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PASTEN UND FETTPASTEN GU – P R TI – SC H H SC SY G ER E TI N MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN AK T PASTEN UND FETTPASTEN mit reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffen ■ INHALT EINFÜHRUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 ARTEN UND EIGENSCHAFTEN VON PASTEN UND FETTPASTEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE VON REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN . . . . . . . . . . . . . . . .4 ADDITIVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 TYPISCHE EINSATZGEBIETE UND ANWENDUNGSBEISPIELE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 TRIBOKORROSION – URSACHEN UND AUSWIRKUNGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 FORSCHUNGSERGEBNISSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 TYPISCHE PRÜFMETHODEN FÜR PASTEN UND FETTPASTEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 AUSWAHLLEITFADEN PASTEN UND FETTPASTEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 ■ EINFÜHRUNG In schmierungstechnisch extremen Anwendungen sind die mit Pasten und Fettpasten aus der gleitmo-Produktreihe oft einem Öl die einzige Lösung und in vielen Bereichen nicht ersetz- oder einem bar. Besonders bei sehr hohen Flächenpressungen und Fett alleine nicht niedrigen Gleitgeschwindigkeiten, bei oszillatorischen erreicht werden kön- Bewegungen oder extrem hohen Temperaturen zeigen nen. NA :I lle e Qu Pasten und Fettpasten ihre einzigartigen Eigenschaften. Abhängig vom Gehalt an Festschmier- 2 Pasten und Fettpasten sind Mischungen aus einem Grund- stoffen unterscheiden wir dabei in Pasten, Fettpasten öl oder einem Grundfett mit Festschmierstoffen sowie oder Fette. Liegt der Anteil bei 40 % und mehr, so spre- Additiven. Die Festschmierstoffe können dabei die Funk- chen wir von einer Paste, bei einem Anteil von 10 bis 40 % tion eines Verdickers übernehmen. Ihre Hauptaufgabe von einer Fettpaste. Unter 10 % sprechen wir auch bei ei- ist es jedoch, dem Produkt Eigenschaften zu verleihen, nem festschmierstoffhaltigen Produkt von einem Fett. PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN FUCHS LUBRITECH GMBH ARTEN UND EIGENSCHAFTEN von Pasten und Fettpasten ■ BEISPIELE FÜR PASTEN: Klassifizierung und Anwendungsmöglichkeiten von Pasten die Zusammensetzung bzw. der Hauptbestandteil (Kup- und Fettpasten weisen eine hohe Komplexität auf. Eine ferpasten, MoS2-Pasten). Eine weitere Möglichkeit bietet einheitliche Norm gibt es für diese Schmierstoffe bis heu- die Anwendung (Heißschraubenpaste, Trennpaste). Dabei te nicht. ist natürlich eine Kupferpaste immer auch eine Heißschraubenpaste und eine MoS2-Paste eine schwarze Paste, usw. Aufgrund der Unterscheidung der Pasten und Fettpasten nach unterschiedlichen Gesichtspunkten kommt es immer Die nachfolgende Tabelle greift unterschiedliche Begrif- wieder auch zu Überschneidungen. Eine Möglichkeit der fe für Pasten auf und zeigt kurz die dazugehörigen Ei- Einteilung ist z. B. die Farbe (schwarze, weiße Pasten) oder genschaften und Anwendungen. Pastenbezeichnung Eigenschaften Anwendung Montagepasten Hohe Druckbelastbarkeit, gute Schmierwirkung, niedrige Reibwerte, kein Ruckgleiten (Stick-Slip) Alle Arten von Ein- oder Auspressarbeiten Heißschraubenpasten Gute Trennwirkung im Gewinde bei extremen Temperaturen, möglichst ohne schädliche Wechselwirkung mit dem Schraubenwerkstoff Schraubenverbindungen im Hochtemperaturbereich Kupferpasten Trennung im Hochtemperaturbereich, extrem druckbelastbar, begrenzte Schmierwirkung Als Hochtemperatur-Trennpasten Metallpasten Hochtemperaturbeständig, oft nicht metallurgiegerecht Als Hochtemperatur-Trennpasten PTFE-Pasten (Polytetrafluorethylenhaltige Pasten) Enthalten PTFE als Festschmierstoff, gute Schmierwirkung bei mittleren Belastungen, gute chemische Beständigkeit, in Verbindung mit PFPE-Grundölen Temperaturen bis +280°C möglich Stahl-Kunststoff-Schmierung, Elastomere, auch in der Lebensmittelerzeugung und -verarbeitung PFPE-Pasten (Perfluorpolyetherbasische Pasten) Perfluoriertes Grundöl, gute chemische und thermische Beständigkeit, geringe Affinität zu Oberflächen, oft in Verbindung mit PTFE als Verdicker bzw. Festschmierstoff Sauerstofftechnik, chemische Industrie Siliconpasten Physiologisch unbedenklich, kunststoffverträglich Trinkwasserarmaturen, Kunststoffschmierung Schwarze Pasten MoS2- oder graphithaltig, druckbelastbar, niedrige Reibwerte als Montagepasten Weiße Pasten Je nach Zusammensetzung: gute Schmier- oder Trenneigenschaften, z. T. sehr temperaturbeständig als Montagepasten, für hochbelastete Bauteile, gegen Ruckgleiten, für Edelstahlschrauben Eine besondere Stellung nehmen gleitmoPasten und -Fettpasten mit reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffen ein. Zur Vermeidung von Tribokorrosion (Passungsrost), bei Schwingungen und kleinen Einstellbewegungen. FUCHS LUBRITECH GMBH PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN 3 AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE von reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffen ■ WEISS IST NICHT GLEICH WEISS Abb. 1: PRINZIPIELLE ZUSAMMENSETZUNG VON FETTEN, FETTPASTEN UND PASTEN TYPISCHE EINSATZGEBIETE Der Begriff „weiße Paste“ umfasst eine Vielzahl verschiedener Produkte. Je nach Zusammensetzung der Paste oder Fettpaste (Abb. 1) sind die Eigenschaften sehr unter- Additive schiedlich. Ein gemeinsames Merkmal ist lediglich die helle Farbe, wobei hier durch Zugabe von verschiedenen Festschmierstoffe Grundölen, Festschmierstoffen oder Additiven recht unterschiedliche Farbvarianten von weiß bis beige/braun auf- Verdicker treten können. Öl ■ DEFINITION Fett Fettpaste Paste Abb. 2: STRIBECK-DIAGRAMM: MODELL DER REIBUNGSZUSTÄNDE Unter „reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffen“ versteht man verschiedene anorganische Ver- Haftreibung dieser Festschmierstoffe, wie sie in den gleitmo-Pasten und -Fettpasten eingesetzt werden, zeigen zudem eine synergetische Wirkung, die die Ausbildung dieser Reaktionsschichten beschleunigt und verstärkt, so dass Grenzreibung Hydrodynamische Reibung (Flüssigkeitsschmierung) tionsschichten auszubilden. Ausgewählte Kombinationen Mischreibung stimmten Einsatzbedingungen tribochemische Reak- Grenzreibung die nicht abrasiv wirken. Sie sind in der Lage, unter be- Reibwert μ bindungen in Form von geschmeidigen, weichen Pulvern, Mischreibung exzellente Verschleißschutzeigenschaften auch unter un- Hydrodynamische Reibung günstigen Betriebsbedingungen erzielt werden. PTFE und Wachse gehören nicht zu dieser Gruppe, da sie keine ReRotationsgeschwindigkeit n aktionsschichten bilden können. Gegenkörper Schmierfilm Grundkörper ■ REIBUNGSZUSTÄNDE (Abb. 2) 4 Im Bereich sehr kleiner Relativgeschwindigkeiten oder reich der hydrodynamischen Reibung tritt beim Anfahren von Maschinen erfolgt noch keine Tren- kein Verschleiß der Reibpartner auf. Die- nung zwischen Welle und Lagerschale durch den Schmier- ser Idealzustand wird nur in wenigen stoff (Grenzreibung). Bei steigenden Geschwindigkeiten Maschinenelementen, z. B. in Turbi- baut sich zwischen den Flächen ein Schmierfilm auf, der nen-Gleitlagern, erreicht. Die häufigs- die beiden Bauteile zunehmend voneinander trennt te Form der Reibung ist in vielen (Mischreibung). Die Rauheitsspitzen berühren sich aber Anwendungsfällen jedoch die Misch- nach wie vor, so dass weiter Verschleiß auftritt. Erst bei reibung. Gerade dort zeigen gleitmo- verhältnismäßig hohen Relativgeschwindigkeiten kann Pasten und -Fettpasten mit reaktionswirksamen ein Schmierfilm gebildet werden, der beide Oberflächen weißen Festschmierstoffen gegenüber herkömmlichen vollständig voneinander trennt (Hydrodynamik). Im Be- Produkten ihre besondere Leistungsfähigkeit. PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN FUCHS LUBRITECH GMBH ■ OSZILLATORISCHE BEWEGUNGEN und Vibrationen. Darüber hinaus gibt es Anwendungsfälle, bei denen funktionsbedingt oszillatorische Hydrodynamische Reibung Geschwindigkeit Viele Maschinenelemente unterliegen Schwingungen Abb. 3: OSZILLATORISCHE BEWEGUNGEN Mischreibung Bewegungen stattfinden. Kennzeichnend ist dabei, dass bei jedem einzelnen Bewegungszyklus die Geschwin- Festkörperreibung 0 Zeit digkeit von Null auf ihren Maximalwert ansteigt, Mischreibung danach wieder auf Null zurückfällt, um anschließend in entgegengesetzter Richtung wieder anzusteigen, bevor Hydrodynamische Reibung wieder der Nulldurchgang erfolgt (Abb. 3). Bezogen auf das Stribeck-Diagramm (S. 4, Abb. 2) bedeutet dies, dass sich der Reibungszustand permanent zwischen Haftbzw. Grenzreibung und Misch- bzw. sogar hydro- stoffs. Herkömmliche Schmierfette sind unter diesen dynamischer Reibung verändert. Dies stellt extreme Bedingungen nicht in der Lage, einen schützenden und Anforderungen an die Leistungsfähigkeit des Schmier- tragfähigen Schmierfilm auszubilden. F ■ SRV-PRÜFMETHODE (SCHWING-REIB-VERSCHLEISS) v Bei Schmierstoffen, die für Reibstellen mit oszillatori- Temperatur mechanisch bean- schen Bewegungen vorgesehen sind, werden die sprucht. Typische Werte sind z. B. Leistungsdaten auf dem SRV-Testgerät ermittelt. 50Hz / 500μm / 300N / +50°C. Hierbei bewegen sich die Prüfkörper (Kugel oder Bestimmt wird die Reibungszahl μ Zylinder auf Platte) geradlinig oszillatorisch. Die mit durch Messung der Reibkraft. Ebenfalls erfolgt eine Schmierstoff benetzten Prüfkörper werden mit einer Messung des Verschleißvolumens und der Verschleiß- Normalkraft, einer festgelegten Frequenz, einem vor- tiefe der Platte. Die hierbei gewonnenen Prüfdaten zei- gegebenen Schwingweg und einer vorgegebenen gen die tatsächliche Leistung des Schmierstoffes. Abb. 4: Lithiumfett mit MoS2 SRV-TEST Lithiumfett mit reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffen Oberfläche von Prüfkörpern nach einer Stunde Laufzeit Oberflächenkontur (^ =Verschleißprofil) starker Verschleiß, tiefe Riefen 10 μm 250 μm FUCHS LUBRITECH GMBH f=50Hz A=500μm F=300N T=50°C t=60min Oberflächenkontur (^ =Verschleißprofil) minimaler Abrieb, glatte Oberfläche 10 μm 250 μm PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN 5 ADDITIVE ■ AUF DIE KOMBINATION KOMMT ES AN Bestimmte weiße Festschmierstoffe reagieren tribochemisch mit metallischen Grenzflächen, wenn ausreichend hohe Anregungszustände vorliegen. Diese hohen Anregungszustände treten z. B. bei oszillatorischen Bewegungen auf, d. h. wenn die sich berührenden Metallkörper schwingende Bewegungen von kleiner Amplitude ausführen. Abb. 5: FESTE ADDITIVE / ZUSÄTZE Als Resultat werden auf den Kontaktflächen dünne, reibungs- und verschleißmindernde Haftschichten gebildet, physikalisch wirksam die den Einlauf begünstigen und die Lebensdauer von tribochemisch wirksam Maschinenelementen erheblich verlängern. Die besonschwarze • MoS2 • Graphit dere synergetische Wirkung der Kombination von unterschiedlichen weißen Festschmierstoffen in gleitmo-Pasten und -Fettpasten ermöglicht eine optimale Schutzschicht sowohl bei Stahl-Stahl-Werkstoffpaarungen als auch bei weiße • PTFE • Wachse • Keramikpulver reaktionswirksame weiße Festschmierstoffe anderen Metallpaarungen mit Kupfer- oder Aluminiumlegierungen. In sehr vielen Anwendungsfällen ist diese tribochemische Wirkung der reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffe wesentlich effektiver als die vorwiegend mechanisch-physikalische Funktionsweise von MoS2oder graphithaltigen Schmierstoffen (Abb. 5). Abb. 6: GELENKLAGERTEST Abb. 6 zeigt die Ergebnisse von fünf jeweils vergleichbaren Versuchen mit p · v = 1200 N/mm2 · mm/s Versuchsabbruch nach 500 h 500 (p · v ^ = Produkt aus Flächenpressung und Geschwindigwurden bei Einsatz einer gleitmo-Fettpaste mit reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffen nach 500 h bei voll intakten Gelenklagern abgebrochen. Die Lebensdauer der Gelenklager konnte durch den Einsatz ei- Lebensdauer (h) keit) und einem Winkel von 30°. Die Versuche 4 und 5 400 300 200 ner gleitmo-Fettpaste mit reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffen gegenüber einem Fett mit MoS2 um 100 Versuchsabbruch nach Gelenklagerausfall das 6- bis 10-fache erhöht werden. Die mit MoS2-haltigem Fett geschmierten Gelenklager erreichten lediglich eine maximale Lebensdauer von 80 Betriebsstunden. 1 2 3 Fett mit Molybdändisulfid 6 PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN 4 5 1 2 3 4 5 gleitmo-Fettpaste mit reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffen FUCHS LUBRITECH GMBH TYPISCHE EINSATZGEBIETE und Anwendungsbeispiele Eingesetzt werden „weiße“ gleitmo-Pasten und -Fettpasten bevorzugt an Bauteilen und Maschinenelementen, die wie folgt beansprucht werden: oszillatorische Bewegungen/Vibrationen oder schwere Lasten/langsame Bewegungen. Da bei Grenz- bzw. Mischreibung die Reibpartner nicht vollständig voneinander getrennt sind, kommt es zu sehr hohem Verschleiß und damit zu nicht erreicht werden, da die Relativgeschwindigkeiten einem frühzeitigen Ausfall der unter gegebenen Belastungsverhältnissen nicht ausrei- so beanspruchten Bauteile chen, um die Reibpartner voneinander zu trennen. Misch- und Maschinenelemente. und Grenzreibung treten auch bei sehr schnellen oszillatorischen Bewegungen auf, da in den Umkehrpunkten Der FUCHS LUBRITECH GMBH Wunschzustand der keine Relativgeschwindigkeit zwischen den Oberflächen Hydrodynamik kann bei einer auftritt und die Reibpartner sich folglich berühren (s. Sei- Vielzahl von Anwendungen te 5, Abb. 3). PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN 7 TYPISCHE EINSATZGEBIETE und Anwendungsbeispiele SCHMIERUNG DER HAUPTLAGERUNG EINES TELESKOPSPIEGELS Hierbei wird der gesamte Drehkranz des Turms (Lager und Verzahnung) sowie die Verzahnung der Höhenverstellung automatisch geschmiert. Reaktionswirksame weiße Festschmierstoffe schützen zuverlässig diese großen Maschinenelemente. 585 K Quelle: Rothe Erde Quelle: MEV-Bildarchiv SCHMIERUNG VON SPINDELN AN SCHWERLASTHUBELEMENTEN Höchster Verschleißschutz und beste Verträglichkeit mit den verwendeten Werkstoffen. Reaktionswirksame weiße Festschmierstoffe verhindern Ruckgleiten selbst bei ungünstigen Materialpaarungen. WSP 5040 SCHMIERUNG VON BOGENZAHNKUPPLUNGEN Ständige Gleitbewegungen erfordern bei wechselnden Beanspruchungen der Kupplung eine effektive Schmierung der Verzahnungen. Reaktionswirksame weiße Festschmierstoffe gewährleisten einen sicheren Betrieb. WD :K elle u Q 8 PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN 805 K FUCHS LUBRITECH GMBH Ständig wechselnde Kräfte und Vibrationen gefährden diese teuren Bauteile. Reaktionswirksame weiße Fest- Quelle: MEV-Bildarchiv SCHMIERUNG VON TURMDREHLAGER ( 1 AZIMUTLAGER) UND BLATTVERSTELLUNG ( 2 PITCHLAGER) EINER WINDKRAFTANLAGE schmierstoffe verlängern die Lebensdauer der Großlager, da sie auch bei kleinen Einstellbewegungen die ge- 585 K 1 2 Quelle: GE Energy fürchtete Riffelbildungen in den Laufbahnen verhindern. Keine rollenden Bewegungen wie in einem Lager, son- Qu ell e: INA SCHMIERUNG VON KREUZGELENKEN dern eine mehr oder weniger gleichförmige Rotation mit überlagerter Schwenkbewegung. Hierbei sind reaktionswirksame weiße Festschmierstoffe zum Verschleißschutz unersetzbar. 585 M TAKTSCHIEBEN BEI DER HERSTELLUNG EINER SPANNBETONBRÜCKE Die vor Ort produzierten Betonteile werden über spezielle hydraulische Hub- und Schiebeelemente weitergeschoben (kleines Bild). Reaktionswirksame weiße Festschmierstoffe setzen die Reibung herab und verringern den Verschleiß. 805 FUCHS LUBRITECH GMBH PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN 9 TRIBOKORROSION Ursachen und Auswirkungen ■ DEFINITION FESTSCHMIERSTOFFPASTEN Durch Reibkorrosion entstehen an Passflächen von Ei- Verschleiß von Tribokorrosion oder Passungsrost. Zur senwerkstoffen unerwünschte Veränderungen der Werk- Entstehung von Passungsrost ist es nicht notwendig, stoffoberflächen. In der Praxis ist diese Verschleißform dass die Bauteile gezielt gegeneinander bewegt wer- häufig an kraft- und formschlüssigen Verbindungen von den. Häufig entsteht er bereits durch die Übertragung Maschinenelementen zu beobachten. von Vibrationen, z. B. bei Lagersitzen oder Welle-NabeVerbindungen. Dies gilt auch für gleichförmig bewegte Ist die Amplitude der oszillatorischen Bewegung sehr Bauteile, die häufigen Start/Stopp-Bewegungen ausge- klein (< 500 μm), spricht man bei dem entstehenden setzt sind (z. B. Linearführungen und Spindeln). DIE ENTSTEHUNG VON TRIBOKORROSION HAT UNTERSCHIEDLICHE URSACHEN UND AUSWIRKUNGEN: Ursache Auswirkung Adhäsion Bildung und Trennung atomarer Haftverbindungen bei hochbelasteten Reibpaarungen (Kaltverschweißung) Abrasion Materialabtragung durch ritzende oder furchende Beanspruchung bei Berührung der Rauheitsspitzen der Reibpartner Oberflächenzerrüttung Werkstoffermüdung mit Rissbildung im oberflächennahen Bereich der Reibpartner durch starke tribologische Wechselbeanspruchung (Materialablösungen möglich) Tribochemische Reaktion TYPISCHE TRIBOKORROSIONSERSCHEINUNGEN Gelenklager Bildung chemischer Reaktionsprodukte durch starke mechanische Anregung der Grenzflächen und/oder des Zwischenstoffes Spannhülse ■ MASSNAHMEN ZUR VERMEIDUNG VON TRIBOKORROSION Es sind sowohl konstruktive, als auch tribologische Maßnahmen möglich, die das Entstehen von Tribokorrosion verhindern können: ■ Verwenden von speziellen Beschichtungen ■ Verringern der Maschinenvibrationen ■ Verringern von starken Biegekräften ■ Vermeiden von großen, aufeinander wirkenden Metalloberflächen ■ Verwendung von gleitmo-Pasten und -Fettpasten mit reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffen 10 Nadellager ➔ Diese Möglichkeit besteht auch dann noch, wenn alle anderen genannten Maßnahmen nicht mehr umgesetzt werden können. Reaktionswirksame weiße Festschmierstoffe bieten auch hier einen wirkungsvollen Schutz. PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN FUCHS LUBRITECH GMBH FORSCHUNGSERGEBNISSE TRIBOKORROSION ■ SPINDELSCHMIERUNG Abb. 7: SPINDELSCHMIERUNG VERGLEICHSTEST Die überlegene Schmierleistung reaktionswirksamer 500.000 weißer Festschmierstoffe zeigt sich eindrucksvoll in fol- 450.000 gendem Versuch: Eine Stahlspindel wird zyklisch um 400.000 jeweils zwei Umdrehungen gedreht. Sie bewegt sich 350.000 dabei in einer Stahlmutter, die fest mit einer hierbei einer dauernden Zugkraft ausgesetzt. Ein Zyklus entspricht zwei Umdrehungen nach rechts und zwei 300.000 Bewegungszyklen Spannfeder verbunden ist. Mutter und Spindel werden Versuchsabbruch bei voll intakter Spindel 250.000 200.000 150.000 Umdrehungen nach links. 100.000 Ausschlaggebende Bedeutung hat bei dieser ungünsti- 50.000 gen Materialpaarung die Flächenpressung. An den 0 Schmierstoff werden hierbei höchste Anforderungen Versuchsabbruch wegen Drehmomentüberschreitung Lithiumseifen-Fett gestellt, da die Spindelkonstruktion keine Depot- Paste mit Molybdändisulfid Fettpaste mit reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffen schmierung ermöglicht. Der Schmierfilm muss während ■ Materialpaarung Stahl-Stahl der gesamten Belastungsdauer volle Schmierwirkung ■ Gleitgeschwindigkeit 8,5 mm/s gewährleisten. ■ Bewegungszyklus: 2 Umdrehungen rechts, Ein häufig in solchen Anwendungen eingesetztes lithi- ■ 2 Umdrehungen links umverseiftes Mehrzweckfett versagt bereits nach weni- Abschaltkriterium: Drehmomentanstieg mit Stick-Slip-Effekt gen Zyklen. Die getestete MoS2-Paste erreicht immerhin 35.000 Zyklen. Dagegen wurde der Versuch mit der weißen Fettpaste erst nach 500.000 Zyklen, jedoch bei voll intakter Spindel abgebrochen. Abb. 8: Schmierung mit MoS2-Paste. Spindeloberfläche nach 35.000 Bewegungszyklen. Versuchsabbruch, da zu hohe Leistungsaufnahme des Motors (Drehmomentüberschreitung). FUCHS LUBRITECH GMBH Abb. 9: Schmierung mit einer Fettpaste, die reaktionswirksame weiße Festschmierstoffe enthält. Spindeloberfläche nach 500.000 Bewegungszyklen. Versuchsabbruch bei voll intakter Spindel. PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN 11 FORSCHUNGSERGEBNISSE ■ GELENKLAGERSCHMIERUNG TRIBOKORROSION Abb. 10: ERGEBNISSE AUS UNTERSUCHUNGEN AUF DEM GELENKLAGERPRÜFSTAND Abb. 10 zeigt die Ergebnisse aus Untersuchungen auf ei4.000 nem Gelenklagerprüfstand. Dargestellt wird die Rei- Grundöl bungskraft in Abhängigkeit von der Belastung. Alle Ge- Grundöl + Graphit lenklager sind mit Grundöl geschmiert: Zum einen 3.000 unbehandelt, zum anderen legiert mit Graphit, MoS2 sodie Zugabe von reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffen wurde die Reibungskraft auf einem deutlich tieferen Niveau gehalten als bei Graphit- oder MoS2- Reibungskraft (N) wie reaktionswirksamen weißen Festschmierstoffen. Durch Grundöl + Molybdändisulfid 2.000 Zusatz. Besonders in Gelenklagern zeigen sich die Vorteile, die durch den Einsatz von reaktionswirksamen weißen Grundöl + reaktionswirksame weiße Festschmierstoffe 1.000 Festschmierstoffen erreicht werden können. Es wird keine Hydrodynamik aufgebaut und der Verschleißschutz erfolgt in erster Linie über die Festschmierstoffe. 0 5.000 10.000 15.000 20.000 Belastung (N) Lebensdauer von Gelenklagern geschmiert mit Ölen, die verschiedene Zusätze enthalten Abb. 11: GELENKLAGERPRÜFUNG BEI EXTREMER BELASTUNG UND KLEINEM SCHWENKWINKEL Abb. 11 zeigt gleitmo 805 im direkten Vergleich zu verschiedenen Fetten in einer Gelenklagerprüfung. Bei einer Belastung von 50 N/mm2 und der Materialpaarung Stahl/Stahl sowie einem 14.000 Schwenkwinkel von +/- 10° 12.000 zeigt gleitmo 805 mit 10.000 ne deutliche Überlegenheit gegenüber den getesteten Fetten. Diese wurden vor Bewegungszyklus doppelter Zyklenzahl sei- 8.000 6.000 dem Test von den je- 4.000 weiligen Herstellern 2.000 als besonders geeig- 0 net ausgewiesen. 12 gleitmo 805 Fett A ■ p=50 N/mm2 ■ Paarung: Stahl/Stahl ■ Schwenkwinkel: +/- 10° ■ f=54 min-1 PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN Fett B Fett C FUCHS LUBRITECH GMBH TYPISCHE PRÜFMETHODEN für Pasten und Fettpasten SRV-PRÜFMETHODE ■ DIN 51834-8 ■ oszillierender Prüfkörper 0,200 v Reibwert μ auf Platte (geschmiert) ■ 0,250 F Kontaktgeometrie: Punkt (alternativ Fläche oder Linie) ■ Prüfkriterien: Reibwert, Verschleiß ■ Lebensdauerprüfung bei hohen 0,150 0,100 0,050 0 Gleitgeschwindigkeiten und variablen 0 10 20 30 40 50 Flächenpressungen, Temperaturen, 60 70 Zeit [min] 80 90 100 110 120 Amplituden und Frequenzen PRÜFUNG AM SCHRAUBENPRÜFSTAND DIN EN ISO 16047 (DIN 946) ■ Ermittlung von Reibwerten 100 Anziehdrehmoment MA [Nm] ■ an Schraubenverbindungen ■ Kontaktgeometrie: Fläche (Gewinde und Schraubenkopf) ■ Prüfkriterien: Reibwert, 80 60 40 20 Vorspannkraft 0 Messung von Gewindereibung, 0 Kopfreibung und Gesamtreibwert ■ rotierende Welle (geschmiert) F in zwei Lagerschalen fixiert ■ Kontaktgeometrie: Fläche ■ Prüfkriterien: Fresslast, Reibwert ■ Messung mit geringen Gleitge- n schwindigkeiten und hoher Flächenpressung 30.000 40.000 3500 350 3000 300 2500 250 2000 200 1500 150 1000 100 500 50 Reibkraft F [N] R LLV1) 060 20.000 Vorspannkraft Fv [Nm] ALMEN-WIELAND-PRÜFMETHODE ■ 10.000 F 0 00:00 Temperatur T [°C] ■ 0 Zeit [min] 18:00 1) LLV: LUBRITECH Laborvorschrift FUCHS LUBRITECH GMBH PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN 13 TYPISCHE PRÜFMETHODEN für Pasten und Fettpasten VKA-PRÜFMETHODE (VIER-KUGEL-APPARAT) ■ DIN 51350 (1-5) ■ Rotierende Kugel auf drei fixierten Kugeln ■ Kontaktgeometrie: Punkt ■ Prüfkriterien: VKA-Schweißkraft, Verschleiß ■ Stufenweise Erhöhung der Prüfkraft bis zum F V Verschweißen der Kugeln oder ■ Konstante Prüfkraft über einen festgelegten Zeitraum (1h bzw. 1min), Messung der Verschleißkalotte F IME-RE-RIFFELTEST-PRÜFMETHODE ■ Testentwicklung durch IME-Aachen (Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung der RWTH Aachen) Wassereinlass und Rothe Erde GmbH, Dortmund ■ oszillierende Axialkraft auf einem Vierpunktlager mit gegeneinander fixiertem Außen- und Innenring ■ Kontaktgeometrie: Punkt ■ Prüfkriterien: Verschleißtiefe (Riffeltiefe) und Korrosionsschutz ■ Lebensdauerprüfung bei hohen Axiallasten mit Einfluss von Salzwasser Wasseraustritt 14 PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN FUCHS LUBRITECH GMBH AUSWAHLLEITFADEN Pasten und Fettpasten 0158 gleitmo 585 K 0170 gleitmo 800 0115 gleitmo 805 0173 gleitmo 805 K 0171 gleitmo 810 0222 gleitmo 815 0174 gleitmo 820 -15 -25 -45 -25 -20 -45 -25 -45 -20 Obere Einsatztemp. [°C] 180 180 120 120 130 100 110 110 80 110 1 00 - 2 2 NLGI Klasse 0169 CHEMPLEX 746 0112 gleitmo 585 M -40 0377 gleitmo WSP 5040 0157 gleitmo 582 -40 0370 gleitmo WSP 5000 0156 gleitmo 577 C Untere Einsatztemp. [°C] 0215 gleitmo 830 Artikel-Nr. 0154 gleitmo 577 A ▼ 1726 gleitmo 825 EINSATZBEREICHE -30 -25 -20 -20 -40 100 140 1200 175 The fundamental difference compared with normal industrial varnishes is that they contain solid lubricants instead of colour pigments. Apart from the main components – binders, solid lubricants and solvents – solid film lubricants may also contain functional 1150 1150 additives 2 2 corrosion 2 2 inhibitors 2 1-2or UV 1 active 2 2 2 1-2 such as components. Auf- und Einpressen Biegen Bogenzahnkupplungen Bördeln Dichtungen Einlaufschmierung Gelenklager Gelenkwellen Gewindespindeln Gleitlager HT-Paste Ketten Kugelgewindespindeln Montage O-Ringe Passungsrost Ringfedern Säulenführungen Scharniere Schraubverbindungen Spannfutter Stoßdämpfer Wälzlager Warmpressen Zahnkupplungen FUCHS LUBRITECH GMBH PASTEN UND FETTPASTEN MIT REAKTIONSWIRKSAMEN WEISSEN FESTSCHMIERSTOFFEN 15 FUCHS LUBRITECH GMBH Werner-Heisenberg-Straße 1 67661 Kaiserslautern/Germany www.fuchs-lubritech.com Tel. +49 (0) 6301 3206-0 Fax +49 (0) 6301 3206-940 E-Mail [email protected] 1' PP 02/08 0601816 Lubrication Technology
