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Frisch patentiert: Schmierungsanalyse mit flucons E-Lub Tester.
Dürfen wir vorstellen? Unser E-Lub Tester ist das weltweit erste vollautomatische dielektrische Tribometer – und ab jetzt auch mit einem patentierten Schmierfilmdickenfeature ausgestattet.
Der E-Lub Tester ermöglicht eine präzise Messung der Impedanz von einem bewegten, mit einer Schmierstoffprobe befüllten Wälzlager unter variablen Betriebsbedingungen. Drehzahl, Axiallast und Schmierstofftemperatur können dabei einzeln oder auch kombiniert verändert werden, um den sich hieraus ergebenden Schmierungszustand zu bestimmen.
Das Herzstück des Tribometers bildet ein eigenentwickeltes Impedanzmessgerät, das für spektroskopische Messungen von 100 Hz bis 10 MHz eingesetzt wird.
Einzigartiges Messprinzip: neue Daten, altbewährtes Maschinenelement
Das metallische Prüflager, ein herkömmliches Axialrillenkugellager 51208, wird mit einem Schmierstoff befüllt, der spätestens bei einsetzender Bewegung als Dielektrikum wirksam wird.
Mit einer geeigneten Kontaktierung der Antriebswelle kann das Axialrillenkugellager – wie unten dargestellt – als Schaltung komplexer Widerstände zwischen rotierender und ruhender Schale analysiert werden.
Bei 15 Stahlkugeln ergeben sich zwei mal 15 und somit insgesamt 30 Schmierfilme in Form von R-C-Gliedern, die parallel- bzw. in Reihe geschaltet sind:
In Abhängigkeit der eingestellten Betriebsbedingungen ergeben sich gut reproduzierbare Werte für den ohmschen Gesamtwiderstand R und für die Gesamtkapazität C des Lagers.
Die Vollschmierung ist i.A. durch hohe Widerstands- und geringe Kapazitätswerte gekennzeichnet, wobei natürlich auch die elektrische Leitfähigkeit und die relative Permittivität des Schmierstoffs eine sehr wichtige Rolle spielen. Bei einer Reduktion der Drehzahl oder einer Erhöhung von Last oder Temperatur wird die Schmierspalthöhe verkleinert. Infolge dessen wird auch R reduziert, während die Kapazität wächst.
Exakte Bestimmung von Schmierungszustand und Schmierfilmdicke – dank patentiertem Verfahren
Wer den Schmierungszustand anhand der Impedanz noch genauer analysieren möchte, kommt nicht um die oben erwähnten elektrischen Schmierstoffeigenschaften herum, da die spezifische elektrische Leitfähigkeit maßgeblich den R-Wert und die relative Permittivität maßgeblich den C-Wert beeinflusst.
Unser Team hat auf Basis von Dielektrizitätsmessungen an zahlreichen Öl- und Fettproben im hauseigenen Hochdruck-Fluidlabor ein einzigartiges Verfahren entwickelt, das auch ohne Kenntnis des Druck-Viskositätskoeffizienten eine präzise Ermittlung der minimalen Schmierfilmdicke für beliebige Betriebspunkte ermöglicht.
Eine Schmierungsampel (siehe oben) kennzeichnet den vorliegenden tribologischen Betriebszustand und legt fest, ob Grenzschmierung (Festkörperkontakt), Mischreibung (teilweiser oder sporadischer Festkörperkontakt) oder Vollschmierung (vollständige Festkörpertrennung durch eine Schmierstoffschicht) vorliegt.
Darüber hinaus wird anhand der beteiligten Flächen die minimale Schmierfilmdicke hmin bestimmt.
Validierung von hmin anhand von Hochdruck-Messungen
Diese sich ergebenden minimalen Schmierspalthöhen konnten für sämtliche untersuchten Schmierstoffe mit belastbaren Werten korreliert werden, die für Punktkontakt in der vorliegenden Lagergeometrie nach Hamrock und Dowsons Näherung bestimmt wurden.
Hierfür wurden zur Referenz Hochdruck-Messungen der Viskosität bis 1,4 GPa (14.000 bar) im HD-Fluidlabor (s.o.) durchgeführt und die Druckviskositätskoeffizienten (αp) bestimmt.
Der E-Lub Tester: erhältlich als Tribometrie-Adapter für Hansa VKA-110 und Falex Four-Ball
Unser E-Lub Tester ist seit neuestem auch als Adapter für den Falex Four-Ball erhältlich. Mit dem Four-Ball ergibt sich dank einer Schnittstelle für die Drehzahl- und Lasteinstellung der Vorteil der vollständigen Automation.
Dies ist besonders praktisch bei umfangreichen Kennfeldmessungen, für die fortan keine manuellen Eingriffe mehr erforderlich sind.
Weiteres Feature des E-Lub Tester: Prüfung der Durchschlagsfestigkeit bei EV-Schmierstoffen
Mit Hilfe eines eigens entwickelten Signalgenerators ermöglicht Ihnen der E-Lub Tester zudem auch die Erfassung der Durchschlagsfestigkeit (elektrischen Durchschlagsneigung) an jedem gewünschten Betriebspunkt. Somit können Schmierstoffe wirksam für den nachhaltigen Betrieb in elektrischen Antrieben von Fahrzeugen und in Windkraftanlagen qualifiziert werden.