19. Juni 2020

Abriebbeständigkeit von mediengeschmierten Elastomer-Stahl Paarungen

© Fraunhofer IWM
Abb. 1: links: Schematische Darstellung der Belastungsanordnung; mitte: Reibpartner mit drei Stahlkugeln; rechts: mit Fett beschmierte Elastomerprobe.

Dr. Bernadette Schlüter

Die Lebensdauer von Elastomerdichtungen wird häufig durch deren Abriebbeständigkeit in Anwesenheit von Schmierstoffen bestimmt. Eine erste Selektion der Materialpaarungen findet durch Quellungsversuche statt. Während der Materialentwicklung und Auswahl geeigneter Schmiermittel ist es jedoch wünschenswert, erste Aussagen zum Abriebverhalten anhand von kleinen Proben und beschleunigten Messverfahren zu erhalten. Mit unserem 3-Kugel Abrasionsprüfstand, der speziell für die Untersuchung von Elastomermaterialien entwickelt worden ist, sind neben trockenen Tests auch Fett- oder ölgeschmierte Untersuchungen möglich.

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Abb. 2: Reibspuren nach 14400 Umdrehungen bei 30N und 60U/min für unterschiedliche Schmierungszustände.

Erste Ergebnisse zeigen, dass die trockene Belastung im Vergleich die höchsten Reibwerte und Verschleißphänomene aufweist, während die Belastung mit drei ausgewählten Basisölen (mit ähnlicher Viskosität) kaum noch Verschleiß verursacht. , Bei den zu den Basisölen gehörenden Fetten konnte – abhängig vom Fett – das Versagen der Schmierung und der Übergang zum Hochverschleiß beobachtet werden (Abbildung 2). Generell gilt, dass bei der Variation der Schmierung eine Erhöhung des Reibwerts eine Erhöhung des Verschleißes mit sich bringt, die Tendenz der Verschleißraten bei verschiedenen Ölen und Ihren Fetten mit Bezug zu Ihren Basisölen gleich bleibt (Abbildung 3).

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Abb. 3: Verschleißrate im Vergleich zum Reibwert µ für 3 verschiedene Öle und deren Fette.