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Vor Entladungsschäden schützen

Vor Entladungsschäden schützen

Elektrisch leitfähiges Wälzlagerfett als kostengünstige und effiziente Lösung

Ob in der Kunststoffindustrie, in Papiermaschinen oder beim Einsatz von Elektromotoren in
der Industrie - das Thema von Schäden durch elektrische Entladung ist lange bekannt und aktueller denn je. Davon betroffen sind insbesondere Wälzlager von Maschinen und Anlagen in Umgebungen, in denen eine statische Aufladung begünstigt wird. Ein elektrisch leitfähiges Schmierfett für speziell diese Anwendungsbereiche löst das Problem in vielen Fällen kostengünstig und effizient - und sorgt gleichzeitig für eine optimale Schmierung der Wälzlager.


Die statische Ladung kann unterschiedliche Ursachen haben. Zum Beispiel kommt es in Folienreckanlagen durch die Führung von Kunststoffen über Stahlrollen zur elektrostatischen Aufladung. Bei Trommeln in Wäschetrocknern wiederum können Kunststoffanteile in der Wäsche, zum Beispiel Nylon, zu statischer Aufladung führen. Insbesondere in hochbelasteten Wälzlagern, in denen die Wahrscheinlichkeit einer partiellen Berührung zwischen Wälzkörper und Laufbahn gegeben ist, besteht das Risiko von Schäden durch eine plötzliche Entladung: Es entsteht eine Art „Lichtbogeneffekt". Da der metallische Kontakt auf einer sehr kleinen Fläche stattfindet, kann es bereits bei Stromstärken, die deutlich unter einem Ampere liegen, zu örtlichen Verschmelzungen bzw. Verschweißungen an der Kontaktstelle kommen. Typische Entladungsschäden sind Aufplattierungen oder die Bildung von Kratern oder Riefen auf dem Wälzlager.

Wälzlagerschäden durch Spannungsüberschlag

Krater entstehen in Wälzlagern durch das potentielle Aufschmelzen der Laufbahn-Oberflächen. Es kann auch passieren, dass Teile des geschmolzenen Metalls mitgerissen werden und sich in der Laufbahn absetzen, wo sie anschließend überrollt werden. Eine Riffelbildung entsteht durch die Belastung von Wälzkörper beziehungsweise Laufbahn bei gleichzeitigem Stromfluss. Die zu Schwingungen angeregten Wälzkörper hinterlassen mit der Zeit die typischen Riefen am Innen- und/oder Außenring. Die Maßnahmen, solche Schäden zu regulieren, sind zeit- und kostenintensiv - im Extremfall ist sogar der Austausch des gesamten Lagers erforderlich. Der Grad der Schädigung hängt von verschiedenen Faktoren ab - zum Beispiel der Stromstärke, dem Zeiteinfluss, der Lagerbelastung, der Drehzahl sowie nicht zuletzt dem eingesetzten Schmierstoff.

Spannungsüberschlag vermeiden

Die Entwicklung eines leitfähigen Schmierfettes durch Klüber Lubrication setzt an diesem Punkt an und löst das Problem auf effiziente und kostengünstige Weise, bevor Schäden entstehen können. Das leitfähige Wälzlagerfett Klüberlectric BE 44-152 führt die elektrische Ladung kontinuierlich durch das Lager hindurch, so dass sich punktuelle Spannungsüberschläge gar nicht erst ausbilden können. Gleichzeitig zeichnet sich das Wälzlagerfett durch seine lange Laufzeit und hohe Zuverlässigkeit aus.

Um den Unterschied zu herkömmlichen Schmierfetten zu verdeutlichen, hat Klüber Lubrication in Anlehnung an DIN 53482 den elektrischen Widerstand von Fetten bestimmt. In dieser Norm wird die Messung des elektrischen Widerstandes von nichtmetallenen Werkstoffen beschrieben. Dabei kann der Widerstand zwischen zwei Platten gemessen werden, zwischen denen sich das Fett in einem isolierten Hohlzylinder befindet. Möglich sind dabei Elektrodenabstände von einem Millimeter bis zu mehreren Zentimetern. Klüber Lubrication selbst entwickelte über diesen genormten Prüfstand hinaus einen dynamischen Prüfstand, der zur Entwicklung und Optimierung des Spezialfetts genutzt wurde.

Widerstand im Halbleiter-Bereich

Während der spezifische elektrische Widerstand von Standard-Wälzlagerfetten im Bereich von 10^11 bis 10^14 Ω x cm liegt, weist das Spezialfett Klüberlectric BE 44-152 einen spezifischen Widerstand von nur zirka 10^5 Ω x cm auf und liegt damit in einem Bereich, der für Halbleiter typisch ist.

Bei allen Anwendungen von elektrisch leitfähigen Spezialschmierstoffen in Wälzlagern muss natürlich beachtet werden, welche maximalen Stromstärken jeweils fließen können. Bei stärkeren Stromflüssen über 1 Ampere empfiehlt sich unter Umständen die Isolierung der Lager durch Keramik, Kunststoff oder andere isolierende Materialien. Eine weitere Lösung wäre hier die Verwendung von Lagern mit keramischen Wälzkörpern. Diese Maßnahmen sind jedoch mit hohen Kosten und gegebenenfalls erheblichen baulichen Veränderungen verbunden. Insbesondere bei niedrigen Stromstärken stellt Klüberlectric BE 44-152 eine kostengünstige, effiziente Alternative zur Verhinderung von Entladungsschäden dar.

Neben seinen „elektrischen" Möglichkeiten muss sich ein Wälzlagerfett natürlich auch hinsichtlich Laufzeit und Zuverlässigkeit bewähren. So ist bei einer entsprechenden Auswahl des Schmierstoffs auch auf die Eignung für die jeweiligen Wälzlager zu achten. Zuverlässige Aussagen ermöglichen zum Beispiel Prüfläufe nach DIN 51821, Teil 2, in denen der obere Gebrauchstemperaturbereich und die Schmierfettgebrauchsdauer geprüft werden. Daneben sollten auch Leistungsmerkmale wie der Korrosionsschutz und die Drehzahleignung beachtet werden.

Klüberlectric BE 44-152 ...

... hat sich in zahlreichen Versuchen wie auch in der Praxis vielfach bewährt. Das Spezialfett kann in einem Gebrauchstemperaturbereich* von -40 bis +150 °C angewendet werden.

Tests an Wälzlagerfett-Prüfmaschinen, die zur Bestimmung der Fettgebrauchsdauer und Drehzahleignung dienen, verliefen mit Klüberlectric BE 44-152 "sehr erfolgreich". So erreichte das Spezialfett im FAG-FE9-Prüflauf (nach DIN 51 821, Teil 2, Fa=1.500 N, n= 6.000 U/min, bei 150 °C) eine L50-Laufzeit von > 200 Stunden.

Hervorzuheben ist zudem der sehr gute Korrosionsschutz: Im Emcor-Test (DIN 51 802, 1 Woche destilliertes Wasser) wurde ein Korrosionsgrad von ≤1 erzielt. Auch Drehzahlkennwerte** bis zu 1 000 000 mm x min-1, wie sie in sehr vielen Anwendungen auftreten, können mit Klüberlectric BE 44-152 mühelos abgedeckt werden.

Klüberlectric BE 44-152 ist ein vollsynthetisches Schmierfett auf Basis von einem synthetischen Kohlenwasserstofföl, Lithiumseife und dunklen Festschmierstoffen.

* Gebrauchstemperaturangaben sind Richtwerte, die sich am Schmierstoffaufbau, dem vorgegebenen Einsatzzweck und der Anwendungstechnik orientieren. Schmierstoffe ändern je nach Art der mechanisch-dynamischen Beanspruchung temperatur-, druck- und zeitabhängig ihre Konsistenz, scheinbare Viskosität bzw. Viskosität. Diese Veränderungen der Produktmerkmale können Einfluss auf die Funktion von Bauteilen nehmen.
** Drehzahlkennwerte sind Richtwerte und abhängig von Wälzlagertyp, der Lagergröße sowie den Betriebsbedingungen der Einsatzteile. Sie müssen daher im Einzelfall vom Anwender durch Erprobung bestätigt werden.