Synthetische Öle

Dichtungsalterung in synthetischen Getriebeölen  

Im FVA-Forschungsvorhaben 415 III – „Synthetische Öle“ wurde die Elastomer-Schmierstoffverträglichkeit untersucht. Schmiermittel heutiger Antriebssysteme ändern sich hinsichtlich der Zusammensetzung stetig. Die Dichtungsfunktion über einen langen Zeitraum, unabhängig von der mechanischen Beanspruchung, ist nur bei einer ausreichenden chemischen Resistenz gegenüber Schmierstoffen, ihren Additiven und thermisch-oxidativer Alterung gegeben. Da Schmierstoffe moderner Hydraulik- und Getriebesysteme aufgrund fortschreitender Entwicklungen mit dem Ziel der Wartungsarmut und Umweltverträglichkeit in ihrer Zusammensetzung ständig verändert werden, muss auch das Gesamtsystem unter Einbeziehung der Dichtungswerkstoffe kontinuierlich optimiert werden. Unter anderen auch, um in der Praxis wiederholt auftretende Schadensfälle mit teilweise weitreichenden technischen, wirtschaftlichen und rechtlichen Folgen zu vermeiden. Diese Entwicklungsaufgabe basiert vorwiegend auf empirischen Methoden. Die derzeit in der Industrie eingesetzten Testverfahren für Schmierstoff-Dichtungssysteme, wie z.B. Prüfungen in Anlehnung an DIN ISO 1817, sind uneinheitlich, aufwendig und kostspielig; Die Korrelation zwischen Testergebnissen und Praxisverhalten ist grundsätzlich unzureichend und oft nicht abgesichert.

Dichtungssysteme unterliegen zum einen mechanischen Belastungen in Form von Reibung und statischer Pressung, zum anderen hohen dynamischen Beanspruchungen sowie physikalischen chemischen Einflussfaktoren, wie z.B. Schmierstoff- und Additivexposition, und hohen Temperaturen von bis zu 160 °C. Die Wahl des Werkstoffs im Hinblick auf eine chemische Exposition im entsprechenden Schmiermittel ist von großer Bedeutung. Quellung, Verhärtung oder Elution von Bestandteilen aus der Polymermatrix, wie z.B. Weichmacher, ist unerwünscht und kann auf lange Zeit gesehen zu veränderten Materialeigenschaften führen. Nach den Experimenten wurden kritische Öle und Additive unter Berücksichtigung der Leckage und der visuellen Inspektion der Dichtlippe und Wellen sowie Radialkraftmessungen bestimmt. Die Fehlermechanismen wurden erklärt. Statische Lagerungen geben Hinweise auf mögliche chemisch aktive Additive, sind jedoch kein Ersatz der dynamischen Untersuchungen. Die Vergleichbarkeit der neuen und Standard-Testmethoden wurde untersucht. Die neue Testmethode hat ähnliche Ergebnisse wie die Standard-Testmethode in Bezug auf Riss-, Ölkohlebildung und Verschleiß gezeigt.

Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 18053 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.