All den oben genannten Anwendungen ist gemeint, dass die dabei gemessenen Impedanzen den Effekten im EHD-Kontakt unterliegen, wie z.B. der Oxidation des Wälzlagerwerkstoffes, der Oberflächendiffusion, dem Einlaufen von den Rauheitsspitzen der Laufflächen oder den hohen lokalen Druck- und Temperaturspitzen. Außerdem kann je nach Betriebspunkt nicht von einer homogenen Verteilung aller Additive im Schmierspalt ausgegangen werden. Hier führen u.a. Verdrängungseffekte zu lokalen Konzentrationsabweichungen.
Für die eingangs aufgezählten Anwendungen wird eine trennscharfe Unterscheidung zwischen denjenigen Effekten gefordert, die auf den Schmierstoff zurückzuführen sind, und solchen, die durch das Lager bedingt werden. Dennoch werden häufig bei konventionellen Untersuchungen die wälzlagereigenen Effekte durch eine zu einfache Prüfgeometrie, wie etwa die des Zwei-Scheiben-Prüfstands oder eines Rheometers, unterrepräsentiert. Ein genormtes Prüfverfahren zur Ermittlung der schmierstoffspezifischen Impedanzkennwerte direkt im Wälzlager wird daher im Rahmen des Normausschusses NA 062-06-53AA angestrebt und von der flucon fluid control GmbH mit dem neuartigen Instrument E-Lub Tester federführend begleitet.
Was ist der E-Lub Tester?
Beim E-Lub Tester handelt es sich um flucons jüngstes Produkt, das auf Vorarbeiten des Lehrstuhls für Maschinenelemente und Getriebetechnik (MEGT) der RPTU Kaiserslautern Landau beruht und die dielektrischen Schmierstoffeigenschaften unter gezielt nachempfundenen Betriebsbedingungen im Schmierspalt eines Wälzkugellagers ermittelt. Als Standard-Prüfling dient ein Axialrillenkugellager vom Typ 51208, das sich aufgrund der gleichmäßigen Kraftverteilung auf seine Wälzkörper, seines radialen Formschlusses und seiner im Vergleich zum Kegelrollenlager eindeutigen Kontaktverhältnisse besonders anbietet. Das Prüflager befindet sich in einem gekapselten, temperierten Einsatz, welcher thermisch, galvanisch und kapazitiv von der Antriebseinheit entkoppelt wurde. Standardmäßig wird auf den etablierten Vierkugelapparat (VKA) des Herstellers Hansa zurückgegriffen, um die Drehzahl und die axiale Last zu realisieren.
Über einen Schleifkontakt an der Welle und über eine Kontaktierung der Lageraufnahme kann das geschmierte und belastete Prüflager elektrisch analysiert werden.
Welche Messungen sind möglich?
Die Messelektronik des E-Lub Tester bietet einerseits die Möglichkeit zur Impedanzspektroskopie, andererseits kann das Prüflager gezielt elektrisch belastet werden, um parasitäre Lagerströme zu erzeugen. Beides lässt sich mithilfe mehrerer Auswertungsroutinen in der entwickelten Mess- und Steuersoftware in Zusammenhang bringen und in Abhängigkeit der eingestellten Betriebsbedingungen dokumentieren.Der E-Lub Tester bietet die Möglichkeit, komplexe Impedanzen in einem Frequenzband von 100 Hz bis 10 MHz aufzunehmen und in Bode-Diagrammen darzustellen. Das elektrische Ersatzschaltbild entspricht dem eines RC-Gliedes. Dies wird durch Amplituden- und Phasengang bestätigt. Mittels Kleinster-Quadrate-Methode werden die gemessenen Kurven einem idealen RC-Glied angeglichen, um schließlich die Einzelparameter R und C zu extrahieren. Diese können als Kennfelder über die Betriebsparameter Kraft, Drehzahl und Temperatur aufgetragen werden.
