Dynamische Elastomer-Schmierstoffverträglichkeit

Tribologisches Ersatzsystem für dynamische Elastomer-Schmierstoff-Verträglichkeitsprüfungen

Die Kompatibilität eines Schmierstoffs mit Kunststoffen – insbesondere den zur Abdichtung von Maschinen eingesetzten Elastomeren – ist eine wichtige Anforderung, die Kunden an die Schmierstoffhersteller stellen. Dabei finden die Verträglichkeitsprüfungen stets veranlasst durch den Kunden beim Schmierstoffhersteller selbst oder bei Dritten (z. B. Dichtungsherstellern) und zulasten der Schmierstoffhersteller statt.

Im Laufe des Schmierstoffentwicklungsprozesses sind vor allem in den späten Phasen sehr hohe Investitionen nötig, die im Falle einer spät erkannten Unverträglichkeit oft verloren sind. Je früher eine Unverträglichkeit erkannt werden kann, desto geringer ist der entstandene Verlust an Investitionen und Arbeitszeit.

Aktuelle Normen zur Prüfung solcher Unverträglichkeiten mit Elastomeren wie die DIN ISO 1817 beschränken sich in der Regel auf statische Auslagerungsprüfungen ohne dynamische Belastung oder tribologischen Kontakt. Auch die einschlägige Literatur beschreibt stat. Auslagerungen als übliche Herangehensweise, empfiehlt zugleich aber auch die Durchführung weiterer Tests unter Betriebsbedingungen. Zudem sind die Angaben zur Versuchsdurchführung und Probengeometrie sehr vage, was zu einer schlechten Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit der Ergebnisse von stat. Auslagerungsprüfungen führt.

Für Radialwellendichtringe (RWDR) existieren die s.g. FLENDER- und SEW-Tests, bei denen die Verträglichkeit im Betrieb bewertet wird. Hier wird die tribologische Belastung explizit berücksichtigt. Nachteile dieser Prüfungen sind jedoch die Beschränkung auf eine bestimmte Anwendung, Dichtungstyp, Hersteller sowie die hohen Versuchskosten. Die Untersuchung der Veränderungen im Elastomer ist zudem aufgrund der Produktgeometrie des RWDR erschwert. Es fehlt somit eine günstige Prüfmethode für Elastomer- Schmierstoffverträglichkeit an einfachen Prüfkörpern, die eine Untersuchung von Unverträglichkeitseffekten wie Quellung, Vernetzungsänderungen oder Veränderungen der mechanischen Eigenschaften unter dynamischer tribologischer Belastung zu einem frühen Zeitpunkt im Schmierstoffentwicklungsprozess ermöglicht.

Die Entwicklung einer entsprechenden Prüfmethodik würde Schmierstoffentwicklern und auch ihren Kunden eine vergleichbare Bewertungsbasis für Verträglichkeitsuntersuchungen in Systemen mit tribologischem Kontakt unter Beteiligung von Elastomeren (z. B. rotatorische Dichtsysteme oder Dichtungen in Hydraulikanwendungen) bieten, die perspektivisch auch im Rahmen einer FVA-Richtlinie standardisiert werden kann.