Lebenslange Schmierung von Wälzlagern sichern
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
24. Juni 2019 – Einen wichtigen Schritt auf dem Weg zur Aufklärung der Ursachen eines Abbaus der Schmierfähigkeit von Schmierfetten in Wälzlagern sind das Kompetenzzentrum Tribologie Mannheim und das Oel-Waerme-Institut in einem gemeinsamen Forschungsvorhaben vorangekommen. Mit der thermogravimetrischen Analyse (TGA) wurde ein Prüfverfahren aufgezeigt, das für die Schmierfettentwicklung genutzt werden kann. Die TGA ermöglichte eine kostengünstige und schnelle Unterscheidung der eingesetzten Schmierfette in Abhängigkeit von der Beanspruchung und der Beanspruchungszeit. In Kombination mit den Erfahrungen aus den zahlreichen Wälzlagerprüfungen auf dem Mehrplatzwälzlagerprüfstand können anhand des einfachen TGA-Tests bereits Aussagen über das Verhalten der Fette im Lager getroffen werden.
Die Entwicklung von Schmierfetten ist ein technisch und zeitlich aufwändiger Prozess. Typischerweise sind mehrere iterative Entwicklungszyklen mit wiederholten Stabilitätsuntersuchungen notwendig, die die Kosten mit jedem Zyklus erhöhen. Die innovative Bewertungsmethodik auf Basis der TGA könnte künftig für kleine und mittelständische Unternehmen in der Schmierfettentwicklung interessant werden, aber auch von Analyselaboren und Dienstleistern genutzt werden.
Wälzlager werden im gesamten Maschinenbau universell eingesetzt und sind für moderne Antriebstechnologien unverzichtbar. Die Vorhersage der Fettgebrauchsdauer in fettgeschmierten Wälzlagern ist für die Hersteller von großer Bedeutung, weil sie oftmals von der Schmierfettgebrauchsdauer abhängt, wenn ein „Nachschmieren“ nicht möglich oder vorgesehen ist. Damit ist ein hohes Kostenrisiko verbunden, denn der Ausfall eines Wälzlagers könnte zum Totalschaden einer kompletten technischen Anlage führen.
Die Untersuchungen der Schmierfette innerhalb des Forschungsprojekts führte zu der neuen Erkenntnis, dass nicht die thermische Oxidation hauptsächlich für die Degradation von Schmierfetten zu sein scheint, sondern der Abbau von Verdickern im Schmierfett eine wichtige Rolle spielen könnte. Bei der Alterung schwindet zunächst vorzeitig die Fähigkeit der Verdicker zur Bindung des im Fett enthaltenen Öls. Durch den Ölverlust im Fett verliert das Wälzlager seine Schmierung mit der Folge eines Funktionsausfalls und möglichen Anlagenstörungen. Diese Zusammenhänge sollen in einem Folgeprojekt weiter untersucht werden.
Die Ergebnisse des Forschungsprojekts sind im DGMK-Forschungsbericht 788 veröffentlicht worden.
Das IGF-Vorhaben 18615 N der Forschungsvereinigung Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e.V. – DGMK, Überseering 40, 22297 Hamburg wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
