Automotive Schmierfette: Arten, Anwendungen und Eigenschaften

Automotive Schmierfette: Grundlagen und Anwendungen

Fette sind intime Mischungen aus einer Seifenlösung und einem Mineralöl. Sie eignen sich für bestimmte Arten der Maschinenschmierung. Die Seife, eine spezielle Verbindung, dient dazu, den Schmierstoff in den Reibflächen zu halten. Die Seifenbasis oder der Trägerstoff wird durch Verseifung von Mineralöl mit Natronlauge, Kalk, Alkali und Wasser gewonnen.

Klassifizierung von Schmierfetten nach Seifenbasis

Fette werden in der Regel nach der bei der Herstellung verwendeten Seifenverbindung klassifiziert, da diese ihre Schmiereigenschaften maßgeblich beeinflusst. Je nach Seifenbasis unterscheidet man:

• Fett auf Calciumseifen-Basis
• Fett auf Natriumseifen-Basis
• Fett auf Bentonit-Basis
• Fett auf Barium-Basis
• Fett auf Lithium-Basis
• Fett auf Silikon-Basis
• Fett auf Bleibasis
• Graphitierte Fette
• Fett auf Molybdändisulfid-Basis

Calciumseifen-basierte Fette (Kalkfette)

Fette auf Calciumseifen-Basis haben ein weiches, butterartiges Aussehen. Da sie sehr wasserbeständig sind, werden sie häufig in Teilen verwendet, die nass werden oder mit Wasser in Kontakt kommen, da sie sich nicht damit vermischen. Allerdings können diese Fette keine hohen Temperaturen (über 90 °C) vertragen. Beim Erhitzen über diese Temperatur neigen sie dazu, sich zu zersetzen. Beim Abkühlen nehmen sie ihre ursprüngliche Konsistenz nicht wieder an, da sich die Seifenbasis vom Grundöl trennt. Diese Trennung ist sehr schädlich für die Reibflächen, da die abgetrennten Seifenpartikel sehr hart und abrasiv sind und die beweglichen Teile beschädigen, wenn die Temperatur über das Normalmaß steigt.

Natriumseifen-basierte Fette

Diese Fette können bei hohen Temperaturen zwischen 100 °C und 200 °C verwendet werden, ohne dass eine erkennbare Seifenabscheidung auftritt. Diese Fette sind faserig; wenn man eine kleine Menge zwischen den Fingern verreibt und die Finger trennt, entsteht ein Gefühl der Faserdehnung. Diese faserige Natur der Natrium-basierten Fette ermöglicht es ihnen, schwere Reibungslasten, wie sie in Mühlen, Kugel- und Wälzlagern auftreten, standzuhalten. Der Nachteil dieser Fette ist, dass sie wasserlöslich sind und nicht in feuchten Bereichen oder dort, wo Wasser vorhanden ist, verwendet werden sollten. Wasser löst das Fett auf und erzeugt eine milchige Mischung, wodurch die Schmiereigenschaften verloren gehen.

Spezialfette für extreme Temperaturen

Spezialfette für hohe Temperaturen wurden für den Einsatz bei noch höheren Temperaturen (ab 170 °C) entwickelt:

Bentonit-Fette (Nicht-Seifen-Fette)

Bentonit-Fette werden aus einem speziellen Ton (ursprünglich aus Missouri, USA) hergestellt und weisen einen außerordentlich hohen Verflüssigungspunkt auf. Ihr Einsatz ist sehr vorteilhaft, wenn Natrium-basierte Fette nicht zufriedenstellend sind. Bentonit-Fette werden an schwer zugänglichen Stellen eingesetzt, da sie eine lange Lebensdauer haben und nicht so häufig nachgeschmiert werden müssen. Sie sind außerdem wasserbeständig und extrem hitzebeständig.

Barium- und Lithium-basierte Fette

Barium-Fette sind wasserbeständig bei Temperaturen bis zu 200 °C. Lithium-basierte Fette eignen sich gut für Temperaturen bis zu 190 °C und auch für niedrige Temperaturen (bis zu -18 °C). Diese Fette sind aufgrund ihrer langen Lebensdauer sehr gut für die Schmierung an unzugänglichen Stellen geeignet.

Silikonfette (Synthetische Fette)

Silikonfette sind relativ neue synthetische Schmierstoffe. Sie zeichnen sich durch eine längere Lebensdauer, gute Stabilität und hohe Beständigkeit gegen hohe Temperaturen aus, sind jedoch sehr teuer.

Extreme-Pressure (EP) Fette

EP-Fette wurden entwickelt, um einen angemessenen Schmierfilm unter extremen Bedingungen aufrechtzuerhalten. Sie werden als „Extreme-Pressure-Fett“ oder „EP-Fett“ bezeichnet. Diesen Fetten wird eine Bleiseife oder eine andere Art von EP-Additiv zugesetzt. Der Nutzen dieser Fette ist aufgrund der großen Fortschritte in der Industrie sehr vielfältig.

Spezifische Anwendungen und Kombinationen

Um bessere Ergebnisse zu erzielen, kombinieren Hersteller je nach Bedarf bestimmte Seifen für eine Vielzahl von Fetten. Einige dieser Fette sind:

• Calciumfette: Für Lager mit geringer Geschwindigkeit und Temperaturen unter 50 °C.
• Calcium-Harz-Fette: Für Hauptplatinen und Epiploicum (Anmerkung: Begriff unklar, wahrscheinlich Getriebe oder Gehäuse).
• Natriumfette: Für Bereiche ohne Wasserkontakt bei Temperaturen zwischen 100 °C und 200 °C.
• Calcium-Natrium-Lagerfette.
• Silikonfette: Für hohe Temperaturen.
• Lithiumfette: Universell einsetzbar, Temperaturbereich zwischen -18 °C und 120 °C.
• Aluminiumfette: Für Ketten, Getriebe, Hebezeuge, Lager.
• Bariumfette: Verschiedene wasserbeständige Anwendungen, Temperaturen bis 200 °C.
• Bentonit-Fette: Wasserbeständig, sehr hohe Temperaturen.
• Harzfette: Wirken wie Klebstoffe.
• Graphitfette: Hohe Temperaturen, nicht für Orte mit hohen Drehzahlen.
• Molybdändisulfid-Fette: Hohe Temperaturen und Drücke bis zu 450 °C.

Physikalische Eigenschaften von Schmierfetten

Fette werden anhand ihrer physikalischen Eigenschaften ausgewählt. Die wichtigsten Eigenschaften sind:

1. Art und Anteil der Seife
2. Stabilität
3. Konsistenz
4. Reversibilität
5. Reinheit
6. Tropfpunkt
7. Adhärenz (Haftung)
8. Löslichkeit in Wasser
9. Aussehen

Art der Seife und Anteil

Wie bereits erwähnt, spielen die Seifen eine wichtige Rolle in Fetten. Das Verhalten des Fettes hängt von der verwendeten Seife ab.

Stabilität

Die Stabilität eines Fettes ist die Konstante, die die Produktleistung in Bezug auf die Trennung von Seife und Öl bestimmt, abhängig von der Temperatur, Geschwindigkeit und dem Druck, denen das Fett während des Betriebs oder bei längerer Lagerung ausgesetzt ist. Diese Konstante wurde von Institutionen mit umfassender Erfahrung standardisiert. Das Phänomen der Instabilität zeigt sich durch die Bildung einer Schicht flüssigen Öls auf der gesamten Fettmasse.

Konsistenz

Die Konsistenz eines Fettes hängt von seinen Bestandteilen, deren Proportion und dem Herstellungsprozess ab. Bei der Auswahl muss die Konsistenz in Bezug auf die Temperatur und die Art der Anwendung berücksichtigt werden.

Reversibilität

Reversibilität bezeichnet die Eigenschaft eines Fettes, seine ursprüngliche Struktur wiederherzustellen, sobald sich das Öl und die Seife aufgrund hoher Temperaturen getrennt haben. Dies ist eine sehr wichtige Eigenschaft bei Fetten zur Lagerschmierung.

Reinheit

Das Fett muss aus Materialien hergestellt werden, die frei von Asche und Säuren sind.

Tropfpunkt (Dropping Point)

Es ist sehr wichtig, die Temperatur zu kennen, bei der ein Fett aufhört, eine gallertartige Substanz zu sein, und zu Öl oder getrennter Seife wird, da es in diesem Zustand seine beabsichtigte Funktion in keiner Weise mehr erfüllt. Der Tropfpunkt ist die Temperatur, bei der das Fett, das in einem geeigneten Rohr erhitzt wird, beginnt, Öl abzugeben, bis schließlich ein Tropfen sichtbar wird. Die Temperatur, die das Thermometer an diesem Punkt anzeigt, wird als Tropfpunkt bezeichnet. Bei der Auswahl des Fettes muss berücksichtigt werden, dass die maximalen Betriebstemperaturen unterhalb des Tropfpunktes liegen sollten, um dessen Erreichen zu vermeiden.

Adhärenz (Haftung)

Die Haftung eines Fettes wird fast ausschließlich durch die Art der verwendeten Seife bestimmt. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig, wenn es um die Schmierung von Systemen mit hohen Drehzahlen geht, da die Haftung als Antizentrifugalkraft bezeichnet werden kann.

Wasserbeständigkeit (Löslichkeit in Wasser)

Diese Eigenschaft wird auch als Wasserbeständigkeit bezeichnet. In vielen Fällen ist das Fett Wasserverunreinigungen ausgesetzt, weshalb der Schmierstoff unlöslich sein muss, um sich nicht aufzulösen und abzufließen, da seine Verwendung sonst völlig nutzlos wäre. Wie wir bei den verschiedenen Seifen gesehen haben, sind einige löslich und andere nicht, wobei einige der unlöslichen Seifen ein Höchstmaß an Beständigkeit aufweisen. Neben der Seife gibt es auch andere Komponenten, die die Wasserbeständigkeit des Fettes beeinflussen.