsächlichen Relativbewegung entgegen.

Hilfe 3: Rechnen

Für den Grenzfall der Haftreibung nutze ${\mu }_{\mathrm{H}}=F_{\mathrm{H},\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}/F_{\mathrm{N}}$. Für Gleitreibung im einfachen Modell nutze ${\mu }_{\mathrm{G}}=F_{\mathrm{G}}/F_{\mathrm{N}}$.

Hilfe 4: Technisch entscheiden

Bewerte nicht nur den Zahlenwert von $\mu$. Prüfe auch Spur, Geräusch, Temperatur, Schmierstoffzustand, Partikel, Werkstoffpaarung und Vorgaben des Herstellers.

Basis-, Anwendungs- und Transferaufgaben mit Feedback

Basisaufgabe

Aufgabe: Ein Schlitten wird gezogen, bewegt sich aber noch nicht. Welche Reibungsart wirkt?

Rückmeldung: Richtig ist Haftreibung. Begründung: Zwischen den Kontaktflächen gibt es noch keine makroskopische Gleitbewegung. Die Haftreibung passt sich bis zu ihrem Grenzwert an.

Anwendungsaufgabe

Aufgabe: Berechne für den fiktiven Zustand „Schmierstoff mit Hartpartikeln“ ${\mu }_{\mathrm{H}}$ und ${\mu }_{\mathrm{G}}$.

Rückmeldung: ${\mu }_{\mathrm{H}}=42/200=\mathrm{0,21}$ und ${\mu }_{\mathrm{G}}=30/200=\mathrm{0,15}$. Begründung: Für die Haftzahl wird die maximale Losbrechkraft verwendet, für die Gleitreibungszahl die gemessene Gleitkraft.

Transferaufgabe

Aufgabe: Die Führung hat nach der Schmierung geringe Gleitkraft, aber neue Riefen. Entscheide, ob „mehr Schmierstoff“ ohne weitere Prüfung eine ausreichende Maßnahme ist.

Rückmeldung: Nein. Begründung: Riefen können auf abrasive Partikel oder andere Schäden hinweisen. Erst Ursache, Sauberkeit, Schmierstoff, Oberflächen und Herstellervorgaben prüfen. Mehr Schmierstoff kann Partikel nicht automatisch unschädlich machen.

Entscheidungssituationen

Entscheidung A: Ruckeln beim Anfahren

Situation: Der Schlitten ruckelt nur beim Losbrechen, danach läuft er gleichmäßig.

Entscheidung: Prüfe zuerst Losbrechkraft, Oberflächenzustand und Schmierung. Eine reine Erhöhung der Anpresskraft wäre ohne Diagnose riskant, weil dadurch die mögliche Reibkraft und Kontaktbelastung steigen kann.

Entscheidung B: Reibkraft sinkt, Verschleiß steigt

Situation: Nach einem Partikeleintrag sinkt die Gleitkraft leicht, gleichzeitig entstehen Riefen.

Entscheidung: Bewerte Reibung und Verschleiß getrennt. Niedrige Reibung allein ist kein Freigabekriterium für den Betrieb.

Entscheidung C: „Glatter ist immer besser“

Situation: Eine Oberfläche soll maximal poliert werden, ohne Werkstoff, Schmierzustand oder Funktion zu berücksichtigen.

Entscheidung: Lehne die Pauschalregel ab. Der optimale Oberflächenzustand hängt vom tribologischen System und von der geforderten Funktion ab.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Reibungsart wirkt, solange zwei Kontaktflächen trotz tangentialer Belastung nicht gegeneinander gleiten? (Haftreibung) (!Gleitreibung) (!Rollreibung) (!Strömungsreibung)

Welche Gleichung beschreibt im einfachen Modell die maximale Haftreibungskraft? (F H max gleich mu H mal F N) (!F H max gleich F N geteilt durch mu H) (!F H max gleich mu H plus F N) (!F H max gleich Masse mal Geschwindigkeit)

Welche Kraft steht senkrecht auf der Kontaktfläche? (Normalkraft) (!Gleitreibungskraft) (!Zugkraft) (!Tangentialkraft)

Was bedeutet ein Reibungskoeffizient in diesem einfachen Modell? (Eine dimensionslose Kenngröße des konkreten Reibkontakts) (!Eine feste Materialkonstante für jeden Werkstoff) (!Eine Kraft mit der Einheit Newton) (!Eine Rauheit mit der Einheit Millimeter)

Welche Beobachtung spricht besonders für abrasiven Verschleiß? (Riefen durch harte Partikel) (!Ein unveränderter sauberer Ölfilm) (!Ein kontaktfreier Luftspalt) (!Eine rein elastische Federbewegung)

Was ist bei adhäsivem Verschleiß typisch? (Materialübertrag zwischen Kontaktpartnern) (!Ausschließlich chemische Auflösung ohne Kontakt) (!Nur elastische Verformung ohne Oberflächenänderung) (!Immer vollständige Trennung durch Schmierfilm)

Eine Führung zeigt Riefen und sichtbare Partikel. Was ist als erste fachliche Maßnahme sinnvoll? (Betrieb sichern und Kontaktzone nach Vorgabe reinigen und prüfen) (!Anpresskraft sofort erhöhen) (!Riefen ignorieren solange die Maschine noch läuft) (!Beliebigen Schmierstoff ohne Prüfung nachfüllen)

Die Gleitkraft wird kleiner, aber die Verschleißspur größer. Welche Schlussfolgerung ist fachlich richtig? (Reibung und Verschleiß müssen getrennt bewertet werden) (!Kleine Reibung beweist immer kleinen Verschleiß) (!Verschleiß ist nur ein anderer Name für Reibung) (!Die Normalkraft ist deshalb automatisch null)

Welche Aussage zum Oberflächenzustand ist am besten? (Sein Einfluss hängt vom gesamten tribologischen System ab) (!Je glatter desto immer kleiner die Reibung) (!Je rauer desto immer größer die Reibung) (!Nur die sichtbare Farbe der Oberfläche ist entscheidend)

Was solltest Du vor einer Änderung von Schmierstoff oder Oberflächenbehandlung an einer realen Maschine tun? (Herstellervorgaben und Betriebsbedingungen prüfen) (!Nur den niedrigsten Reibwert aus dem Internet wählen) (!Die Normalkraft ohne Freigabe erhöhen) (!Den Zustand ohne Messung als verschleißfrei annehmen)

Memory

Haftreibung	verhindert Gleiten bis zur Haftgrenze
Gleitreibung	wirkt bei relativer Gleitbewegung
Normalkraft	wirkt senkrecht zur Kontaktfläche
Reibungskoeffizient	dimensionslose Kenngröße des Reibkontakts
Abrasion	harte Partikel oder Rauheitsspitzen erzeugen Riefen
Adhäsion	Material kann an Mikrokontakten übertragen werden
Schmierung	kann Kontaktflächen teilweise oder weitgehend trennen
Tribologie	verbindet Reibung Verschleiß und Schmierung

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Beobachtung
Haftreibung	Schlitten ruht trotz zunehmender Zugkraft
Gleitreibung	Schlitten bewegt sich relativ zur Führung
Abrasion	Längsriefen nach Partikeleintrag
Adhäsion	Materialübertrag zwischen metallischen Kontaktflächen
Schmierfilm	Kontaktflächen werden durch einen Zwischenstoff getrennt

Kreuzworträtsel

Haftreibung	Welche Reibungsart verhindert zunächst das Gleiten?
Gleitreibung	Welche Reibungsart wirkt bei Relativbewegung zweier Kontaktflächen?
Normalkraft	Welche Kraft wirkt senkrecht zur Kontaktfläche?
Abrasion	Welcher Verschleißmechanismus erzeugt oft Riefen durch harte Partikel?
Adhaesion	Welcher Mechanismus kann Materialübertrag durch lokale Mikrokontakte verursachen?
Tribologie	Wie heißt das Fachgebiet von Reibung Verschleiß und Schmierung?

Lückentext

Vervollständige den Text.

Solange sich zwei belastete Kontaktflächen nicht gegeneinander bewegen, kann wirken. Der Grenzwert hängt im einfachen Modell von der ab. Bei relativer Gleitbewegung wirkt . Der Quotient aus Reibungskraft und Normalkraft ergibt im Modell den . Technische Oberflächen besitzen mikroskopische . Harte Partikel können verursachen. Materialübertrag zwischen Kontaktpartnern ist typisch für . Reibung Verschleiß und Schmierung werden im Fachgebiet gemeinsam betrachtet. Ein Schmierstoff kann einen bilden. Eine geringe Reibkraft beweist nicht automatisch einen geringen .

Offene Aufgaben

Leicht

1. Kräftebild: Zeichne für einen gezogenen Schlitten Gewichtskraft, Normalkraft, Zugkraft und Reibungskraft ein.
2. Haftreibung: Fotografiere keine reale Maschine, sondern skizziere aus dem Gedächtnis eine Alltagssituation, in der Haftreibung erwünscht ist, und begründe Deine Wahl.
3. Gleitreibung: Beschreibe in fünf Sätzen den Übergang vom Haften zum Gleiten.
4. Oberflächenzustand: Erstelle eine Prüfliste mit sechs sicht- oder messbaren Merkmalen einer technischen Kontaktfläche.

Standard

1. Reibungskoeffizient: Werte die fiktiven Daten des Ausbildungsfalls vollständig aus und vergleiche die drei Zustände.
2. Verschleißbild: Ordne vier selbst gezeichnete Schadensbilder den Mechanismen Abrasion, Adhäsion, Oberflächenzerrüttung und tribochemische Reaktion zu.
3. Instandhaltung: Formuliere einen kurzen Prüfablauf für eine ruckelnde Linearführung, ohne eigenmächtig Schmierstoff oder Bauteile zu wechseln.
4. Messversuch: Plane einen ungefährlichen Schulversuch mit Holzklotz, Federkraftmesser und wechselnden Oberflächen. Lege fest, welche Größen konstant bleiben müssen.

Schwer

1. Tribologisches System: Entwickle für eine fiktive Gleitführung eine Systembeschreibung aus Werkstoffpaarung, Belastung, Bewegung, Oberfläche, Zwischenstoff und Umgebung.
2. Fehleranalyse: Erstelle einen Entscheidungsbaum für die Befunde Ruckeln, Temperaturanstieg, Riefen und Materialübertrag.
3. Transfer: Vergleiche eine trockene Führung, eine geschmierte Führung und einen Wälzkontakt. Begründe, warum dieselbe Reibungsregel nicht ungeprüft auf alle drei Systeme übertragen werden darf.
4. Qualitätssicherung: Entwirf ein kurzes Prüfprotokoll mit Messwert, Beobachtung, Grenzwertquelle, Entscheidung und Begründung.

Lernkontrolle

1. Diagnose: Eine Führung benötigt zum Losbrechen deutlich mehr Kraft als beim anschließenden Gleiten. Erkläre den Zusammenhang mit Haft- und Gleitreibung und nenne zwei weitere Prüfgrößen.
2. Bewertung: Zwei Schmierstoffe liefern ähnliche Gleitkräfte, aber nur bei einem entstehen Riefen. Begründe, welche zusätzlichen Informationen Du für eine Freigabe brauchst.
3. Transfer: Ein Betrieb möchte die Oberflächenrauheit pauschal halbieren. Beurteile diese Maßnahme aus tribologischer Sicht und nenne Bedingungen, die vorher geklärt werden müssen.
4. Fehlerursache: In einem Kontakt entstehen nach Partikeleintrag Riefen. Entwickle eine Ursachenhypothese und einen sicheren Prüfplan.
5. Modellkritik: Erkläre, warum $F_{\mathrm{R}}=\mu F_{\mathrm{N}}$ für viele Ausbildungsrechnungen nützlich ist, aber kein vollständiges Gesetz für alle realen Reibkontakte darstellt.
6. Instandhaltungsentscheidung: Formuliere eine begründete Entscheidung, wann eine Maschine nach auffälligem Verschleißbild nicht einfach weiterbetrieben werden sollte.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:

1. Haftreibung und Gleitreibung an einer Situation sicher unterscheidest.
2. ein korrektes Kräftebild mit Normalkraft und Reibungskraft erstellst.
3. einen Reibungskoeffizienten aus Messdaten berechnest und seine Grenzen erklärst.
4. Oberflächenzustände systematisch beschreibst statt nur „glatt“ oder „rau“ zu sagen.
5. mindestens zwei Verschleißmechanismen an Merkmalen unterscheidest.
6. eine Instandhaltungsentscheidung mit Messwerten, Beobachtungen und Herstellervorgaben begründest.
7. Reibung, Verschleiß und Schmierung als zusammenhängendes tribologisches System erklärst.

Quellen und Medienrechte

Fachliche Quellen, geprüft am 04.10.2026:

1. LEIFIphysik: Haftreibung – Grundmodell mit Haftgrenze, Normalkraft und Haftreibungskoeffizient.
2. LEIFIphysik: Gleitreibung – Grundmodell der Gleitreibung.
3. BAM: Tribologie und Verschleißschutz – Reibungs- und Verschleißkenngrößen, Tribometrie und Schadensanalyse.
4. Fraunhofer IFAM: Tribologie – Einfluss von Werkstoffen, Oberflächen, Beschichtungen und Schmierung.
5. Wikipedia: Reibung – Überblick zu Haft- und Gleitreibung.
6. Wikipedia: Verschleiß – Überblick zu Verschleißmechanismen.
7. Wikipedia: Tribologie – Begriffs- und Fachgebietseinordnung.

Verwendete Wikimedia-Commons-Medien:

1. Friction diagram.svg – Maxmath12, CC0 1.0.
2. Friction diagram static.svg – Maxmath12, CC0 1.0.
3. Friction diagram kinetic.svg – Maxmath12, CC0 1.0.
4. Friction graph.svg – Maxmath12, CC0 1.0.
5. Surface roughness.svg – Maxmath12, CC0 1.0.
6. Asperities.svg – TotoBaggins und Mckdandy, CC BY-SA 3.0 / GFDL gemäß Dateiseite.
7. Tribometrisches Prinzip.svg – Bahnsen, CC BY-SA 4.0.
8. Desgaste abrasivo.jpg – Davidhv22, unter anderem CC BY-SA 4.0 gemäß Dateiseite.
9. Adhesive wear on 52100 steel sample.jpg – Noim210, CC BY-SA 3.0 / GFDL gemäß Dateiseite.
10. Kolkverschleiss.svg – David W., Public Domain gemäß Dateiseite.

YouTube-Videos: Die drei Videos werden nur über den YouTube-Player eingebettet. Sie werden nicht als OER neu veröffentlicht. Rechte und Verfügbarkeit liegen bei den jeweiligen Anbietern; die Einbettung kann sich ändern.

1. KhanAcademyGerman: Beispiel für Haft- und Gleitreibung.
2. Physik mit Jan und Jan: Gleitreibung und Haftreibung.
3. Österreichische Tribologische Gesellschaft: Was ist Tribologie?.

Verknüpfte Lernbereiche

Technische Physik Kräfte Normalkraft Haftreibung Gleitreibung Tribologie Verschleiß Schmierung Oberflächentechnik Werkstoffkunde Instandhaltung