Der Einfluss von Wasser auf die Schmierfähigkeit von Fetten für Wälzlager und Freiläufe:
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Mainz
2006
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WAELZLAGER UND FREILAEUFE VON DER FAKULTAET FUER MASCHINENWESEN DER
RHEINISCH-WESTFAELISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE AACHEN ZUR ERLANGUNG DES
AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTORS DER INGENIEURWISSENSCHAFTEN GENEHMIGTE
DISSERTATION VORGELEGT VON KAI HELMUT GUEMPERLEIN AUS LANGEN BERICHTER:
UNIVERSITAETSPROFESSOR DR.-ING. PETER W. GOLD UNIVERSITAETSPROFESSOR
DR.-ING. HUBERTUS MURRENHOFF TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG: 26. JULI 2006
INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS VORWORT I INHALTSVERZEICHNIS I
NOMENKLATUR III 1. EINLEITUNG 1 2. STAND DER TECHNIK 6 2.1 GRUNDLAGEN
DES VERSCHLEISSES 6 2.2 GRUNDLAGEN DER KORROSION 9 2.3 EINFLUSS VON
WASSER IN OEL 23 2.3.1 VISKOSITAETSAENDERUNGEN BEI OELEN 25 A) WASSER / OEL -
LOESUNGEN 25 B) WASSER / OEL - EMULSIONEN 26 2.3.2 EINFLUSS VON WASSER AUF
DIE ERMUEDUNGSLEBENSDAUER 27 2.4 WASSER IN FETT 28 2.4.1
WASSERBESTAENDIGKEIT VON VERDICKERARTEN 28 2.4.2 FETTSTRUKTUR BEI
WASSEREINFLUSS 29 2.4.3 KONSISTENZ INFOLGE VON WASSEREINFLUSS 30 2.4.4
OELABSCHEIDUNG 31 A) OELABGABEVERHALTEN BEI VERSCHIEDENEN TEMPERATUREN 31
B) OELABGABEVERHALTEN MIT VERSCHIEDENEN WASSERGEHALTEN 34 2.4.5
BERECHNUNGSMETHODE NACH DINISO 281 35 2.4.6 GRENZEN DER
TRAGFAEHIGKEITSBERECHNUNG NACH DIN ISO 281 37 2.4.6 VORZEITIGE ERMUEDUNG
FETTGESCHMIERTER KUGELLAGER. 39 3. LABORPRUEFVERFAHREN ZUM VERHALTEN MIT
WASSER 42 3.1 FETTBEFUELLUNG 42 3.2 WASSERAUFNAHME-UND
WASSERABGABEVERHALTEN 43 3.2.1 WASSERAUFNAHMEVERHALTEN 44 3.2.2
WASSERABGABEVERHALTEN 46 3.2 SAETTIGUNGSGRENZEN 49 3.3 OELABGABEVERHALTEN
MIT VERSCHIEDENEN WASSERGEHALTEN 50 3.4 WALKSTABILITAET UNTER
WASSEREINFLUSS 52 3.5 EMCOR-TESTS 54 3.6 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE
AUS DEN LABORPRUEFUNGEN 57 II INHALTSVERZEICHNIS 4. PRUEFSTANDSVERSUCHE 60
4.1 SCHMIERFETT-TEST MIT KLEMMKOERPERFREILAEUFEN 60 4.1.1 PRUEFSTANDSAUFBAU
61 4.1.2 MESSGROESSEN 62 4.1.3 FREILAUFVERSUCHE MIT WASSER IM SCHMIERFETT
64 4.1.4 INTERPRETATION DER VERSUCHSERGEBNISSE UNDA BGLEICH MIT DEN 66
LABORPRUEFUNGEN . 66 4.2 RIFFELTEST 67 4.2.1 ENTSTEHUNG VON RIFFELN 67
4.2.2 PRUEFSTAND UND PRUEFBEDINGUNGEN 68 4.2.3 REINIGUNG, BEFETTUNG UND
MONTAGE DES PRUEFLAGERS 69 4.2.4 VERSUCHSAUSWERTUNG 71 4.2.5 SCHADENSFORM
74 4.2.6 ERGEBNISSE 77 A) REFERENZ- UND STANDARDVERSUCHE 77 B) VARATION
VON ADDITIVEN AM BEISPIEL EINES VERSUCHSFETTES 79 C) VARIATION DER ART
DER WASSERZUGABE 80 D) EINFLUSS DES SALZGEHALTES 82 E) EINFLUSS DER
LAGERTEMPERATUR 84 F) EINFLUSS VON FESTSCHMIERSTOFFEN 86 G) RIFFEL- /
KORROSIONSTEST IM VERGLEICH MIT FAFHIR-TEST 88 4.2.7 VERGLEICH DER
ERGEBNISSE MIT DEN LABORPRUEFUNGEN 91 A3 ERMUEDUNGSVERSUCHE 93 4.3.1
PRUEFSTANDSAUFBAU UND PRUEFBEDINGUNGEN 93 4.3.2 ERGEBNISSE 95 A.A
VERSCHLEISSPRUEFUNG MIT DEM FE8-PRUEFSTAND 97 4.4.1 PRUEFSTANDSAUFBAU ! 97
4.4.3 VERSUCHSPROGRAMM UND-AUSWERTUNG 99 A) EINFLUSS DES WASSERGEHALTES
AUF DEN VERSCHLEISS : 101 B) EINFLUSS DES SALZGEHALTES AUF DEN VERSCHLEISS
103 4.4.4 INTERPRETATION DER VERSUCHSERGEBNISSE UND ABGLEICH MIT DEN
LABORPRUEFUNGEN 104 5. ZUSAMMENFASSUNG 106 6. LITERATURVERZEICHNIS 111 7.
ANHANG 118
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DER EINFLUSS VON WASSER AUF DIE SCHMIERFAEHIGKEIT VON FETTEN FUER
WAELZLAGER UND FREILAEUFE VON DER FAKULTAET FUER MASCHINENWESEN DER
RHEINISCH-WESTFAELISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE AACHEN ZUR ERLANGUNG DES
AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTORS DER INGENIEURWISSENSCHAFTEN GENEHMIGTE
DISSERTATION VORGELEGT VON KAI HELMUT GUEMPERLEIN AUS LANGEN BERICHTER:
UNIVERSITAETSPROFESSOR DR.-ING. PETER W. GOLD UNIVERSITAETSPROFESSOR
DR.-ING. HUBERTUS MURRENHOFF TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG: 26. JULI 2006
INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS VORWORT I INHALTSVERZEICHNIS I
NOMENKLATUR III 1. EINLEITUNG 1 2. STAND DER TECHNIK 6 2.1 GRUNDLAGEN
DES VERSCHLEISSES 6 2.2 GRUNDLAGEN DER KORROSION 9 2.3 EINFLUSS VON
WASSER IN OEL 23 2.3.1 VISKOSITAETSAENDERUNGEN BEI OELEN 25 A) WASSER / OEL -
LOESUNGEN 25 B) WASSER / OEL - EMULSIONEN 26 2.3.2 EINFLUSS VON WASSER AUF
DIE ERMUEDUNGSLEBENSDAUER 27 2.4 WASSER IN FETT 28 2.4.1
WASSERBESTAENDIGKEIT VON VERDICKERARTEN 28 2.4.2 FETTSTRUKTUR BEI
WASSEREINFLUSS 29 2.4.3 KONSISTENZ INFOLGE VON WASSEREINFLUSS 30 2.4.4
OELABSCHEIDUNG 31 A) OELABGABEVERHALTEN BEI VERSCHIEDENEN TEMPERATUREN 31
B) OELABGABEVERHALTEN MIT VERSCHIEDENEN WASSERGEHALTEN 34 2.4.5
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TRAGFAEHIGKEITSBERECHNUNG NACH DIN ISO 281 37 2.4.6 VORZEITIGE ERMUEDUNG
FETTGESCHMIERTER KUGELLAGER. 39 3. LABORPRUEFVERFAHREN ZUM VERHALTEN MIT
WASSER 42 3.1 FETTBEFUELLUNG 42 3.2 WASSERAUFNAHME-UND
WASSERABGABEVERHALTEN 43 3.2.1 WASSERAUFNAHMEVERHALTEN 44 3.2.2
WASSERABGABEVERHALTEN 46 3.2 SAETTIGUNGSGRENZEN 49 3.3 OELABGABEVERHALTEN
MIT VERSCHIEDENEN WASSERGEHALTEN 50 3.4 WALKSTABILITAET UNTER
WASSEREINFLUSS 52 3.5 EMCOR-TESTS 54 3.6 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE
AUS DEN LABORPRUEFUNGEN 57 II INHALTSVERZEICHNIS 4. PRUEFSTANDSVERSUCHE 60
4.1 SCHMIERFETT-TEST MIT KLEMMKOERPERFREILAEUFEN 60 4.1.1 PRUEFSTANDSAUFBAU
61 4.1.2 MESSGROESSEN 62 4.1.3 FREILAUFVERSUCHE MIT WASSER IM SCHMIERFETT
64 4.1.4 INTERPRETATION DER VERSUCHSERGEBNISSE UNDA BGLEICH MIT DEN 66
LABORPRUEFUNGEN '. 66 4.2 RIFFELTEST 67 4.2.1 ENTSTEHUNG VON RIFFELN 67
4.2.2 PRUEFSTAND UND PRUEFBEDINGUNGEN 68 4.2.3 REINIGUNG, BEFETTUNG UND
MONTAGE DES PRUEFLAGERS 69 4.2.4 VERSUCHSAUSWERTUNG 71 4.2.5 SCHADENSFORM
74 4.2.6 ERGEBNISSE 77 A) REFERENZ- UND STANDARDVERSUCHE 77 B) VARATION
VON ADDITIVEN AM BEISPIEL EINES VERSUCHSFETTES 79 C) VARIATION DER ART
DER WASSERZUGABE 80 D) EINFLUSS DES SALZGEHALTES 82 E) EINFLUSS DER
LAGERTEMPERATUR 84 F) EINFLUSS VON FESTSCHMIERSTOFFEN 86 G) RIFFEL- /
KORROSIONSTEST IM VERGLEICH MIT FAFHIR-TEST 88 4.2.7 VERGLEICH DER
ERGEBNISSE MIT DEN LABORPRUEFUNGEN 91 A3 ERMUEDUNGSVERSUCHE 93 4.3.1
PRUEFSTANDSAUFBAU UND PRUEFBEDINGUNGEN 93 4.3.2 ERGEBNISSE 95 A.A
VERSCHLEISSPRUEFUNG MIT DEM FE8-PRUEFSTAND 97 4.4.1 PRUEFSTANDSAUFBAU ! 97
4.4.3 VERSUCHSPROGRAMM UND-AUSWERTUNG 99 A) EINFLUSS DES WASSERGEHALTES
AUF DEN VERSCHLEISS : 101 B) EINFLUSS DES SALZGEHALTES AUF DEN VERSCHLEISS
103 4.4.4 INTERPRETATION DER VERSUCHSERGEBNISSE UND ABGLEICH MIT DEN
LABORPRUEFUNGEN 104 5. ZUSAMMENFASSUNG 106 6. LITERATURVERZEICHNIS 111 7.
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