Hochschule Mannheim - Fachbereich Maschinenbau - Institut für Tribologie
Paul-Wittsack-Str. 10
68163 Mannheim

22007696

01.01.2001

Entsprechend der Aufgabenstellung wurden zu Beginn des Projektes Schmierstoffadditive ausgewählt, die metall-, asche-, chlorfrei und teilweise sogar biologisch abbaubar waren. Sie bestanden im Wesentlichen aus Schwefel- und Phosphor-Wirkanteilen, wobei auch Mischungen der Komponenten untereinander und weiter Stoffzusätze (z.B. Stickstoffverbindungen) verwendet wurden. Es standen somit 16 Additivkandidaten zur Verfügung, die in den ersten Projektphasen ausgiebig auf Ihr EP/AW-Verhalten untersucht wurden. Die verwendeten Schmierstoffformulierungen enthielten neben dem Grundöl jeweils einen bestimmten Anteil an Verschleißschutz- und Hochdruckadditiven. Als Grundöle wurden ein gesättigter und ein ungesättigter Ester (beides TMP Oleate), ein raffiniertes Rapsöl und zum Vergleich ein paraffinbasisches Mineralöl verwendet. Anschließend wurde ein umfangreiches Untersuchungsprogramm durchgeführt. Innerhalb dieser durchgeführten Versuchsreihen konnten viele Tendenzen aufgezeigt werden, die grundsätzlicher Art waren und Aussagen zur Wirkung einer bestimmten Additivklasse zulassen. Diese Versuchsergebnisse sind von großem Nutzen für die innerhalb des Projektes untersuchten Mischungen aus mehreren Einzeladditiven und sie bilden damit die Basis für speziell abgestimmte, neue Additivvarianten. Erwähnt sei hierbei besonders die Abhängigkeit des Verschleißschutzes und der Hochdrucktragfähigkeit von der Höhe der Additivkonzentration. Hierbei traten deutliche Unterschiede bezüglich der einzelnen Additivgruppen (verschiedene Wirkkomponenten) und auch innerhalb der einzelnen Stoffgruppen auf. Besonders deutlich konnten aber auch Unterschiede bezüglich der verschiedenen Grundöle gezeigt werden. Additive, die zum Beispiel in einem Mineralöl bei einer geringen Konzentration ein sehr gutes Ansprechverhalten zeigten, mussten einem Rapsöl in deutlich größerer Menge zudosiert werden, um eine ähnlich gute Wirkung zu erzielen.

Die auf dem Markt befindlichen Additive für Schmierstoffe wurden für den Einsatz in mineralölbasischen oder synthetischen Grundölen optimiert. Beim Einsatz dieser Additive in Pflanzenölen zeigte sich jedoch, dass sie z.T. ungeeignet sind oder in anderen Konzentrationen angewandt werden müssen, um ähnliche Wirkungen zu erzielen. Um die Entwicklung von modernen Hochleistungsschmierstoffen auf Basis natürlicher pflanzlicher Grundöle voranzutreiben, sollte der Kenntnisstand bezüglich der Wirksamkeit unterschiedlichster Verschleiß- (AW) und Hochdruckadditive (EP) in Pflanzenölen verbessert werden. Bisher gibt es keine systematische Studie über die Eignung von bestimmten Additivkomponenten und Additivklassen für pflanzliche Grundöle, obwohl hier ein unverkennbarer Forschungsbedarf auf diesem Gebiet besteht. Ziel des vorgestellten Vorhabens ist es, grundsätzliche Aussagen zur Eignung verschiedener Substanzklassen als EP- und AW-Additiven für pflanzenölbasische Grundöle (Ester) zu erarbeiten. Hierfür soll die Wirkungsweise der bisher zum Einsatz gekommenen verschiedenen Additivkomponenten und Additivpakete in unterschiedlichen Basisestern (gesättigte und ungesättigte) untersucht werden und darüber hinaus mit dem Verhalten in Mineralölanwendungen verglichen werden. Innerhalb der Additivklassen soll geklärt werden, inwieweit sich das Verschleißschutzverhalten bei Variation der Kettenlänge der Substituenten, Verzweigungsgrad der Substituenten und Art der Substituenten verändert. Im Rahmen des Vorhaben sollen neben neuen EP- und AW-Additiven, die von der Firma Rhein Chemie bereitgestellt werden, auch handelsübliche Additive untersucht werden. Der Einfluss der Parameter Grundölart, Additivkomponente, Belastungskollektiv, Temperatur, Werkstoffpaarung und Alterungszustand auf das Verschleißschutzverhalten soll untersucht werden. Die Ergebnisse sollen eine Basis darstellen, mit deren Hilfe sowohl Schmierstoff- und Additivhersteller als auch Anwender die Wirkung bestimmter