26BudgetÖlqualität – Teil 4:Additive - wenn Zusätze aucheinen Zusatznutzen haben.ON Service hat bereits mehrfach über die Qualität und die Wichtigkeit von Getriebeölsowie die Auswirkungen auf den Verschleiß und die Standzeit von Hauptgetrieben inWindenergieanlagen (WEA) berichtet. In dieser Ausgabe widmen wir uns den sogenanntenAdditiven (Zusatzstoffen im Öl), denen eine ganz entscheidende Bedeutung zukommt.Wie entscheidend und überzeugend positiv deren Eigenschaften für WEA-Getriebesind, zeigen wissenschaftliche Untersuchungen anhand eines konkreten Beispiels.Stefan Bill ist Geschäftsführerder REWITEC GmbH. Schon seitvielen Jahren konzentriert sichdas Unternehmen erfolgreichauf die Entwicklung undForschung zur Verminderungvon Reibung und Verschleiß,z.B. bei Getrieben in WEA.Tribologie?!ON Service sprach dazu mit Dr. Markus Grebe, Leiter fürindustrielle Forschung und Laborbetriebsleiter des Kompetenzzentrumsfür Tribologie an der Hochschule Mannheim,und Stefan Bill, Geschäftsführer der REWITEC GmbH,die mit der Produktreihe DuraGear® eine innovative Nanobeschichtungauf Basis verschiedener synthetischer undmineralischer Silikatverbindungen entwickelt, produziertund weltweit vertreibt.Pure Wissenschaft statt reines Wunder.Additive wie REWITEC sind keine Wundermittel. Aber manwundert sich, welches Potenzial und welche positivenEigenschaften darin stecken. Vor allem, wenn diese, wiein diesem Fall, wissenschaftlich belegt sind. Das war auchein wesentlicher Aspekt für Stefan Bill, der die Wirkung desGetriebeöl-Additivs auf das Reibungs- und Temperaturverhaltenan Zahnflanken am Kompetenzzentrum Tribologieder Hochschule Mannheim testen ließ.Der Begriff stammt aus dem Griechischen und bedeutetReibungslehre. Im Fachbereich der Tribologie werdenentsprechend die Reibung, die Schmierung und derVerschleiß geprüft. Zum Beispiel von Lagern, GetriebeundMotorteilen oder anderen Maschinenkomponenten.Stefan Bill: „Klassisch gesehen handelt es sich bei unserenTechnologien um Additive, also Zusätze für Getriebe- undMotoröle sowie Fette, die aus einer Kombination von bis zusieben verschiedenen Rohstoffen bestehen. Insbesondere imAutomotive-Bereich haben Additive jedoch oft den Ruf von‚Wundermitteln‘. Und die versprechen nicht selten mehr, alssie letztendlich halten können. Wir möchten uns von solchenVersprechungen abgrenzen und haben uns daher entschlossen,einen wissenschaftlich fundierten Nachweis der positivenEigenschaften unserer Additive zu erbringen. Dafür sprichtauch, dass wir diese Produkte bereits seit 2007 erfolgreich inweltweit mehr als 800 Windenergieanlagen einsetzen.“Tribologie:Was wissenschaftlich fundiert klingt, ist es auch.Für den von Stefan Bill selbst geforderten Nachweis beauftragteREWITEC das bereits genannte KompetenzzentrumTribologie der Hochschule Mannheim. Das Kompetenzzentrumwurde vor 20 Jahren mit Unterstützung der regionalenIndustrie und der IHK Rhein-Neckar gegründet. Zumeinen, um dem wichtigen Bereich der Tribologie an derHochschule Mannheim mehr Beachtung zu schenken. Undnatürlich auch, um wichtige Forschungskapazitäten zurVerfügung zu stellen.Dr. Markus Grebe: „Heute beschäftigen wir 16 Mitarbeiterund haben mittlerweile 37 verschiedene Prüfstände. Somitgehören wir sicherlich zu den vergleichsweise größerenInstituten in Deutschland, die sich mit dem SpezialgebietTribologie beschäftigen.“
Budget 27Wie man ein theoretisches Ziel praktisch erreicht.Ziel des von Juli bis September 2012 durchgeführtenProjektes war es, die Wirkung unterschiedlicher Zusatzstoffeim Getriebeöl auf das Wälzverhalten zu untersuchen.Die Versuche wurden auf einem modernen 2-Scheiben-Prüfstand durchgeführt, der zur Untersuchung der BewegungsartenRollen, Gleiten und Wälzen eingesetzt werdenkann. Er ermöglicht es, die Vorgänge – wie sie üblicherweiseauch in WEA-Getrieben zu finden sind – modellhaftabzubilden.Darüber hinaus wurden die Oberflächen der Prüfscheibenvor und nach den einzelnen Testläufen mithilfe einesWeißlichtinterferometers topografisch untersucht. Weißlichtinterferometrieisteine berührungslose unddamit zerstörungsfreie optischeMessmethode, die die Interferenzvon breitbandigem Licht (Weißlicht) ausnutzt. Damitsind feinste 3-D-Profilmessungen von Strukturen bis in denMikrometerbereich möglich. Zusätzlich wurden mit einemRasterelektronenmikroskop Aufnahmen der Oberflächenangefertigt, um die Wirkung der Zusätze auf den Oberflächenauch visualisieren zu können.Dr. Markus Grebe: „In diesem konkreten Fall haben wiranhand von Simulationen an Probenkörpern untersucht,inwieweit sich das Reibungsverhalten und die Temperaturim Bereich von Zahnflanken in der Bewegungsart Wälzendurch Zugabe von REWITEC verändern.“Alles andere als oberflächlich:willkommen im Mikrometerbereich.Die Tests wurden mit zwei Getriebeölen durchgeführt:Agip Blasia 150, einem häufig in der Industrie eingesetztenStandardöl, und Agip Blasia SX320, einem Hochleistungsöl,das vielfach in Windenergieanlagen zum Einsatzkommt. Bei beiden wurden der Reibungskraftverlauf sowiedie Temperatur gemessen. Jeweils ohne und mit Zugabevon 0,2 % Additiv.Stefan Bill: „Die Wirkung der Zusätze wurde in den20-Stunden-Tests gewissermaßen in einem Zeitrafferverfahrendargestellt. Damit auch der Nachweis einerkonstanten Wirkung über eine längere Anwendung derZusätze, insbesondere im höherviskosen Öl, erbrachtwerden konnte, schlug Dr. Grebe eine weitere Testreiheüber die Dauer von jeweils dreimal 20 Stundenvor. Hierbei lag demnach der Schwerpunkt auf demLangzeitverhalten und den sich hierbei einstellendenVerschleißraten.“Weniger sollte man nicht erwarten:mehr Reduktion der Reibkraft.Die Ergebnisse der Untersuchung zeigten durch die Zusatzstoffesowohl beim Standard- als auch beim Hochleistungsölin den Kurzzeittests eine deutliche Reduzierungdes Reibungsmoments und damit auch des Temperaturniveausunter Wälzbedingungen im Vergleich zu den Getriebeölenohne Zusatz. Aber warum ist das so?Dr. Markus Grebe, Leiterfür industrielle Forschungund Laborbetriebsleiterdes Kompetenzzentrumsfür Tribologie an derHochschule Mannheim.