Tagungsbeitrag

Titel Vorstellung einer Screeningmethode zur mechanisch-dynamischen Wälzlagerschmierstoffprüfung ähnlich DIN 51819 an einem Multifunktionswälzlagerprüfstand
Autor Andreas Keller, Jürgen Molter
Infos zum Autor Andreas Keller, M.Sc.
andreas.keller@hs-mannheim.de

Prof. Dr. Jürgen Molter
j.molter@hs-mannheim.de

Hochschule Mannheim
Kompetenzzentrum Tribologie
Paul-Wittsack-Str. 10
68163 Mannheim
Inhalt Zusammenfassung
Der Wunsch nach einer höheren Energieeffizienz bei gleichzeitig höheren Leistungsdichten in wälzgelagerten Zahnradgetrieben führt zu ständig steigenden Ansprüchen an die eingesetzten Schmierstoffe hinsichtlich reduzierter Reibungsentwicklung und hohem Verschleißschutz. Dem muss seitens der Schmierstoffindustrie durch verkürzte Entwicklungszyklen begegnet werden. In der Entwicklung und anschließenden Freigabeprüfung für Wälzlager- beziehungsweise Getriebeschmierstoffe hat sich die nach DIN 51819 genormte Prüfung mittels Wälzlagerschmierstoffprüfgerät FE8 etabliert. Derartige Prüfungen sind jedoch vergleichsweise langwierig sowie kostenintensiv, weshalb es wünschenswert ist, nur die erfolgversprechendsten Schmierstoffformulierungen damit zu prüfen. In diesem Beitrag wird eine Methode zum Screening von Getriebeschmierstoffen an einem neuentwickelten, multifunktionalen Mehrplatzwälzlagerprüfstand (MPWP) vorgestellt. Der Prüfstand nutzt erheblich kleinere Wälzlager und Schmierstoffmengen als ein FE8-Prüfgerät und ist einfach zu rüsten. Kraftaufbringung und Antrieb sind jedoch analog zu einem FE8-Prüfkopf aufgebaut. Es werden die Lastbedingungen der Prüfung nach DIN 51819 analysiert und auf die Dimensionen des MPWP übertragen. Um eine mögliche Korrelation zwischen den Prüfmethoden nachzuweisen, werden auf FE8 und MPWP verschiedene Getriebeöle getestet und anschließend Verschleiß- und Reibungswerte verglichen. Zusätzlich werden die Verschleißbilder der geprüften Wälzlager mittels Digital- und Rasterelektronenmikroskopie begutachtet, um genauere Rückschlüsse auf die wirkenden Verschleißmechanismen zu ziehen und danach die Screeningmethode weiter zu verfeinern.

Abstract
The wish for higher energy efficiency combined with higher power densities in toothed gear transmissions leads to continuously increasing requirements regarding lowered friction and improved wear resistance in modern lubricants. The lubricant-industry has to accommodate for that with shortened development cycles. For the development and subsequent clearance testing for-bearing or rather gear transmission fluids, the FAG FE8-Bearing-Test-Rig standardized within DIN 51819 is a well-established test-method. But this kind of test is comparatively time- and cost-intensive, which is why only most promising lubricant-samples should be tested this way. This article presents a screening test method for gear transmission fluids performed on a recently developed, multifunctional “multi station bearing tester” (MSBT). This test rig uses roller bearings similar to the FE8 but with much smaller size, which allows testing of smaller lubricant quantities and easy setup. The load conditions of the original FE8 have been analyzed and transferred to the smaller test rig. To check correlation between the FE8 and MSBT, several different transmission fluids are tested with both test-rigs. The test results regarding friction-development and quantitative wear behavior are compared. Additionally, the wear patterns are inspected via optical- and SEM-microscopy, to make more accurate conclusions regarding wear mechanisms to further improve the test method.
Datum 2017