O+P Fluidtechnik 9/2018

FORSCHUNGSFONDS FLUIDTECHNIK
EINFLUSS VON MOLEKÜLSTRUKTUR
UND ADDITIVEN AUF DIE GLEITLÄNGE
IN DER HYDRODYNAMISCHEN
SCHMIERUNG
Prof. Dr.-Ing. Peter F. Pelz (für M. Sc. Tobias Corneli),
Institut für Fluidsystemtechnik, FST, der TU Darmstadt
Förderung: Forschungsfonds Fluidtechnik im VDMA, FKM-Nr. 703410
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
ZIELSETZUNG:
Hydraulikflüssigkeiten dienen der Kraftübertragung. Zur Erfüllung
dieser Aufgabe werden in der Fluidtechnik überwiegend
mineralölbasierte Hydraulikflüssigkeiten eingesetzt. Die tribologischen
Eigenschaften von Hydraulikflüssigkeiten werden heute
noch allein durch die kinematische Viskosität des Basisöls spezifiziert.
Dessen ungeachtet und ungeachtet von Ölspezifikationen
nach geltenden Normen, kommt es bei Bauteilprüfungen, z.B. an
Schrägscheibenpumpen, bei der Verwendung konkurrierender
Öle gleicher Spezifikation zu gänzlich unterschiedlichen
Ergebnissen. An diesen, erst kürzlich beim Internationalen Fluidtechnischen
Kolloquium vorgestellten Ergebnissen, wird deutlich,
dass die bestehende Spezifizierung von Hydraulikflüssigkeiten
nicht ausreichend ist, um das tribologische Verhalten eines Hydrauliksystems
praxistauglich hinsichtlich Reibung und Verschleiß
zu beschreiben. Um dem Vorhaben, eine physikalische Größe zur
Beschreibung von Tribosystemen zu etablieren, gerecht zu
werden, ist ein systematisches und mehrstufiges Vorgehen erforderlich.
Zunächst werden Basisöle hinsichtlich der Variation der
Gleitlänge untersucht, anschließend der Einfluss von Additiven
und Additivpaketen quantifiziert. Primär ist die Eignung der
Gleitlänge als charakteristische Größe zur Beschreibung von
Tribosystemen zu validieren und keine qualitativen Aussagen
über verschiedene Ölformulierungen zu treffen.
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK:
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden systematische
Messungen zur Bestimmung der Gleitlänge in Abhängigkeit der
Temperatur für ein Polyalphaolefin 6 durchgeführt. Durch das an
der Technischen Universität Darmstadt entwickelte Kalibrationsverfahren
für Absolut-Messungen mit kapazitiven Abstandssensoren in
Öl, konnte erstmals die Gleitlänge für das technische System Stahl/
Öl/Stahl in einem Temperaturbereich von 10 bis 60 °C gemessen
werden. Die Gleitlänge nimmt mit für das tribologische System
Stahl/PAO/Stahl mit zunehmender Temperatur von 950 ± 500 nm
bei 10 °C auf 350 ± 500 nm bei 60 °C ab.
Im Rahmen des Projekts konnte erstmals gezeigt werden, dass die
Gleitlänge abhängig von der Temperatur, der Molekularstruktur (Ölgruppe),
molaren Masse und der Additivierung ist. Das Projekt wurde
im März dieses Jahres erfolgreich abgeschlossen. Aktuell befinden
sich wissenschaftliche Veröffentlichungen in der Begutachtung. Der
Bearbeiter des Projektes wird noch in diesem Jahr eine Dissertation
zum Thema Gleitlänge am Fachbereich Maschinenbau der Technischen
Universität Darmstadt einreichen. Ebenso werden die Ergebnisse
in O+P Fluidtechnik veröffentlicht sowie in einem ausführlichen
Abschlussbericht den Mitgliedern des Forschungsfonds Fluidtechnik
im VDMA bereitgestellt.
07
Schnittdarstellung des Darmstädter Gleitlängentribometers
(DGLT), welches eine vollautomatisierte,
systematische Messung von Gleitlängen in
Abhängigkeit der Öltemperatur ermöglicht
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