SCHMIERFETTE UND IHRE ANWENDUNGEN

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Author: Tobias Maurer
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TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

Grundlagen der Schmierfette

SCHMIERFETTE UND IHRE ANWENDUNGEN Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.1

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TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

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Einführung Elemente und Bestandteile Herstellung Eigenschaften Anwendungen Klassifizierung und Normung

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.2

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Einführung

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.3

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Definition der Schmierfette Physikalische Definition Schmierfette sind Dispersionen, genauer Suspensionen, d. h. Gemische aus einer festen und einer flüssigen Phase Definition nach DIN 51 825

Schmierfette sind konsistente Schmierstoffe, die aus Mineralöl und/oder Syntheseöl sowie einem Dickungsmittel bestehen

Definition nach ASTM

Schmierfette sind feste bis halbflüssige Stoffe, die durch Dispersion eines Eindickungsmittels in einem flüssigen Schmierstoff entstehen. Andere Zusatzstoffe, die besondere Eigenschaften verleihen, dürfen enthalten sein.

Vereinfachte "Definition“

Schmierfette sind durch Dickungsmittel am Wegfließen gehinderte Schmieröle

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Einführung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.4

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An Schmierfette gestellte Forderung Verringerung von Reibung und Verschleiß Rost- und Korrosionsschutz Abdichtung gegen Schmutz, Wasser und andere Verunreinigungen Widerstand gegen Leckagen, Abtropfen und Abschleudern Bewahrung der Eigenschaften trotz Temperatur- und schädlicher Umgebungseinflüsse Sicherstellung freier Beweglichkeit beweglicher Teile Geeignete Physikalische, chemische und technologische Eigenschaften für den betreffenden Anwendungsfall Verträglichkeit mit Dichtungselastomeren und anderen Werkstoffen Tolerierung geringer Feuchtigkeitsmengen

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Einführung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.5

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Hauptsächliche Nachteile der Schmierfette

Keine Kühlwirkung Keine Säuberungswirkung

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Einführung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.6

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Elemente und Bestandteile

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.7

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Schmierfett

Grundöl Verdicker Additive

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Elemente und Bestandteile

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.8

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Grundöleigenschaften und ihr Einfluß auf das Verhalten von Schmierfetten Eigenschaft

Einfluß auf das Schmierfett-Verhalten

Viskosität und Viskositätsindex

Pump- und Förderverhalten, Verhalten bei tiefen Temperaturen

Oxidationsbeständigkeit

Gebrauchsdauer, Hochtemperaturverhalten, Lagerungsbeständigkeit

Aromatengehalt

Elastomer-Verträglichkeit

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Elemente und Bestandteile

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.9

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Bedeutung des Verdickers in Schmierfetten 

Gewährleistung der Schmierfettstruktur durch Bindung des Öles



Gewährleistung vieler Eigenschaften und Verhaltensweisen



Mitwirkung beim Schmierfilm-Aufbau

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Elemente und Bestandteile

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.10

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Seifengerüst eines Natriumfettes

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.11

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Seifengerüst eines Lithiumfettes

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.12

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GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Elemente und Bestandteile Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.13

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Bedeutung von Wirkstoffen — Erzeugung von Eigenschaften, die der Grundschmierstoff nicht besitzt (Detergent-Dispersant-Verhalten, Wassermischbarkeit) — Verstärkung positiver Eigenschaften (Verschleißschutz, Korrosionsschutz) — Abschwächung negativer Eigenschaften (Tieftemperatur-Fließfähigkeit, Alterungsverhalten) GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Elemente und Bestandteile

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.14

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Unterscheidung von Schmierfetten nach verschiedenen Kriterien möglich

• Art der Verdicker • Typ des Grundöls • Additivierung

Zusammensetzung Grundöl: 75 - 95 % Verdicker: 5 - 20 % Additive: 1 - 10 %

Elemente und Bestandteile Unterscheidung Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.15

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A. Unterscheidung nach Art des Verdickers I. Seifen als Verdicker • Einfachseifen: Lithium-, Kalzium-, Natrium-, Aluminium-, Bariumseifen • Gemischtseifen: Lithium/Kalzium, Lithium/Kalzium/Blei, Barium/ Aluminium, Natrium/Kalzium • Komplexseifen: Kalzium-, Natrium-, Lithium-, Aluminiumkomplexseifen

II. Nicht-Seifen als Verdicker • Organische Verdicker: Polyharnstoff, Kunststoffe • Anorganische Verdicker: Bentonit, Aerosol, Pigmente

Elemente und Bestandteile Unterscheidung Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.16

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B. Unterscheidung nach Typ desGrundöls I. Konventionelle Öle • Mineralöle, paraffinisch oder naphtenisch

II. Unkonventionelle Öle • Syntheseöle: Hydrocracköle, Polyalphaolefine, Ester, Silikonöle, Polyphenylether, Alkoxyfluoröle • Biologisch schnell abbaubare Öle: Natürliche Ester, synthetische Ester, Polyalkylenglykole

Elemente und Bestandteile Unterscheidung Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.17

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C. Unterscheidung nach Art der Additivierung I. Schmierfette ohne Additive II. Schmierfette mit Additiven • Oxidationsinhibitoren • AW- und EP-Wirkstoffe • Rost und Korrosionsinhibitoren • spezielle Wirkstoffe, z. B. Metallpartikel

Elemente und Bestandteile Unterscheidung Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.18

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SCHMIERFETTE

Fette mit Metallseifenverdicker*

Mineralöl als flüssige Phase

*

Schmierfette mit Nichtseifenverdicker**

Synthetische Flüssigkeiten als flüssige Phase ***

Mineralöl als flüssige Phase

Synthetische Flüssigkeiten als flüssige Phase

Haftschmierstoffe

Sprühhaftschmierstoffe mit Festschmierstoffen

Bitumenhaltige Schmierstoffe

Seifenverdicker:

Einfachseife,Gemischtseife, Komplexseife unterschiedlicher Metallbasen, z.B. Ca, Ha, Li, Al usw.

** Nichtseifenverdicker:

Organische und anorganische Feststoffe, z.B. Tonerde (Bentonit, Kieselgel, Polyharnstoff, Ruß und Farbstoffe)

*** Synthetische Flüssigkeiten: Silikone, Ester, Polyglykole

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Elemente und Bestandteile

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.19

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Gebrauchstemperaturen

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Einsatztemperaturen

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.20

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Herstellung von Schmierfetten

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.21

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Zusammensetzung Gemisch zweier Phasen ↓

→ Flüssigkeit → Festkörper

Suspension (Dispersion) Fette auf Seifenbasis → Mineralöl → Syntheseöl

Flüssige Phase: Fette auf Nichtseifenbasis

z.B. Gel, Bentonit, Polyharnstoff, Pigmente → Mineralöl oder → Syntheseöl

Flüssige Phase:

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Herstellung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.22

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Metallseifenfette Wichtigster Schmierfett-Typ Seife (10-20 % + Mineralöl (80-90 %) = Schmierfett Verhältnis Seife/Öl bestimmt Festigkeit (Konsistenz) des Schmierfettes Seife: Fettsäure + Lauge a. 1 Säure + 1 Lauge b. 1 Säure + 2 Laugen (2 Metalle) c. 2 Säuren + 1 Lauge (Lang- + kurzkettige Säure)

→ Metallseife → Normalseife → Gemischtseife → Komplexseife

Art der Seife (Lauge, Metallbasis) bestimmt die Eigenschaften des Fettes, z.B. Verhalten gegenüber Wasser GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Herstellung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.23

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GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Herstellung - 3

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.24

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Klassifizierung und Normung

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.25

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Beispiel für die Kennzeichnung eines Schmierfettes Kodierung Schmierfett K P

E

3 P - 40

Untere Gebrauchstemperatur -40 °C Obere Gebrauchstemperatur + 160 °C NLGI-Klasse 3 Synthetische Ester Reibungs- und verschleißverringernde Zusätze Schmierfett für Wälzlager, Gleitlager und Gleitflächen

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Klassifizierung und Normung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.26

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Kodierung von Lagerschmierfetten nach DIN51502 Schmierfette K

Schmierfette aus Mineralöl und/oder Syntheseöl und einem Dickungsmittel

Schmierfette KP

Schmierfette mit reibungs- und verschleiß vermindernden Wirkstoffen

Schmierfette KF

Schmierfette K mit Festschmierstoffen

Schmierfette KPF

Schmierfette KP mit zusätzlichen Festschmierstoffen

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Klassifizierung und Normung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.27

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Kodierung synthetischer Schmierfette nach DIN51502 E



Synthetische Ester

FK



Perfluorpolyether

HC



Polyalphaolefine

PH



Phosphorsäureester

PG



Polyalkylenglykole

SI



Silikonöle

X



Andere

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Klassifizierung und Normung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.28

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Konsistenzkennzahlen für Schmierfette 1

2

Konsistenzkennzahl Walkpenetration (NLGI-Klassen nach DIN 51818) bestimmt nach DIN ISO 2137 Einheiten 1)

1

000

445 bis 475

00

400 bis 430

0

355 bis 385

1

310 bis 340

2

265 bis 295

3

220 bis 250

4

175 bis 205

5

130 bis 160

6

85 bis 115 2)

) 1Einheit 0,1 mm

2

) Ruhpenetration

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Klassifizierung und Normung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.29

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Zusatzkennbuchstaben für Schmierfette - 1

Schmierfette K müssen homogen, walkbeständig und möglichst frei von Lufteinschlüssen sein. Sie dürfen in Gebinden bei sachgemäßer Lagerung nur zu einer geringen Ölabsonderung führen. Bei der Entscheidung ob ein Schmierfett K den Anforderungen dieser Norm entspricht, ist DIN EN ISO 4259 anzuwenden. Eine Ausnahme besteht bei der Walkpenetration nach DIN ISO 2137 und der unteren Gebrauchstemperatur nach IP 186/93

GETRIEBESCHMIERUNG Getriebeschmierstoffe Klassifikationen, Spezifikationen, Normen

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.30

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Zusatzkennbuchstaben für Schmierfette - 2

en

Schmierfette K müssen homogen, walkbeständig und möglichst frei von Lufteinschlüssen sein. Sie dürfen in Gebinden bei sachgemäßer Lagerung nur zu einer geringen Ölabsonderung führen. Bei der Entscheidung ob ein Schmierfett K den Anforderungen dieser Norm entspricht, ist DIN EN ISO 4259 anzuwenden. Eine Ausnahme besteht bei der Walkpenetration nach DIN ISO 2137 und der unteren Gebrauchstemperatur nach IP 186/93

GETRIEBESCHMIERUNG Getriebeschmierstoffe Klassifikationen, Spezifikationen, Normen

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.31

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GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Klassifizierung und Normung - 8/1

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.32

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TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

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GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Klassifizierung und Normung - 8/2

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.33

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NLGI Klassifizierung für Kfz-Schmierfette Kategorie

Chassis

Radlager

NLGIKlassifizierung

Betriebsbedingungen Geringe Beanspruchung Häufige Nachschmierung

LA LB

Langzeiteinsatz, hohe Beanspruchung, Zutritt von Wasser

GA

Geringe Beanspruchung Mittl. Beanspruchung Typ. Betriebsbedingungen Hohe Beanspruchung, hohe Temperatur, Stop-and-Go-Verkehr

GB GC

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Klassifizierung und Normung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.34

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NLGI Klassifizierung für Kfz-Schmierfette NATIONAL LUBRICATING GREASE INSTITUTE

NATIONAL LUBRICATING GREASE INSTITUTE

NATIONAL LUBRICATING GREASE INSTITUTE

NLGI

NLGI

NLGI

Automotive Wheel Bearing Lubricant

Automotive Wheel Bearing & Chassis Lubricant

Automotive Chassis Lubricant

GC

LB/GC

LB

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Klassifizierung und Normung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.35

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Eigenschaften

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.36

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Schmierfette auf Mineralöl-Basis

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Eigenschaften

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.37

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Schmierfette auf Syntheseöl-Basis

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Eigenschaften

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.38

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Einsatzgebiete von Schmierfetten nach Konsistenzklassen NLGI-Klasse (DIN 51818)

Walkpenetration in Einheiten (Zehntelmillimeter)

000

445 bis 475

fließend

GE, Z

00

400 bis 430

schwach fließfähig

GE, Z

0

355 bis 385

halbflüssig

GE, Z

1

310 bis 340

sehr weich

GE, WL, GL, Z

2

265 bis 295

weich

WL, GL, Z

3

220 bis 250

mittelfest

WL, GL,

4

175 bis 205

fest

WL, WP

5

130 bis 160

sehr fest

WP

6

85 bis 115

hart

GL

GL = Gleitlagerschmierung WL = Wälzlager-, Radlagerschmierung WP = Wasserpumpenschmierung

Allgemeine Konsistenzbeurteilung

Anwendungsgebiete

GE = Getriebeschmierung Z = geeignet für Zentralschmieranlagen

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Anwendungen

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.39

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CHEMISCHE, PHYSIKALISCHE UND TECHNOLOGISCHE ANALYSEDATEN VON SCHMIERFETTEN

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.40

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TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

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EINFÜHRUNG

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.41

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• Die Eigenschaften von Schmierstoffen sind durch Eigenschaftskomplexe charakterisiert - Physikalische, chemische und technologische Eigenschaften - Gebrauchseigenschaften • Die Gebrauchseigenschaften können in aufwendigen Aggregatstesten ermittelt werden, die bestenfalls standardisiert und spezifiziert, aber selten genormt sind. • Zur Prüfung der physikalischen, chemischen und technologischen Eigenschaften stehen genormte Prüfverfahren zur Verfügung • Anwendungsbezogene technologische Eigenschaften können in nicht genormten Prüfgeräte-Testen bestimmt werden.

Einführung Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.42

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CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.43

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TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

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• Neutralisationszahl (DIN 51809, Teil 1) • Oxidationsbeständigkeit (DIN 51808) • Kupferkorrosion (DIN 51811) • Korrosionsverhalten (ISO 11007, früher DIN 51802) • Verhalten gegenüber Wasser (DIN 51807, Teil 1) • Verhalten gegenüber wässrigen Laugen, Säuren + organ. Lösungsmitteln (in Anlehnung an DIN 51807) • Verhalten gegenüber Dichtungsmaterialien

Chemische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.44

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Neutralisationszahl (DIN 51809, Teil 1) • Maß für alkalisch oder leicht sauer reagierende Komponenten - Laugen- oder Säurenüberschuss aus der Herstellung - NZ des Grundöls - sauer oder alkalisch reagierende Additive - sauer reagierende Oxidations- + Zersetzungsprodukte • Keine Aussage über Schmierungs- + Korrosionsschutzverhalten von Frischfetten • NZ von Frischfetten:

zwischen 2 mg/g (alkalisch) + 2 mg/g (sauer)

• NZ von Gebrauchtfetten: Anstieg durch Oxidationsprodukte quantitative Korrelation zwischen NZ-Zunahme + Gebrauchsdauer kein Hinweis über Restlebensdauer

Chemische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.45

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Oxidationsbeständigkeit (DIN 51808) • Maß für Oxidationsbeständigkeit der Komponenten des Fettes • Statische Messung des Abfalls des 02-Druckes über der Zeit. 02-Ausgangsdruck 7,7 bar, Temperatur 99 0C, Zeitdauer 100 h • Keine direkten Schlüsse auf Oxidationsbeständigkeit an der Reibstelle möglich. • Häufiger Grenzwert für Li-Fette: 0,7 - 0,8 bar (100h) und 1,2 1,5 bar (400h) • Keine Bedeutung bei Gebrauchtfetten

Chemische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.46

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Oxidationsbeständigkeit (DIN 51808) 1 Druckmessgerät 2 T-Stück 3 Ventil zum Ein- + Ablassen von Sauerstoff 4 Rohr zum Druckmessgerät 5 Tragplattenhalterung 6 Mutter 7 Tragplatte 8 Zylinderschrauben DIN912-M10 x 40-8G 9 Deckel 10 Dichtung aus wärme- + säureunempfindlichem Kunststoff, 2 mm dick 11 Druckgefäß 12 Schale nach Abschnitt 7.3 13 Schalenhalter nach Abschnitt 7.4

Chemische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.47

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Oxidationsbeständigkeit (DIN 51808)

Chemische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.48

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Kupferkorrosion (DIN 51811) • Bestandteile + Zersetzungsprodukte des Schmierfetts können mit Kupfer reagieren • Messung über 24 h. Ca-Fette: 50 0C, Na-Fette: 100 0C, Li-Fette: 100 0- 120 0C, • Korrosionsschutzverhalten: Bewertung nach 5 Korrosionsgraden 0 = unverändert, 4 = starke Korrosion • Kenngröße zur Beurteilung der Einsatzmöglichkeiten von Fetten Grenzwert: Korrosionsgrad 1 (leichte Anlauffarben) bei höchster Gebrauchstemperatur

Chemische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.49

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Korrosionsverhalten (ISO 11007, früher DIN 51802) • Verhalten von Schmierfetten in Wälzlagern in Anwesenheit von Wasser • Einlaufen über 30 min - 10 ml Wasser in jedes Lager - Prüflauf bei 18 - 28 0C Prüfzyklus: 8 h Lauf / 16 h Stillstand / 8 h Lauf / 16 h Stillstand / 8 h Lauf / 102 h Stillstand • Bewertung nach Korrosionsgraden 0 - 5

Chemische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.50

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Korrosionsverhalten (ISO 11007, früher DIN 51802) SKF-Emcor-Verfahren Korrosionsgrade + Bewertung

Chemische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.51

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Korrosionsverhalten (ISO 11007, früher DIN 51802) SKF-Emcor-Verfahren

Chemische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.52

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Verhalten gegenüber Wasser (DIN 51807, Teil 1 + 2) Statische Prüfung • Beständigkeit des Fettes auf Glasstreifen unter definierten Bedingungen • Schichtdicke 1mm; Prüftemperatur 40 oder 90 0C, Prüfdauer 3 h • 4 Bewertungsstufen zwischen 0 = keine Veränderung + 3 = starke Veränderung • keine Beurteilung über praktisches Verhalten möglich

Dynamische Prüfung • Beständigkeit des Fettes im Wälzlager gegenüber eingespritztem Wasser • Drehzahl 600 U/min, Prüfdauer 1 h, Spritzwassertemperatur 40 oder 80 0C, Spritzmenge 5 ml/s • 3 Bewertungsstufen von 1 = geringe Veränderungen bis 3 = starke Veränderungen Masseverlust zwischen 30 % • Bessere Aussage über praktisches Verhalten als statische Prüfung

Chemische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.53

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Verhalten gegenüber Wasser (DIN 51807) 3

Dynamische Prüfung

Chemische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.54

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Verhalten gegenüber Dichtungsmaterialien Physikalische Einwirkung • Quellung (Diffusion der Schmierfettkomponenten in das Polymer) • Schrumpfung (Extraktion von Polymerkomponenten durch das Fett) • Messung durch Gewichts-, Volumen- oder Dichteänderung bei 90 - 150 0C (DIN 53521, DIN 53479)

Chemische Vorgänge • Nachreaktionen des Polymers durch eindiffundierte Fettkomponenten • Temperaturabhängig • Bestimmung durch relative Veränderung mechanischer Eigenschaften

- Shore-Härte (DIN 53505) - Reißfestigkeit und Reißdehnung (DIN 53504) - Zugfestigkeit (DIN 53505)

Chemische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.55

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PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.56

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• Konsistenz und Penetration (DIN/ISO 2137 früher DIN 51804) • Tropfpunkt (DIN/ISO 2176 früher DIN 51801) • Gehalt an festen Fremdstoffen (DIN 51843) • Gehalt an Feststoffen und Festschmierstoffen

Physikalische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.57

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Tropfpunkt (DIN/ISO 2176 früher DIN 51801) • Maß für die Temperatur, bei der das Fett unter Schwerkrafteinfluss aus Prüfdüse abtropft • Typische Kenngröße als Maß für die Schwächung der Bindungskräfte zwischen Seife und Öl • Tropfpunkt liegt in der Nähe des Schmelzpunktes des Fettes • Kein Hinweis auf die obere Gebrauchstemperatur, die aber tiefer ist (etwa 50 0C) • Stark abhängig vom Verdickertyp • Dient der Chargen-, Ausgangs, + Eingangskontrolle • Bei Gebrauchsfetten Hinweise auf getriebebedingte Veränderungen

Physikalische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.58

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Konsistenz und Penetration (DIN/ISO 2137 früher DIN 51804) • Konsistenz ist Maß für Beharrungsvermögen, d.h. Widerstand gegen Formänderung • Konsistenz wird durch Penetration beschrieben • Penetration ist Eindringtiefe eines definierten Konus bei 25 0C nach 5 sek durch seine Gewichtskraft • Einfluss des rheologischen Verhaltens des Fettes, d.h. der Thixotropie • Verringerung dieses Einflusses durch Messung der Walkpenetration. Meistens nach 60 Dopelhüben durch einen Kneter; aber auch bis zu 100 000 Hüben • Penetration ist abhängig von Zusammensetzung + Struktur des Fettes • Penetration dient der Einteilung in Konsistenzklassen + Einsatzgebiet

Physikalische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.59

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Konsistenz und Penetration (DIN/ISO 2137)

Physikalische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.60

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Konsistenz und Penetration (DIN/ISO 2137 früher DIN 51804)

Penetrometer

Physikalische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.61

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Konsistenz und Penetration (DIN/ISO 2137 früher DIN 51804) NLGI-Klasse DIN 51818) 000 00 0 1 2 3 4 5 6

Walkpenetration in Einheiten (Zehntelmillimeter) 445 bis 475 400 bis 430 355 bis 385 310 bis 340 265 bis 295 220 bis 250 175 bis 205 130 bis 160 85 bis 115

Allgem. Konsistenzbeurteilung fließend schwach fließfähig

halbflüssig sehr weich weich mittelfest fest sehr fest hart

Anwendungsgebiete GE, Z GE, Z GE, Z GE, WL, GL, Z WL, GL, Z WL, GL, WL, WP WP

GL = Gleitlagerschmierung WL = Wälzlager-, Radlagerschmierung WP = Wasserpumpenschmierung GE = Getriebeschmierung Z = geeignet für Zentralschmieranlagen

Physikalische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.62

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Konsistenz und Penetration (DIN/ISO 2137)

Schmierfett-Kneter für Walkpenetration

Physikalische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.63

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Tropfpunkt (DIN/ISO 2176, früher DIN 51801)) • Maß für Temperatur , bei der das Fett unter Schwerkrafteinfluss aus der Prüfdüse abtropft • Typische Kenngröße als Maß für die Schwächung der Bindungskräfte zwischen Seife und Öl • Tropfpunkt liegt in der Nähe des Schmelzpunktes des Fettes • Kein Hinweis auf obere Gebrauchstemperatur, die aber tiefer ist (etwa 50 0C) • Stark abhängig vom Verdickertyp • Dient der Chargen-, Ausgangs-, + Eingangskontrolle • Bei Gebrauchsfetten Hinweise auf betriebsbedingte Veränderungen Physikalische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.64

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Tropfpunkt (DIN/ISO 2176)

Tropfnippel - Maße in mm

Physikalische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.65

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Tropfpunkt (DIN/ISO 2176 früher DIN 51801) Kalkfette mit 1 - 3 % Wasser Kalkfette wasserfrei Kalziumkomplexfette Aluminiumstearatfette Aluminiumkomplexfette Natriumfette Natriumkomplexfette Lithiumfette Lithiumkomplexfette Bentonitfette

100 0C 150 0C 250 0C - 300 0C 100 0C 250 0C - 270 0C 180 0C 240 0C 180 0C - 200 0C 250 0C - 280 0C 300 0C

Charakteristische Tropfpunkte von Schmierfetten

Physikalische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.66

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TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

TECHNOLOGISCHE EIGENSCHAFTEN

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.67

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• Ölabscheidung (DIN 51817) • Fließdruck (DIN 51805) • Förderverhalten (DIN 51816) • Mechanisch-dynamisches Verhalten - SKF-Prüfung (DIN 51806, nicht mehr gültig) - FAG-Prüfung (DIN 51821)

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.68

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Ölabscheidung (DIN 51817) • Individuelles Maß für Neigung des Fettes, bei der Lagerung Öl abzuscheiden • Statische Ölabscheidung erlaubt keine Rückschlüsse auf Ölabgabe im betrieblichen Einsatz 20,5

• Normale Werte: NLGI 2 : 3 - 6 Gew.-% NLGI 3 : 1 - 4 Gew.-%

Maße in Millimeter, Grenzabweichung + 0,25 mm

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.69

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Ölabscheidung (DIN 51817)

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.70

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Fließdruck (DIN 51805) • Hinweise auf Konsistenz + Fließverhalten, vor allem bei tiefen Temperaturen • Messung nur unterhalb der Temperatur für Ölabscheidung sinnvoll • Erforderlicher Druck zum Herauspressen eines Schmierfettstranges aus einer Prüfdüse • Bei Temperaturen von +25 0C , 0, -20 und -35 0C, Erhöhung des Drucks alle 30 sek, bis Fettstrang reisst

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.71

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Fließdruck (DIN 51805) Das Prüfgerät besteht im Wesentlichen aus einem Rohrkreuz aus Glas (4) + der mit Glaskitt befestigten Hülse (5). Das Rohrkreuz wird am oberen Ende mit dem Stopfen (3), der das Thermometer (1) hält, + der Haltevorrichtung (2) verschlossen. An der Hülse (5) wird unter Zwischenlegen des Dichtringes (6) mit Hilfe der Überwurfmutter (7) die Prüfdüse (8) angeschraubt. An den seitlichen Enden des Rohrkreuzes werden Druckgasleitung und Druckmessgerät angeschlossen

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.72

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Förderverhalten (DIN 51816, nicht mehr gültig) Teil 1: Förderwiderstand mit dem Shell-Delimon-Rheometer • Druckverlust beim Durchfluss von Fett durch Rohrleitung • Abhängig von Temperatur, Struktur, Penetration + Fließgeschwindigkeit. Außerdem von Innendurchmesser und Länge der Rohrleitung • Hinweise zur Auslegung von Zentralschmieranlagen. Ermittlung von notwendigem Betriebsdruck der Pumpe, maximale Rohrlänge + notwendigen Querschnitt für bestimmte Durchflussmenge • bar/m bei +25 0C , 0, -20

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.73

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AKADEMIE

Förderverhalten (DIN 51816, nicht mehr gültig) Teil 1: Förderwiderstand mit dem Shell-Delimon-Rheometer

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.74

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AKADEMIE

Förderverhalten (DIN 51816, nicht mehr gültig) Teil 2: Entspannungsverhalten • Maß für den zeitlichen Abfall eines Schmierfett-Staudrucks in einer Rohrleitung nach plötzlicher Entlastung auf Normaldruck • Hinweise auf Chargen-Gleicheit • Hinweise auf konstruktive Gestaltung von Zentralschmieranlagen • bar nach 3 min und nach 10 min bei -10 0C oder -20 0C

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.75

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Förderverhalten (DIN 51816, nicht mehr gültig) Teil 2: Entspannungsverhalten

Entspannungsverhalten von Schmierfetten (Beispiele Fett A + Fett B)

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.76

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Mechanisch-Dynamisches Verhalten Schmierfett-Gebrauchsverhalten in Wälzlagern unter praxisähnlichen Bedingungen 1. SKF-Prüfung (DIN 51806, nicht mehr gültig) • Schmierfett ± Prüflagerbefund nach 20 Tagen mit 2500 oder 1500 min-1 bei Beharrungstemperatur oder Temperaturen bis 200 0C

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.77

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Mechanisch-Dynamisches Verhalten Schmierfett-Gebrauchsverhalten in Wälzlagern unter praxisähnlichen Bedingungen 2. FAG-Wälzlagerfett-Prüfgerät (DIN 51821) Teil 1: Allgemeine Arbeitsgrundlagen Teil 2: Prüfverfahren A/1500/6000 • Ermittlung der Schmierfettgebrauchsdauer bei Temperaturen bis 200 0C • Bedingungen: Axialbelastung 1500 N, Drehzahl 6000 min-1, Temperaturen 120, 140, 160, 180 + 200 0C Unterschiedliche Einbauvarianten • Ergebnis: Ausfallwahrscheinlichkeit 0,10 bis 0,50 als F10 bis F50 in h

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.78

T+S

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Mechanisch-Dynamisches Verhalten 2. FAG-Prüfgerät (DIN 51821)

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.79

T+S

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AKADEMIE

Mechanisch-Dynamisches Verhalten

2. FAG-WälzlagerfettPrüfgerät (DIN 51821)

Technologische Eigenschaften Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.80

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AKADEMIE

FAG-Wälzlagerfett-Prüfgerät FE 9 (DIN 51821, Teil 1)

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Physikalische, chemische und technologische Eigenschaften Eigenschaften der Schmierfette

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.81

T+S

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WEITERE PRÜFVERFAHREN

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.82

T+S

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Genormte Prüfverfahren • Rollstabilitätstester (ASTM D 1831) • Radlagertest (ASTM D 1263) • Wälzlager-Geräuschprüfung (DIN 5426 E) • Tieftemperatur-Drehmoment-Prüfstand (IP 186 I + II) • Tieftemperatur-Drehmoment-Prüfstand (ASTM D 1478)

Weitere Prüfverfahren Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.83

T+S

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Rollstabilitätstester (ASTM D 1831)

Weitere Prüfverfahren Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.84

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Nicht genormte Prüfverfahren • Wasserhahn-Prüfgerät (z. B. nach Klüber) • Wälzlager- Drehmoment-Prüfgerät • Hochtemperatur-Kettenprüfstand (z. B. nach Klüber) • Hochleistungs-Kettenprüfstand (z. B. nach Klüber) • Gashahn-Prüfgerät (z. B. nach Klüber)

Weitere Prüfverfahren Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.85

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GEBRAUCHTFETT-ANALYSE

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.86

T+S

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Gebrauchtfett-Analyse

Schmiermengen zur GebrauchtfettAnalyse

Strukturdaten

Erforderl. Probemenge

Tropfpunkt Penetration (1/4 Wert) Fließdruck SRV Grundölgehalt Ölabscheidung

1g 5g 2g 1g 10 g 60 g

Daten zur veränderten Zusammensetzung Elementaranalyse (AA, XRF) NZ Aschegehalt Wassergehalt Feste Fremdstoffe IR: Oxydationsbanden Grundöl IR. Abbauprodukte Verdicker IR. Abbauprodukte Additive

1g 10 g 5g 100 g 10 g 1 mg - 1 g 1 mg - 1 g 1 mg - 1 g

Technologische Daten zur Restperformance SKF-Emcor-Test (Rostschutz) SRV Gebrauchsdauer z. B. FE 9

20 g 1g 10 g

Gebrauchtfett-Analyse Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.87

T+S

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Anwendungen

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.88

T+S

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AKADEMIE

Benennung von Schmierfetten Nach der Zusammen-

Nach bestimmten setzung (meist nach Eigenschaften

dem Eindicker Lithium(seifen)fett Kalkfett Lithium-Calcium-Fett

Fließfett

Calciumkomplexfett

EP-Fett

Bentonitfett Kieselgelfett Synthesefett

Hochtemperaturfett

Blockfett

Nach dem Anwendungsgebiet Chassisfett, Getriebefett Heisslagerfett Wälzlagerfett Wasserpumpenfett Mehrzweckfett Universalfett

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Anwendungen

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.89

T+S

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AKADEMIE

Mischbarkeit von Schmierfetten bei gleichem Grundöl

+ mischbar

- nicht mischbar

+/- teilweise mischbar

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Eigenschaften

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.90

T+S

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Ölverlust bei Lagerausfall Eindicker

Ölverlust Gew.- %

Harnstoff 1

61

Lithiumseife

56

Natriumseife

55

Harnstoff 2

54

Calciumkomplexseife

51

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Anwendungen

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.91

T+S

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Einsatzgebiete von Schmierfetten nach Konsistenzklassen NLGI-Klasse (DIN 51818)

Walkpenetration in Einheiten (Zehntelmillimeter)

000

445 bis 475

fließend

GE, Z

00

400 bis 430

schwach fließfähig

GE, Z

0

355 bis 385

halbflüssig

GE, Z

1

310 bis 340

sehr weich

GE, WL, GL, Z

2

265 bis 295

weich

WL, GL, Z

3

220 bis 250

mittelfest

WL, GL,

4

175 bis 205

fest

WL, WP

5

130 bis 160

sehr fest

WP

6

85 bis 115

hart

GL

GL = Gleitlagerschmierung WL = Wälzlager-, Radlagerschmierung WP = Wasserpumpenschmierung

Allgemeine Konsistenzbeurteilung

Anwendungsgebiete

GE = Getriebeschmierung Z = geeignet für Zentralschmieranlagen

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Anwendungen

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.92

T+S

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Anwendung und Konsistenz von Schmierfetten

Allgemeines Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.93

T+S

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TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

Anwendungseigenschaften von Schmierfetten (A) (nach R.T. Vanderbilt Co.)

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.94

T+S

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TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

Anwendungseigenschaften von Schmierfetten (B) (nach R.T. Vanderbilt Co.)

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.95

T+S

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Schmierfette für Getriebe

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.96

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Getriebefette (Getriebefließfette) • Schmierfette (Seife + Mineralöl) niedriger Konsistenz (NLGI-Klassen 000, 00 und 0) • Enthalten auch Additive (EP/AW-Additive, Oxidations-/ Korrosionsschutz-Additive usw.) • Einsatzgebiete - Industrie: Untersetzungsgetriebe, Getriebemotoren - Kraftfahrzeuge: Lenkgetriebe

GETRIEBESCHMIERUNG Getriebeschmierstoffe Getriebefette

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.97

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

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Sprühhaftschmierstoffe - 1 Grundsätzliches Für die Zahnflanken-Schmierung offener oder einfach abgedeckter Verzahnungen werden Haft- oder Sprühhaftschmierstoffe eingesetzt. Ihre Verwendung ist in der Regel auf Umfangsgeschwindigkeiten bis zu etwa 4 m/s beschränkt. Nur in Sonderfällen sind höhere Geschwindigkeiten zulässig.

GETRIEBESCHMIERUNG Getriebeschmierstoffe Getriebefette

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.98

T+S

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Sprühhaftschmierstoffe - 2 Sprühhaftschmierstoffe werden wie folgt aufgebaut: Grundöl + Eindicker + Additive + Festschmierstoffe Die einzelnen Bestandteile werden in den folgenden Anteilen verwendet: Grundöl 65 ÷ 80 % Eindicker etwa 5 % Additive 10 ÷ 20 % Festschmierstoffe 5 ÷ 10 % Zur leichteren Anwendung können auch die Sprühhaftschmierstoffe ein Lösungsmittel enthalten. Als Konsistenz wird die NLGI-Klasse 0 bevorzugt GETRIEBESCHMIERUNG Getriebeschmierstoffe Getriebefette

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.99

T+S

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Sprühhaftschmierstoffe - 3 Aufbau a. Grundöle Es werden Mineralöle, Syntheseöle oder Gemische beider eingesetzt. Die Grundviskosität liegt zwischen 460 und 680 mm2/s bei 40 0C bei einem Viskositätsindex (VI) von größer als 90 und einem Pourpoint von tiefer als - 10 0C. b. Verdicker Es werden einfache Metallseifen oder Metallkomplexseifen (Al-, Al- Komplex, Ba-Komplexseifen), aber auch anorganische Nichtseifenverdicker verwendet. c. Wirkstoffe Es werden verschleiss- und fressverringernde Wirkstoffe zugesetzt. Hierbei kann es sich um Phosphor/Schwefel-Verbindungen, (Bleinaphthenat*) und/oder Fettöle, aber auch Festschmierstoffe handeln. Als Festschmierstoff wird gewöhnlich Graphit, meistens Naturgraphit verwendet. *zwischenzeitlich nicht mehr in Europa im Einsatz

GETRIEBESCHMIERUNG Getriebeschmierstoffe Getriebefette

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.100

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

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Sprühhaftschmierstoffe - 4 Typen - 1 a.

Grundierschmierstoffe Der Grundierschmierstoff wird nach der Reinigung auf die tragenden Zahnflanken des neuen Antriebs aufgetragen und ermöglicht eine Auffüllung der Rauhigkeitstäler. Der Gehalt an Festschmierstoff, meistens Graphit, liegt höher als beim sogenannten Betriebsschmierstoff (ca. um das Dreifache). Der Überschuss an Graphit zusammen mit Additiven, die gegen Fressen schützen, ermöglicht die plastische Deformation bei lokaler Überbeanspruchung.

GETRIEBESCHMIERUNG Getriebeschmierstoffe Getriebefette

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.101

T+S

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Sprühhaftschmierstoffe - 5 Typen - 2 b.

Einlaufschmierstoffe Mit dem Einlaufschmierstoff findet ein gesteuertes Einglätten der Fertigungsrauheiten statt, mit dem Ziel der Steigerung des Traganteils und der schadensfreien und verschleißarmen Belastbarkeit des Antriebes. Wegen des komplexen Zusammenwirkens verschiedener Vorgänge und Mechanismen auf die Oberfläche, ist auch die Additivierung von Einlaufschmierstoffen komplex. Wichtig ist die optimale Abstimmung zwischen chemisch wirkenden Extrem-Pressure-Additiven und physikalisch wirkenden Festschmierstoffen, also Graphit. GETRIEBESCHMIERUNG Getriebeschmierstoffe Getriebefette

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.102

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Sprühhaftschmierstoffe - 6 Typen - 3 c.

Betriebsschmierstoffe Der nach erfolgtem Einlauf verwendete Betriebsschmierstoff wird im Gegensatz zu Grundier- und Einlaufschmierstoff durch Intervallschmierung aufgebracht.

GETRIEBESCHMIERUNG Getriebeschmierstoffe Getriebefette

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.103

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Sprühhaftschmierstoffe - 7 Typen - 4 d. Korrekturschmierstoffe Zur Restaurierung stark beschädigter Arbeitsflanken bieten sich Korrekturschmierstoffe an, bei denen neben Graphit auch andere Feststoffe wie Aluminiumoxide und/oder Siliciumdioxide im Mittelpunkt der Rezeptur stehen. Da es hier um beabsichtigte Korrekturen einer beschädigten Zahnbefläche geht, wo also die Zahngeometrie messbar verändert wird, würde die Wirkung klassischer Einlaufadditive nicht ausreichen. Die feinst verteilten Feststoffe sorgen abrasiv für den nötigen Materialabtrag. Es ist selbstverständlich, dass derartige Korrekturen mit grösster Sorgfalt und bei dauernder Kontrolle der Veränderung der Zahnflankenoberflächen vorgenommen werden müssen.

GETRIEBESCHMIERUNG Getriebeschmierstoffe Getriebefette Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.104

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Schmierfette für Wälzlager

GRUNDLAGEN DER SCHMIERSTOFFE Schmierfette Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.105

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Entscheidung: Öl- oder Fettschmierung

a) Drehzahlgrenze

b) Konstruktion

= f (Lagertyp)

Dichtungen

Richtwert: n · dm > 0,5 · 106

Andere Reibstellen

 Ölschmierung

Geräuschdämpfung

(bei Nachschmierfrist > 200 h)

Vibrationsdämpfung

c) Betriebsbedingungen

d) Wartung

Wärmeabfuhr

Lebensdauerschmierung

Abtropfen

WÄLZLAGERSCHMIERUNG Schmierung von Wälzlagern Allgemeines

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.106

AKADEMIE

Abgrenzung: Ölschmierung/Fettschmierung

Zulässige Drehzahl, U/min

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK 30000 Rillenkugellager

20000

ÖLSCHMIERUNG Zylinderrollenlager

10000

5000 4000 3000 Pendelrollenlager 2000 FETTSCHMIERUNG

1000 20 30

40 50 60 80 100 120 160 200 Bohrdurchmesser, mm

WÄLZLAGERSCHMIERUNG Schmierung von Wälzlagern Allgemeines

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.107

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Fettauswahl nach verschiedenen Kriterien - 1 Kriterien für die Auswahl des Fettes

Eigenschaften des zu wählenden Fettes

Betriebsbedingungen Drehzahlkennwert n · dm Belastungsverhältnis P/C

Fettauswahl nach Diagramm, Bei hohem Drehzahlkennwert n · dm: Konsistenzklasse 2-3, bei hohem Belastungsverhältnis P/C: Konsistenzklasse 1-2

Forderung an Laufeigenschaften geringe Reibung, auch beim Start

Fett der Konsistenzklasse 1-2 mit synthetischem Grundöl niedriger Viskosität

niedrige und konstante Reibung im Beharrungszustand, aber höhere Startreibung zulässig

Fett der Konsistenzklasse 3-4, Füllungsgrad ≈ 30 % des freien Lagerraumes oder Fett der Konsistenzklasse 2-3, Füllungsgrad < 20 % des freien Lagerraumes

geringes Laufgeräusch

geräuscharmes Fett (hoher Reinheitsgrad)

Einbauverhältnisse Lagerachse schräg oder senkrecht

haftfähiges Fett der Konsistenzklasse 3-4

Au?enring dreht, Innenring steht oder Fliehkrafteinwirkung auf das Lager

Fett mit hohem Verdickeranteil, Konsistenzklasse 2-4 Füllungsgrad abhängig von der Drehzahl

Wartung häufige Nachschmierung

weiches Fett der Konsistenzklasse 1-2

Gelehentliche Nachschmierung, for-life-Schmierung

Walkstabiles Fett der Konsistenzklasse 2-3, obere Einsatztemperatur deutlich höher als Betriebstemperatur

WÄLZLAGERSCHMIERUNG Schmierung von Wälzlagern Fettschmierung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.108

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Fettauswahl nach verschiedenen Kriterien - 2 Kriterien für die Auswahl des Fettes

Eigenschaften des zu wählenden Fettes

Umweltverhältnisse hohe Temperatur, for-life-Schmierung

Temperaturstabiles Fett mit synthetischem Grundöl und mit temperaturstabilem (evtl. synthetischem) Verdicker

hohe Temperatur, Nachschmierung

Fett, das bei hoher Temperatur keine Rückstände bildet, lange Gebrauchsdauer bei hoher Temperatur

tiefe Temperatur

Fett mit niedrigviskosem synthetischen Grundöl und geeignetem Verdicker Konsistenzklasse 1-2

staubige Umgebung

festes Fett der Konsistenzklasse 3

Kondenswasser

emulgierendes Fett, wie z.B. Natronseifenfett

Spritzwasser

wasserabweisendes Fett, z.B. Kalziumseifenfett der Konsistenzklasse 3

aggressive Medien (Säuren, Basen usw.)

Sonderfett, bei FAG oder Schmierstoffhersteller erfragen

radioaktive Strahlung

bis Energiedosis 2 · 10 J/kg, Wälzlagerfette nach DIN 51825 7 bis Energiedosis 2 · 10 J/kg, bei FAG zurückfragen

Schwingbeanspruchung

Lithium EP-Fett der Konsistenzklasse 2, häufige Nachschmierung. Bei mäßiger Schwingungsbeanspruchung Lithiumseifenfett der Konsistenzklasse 3

Vakuum

bis 10 mbar, abhängig von Temperatur und Grundöl, Wälzlagerfette nach DIN 51825, bei FAG zurückfragen

4

-5

WÄLZLAGERSCHMIERUNG Schmierung von Wälzlagern Fettschmierung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.109

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Schmierfette für

Beschreibung

Hohe Drehzahlen und hohe Temperaturen

Fette der NLGI-Klasse 2 (evtl. 1) mit Oxidationsinhibitoren, auch mit synthetischen Flüssigkeiten (z. B. Silikonöle) und/oder Nichtseifenverdickern

Niedrige Laufgeräusche

Speziell gefilterte Fette (Maschenweite 25µ µm), evtl. höhere Grundölviskosität

Niedrige Reibung

Fette der NLGI-Klasse 2; synthetische Flüssigkeiten niedriger Viskosität als Grundöl

Niedrige Drücke

Fette mit Grundölen, deren niedrigsiedende Bestandteile entfernt wurden (Apiezonfette), oder mit synthetischen Flüssigkeiten niedriger Verdampfungsneigung (z. B. Silikonöle)

Strahlenbeständigkeit

Fette mit Nichtseifenverdicker (Gel) und strahlenbeständiger flüssiger Phase (aromatischer Kw), evtl. mit Strahlenschutzstoffen (Additiven)

WÄLZLAGERSCHMIERUNG Schmierung von Wälzlagern Fettschmierung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.110

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

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Betriebstemperatur für Schmierfette (“Ampel-Konzept“) (nach Kühl, 1998) ROT

ORANGE T1

GRÜN T2

ORANGE T3

ROT T4

Temperatur

ROT

Unzulässige Betriebstemperatur

ORANGE Unsicherer Betrieb (im Kurzzeitbetrieb) GRÜN T1 T2 T3 T4

Sicherer Betrieb mit vorhersehbarer Lebensdauer Tieftemperaturgrenze Tieftemperatur Funktionsgrenze Hochtemperatur Funktionsgrenze Hochtemperaturgrenze

WÄLZLAGERSCHMIERUNG Schmierung von Wälzlagern Fettschmierung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.111

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Verhalten von Schmierfetten in Wälzlagern Betriebsbereich

Temperaturbereich

Auswirkungen Schmierfett

auf

1. kritischer Bereich

Tiefe Temperaturen

Schmierfett zu steif Erhöhte Walkarbeit Ungenügende Abgabe Hohes Reibungsmoment

Normalbereich

Raumtemperatur etwa 50 0C / 80 0C

Optimales Verhalten

2. kritischer Bereich

ab 100 0C

Zu starkes Ausbluten d. Grundöls Erhöhte Oxidation + Alterung Erhöhter Verdampfungsverlust Additivabbau Neigung zu starker Erweichung Reduzierung d. Gebrauchsdauer

WÄLZLAGERSCHMIERUNG Schmierung von Wälzlagern Fettschmierung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.112

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Relative Schmierfettpreise in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur im Wälzlager 100 0C

:

1

120 0C

:

2

140 0C

:

3-8

160/170 0C

:

5 - 12

170/200 0C

:

20 - 50

200/250 0C

:

150 - 400

WÄLZLAGERSCHMIERUNG Schmierung von Wälzlagern Fettschmierung

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.113

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Ursachen für die Geräuschentwicklung in Wälzlagern • Wälzlager-Gestaltung — Natürliche Frequenzen — Käfigstabilität — Federungsverhalten • Wälzlager-Herstellungsgenauigkeit — Rauheit der Laufflächen — Welligkeit der Laufbahn-Oberflächen — Fertigungsfehler • Wälzlager — Fehler bei der radialen/axialen Ausrichtung — Fluchtungsfehler der Bauteile • Wälzlager-Schmierstoffe WÄLZLAGERSCHMIERUNG Grundlagen der Wälzlagerschmierung Geräuschverhalten

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.114

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Schmierfett als Ursache der Geräuschentwicklung • Bestandteile des Schmierfettes — Verunreinigungen im Grundöl — Verunreinigungen in den Additiven — Verunreinigungen im Verdicker • Verunreinigungen aus früheren Fettchargen im Produktionskessel • Verschleißpartikel aus der Anwendung • Verschmutzte Umgebung bei der Schmierfettproduktion • Verschmutzte Schmierfettbehälter • Schmierfettproduktionsprozess — Zur Herstellung der Verdickersysteme, die nicht zur Geräuschentwicklung beitragen, sind besondere Prozesse nötig — Kristallstruktur, -Größe, -Härte und -Dispergierung wirken sich erheblich auf die Geräuschentwicklung aus WÄLZLAGERSCHMIERUNG Grundlagen der Wälzlagerschmierung Geräuschverhalten

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.115

T+S

TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK

AKADEMIE

Gründe zum Einsatz von Schmierfetten mit geringer Neigung zur Geräuschentwicklung • Längere Lebensdauer der geschmierten Elemente — Weniger Oberflächenschädigungen — Gesteuerte Ölabscheidung • Qualitätskontrolle — Schmierfettgeräusche können Unregelmäßigkeiten bei Produktionsprozessen überdecken • Warneinrichtungen — Schwingungssensoren zur Schadensfrüherkennung erfordern Schmierfette mit geringer Geräuschentwicklung • Geräuschempfindliche Anwendungen — Haushaltsgeräte (Geschirrspüler, Klimaanlagen usw.) — Computer — Fahrzeug-Komponenten — Feinwerktechnische Geräte

WÄLZLAGERSCHMIERUNG Grundlagen der Wälzlagerschmierung Geräuschverhalten

Environmentally Acceptable Lubricants 10.01.116