Reibrotationen

Reibrotationen bezeichnet in der tribologischen Literatur rotatorische Bewegungen, die ausschließlich durch Reibungskräfte an Kontaktflächen erzeugt werden, ohne dass ein externer Antrieb direkt an der Rotationsachse wirkt. Der Begriff beschreibt Rotationen, die durch lokale oder zeitliche Variationen der Reibung entstehen und so zu einer selbstständigen Drehbewegung führen können.

Mechanismen, durch die Reibrotationen auftreten können, umfassen ungleich verteilte Reibungskräfte in der Kontaktzone, wodurch ein netzes Drehmoment entsteht; klemmende oder schmierige Grenzflächen, die Stick–Slip-Transitionen verursachen und temporäre Rotationen ermöglichen; sowie anisotropes oder strukturiertes Reibungsverhalten bei geneigten Oberflächen oder Musteroberflächen, das eine gerichtete Rotation unter oszillierenden Anregungen begünstigt. In technischen Systemen können auch friktionale Kopplungen in Brems- oder Kupplungskomponenten Reibrotationen auslösen, wenn die Geometrie oder Belastung solche Kräfte fokussiert.

Beispiele aus der Praxis reichen von einfachen Demonstrationen, bei denen eine Scheibe durch das Relativgleiten mit einem unter ihr bewegten Band in Rotation versetzt wird, bis hin zu mikro- und nanotechnischen Systemen, in denen vibrierende Oberflächen oder Grenzflächenkräfte Rotationen in kleinen Strukturen erzeugen. Friction-driven Aktuatoren nutzen Reibrotationen gezielt, um eine Rotationsbewegung ohne separaten elektromotorischen Antrieb zu realisieren.

Theoretisch werden Reibrotationen oft mit Modellen der Coulomb-Reibung und Stick–Slip-Dynamik beschrieben. Relevante Größen sind Normalkraft, Reibungskoeffizient, Kontaktgeometrie und Druckverteilung über die Fläche; das resultierende Drehmoment ergibt sich aus der integration der tangentialen Reibungskräfte über den Kontaktbereich.

Der Begriff Reibrotationen ist kein standardisierter Fachausdruck, sondern wird in einigen Lehr- und Forschungsübersichten verwendet, um Phänomene zu charakterisieren, bei denen Reibung zu eigenständiger Rotation führt.