Wie transportiert man Wasser in einem Sieb? Wer erinnert sich nicht an die Frage seines Physiklehrers in der weiterf\u00fchrenden Schule zur\u00fcck. Die erwartete und \u00fcbliche Antwort lautet: in Form von Eis. Man \u00e4ndert also den Aggregatzustand von fl\u00fcssig zu fest und schon hindert man das Wasser daran, durch das Sieb zu laufen. Was macht man aber, wenn man die Temperatur nicht \u00e4ndern kann? Wie schafft man es, das Wasser daran zu hindern, durch das Sieb zu flie\u00dfen? Ohne ein weiteres Hilfsmittel ist das nicht m\u00f6glich. Aufgabe dieses Hilfsmittels ist es, das Wasser aufzunehmen und festzuhalten. Dabei ist es selbst aber gro\u00df und sperrig genug, um nicht ebenfalls durch das Sieb zu flie\u00dfen. F\u00fcr solch eine Aufgabe f\u00e4llt jedem sofort ein Schwamm ein.<\/p>\n
Die allgemeine und f\u00fcr jede Art von Schmierfetten zutreffende Definition lautet: Aufquellungen von Dickungsmitteln in \u00d6l.<\/p>\n
Das, was hier als Aufquellung beschrieben wird, ist im bildlichen Sinne eine schwammartige Struktur, also ein dreidimensionales Netzwerk, welches in der Lage ist, Fl\u00fcssigkeiten einzulagern und unter bestimmten Bedingungen auch wieder abzugeben. Der in der Branche \u00fcbliche Begriff hierf\u00fcr lautet Verdicker.<\/p>\n
Jedes Schmierfett besteht somit aus mindestens zwei, meistens aber aus drei Komponenten:<\/strong><\/p>\n Das f\u00fchrt uns zu der Frage und einer Feststellung vom Anfang zur\u00fcck. Schmierfett!? Ist doch nur ein am Wegflie\u00dfen gehindertes \u00d6l! Diese Aussage habe ich an der einen oder anderen Stelle von Anwendern schon \u00f6fter vernehmen d\u00fcrfen. Das Schmierfette weitaus mehr leisten k\u00f6nnen, als \u00d6l am Wegflie\u00dfen zu hindern, m\u00f6chte ich mit einem Blick auf verschiedene Verdickertypen in diesem Artikel beleuchten.<\/p>\n Je nach Schmierfetttyp und verlangter Konsistenz bewegt sich der Verdickeranteil zwischen etwa 5 und 25 Prozent. Die mengenm\u00e4\u00dfig \u00fcberwiegende Komponente ist \u00d6l. Fr\u00fchere Vorstellungen, dass die Verdicker in Schmierfetten lediglich als Tr\u00e4gerger\u00fcst dienen und nicht schmierwirksam seien, sind revidiert. Sowohl Grund\u00f6l als auch die verdickende Komponente, die nat\u00fcrlich aufeinander abgestimmt sein m\u00fcssen, \u00fcbernehmen bei Schmierfetten die Schmierfunktion gemeinsam.<\/p>\n Schmierfette werden im Allgemeinen an Stelle fl\u00fcssiger Schmierstoffe eingesetzt, wenn aus technischen oder wirtschaftlichen Gr\u00fcnden ihr Einsatz vorteilhafter ist oder fl\u00fcssige Schmierstoffe nicht verwendet werden k\u00f6nnen. Oft werden Schmierfette dort vorgesehen, wo strenge Anforderungen hinsichtlich des Verbleibens des Schmierstoffes an der Reibstelle gestellt oder lange Nachschmierfristen angestrebt werden. Der Verbrauch an Schmierfetten ist in den meisten F\u00e4llen geringer als der Verbrauch an \u00d6l. Schmierfette sind auch unentbehrlich, wenn nicht ausreichend gegen Eindringen von Schmutz und Wasser gesch\u00fctzte Schmierstellen abgedichtet werden m\u00fcssen. Ein weiterer Vorteil ist, dass Schmierfette sto\u00dfweise Lagerbelastungen besser auffangen, Ger\u00e4usche d\u00e4mpfen und im Grenzreibungsgebiet bessere Schmierf\u00e4higkeit als \u00d6le aufweisen.<\/p>\n Neben dem wirtschaftlichen Punkt gibt es also eine Reihe von technischen Aspekten, die schon allein mit der Auswahl eines bestimmten Verdickers die Eigenschaften eines Schmierfetts entscheidend beeinflussen. Chemisch gesehen kommt eine Vielzahl an unterschiedlichen Verdickern in Frage. Eine erste Unterscheidung wird bei Schmierfetten mit den Kategorien (Metall-)Seifenverdicker und Nicht-Seifenverdicker getroffen.<\/p>\n Metallseifen werden durch Verseifung von Fettstoffen (Neutralfetten oder Fetts\u00e4uren) mit den L\u00f6sungen oder Dispersionen von Alkalien- oder Erdalkali-Hydroxiden, z. B. Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid oder Calciumhydroxid, als Verseifungsmittel hergestellt. Der Begriff umfasst also die Reaktionsprodukte einer organischen S\u00e4ure und einer Lauge. Bei der Verwendung jeweils einer Lauge und einer Fetts\u00e4ure entsteht die Einfach- oder Normalseife.<\/p>\n Verwendet man anstelle einer Lauge aber zwei Laugen und bringt diese mit einer S\u00e4ure zur Reaktion, entsteht eine Gemischtseife. Allen Metallseifen gemeinsam ist die Eigenschaft, dass ihre Struktur nur bis zu einem gewissen Punkt temperaturstabil ist. Werden sie \u00fcber diesen sogenannten Tropfpunkt hinaus erw\u00e4rmt, schmilzt der Verdicker.<\/p>\n Die in den Lagern oder Reibstellen herrschenden Betriebstemperaturen stellen ein wichtiges Kriterium f\u00fcr die Fettschmierung dar. Die Betriebs- oder Gebrauchstemperatur entsteht aus der Reibungsw\u00e4rme des Lagers selbst (Lagertemperatur) und der W\u00e4rmezufuhr von au\u00dfen entsprechend den vorliegenden Betriebsbedingungen (Strahlungsw\u00e4rme). Sie wird vermindert durch die W\u00e4rmeabgabe der Lagerstelle an die Umgebung.<\/p>\n Die sich im Beharrungszustand einstellende Betriebstemperatur ist f\u00fcr die Schmierfettauswahl von entscheidender Bedeutung, da die thermische Belastbarkeit der einzelnen Schmierfetttypen deutlich unterschiedlich ist.<\/p>\n Schmierstellen, die mit Feuchtigkeit oder Wasser in Ber\u00fchrung kommen oder die zwecks notwendiger K\u00fchlung sogar mit Wasser \u00fcbersp\u00fclt werden, k\u00f6nnen nur mit wasserbest\u00e4ndigen Schmierfetten geschmiert werden. Dazu z\u00e4hlen beispielsweise Calcium-, Aluminiumkomplex- oder spezielle Lithiumseifenfette.<\/p>\n Von wesentlicher Bedeutung, wenn auch unabh\u00e4ngig von den Leistungseigenschaften, ist die F\u00f6rderbarkeit eines Schmierfettes. Schmierfette, die aufgrund ihrer Konsistenz oder Struktur durch vorhandene Schmierfettzuf\u00fchrger\u00e4te nicht an die Reibstelle geleitet werden k\u00f6nnen, sind h\u00e4ufig ungeeignet.<\/p>\n Die gebr\u00e4uchlichsten Metallseifenfette basieren auf einer reinen Metallseife (z. B. Lithium, Calcium, Natrium usw.). Daneben existieren, wie bereits oben erw\u00e4hnt, auch Metallseifenfette mit gemischter Seifenbasis (z. B. Lithium-Calcium). Diese Fette verbinden den Vorteil der guten Wasserbest\u00e4ndigkeit von Calciumseifen mit dem h\u00f6heren Gebrauchstemperaturbereich der Lithiumseifen.<\/p>\n Die bei der Verseifung von Komplexseifenschmierfetten entstehenden \u201eSeife-Salz-Komplexe\u201d verleihen diesen Schmierfetten allgemein g\u00fcnstige Gebrauchseigenschaften, in erster Linie bessere thermische Stabilit\u00e4t. Aber auch die Wasserbest\u00e4ndigkeit und die Walkstabilit\u00e4t k\u00f6nnen durch Komplexseifen als Eindicker gezielt verbessert werden.<\/p>\n Nichtseifenschmierfette beinhalten als Verdicker anorganische oder auch synthetische organische Substanzen. Diese finden sowohl f\u00fcr die Herstellung von Mineral\u00f6lschmierfetten als auch von synthetischen Fetten Verwendung. Als Nichtseifenverdicker sind viele Substanzen eingesetzt und erprobt worden. Neben Polyharnstoff (Polyurea) werden kolloidale Kiesels\u00e4uren, modifizierte Tonerden oder Kunststoffpulver wie Polytetrafluorethylen (PTFE) verwendet.<\/p>\n Die wichtigsten Schmierfetttypen mit Nichtseifenverdickern, die heute praktische Bedeutung haben, sind:<\/strong><\/p>\n Gelfette sind Schmierfette, die mit hochdisperser Kiesels\u00e4ure (oleophiles Siliciumdioxid) als Gelbildner hergestellt werden. Diese Kiesels\u00e4uren sind unter verschiedenen Eigennamen, wie z. B. Aerosil, bekannt.<\/p>\n Solche Kiesels\u00e4uren stellen sich als amorphe, sehr feine, wei\u00dfliche Pulver dar. Ihr Verdickungseffekt in Mineral\u00f6l ist jedoch nicht sehr ausgepr\u00e4gt. Ein solches System ist au\u00dferdem thixotrop (ruheverfestigend, aber durch Bewegung, Sch\u00fctteln, Umr\u00fchren, wieder fl\u00fcssiger werdend).<\/p>\n Bentonitfette werden eine Gruppe von Schmierfetten genannt, die mit modifizierten Tonerden (ebenfalls sehr feine, amorphe Pulver) verdickt sind. Bentonit selbst ist eine reine Tonerde, deren Hauptbestandteil das hoch quellf\u00e4hige Tonmineral Montmorillonit (ein Aluminiumsilikat) ist.<\/p>\n Bentonit im Urzustand ist stark hydrophil und quillt mit Wasser auf. Daher r\u00fchrt auch die ebenfalls gebr\u00e4uchliche Bezeichnung Quellton.<\/p>\n Erst mit modifizierten organischen Derivaten des Montmorillonits als Verdicker k\u00f6nnen in Verbindung mit geeigneten polaren L\u00f6semitteln unter mechanischer Bearbeitung (Scherung) Bentonitfette hergestellt werden, die sich durch hohe Best\u00e4ndigkeit gegen\u00fcber thermischer Belastung auszeichnen.<\/p>\n Bentonitfette haben keinen Tropfpunkt, weil die Silikatger\u00fcste des Dickungsmittels bis weit \u00fcber die Zersetzungstemperatur der verdickten \u00d6le hinaus best\u00e4ndig sind.<\/p>\n Demzufolge kommt es bei anhaltend hohen Temperaturen nicht zu Phasentrennungen mit \u00d6laustritt, sondern zwangsl\u00e4ufig zur \u00d6lverkokung. Es ist deshalb bei hohen Einsatztemperaturen (mehr als 150 \u00b0C) besonders wichtig, die Nachschmierfristen einzuhalten. Nur so kann ein Verkoken des Mineral\u00f6les und damit Trockenlauf mit daraus resultierender Lagerzerst\u00f6rung vermieden werden.<\/p>\n Ein Nachteil ist, dass Bentonitfette mit anderen herk\u00f6mmlichen Schmierfetten (Vermischung durch Nachschmieren mit anderer Sorte) und vielen \u00fcblichen Schmierfettadditiven unvertr\u00e4glich sind.<\/p>\n Bei Vermischungen kommt es deshalb h\u00e4ufig zu Erweichungen der Fettf\u00fcllungen. Die Auswahl geeigneter Additive ist aus dem gleichen Grund sehr problematisch. In der Praxis muss deshalb bei einem Fettsortenwechsel durch Reinigung der Lager ein Kontakt unterschiedlicher Fettsorten vermieden werden.<\/p>\n Polyharnstofffette enthalten als Verdicker polymere Harnstoffderivate, die sich chemisch gesehen vom Harnstoff (englisch urea) ableiten, und tragen daher auch die englische Bezeichnung Polyureafette. Die Dickungsmittel der Polyureafette werden nach den Methoden der organischen Chemie synthetisch hergestellt. Da diese rein organischen Komponenten keine mineralischen R\u00fcckst\u00e4nde in Form von Aschen hinterlassen, werden Polyureafette auch als aschefrei bezeichnet.<\/p>\n Harnstoffderivate werden durch Umsetzung von Di-Isocyanaten mit Aminen hergestellt. Wegen der Toxizit\u00e4t der Di-Isocyanate und Amine muss die Produktion in besonderen geschlossenen Systemen vorgenommen werden, was den Herstellungsprozess kompliziert.<\/p>\n Polyharnstoffe bilden in Grund\u00f6len dreidimensionale Netzwerke, die denen der Seifen \u00e4hneln, aber feingliedriger sind.<\/p>\n Unsicherheit besteht auch bei der Verbrennung von Polyureafetten, weil dabei giftige Zersetzungsprodukte zu Umweltbelastungen f\u00fchren k\u00f6nnen.<\/p>\n Polyureafette sind h\u00f6herwertig einzustufen als lithiumkomplexverseifte Hochtemperaturfette. Die Temperaturstabilit\u00e4t des Polyharnstoffes ist gr\u00f6\u00dfer als die der Lithiumkomplexseife (Tropfpunkt > 250 \u00b0C). F\u00fcr besondere Anwendungsf\u00e4lle bieten sie deshalb bez\u00fcglich thermischer Belastbarkeit Vorteile. Sie sind immer dann ein Mittel der Wahl, wenn herk\u00f6mmliche Lithiumkomplexfette ihre Dauertemperaturgrenze bei ca. 150 \u00b0C erreichen. Mit Polyharnstofffetten auf synthetischer Basis k\u00f6nnen z. B. Daueranwendungstemperaturen bis 190 \u00b0C gut beherrscht werden.<\/p>\n Weitere Vorteile von Polyharnstofffetten:<\/strong><\/p>\n Tropfpunkte im Vergleich:<\/strong><\/p>\n Zusammenfassend kann man sagen, dass die Eigenschaften eines Schmierfettes durch die Hauptkomponenten Grund\u00f6l und Verdicker bestimmt werden. Der Verdicker bestimmt dabei unter anderem Tropfpunkt, Einsatztemperaturgrenze, Wasserbest\u00e4ndigkeit und Walkstabilit\u00e4t.<\/p>\n","protected":false},"featured_media":12456,"template":"","meta":{"_acf_changed":false},"categories":[66,69],"tags":[89,80,83,79],"class_list":["post-12455","impuls-news","type-impuls-news","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","category-expertise","category-schmierfette","tag-expertise","tag-pressemitteilung","tag-produkte","tag-schmierfette"],"acf":[],"yoast_head":"\n\n
(Metall-)Seifenverdicker<\/h2>\n
Bei der Reaktion von zwei Fetts\u00e4uren mit nur einer Lauge entsteht hingegen eine Komplexseife.<\/p>\nNicht-Seifenverdicker<\/h2>\n
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\n \nVerdicker<\/th>\n Typischer Tropfpunkt [\u00b0C]<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n \n Lithium<\/td>\n >190<\/td>\n<\/tr>\n \n Calcium<\/td>\n >1502 Value 2<\/td>\n<\/tr>\n \n Natrium<\/td>\n >170<\/td>\n<\/tr>\n \n LiCa<\/td>\n >180<\/td>\n<\/tr>\n \n Lithiumkomplex<\/td>\n >250<\/td>\n<\/tr>\n \n Aluminiumkomplex<\/td>\n >250<\/td>\n<\/tr>\n \n Bentonit<\/td>\n ohne<\/td>\n<\/tr>\n \n Gel<\/td>\n ohne<\/td>\n<\/tr>\n \n PTFE<\/td>\n ohne<\/td>\n<\/tr>\n \n Polyharnstoff<\/td>\n >250<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n Fazit<\/h2>\n