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Spezialschmierstoffe erhöhen Getriebewirkungsgrad

Autor / Redakteur: Autor / Hermann Jörg

>> Durch den Einsatz von geeigneten Schmierstoffen kann die Verlustleistung in Getrieben reduziert und eine Wirkungsgradsteigerung bis zu etwa 10 Prozent erreicht werden. Ausserdem bieten leistungsstarke Spezialschmierstoffe, unabhängig vom Industrie- und Anwendungsbereich, ein hohes Potenzial, Energie einzusparen; Mehrkosten für den Schmierstoff werden dabei um ein Vielfaches aufgewogen.

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Mögliche Ölwechselfristen verschiedener Öle in Abhängigkeit der Temperatur. (Bild: Klüber Lubrication)
Mögliche Ölwechselfristen verschiedener Öle in Abhängigkeit der Temperatur. (Bild: Klüber Lubrication)

Wenn sich Maschinenelemente gegenseitig bewegen, wird bekanntlich Reibung erzeugt. Die in Form von Wärme verloren gegangene Energie kann man im Stromverbrauch direkt ablesen. Durch den Einsatz von Spezialschmierstoffen mit hohem Wirkungsgrad lassen sich diese Verluste merklich verringern. Wenn Anlagen möglichst lange reibungsarm laufen, wird weniger Energie verbraucht, was sich auf die Betriebskosten auswirkt. «Massgeschneiderte» Spezialschmierstoffe haben ausserdem einen direkten Einfluss auf die Wartungsintervalle und auf die Lebensdauer der geschmierten Komponenten.

Um den optimalen Wirkungsgrad zu erreichen, berücksichtigen Schmierstoffhersteller bei der Entwicklung nicht nur die Materialien der Reibpartner, sondern auch die Umgebungsbedingungen, unter denen die Bauteile in der Praxis funktionieren müssen. Eine wesentliche Rolle spielen dabei sehr hohe oder extrem tiefe Temperaturen, Belastungen, Umfangsgeschwindigkeiten und Feuchtigkeit.

Polyglykole als Problemlöser

Für die Tribologie ist es massgebend, dass der eingesetzte Schmierstoff unter den gegebenen Betriebsbedingungen optimale Leistungen erbringt. Bezüglich Wirkungsgrad und der damit verbundenen Energieeffizienz, existieren zwischen den verschiedenen Getriebeölen merkliche Unterschiede. Schmierstoffe mit einer niedrigen Reibungszahl schneiden hier besser ab. So nehmen beispielsweise Polyglykole bezüglich Wirkungsgrad und Verschleissschutz einen absoluten Spitzenplatz ein. Vor allem wird dies deutlich an Maschinenelementen mit hohem Gleitanteil, wie etwa Schnecken- und Hypoidgetriebe. Dort, wo Hunderte oder gar Tausende solcher Getriebe gleichzeitig laufen, beziehungsweise wo sehr grosse Baureihen im Einsatz sind, summieren sich die Energieeinsparungen enorm.

Fallbeispiel aus der Fördertechnik

Ein Beispiel aus der Fördertechnik möge dies verdeutlichen: In einem grossen Flughafen sind in der Regel insgesamt mehr als 20'000 Getriebe im Einsatz. Es sind dies etwa 15'000 Stirn- und Kegelradgetriebe mit einer mittleren Leistung von 5 kW und zirka 5000 Schneckengetriebe mit einer Durchschnittsleistung von 15 kW. Bei jährlich 4000 Betriebsstunden und 40 % Getriebeauslastung, liegt der gesamte Stromverbrauch bei etwa 240 GWh. Wird nun anstatt eines Mineralöls ein Polyglykol verwendet, so erhöht sich der Wirkungsgrad aller Getriebe durchschnittlich um rund 10 %. Daraus resultiert eine Stromeinsparung von 24 GWh, dies entspricht dem Gesamtjahresverbrauch von etwa 5000 Haushalten.

Verlängerte Ölwechselintervalle

Während bei einem Mineralöl nach zirka 5000 Betriebsstunden ein Ölwechsel erforderlich wird, sind bei PAO-Ölen (Synthetische Kohlenwasserstoffe) gegen 15'000 Betriebsstunden möglich. Polyglykole laufen sogar bis zu 25'000 Stunden. Die längere Lebensdauer dieser Syntheseöle ist auf ihre bessere Oxidations- und Temperaturbeständigkeit zurückzuführen.

Frühzeitige Zusammenarbeit ist wichtig

Schmierstoffhersteller sollten zum frühest möglichen Zeitpunkt in den Entwicklungsprozess von Getrieben miteinbezogen werden. Tribologische Fehler sind in der Serieausführung meist nur schwer wieder zu korrigieren. Unabhängig vom Industrie- und Anwendungsbereich bietet der Gebrauch von leistungsstarken Spezialschmierstoffen ein hohes Potenzial, Energie einzusparen. Dabei werden die Mehrkosten für einen solchen Schmierstoff um ein Vielfaches aufgewogen. Tribologisches Wissen und Erfahrungen auf diesem Gebiet sind besonders dann sehr wichtig, wenn neue Werkstoffe verwendet werden sollen. <<

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