von Paul G. Conley, P.E
Die Schmierung sorgt fur einen flussigen Schmierfilm zwischen zwei Metallteilen, wodurch Reibung reduziert und Verschlei? verhindert wird. Idealerweise wird entweder per Hand oder mit Hilfe eines Automatiksystems moglichst dickflussiger Schmierstoff aufgetragen und zwar so, dass er im Lager bleibt (nicht lauft oder herausflie?t). Je dickflussiger der Schmierstoff, desto besser. Ein dickflussiger Schmierstoff schutzt das Lager auch vor dem Eindringen von Fremdpartikeln und Wasser. Gelangen Schmutzpartikel und/ oder Wasser in die Lager/ Laufbuchsen, so verringert sich die Chassis-Lebensdauer. Zuerst ist zu uberlegen, was fur die Anwendung erforderlich ist. Danach erst ist an die Forderart zu denken. Die Fordermethode darf niemals dem im Wege stehen, was fur die Anwendung das Beste ist. Man sollte in jedem Fall Pumpen wahlen, die dickflussigere Schmierstoffe fordern konnen, um das beste Schmierergebnis fur die Chassis zu erhalten.
Als Schmierstoffe stehen zur Auswahl: Ol, Flie?fett oder klassisches Schmierfett. Welches davon eignet sich am besten fur unsere Anwendung? Um diese Frage zu beantworten, ist nur ein kurzer Blick auf die Gegebenheiten in der Chassis-Schmierung notig. Im Allgemeinen finden sich hier hohe Belastungen und niedrige Relativbewegungen. Da die Relativbewegung zwischen den Chassisbolzen und den Laufbuchsen gering ist, ware Fett als Schmierstoff zu bevorzugen. Fett ist ideal fur Anwendungen mit niedriger Relativbewegung. Ma?gebende Fachbucher - wie das Handbuch fur Schmierung und Tribologie, Bd. 1 – empfehlen Fett der NLGI-Klasse 2 als geeignetsten Schmierstoff fur diese Bedingungen. Ol wird aufgrund seiner Neigung, aus dem Lager herauszulaufen, nicht empfohlen. Typische Schmierstellen in der Chassis-Schmierung sind Achsschenkelbolzen, Lenkgestange und Chassis-/Rahmenstutzverbindungen.
Folgende Analyse dient dazu, zu veranschaulichen wie ein Ol, Flie?fett oder Chassisfett sich im Lager halt.
Nehmen wir z.B. einen Achsschenkelbolzen, der fur ein typisches ON-Road-Fahrzeug bemessen wurde. Die unten stehende Grafik zeigt die relevanten Parameter. Die Toleranzen fur solche Konfigurationen liegen zwischen 0,015 cm und 0,38 cm. Das wird als „a“ in Abbildung 1 gezeigt.
Figure 1 
Abbildung 2
Abbildung 2: Typischer Achsschenkelbolzen Schmiernippel
Obere Gelenkverbindung (Buchse)
Untere Gelenkverbindung (Buchse)
Ausgehend von diesen Toleranzen wenden wir uns nun drei Schmierstoffen und ihren jeweiligen Viskositaten zu. Wie verhalt sich der dickflussigere Schmierstoff im Lager und wie reduziert er die Schmierstoffzufuhr so, dass Chassisbolzen und Laufbuchsen trotzdem ausreichend geschmiert werden.
Schmierstofftyp Typische relative Viskositat in Reynes lb-s/in? (Cst.) bei 25°C
Ol (SAE 70) 80 x 10-6 (600)
Flie?fett 220 x 10-6 (1.700)
Fett NLGI-Kl. 2 1800 x 10-6 (14.000)
Wenn wir die Viskositat des Schmierstoffes kennen, konnen wir die nachfolgende Gleichung zur Errechnung der Durchflussmenge zwischen Oberflachen verwenden, um eine ungefahre Gro?enordnung zu erstellen, die aussagt, wie gut der Schmierstoff im Lager verbleibt. Verschiedene Krafte wie Schwerkraft, Kohasions- und Adhasionskrafte (Binde- und Klebekrafte) sowie Druckkrafte wirken auf Bolzen und Buchse ein, dabei uberwiegen jedoch die Druckkrafte. Mit Hilfe der nachfolgenden Gleichung und der Abbildung 1 werden folgende Parameter definiert:
Q = Durchflussmenge cm?/s
µ = relative Viskositat in Reynes (lbs-s/ in?)
L = Lange
l = Umfang = 2 ? ·r
a = Toleran
D = Bolzendurchmesserb
R = Bolzenradius
p1 = Umgebungsdruck
p2 = Druck im Lager
Nachfolgend die durchschnittlichen Abmessungen von Achsschenkelbolzen und Buchse:
L = 3,81 cm
D = 5,08 cm
l = 15,95 cm
a = 0,015 cm/ 0,38 cm
Bei gleichen Bedingungen und basierend auf einem positiven Lagerdruck der Einheit von 0,069 bar werden die folgenden Durchflussraten fur zwei Toleranzen berechnet:
Schmierstofftyp Delta P (bar) Schmierstoffverlust Schmierstoffverlust Toleranz: 0,015 cm Toleranz: 0,38 cm
SAE 70 0,069 55,72 cm?/h 868,51 cm?/h
Flie?fett 0,069 20,16 cm?/h 316,27 cm?/h
NLGI-Klasse 2 0,069 2,47 cm?/h 37,69 cm?/h
Bei gleichen Bedingungen hangt daher die Schmierstoffversorgung des Lagers direkt mit den unterschiedlichen Viskositaten zusammen. Bei Schmierstoffen mit niedrigerer Viskositat muss die Forderpumpe regelma?ig mehr Schmierstoff fordern, d.h. der Schmierstoffverbrauch steigt.
Bolzen und Buchse mit den Ma?en unseres Beispieles und einer Toleranz von 0,015 cm benotigen ca. 6,06 cm? Schmierstoff pro Stunde, um den Schmierfilm zwischen Bolzen und Buchse aufrecht zu erhalten. Bei Verwendung des Ols SAE 70 mussen also zusatzlich zu den 6,06 cm? noch 55,71 cm? an Schmierstoff gefordert werden. Entsprechend waren es bei Flie?fett noch 20,16 cm? und fur Fett der NLGI-Klasse 2 noch 2,46 cm? zusatzlich.
Der Schmierstoffverbrauch kann folgenderma?en zueinander in Beziehung gesetzt werden:
Von SAE 70 wird ca. 22 x so viel benotigt wie von einem Fett der NLGI-Klasse 2. Von Flussigfett wird ca. 8 x so viel benotigt wie von einem Fett der NLGI-Klasse 2.
Dies lasst den Schluss zu, dass ein Fett der NLGI-Klasse 2 mehr Verdickungsmittel enthalt. Auf dem Markt gibt es bereits Fette, wie Aluminium Complex und Lithium Complex, mit wasserfesten Zusatzen. Diese Fettsorten eignen sich besser fur die Chassis-Schmierung als ganz normale Lithiumfette. Aus diesem Grund wurde die Norm ASTM D-1264 zur Bestimmung der Wasserfestigkeit eines Fettes entwickelt. Als Schlussfolgerung ergibt sich, dass bei gleichen Bedingungen Fette der NLGI-Klasse 2 zu guten Schmierergebnissen mit weniger Verlust (Vergeudung) fuhren. Deshalb empfehlen die Hersteller von OFF-Road-Fahrzeugen diese Fette.
Назад в раздел Новинки
