Mediumschmierung

Im Bereich der Mediumschmierung tribologischer Kontakte bieten wir die

Beurteilung der Einsetzbarkeit und Bewertung entstehender Anforderungen

Bewertung von Anforderungen für ein tribologisches System beim Einsatz eines Mediums als Schmierstoff.

In der Regel werden für die jeweilige Einsatzbedingungen optimale Schmierstoffe und Schmierstoff-Additive verwendet. Eine interessante Alternative ist die Verwendung eines vorhandenen Mediums als Schmiermittel, wie z.B. die Mediumschmierung bei Strömungsmaschinen oder Rührwerken, bei Förderanlagen oder Pumpen. Die Verwendung vorhandener Medien als Zwischenstoff bietet auf Systemebene Vorteile, wie Kosteneinsparungspotentiale, wartungsfreie und umweltfreundlichere Systeme.

Zur Beurteilung der Einsetzbarkeit einer Mediumschmierung gehört bspw. die Ermittlung des Reibungsverhaltens und Bewertung der Konsequenzen fehlender Schmierstoff-Additive. Je nach Medium müssen auch Einflüsse wie Korrosion oder Wasserstoffversprödung der Werkstoffe berücksichtig werden. Die Werkstoffe und Gefüge müssen auch unter tribologischer Beanspruchung beständig gegen die Medien, deren Bestandteile und Reaktionsprodukte gewählt werden.

 

Beurteilung und Optimierung der Kontakte bei nicht optimalen Schmierungsbedingungen

Auf Grund der Mediumschmierung ist es technisch oft nicht möglich eine vollständige Trennung der kontaktierenden Körper durch den Schmierstoff zu ermöglichen. Dadurch ist ein Betrieb unter Mischreibungsbedingungen notwendig.

Während des Betriebs unter Mischreibung entstehen an den Mikrokontakten, d.h. durch sich berührende Rauheitsspitzen der kontaktierenden Oberflächen hohe lokale Reibungskräfte und Beanspruchungen, ebenso Verschleiß. Verunreinigungen und Partikel in den Schmierstoffen verursachen ebenfalls hohe lokale Beanspruchungen.

In diesen damit hochbeanspruchten Wälzkontakten ist die Oberflächenermüdung ein unvermeidbarer lebensdauerbegrenzender Versagensmechanismus. Wir ermitteln und optimieren ggf. die erreichbare Lebensdauer und Zuverlässigkeit derartiger Kontakte.

 

Moderne Hochdruck-Pumpen (Common-Rail-Pumpen) nutzen eine Mediumschmierung. Sowohl Wälzkontakte wie auch Gleitkontakte müssen mit Kraftstoff-Schmierung ihre Funktion erfüllen. Diese Mediumschmierung beeinflusst das Reibungsverhalten, wie auch die Beanspruchungen und Verschleißmechanismen der Kontakte. Nachfolgendes Diagramm zeigt gemessene Reibwerte in Abhängigkeit der Summenumfangsgeschwindigkeit für Kraftstoffe unterschiedlicher Qualität und mit unterschiedlichen Additiven:

Mediumschmierung, WasserSchmierung, Werkstoff, Beschichtung, Wasserstoffversprödung, Waelzfestigkeit, Waelzkontakte, Wälzkontaktermüdung, tribologisches System, Grenzreibung, Mischreibung, raue Oberflächen

Gemessener Reibwert-Verlauf in Abhängigkeit der Summenumfangsgeschwindigkeit für verschiedene Kraftstoffe, Kerosin (Jet A1), Grenz-Dieselkraftstoff (GDK650), diesel-ähnliches Prüföl 1404, Dieselkraftstoff nach DIN EN 590 bei 40°C, bei konstantem Schlupf S=1%

Die Inhalte wurde teilweise entnommen aus der eigenen Dissertation mit dem Titel: Wälzkontaktermüdung bei Mischreibung. Link zur veröffentlichten Dissertation Wälzkontaktermüdung bei Mischreibung

 

 

Trends im Bereich der Mediumschmierung

Universal Schmierstoff: Reduzierung der Anzahl an mitgeführten Schmierstoffen z.B. durch die Kühlung von Motoren und der Leistungselektronik mit Ölen. Damit ergeben sich auch thermische und elektrische Anforderungen, wie elektrische Leitfähigkeit und deren Veränderungen im Betrieb, die Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit/heat-transfer, die Stabilität und Alterung werden zu wichtigen Bewertungskriterien.

Wasser (öl-frei) wird als Kühl- und Schmierstoff bspw. bei Gleitlagern von Schiffs-Antrieben oder Rührwerken eingesetzt.

Wasserbasierende Schmierstoffe z.B. in Getrieben, bei Offshore-Anlagen, Hydraulikanlagen und natürlich als Kühlschmierstoffe.

Im Vergleich zu Schmierstoffen hat Wasser eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit.  Auch in Bereichen wie Brandschutz und Umweltschutz bieten sich Vorteile. Jedoch ergeben sich auch zahlreiche Anforderungen an betroffene Bauteile wie Lagerungen und Dichtungen. Zudem an Werkstoffe und Korrosionsschutz, Wasserstoffversprödung und Beschichtungen. Wasser ist sehr niederviskos und wird in der Regel aufgedickt, zudem ist die Additivierung der jeweiligen Anwendung anzupassen. Als Schnittmenge zwischen der Tribologie und Werkstoffthemen ergeben sich auch Kontaktthemen wie Tribo-Korrosion und Verschleiß.

 

Weitere Details erläutern wir Ihnen gerne in einem persönlichen Gespräch
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