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antriebstechnik 4/2021

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antriebstechnik 4/2021

FORSCHUNG UND

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 04 Ermittelte Schadenskraftstufen eines Getriebeöls für Doppelkupplungsgetriebe im Test A10/16,6R/90 [11] Tabelle 2 Einfluss von Testmodifikationen auf die erwartete Schadenskraftstufe; Ergebnis im Standardtest A/8,3/90: Schadenskraftstufe X [7] Tabelle 3 Prüfverfahren zur Bestimmung der Fresstragfähigkeit [7] In Bild 02 sind für verschiedene Getriebeöle die Fresstemperaturen nach der Integraltemperatur-Methode für Stirnradgetriebe eingetragen. Daraus erkennt man den vergleichsweise kleinen Bereich, den der Standardtest A/8,3/90 abdeckt [7]. Um auch Öle höherer Fresstragfähigkeit differenziert hinsichtlich Fressen prüfen zu können, wurde systematisch untersucht, welche Änderungen des Tests geeignet sind, um ein höheres Fressrisiko im Test einzustellen [7], [11]. Nimmt man für ein Öl eine Schadenskraftstufe X im Standardtest A/8,3/90 an, so werden durch verschiede- ne Testmodifikationen entsprechend geänderte Schadenskraftstufen erwartet [7], vergleiche Tabelle 02. Verschärfte Testbedingungen weisen die Testverfahren A10/16,6R/90 bzw. S A10/16,6R/90 auf. Hierbei werden im Vergleich zum Standardtest A/8,3/90 die Modifikationen “halbe Zahnbreite Ritzel“ mit erhöhter spezifischer Belastung ohne Gefahr des Zahnbruches am Rad, “doppelte Umfangsgeschwindigkeit“ mit erhöhter Fressgefährdung und “treibendes Rad“ mit Zusammenfallen des kritischen Bereichs des Eingriffsbeginns mit der hohen Gleitgeschwindigkeit verwendet. Beim Sprungtest S-A10/16,6R/90 werden mit dem Wegfall des Einlaufs nochmals erheblich verschärfte Bedingungen im Test genutzt. Die Prüfbedingungen der drei Prüfverfahren sind zusammenfassend in Tabelle 03 dargestellt. Eine ausführliche Beschreibung der Testverfahren A10/16,6R/90 bzw. S A10/16,6R/90 kann dem FVA-Informationsblatt Nr. 243/2 [16] entnommen werden [7], [11]. AUSWAHL EINES GEEIGNETEN TESTVERFAHRENS Zur Identifizierung des geeigneten Testverfahrens für einen zu testenden Schmierstoff wurden unterschiedlichste Öle im Bereich CLP, GL4 und GL5 mit den verschiedenen Verfahren untersucht, sowohl Referenzöle als auch Praxisöle vom Markt. Eine Übersicht der hierfür verwendeten Öle ist in Tabelle 04 dargestellt [7], [11]. Die entsprechenden Testergebnisse sind in Bild 03 dargestellt. „Die Öle GL3 (CLP) zeigen im Standardtest A/8,3/90 alle eine Schadenskraftstufe über 14 und sind somit in diesem Test nicht zu differenzieren“ [7]. Gleiches gilt für die Öle GL4, GL4+ und GL5. Im Stufentest A10/16,6R/90 lassen sich Öle GL3 und GL4 in ihrem Fressverhalten unterscheiden und im Sprungtest S- A10/16,6R/90 darüber hinaus Öle nach GL4, GL4+ und GL5. Mit den beschriebenen Testmethoden können somit verschiedene Schmierstoffe hinsichtlich ihrer Fresstragfähigkeit differenziert werden. Im Bereich der Getriebeöle für automobile Anwendungen hat sich der Stufentest A10/16,6R/90 häufig als einziges Testverfahren etabliert. Bei diesen Anwendungen, bei denen oft noch gegensätzliche Anforderungen an das Reibungsverhalten in den Komponenten gestellt werden, ist ein Trend zu noch niedrigviskoseren Schmierstoffen festzustellen. In jüngster Vergangenheit wurden mit solch einem Schmierstoff unterschiedlicher Fertigungschargen zahlreiche Fresstests A10/16,6R/90 an der Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau und auch an weiteren Instituten durchgeführt. Es ergaben sich hierbei starke 62 antriebstechnik 2021/04 www.antriebstechnik.de

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 05 Ermittelte Schadenskraftstufen eines Getriebeöls für Doppelkupplungsgetriebe im Test A/8,3/90 Tabelle 4 Prüföle [7] Schwankungen in den Testergebnissen. Die Ergebnisse reichen von einem Ausfall in Kraftstufe 5 bis zu Ausfällen in Kraftstufe 10, vergleiche Bild 04. Hierbei konnte keine eindeutige Tendenz festgestellt werden, dass sich die verwendete Fertigungscharge auf das Testergebnis auswirkt. Der Unterschied der ermittelten Schadenskraftstufen beträgt somit 5 Kraftstufen, was eine zuverlässige Verwertbarkeit der Ergebnisse und somit auch den Test A10/16,6R/90 für derartige Schmierstoffe in Frage stellt [11]. Eine mögliche Ursache für die festgestellten Schwankungen kann in einem nicht abgeschlossenen Einlauf gesucht werden. Ein guter Einlauf kann sich bis zu Faktor 5 auf das übertragbare Drehmoment auswirken. Je nach verwendeter Methode, Betriebsviskosität und Additivsystem des Schmierstoffes, kann dieser erst nach Kraftstufe 5 bis Kraftstufe 7 abgeschlossen sein. Bei einem nicht abgeschlossenen Einlauf kann sich im Test im Extremfall ein Frühausfall in Kraftstufe 5 und andererseits, sofern die kritische Phase des Einlaufs überwunden werden kann, erst ein Ausfall in Kraftstufe 11 ergeben. Der Einfluss eines guten Einlaufs ist auch anhand von Ver suchsergebnissen nach FZG/Michaelis [13] ersichtlich. Es wurden Tests sowohl mit als auch ohne Einlauf durchgeführt. „Es ergibt sich ein moderater Abfall der Fresstragfähigkeit mit steigender Rauheit, wenn ein Einlauf der Oberflächen durch die stufenweise gesteiger- KERNAUSSAGEN n Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass die Auswahl des geeigneten Testverfahrens von großer Bedeutung für die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf Praxisgetriebe ist. n Im Rahmen systematischer Untersuchungen wurde das Testverfahren A10/16,6/90 als ein geeignetes Testverfahren für den betrachteten Schmierstoff für Doppelkupplungsgetriebeanwendungen ermittelt. PRECISION GEARS Seit über 50 Jahren führend in hochpräzisen Verzahnungen Zahnrädern und Verzahnten Wellen 100 – 2.000mm Alle Fertigungsschritte im Haus 28.000 m² Produktionsfläche Eigene Härterei ZWP Zahnradwerk Pritzwalk GmbH Freyensteiner Chaussee 15 D-16928 Pritzwalk www.zahnradwerk.com

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