Dynamische Elastomer-Schmierstoffverträglichkeit

Ein kosteneffizienter Schmierstoff-Elastomer-Verträglichkeitstest auf einem Tribometer für Radialwellendichtringe

Unverträglichkeiten zwischen Elastomeren und Schmierstoffen können zu Schäden in einem Dichtungssystem und sogar zu dessen vollständigem Ausfall führen. Um die Wahrscheinlichkeit solcher Ausfälle zu minimieren, werden bereits in der Entwicklungsphase von Schmierstoffen Tests durchgeführt. Hierbei wird zwischen statischen Prüfungen (z.B. DIN ISO 1817) und dynamischen Prüfungen (FLENDER und SEW-Tests) unterschieden [1], [2], [3]. Gängige dynamische Prüfungen berücksichtigen die tribologische Belastung, haben aber den Nachteil, dass sie auf einen bestimmten Anwendungsfall, Dichtungstyp oder Hersteller beschränkt sind und hohe Prüfkosten verursachen. Bei statischen Prüfungen fehlt die Berücksichtigung der tribologischen Belastung und die Prüfbedingungen sind sehr vage definiert, was zu einer schlechten Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit der Ergebnisse führt. Da statische Prüfungen jedoch wesentlich kostengünstiger als dynamische Prüfungen sind und eine geringere Menge an Schmierstoff benötigen, werden sie bevorzugt zur Prüfung von Schmierstoff-Elastomer-Unverträglichkeiten eingesetzt. Was aktuell fehlt, ist ein dynamischer Verträglichkeitstest, der kostengünstig und mit einer geringen Schmierstoffmenge sowie mit einfachen Prüfkörpern durchgeführt werden kann. Im Rahmen des Projekts FVA 578 III wurde ein solches standardisiertes Prüfverfahren für die Elastomer-Schmierstoff-Verträglichkeit entwickelt. Dazu wurde das s.g. Ringflächentribometer (RFT) eingesetzt, das als tribologisch gleichwertiges System für Radialwellendichtringe der Industrie aus dem Projekt FVA 578 II bereits zur Verfügung steht. Diese Methode soll insbesondere den Nachweis von Unverträglichkeitseffekten wie Quellung, Vernetzungsänderungen oder Veränderungen der mechanischen Eigenschaften ermöglichen.

Die für die Prüfungen erforderlichen Prüfbedingungen wie Prüfdauer, Drehzahlzyklen und die Analysemethoden zur Bewertung und Bestätigung von Unverträglichkeiten wurden in einer umfangreichen Versuchsreihe für verschiedene Elastomer-Schmierstoff-Kombinationen untersucht und bewertet. Die Ergebnisse wurden mit den Ergebnissen der statischen und dynamischen Prüfverfahren verglichen.

Eine am Ende des Projekts entwickelte Prüfempfehlung enthält die Vorgaben für die Auswahl der Prüfparameter und die für die Bewertung der Materialveränderungen erforderlichen Analysemethoden. Die Vorteile liegen darin, dass mit der neuen Prüfmethode kostengünstige und zuverlässige Kompatibilitätstests an einem einfachen, tribologisch gleichwertigen System für RWDR durchgeführt werden können. Die Anwender können den neu entwickelten Test unter ihren spezifischen Anwendungsbedingungen durchführen. Damit sind diese Tests auch für kleine Unternehmen durchführbar.

Das Vorhaben IGF-Nr. 21650N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.