Reibkoeffizienten

Der Reibkoeffizient μ beschreibt das Verhältnis der Reibungskraft F_R zur Normalkraft N zwischen zwei in Kontakt stehenden Oberflächen. Er ist dimensionslos. Unterscheidungen werden meist nach der Bewegung getroffen: μ_s ist der statische Reibkoeffizient, μ_k der kinetische Reibkoeffizient; in der Regel gilt μ_s ≥ μ_k.

Der Reibkoeffizient hängt stark von Materialpaarung, Oberflächenzustand, Schmierung, Temperatur, relativer Geschwindigkeit und Last ab. In vielen Fällen lässt sich μ im einfachen Coulombschen Modell als konstant betrachten, doch in der Praxis variieren μ mit Oberflächenrauheit, Schmierfilm und Betriebsbedingungen, insbesondere in Grenz- oder Mischreibungslagen.

Zur Bestimmung dienen Tribometer und einfache Versuchsaufbauten. Ein klassischer Kippversuch (Neigungsfläche) liefert μ_s über den Winkel θ, bei dem der Körper zu rutschen beginnt, mit μ_s = tan θ. Laborverfahren wie Pin-on-Disk oder Rotations- bzw. Lineartribometer charakterisieren μ_s und μ_k unter definierten Bedingungen.

Typische Werte variieren stark mit Materialpaarung und Zuständen. Trockenkontakt Stahl/Stahl: μ_s etwa 0,5–0,9; μ_k etwa 0,3–0,6. Gummi auf Beton kann μ_s im Bereich 1–2 oder höher liegen. Eis auf Stahl kann μ ≈ 0,03–0,1 haben. Schmierung reduziert μ deutlich; bei vollständigem hydrodynamischem Schmierfilm kann der Reibkoeffizient sehr klein werden, während Grenzreibung μ_s oder μ_k in den Grenzfall hineinreichen kann.