Stillstehende fettgeschmierte Wälzlager unter dynamischer Beanspruchung

Wälzlagerungen in Maschinen, Windenergieanlagen, Fahrzeugen etc. können infolge dynamischer Lasten und/ oder Schwenkbewegungen im Stillstand geschädigt werden. Dabei kommt es in den Kontakten zwischen den Wälzkörpern und Lagerringen zu Mikrorelativbewegungen, die Verschleißschäden an Laufbahnen und Wälzkörpern hervorrufen können. Dieser Mechanismus wird als False-Brinelling bezeichnet. Ziel dieser Arbeit war es zunächst, ein Prüfverfahren zu entwickeln, mit welchem Schmierstoffe unter False-Brinelling-Bedingungen getestet werden können. Begleitet von theoretischen Betrachtungen und Finite-Elemente-Simulationen sollten mit dieser Prozedur eine begrenzte Auswahl von Schmierstoffen hinsichtlich ihrer Eignung unter False-Brinelling-Bedingungen geprüft werden, um Erklärungsansätze für die Entstehung von False-Brinelling-Schäden zu finden und um erste Hinweise für die Auswahl und Zusammensetzung von Schmierstoffen zur Reduzierung solcher Schäden zu geben.
Auf der Basis von Prüfstandsversuchen wurden verschiedene Modellfette hinsichtlich ihres False-Brinelling-Verhaltens bewertet. Dabei wurden Schmierfette mit unterschiedlichen Eindickern, Grundölen, Additiven sowie Festschmierstoffen geprüft. Darüber hinaus wurden für die Fette rheologische Schmierfettparameter sowie das Ölabscheideverhalten in Abhängigkeit der Temperatur bestimmt. Der Vergleich der Ergebnisse der False-Brinelling-Prüfungen mit den Schmierfetteigenschaften offenbarte Zusammenhänge zwischen den rheologischen Fetteigenschaften und der Schädigungshöhe.
Mit Hilfe von transienten FE-Rechnungen konnten die lateralen Verteilungen des Schlupfes und der Spannungen in der Kontaktfläche bestimmt werden. Auf dieser Basis wurden Erklärungsansätze für die Entstehung von False-Brinelling-Schäden abgeleitet.