Schmierstoffe

Forschung an einfachen und schnellen Prüfmethoden für die Grundlagenentwicklung

In einem Dauerlauftest wird Schmierfett in Wälzlagern unter Laborbedingungen mechanisch-dynamisch belastet, um Daten für die Entwicklung einer Screening-Prüfmethode zu gewinnen. Foto: Kompetenzzentrum Tribologie

Schmierstoffe, die man grob in Schmieröle und Schmierfette unterteilen kann, haben vielfältige Aufgaben: Sie dienen zur Verringerung von Reibung und Verschleiß sowie zur Kraftübertragung, Kühlung, Schwingungsdämpfung, Dichtwirkung und zum Korrosionsschutz. Prinzipiell bestehen alle Schmierstoffe aus einer Basisflüssigkeit (Grundöl) sowie aus weiteren Inhaltsstoffen, sogenannten Additiven. Die Eigenschaften, beispielsweise von Schmierfetten, lassen sich durch die Auswahl entsprechender Grundöle, Verdicker und Additive für die unterschiedlichsten Anwendungen optimieren. So gibt es Fette für hohe oder besonders tiefe Temperaturen, für Anwendungen im Vakuum, besonders wasserbeständige, druckfeste oder kriechfähige, lebensmittelechte oder besonders haftfähige Fette. Diese Vielfalt der Eigenschaften, unterschiedlicher Anwendungsbereiche und die immer höheren Anforderungen machen die Entwicklung von Schmierölen und -fetten zu einem höchst komplexen Prozess. Wirtschaftliche Gesichtspunkte spielen bei der Erhöhung der Gebrauchsdauer eine wichtige Rolle im Entwicklungsprozess, da die Lebensdauer von technischen Bauteilen, wie beispielsweise von fettgeschmierten Wälzlagern, oftmals mit der Schmierfettgebrauchsdauer gleichgesetzt wird.

Zur Bestimmung der Belastbarkeit von Schmierfetten und der Änderung ihrer chemisch-physikalischen Eigenschaften während des Gebrauchs existieren verschiedene mechanisch-dynamische Prüfmethoden in der Schmierfettentwicklung, die Aussagen über die spätere Einsetzbarkeit eines Fettes in der Anwendungstechnik ermöglichen. Tribologische Prüfapparaturen, wie beispielsweise die FE 8 (DIN 51819)- oder die FE 9 (DIN 51821)-Methode, simulieren die Anforderungen und prüfen fertig entwickelte Fettformulierungen auf ihre Eignung für das Endsystem. Da die einzelnen Prüfungen sehr zeit- und kostenintensiv sind, eignen sie sich allerdings nicht für die Grundlagenentwicklung von Schmierfetten, weil in diesem Stadium typischerweise mehrere iterative Entwicklungszyklen notwendig sind, so dass sich die Kosten mit jedem Zyklus deutlich erhöhen. Vor allem kleine und mittelständische Unternehmen kommen dabei schnell an die Grenzen ihrer F&E-Budgets.

OWI entwickelt in Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Forschung einfache und schnelle Screening-Prüfmethoden, um die Entwicklungsdauer und -kosten für Schmierfette und -öle deutlich zu verringern. Dazu überträgt OWI bewährte thermooxidative Prüfverfahren aus dem Brenn- und Kraftstoffbereich auf den Schmiermittelbereich und kombiniert sie mit mechanisch-dynamischen Verfahren wie der anwendungsnahen mechanisch-dynamischen Wälzlagerprüfung im Mehrplatz-Wälzlagerprüfstand. Die Prüfmethoden sollen die Laufzeiten der Prüfzyklen deutlich verringern, so dass eine verbesserte Bestimmung der Fettgebrauchsdauer und der Restgebrauchsdauer möglich wird.

Projektsteckbrief:
Entwicklung einer Screening-Prüfmethode für Schmierfette