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Inhalt 1 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 5 J. Schulz, K. Vlasov, J. Rigo Der Einfluss von Metalloberflächen auf die Wirkung von Schmierstoffen 11 I. Neacsu, B. Scheichl Numerical investigation of highly permeable thin-walled porous bearings including cavitation* 15 J. Edtmayer, H. Hick, S. Walch, M. Jech, T. Wopelka, S. Lösch Kombinierte Tribosystemanalyse des Kontaktes Kolben-, Ringpaket/ Zylinderlaufbahn auf Basis von Floating Liner Untersuchungen 22 J. Rigo, P. Kova č ócy Vergleich standardisierter Schmierstoffprüfungen an verschiedenen Tribometern 29 G. Gajewski The Siemens-ISP-Filterability test rig - why and how developed 35 A. Kadenkin, E. Hagemann, D.R. van Staveren Simultaneous monitoring of multiple quality parameters of lubricating oils by Vis-NIR spectroscopy Aus Wissenschaft und Forschung 2 Veranstaltungen 3 Produktion von Ölen und Fetten 41 Impressum 42 Nachrichten Mitteilungen der GfT Mitteilungen der ÖTG 47 Schadensanalyse / Schadenskatalog Wälzlager - Kegelrollenlager 48 Hinweise für Autoren / Checkliste 49 Handbuch der T+S 4.4.4 Schmierung von Wälzlagern 51 Normen Rubriken Aus der Praxis für die Praxis Organ der Gesellschaft für Tribologie Organ der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft Organ der Swiss Tribology Tribologie und Schmierungstechnik 4 18 E 6133 65. Jahrgang www.expertverlag.de Der Einfluss von Metalloberflächen auf die Wirkung von Schmierstoffen Numerical investigation of highly permeable thin-walled porous bearings including cavitation Kombinierte Tribosystemanalyse des Kontaktes Kolben-, Ringpaket/ Zylinderlaufbahn auf Basis von Floating Liner Untersuchungen Vergleich standardisierter Schmierstoffprüfungen an verschiedenen Tribometern The Siemens-ISP-Filterability test rig - why and how developed Simultaneous monitoring of multiple quality parameters of lubricating oils by Vis-NIR spectroscopy Tribologie und Schmierungstechnik Organ der Gesellschaft für Tribologie Organ der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft Organ der Swiss Tribology 65. Jahrgang, Heft 4 Juli / August 2018 Kontakte Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. Wilfried J. Bartz E-Mail: wilfried.bartz@tribo-lubri.de Telefon (07 11) 3 46 48 35 Telefax (07 11) 3 46 48 35 Redaktion: Dr. rer. nat. Erich Santner E-Mail: esantner@arcor.de Telefon (02 28) 9 61 61 36 Abo-Service: Rainer Paulsen E-Mail: paulsen@expertverlag.de Telefon (0 71 59) 92 65-16 Telefax (0 71 59) 92 65-20 (siehe Seite 15 und 41) Grafik: Dr.-Ing. Johannes Wippler Veröffentlichungen Die Autoren wissenschaftlicher Beiträge werden gebeten, ihre Manuskripte direkt an den Herausgeber, Prof. Bartz, zu senden (Checkliste und Formatvorgaben siehe Seite 48). Authors of scientific contributions are requested to submit their manuscripts directly to the editor, Prof. Bartz (see page 48 for formatting guidelines). T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 1 Veranstaltungen 2 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Veranstaltungen ► 04.09. - 06.09.18 Lyon FR 44th Leeds Lyon Symposium on Tribology https: / / leeds-lyon2017.sciencesconf.org/ ► 09.09. - 13.09.18 Wien 12 th European Fluid Mechanics Conference http: / / www.euromech.org/ conferences/ EFMC/ EFMC12 ► 17.09. - 20.09.18 Sarawak MY ASIATRIB 2018: 6 th Asia International Conference on Tribology ► 24.09.18 Darmstadt DGM-Nachwuchsforum 2018 https: / / nachwuchsforum2018.dgm.de/ home/ ► 24.09. - 26.09.18 Göttingen 59. Tribologie-Fachtagung GfT* ► 26.09. - 28.09.18 Darmstadt Materials Science Engineering Congress (MSE) www.mse-congress.de ► 26.09. - 28.09.18 Montreal Canada 4 th International Conference on BioTribology (ICoBT 2018) http: / / imechanica.org/ node/ 22182 ► 27.09. - 28.09.18 London 20 th International Conference on Advances in Tribology and Engineering Systems https: / / www.waset.org/ conference/ 2018/ 09/ london/ ICATES/ home ► 08.10. - 12.12.18 Ostfildern Zertifikatslehrgang Praktische Tribologe und Schmierungstechnik TAE* ► 10.10. - 11.10.18 Stuttgart 20th ISC, International Sealing Conference www.sealing-conference.com ► 24.10. - 26.10.18 Bad Staffelstein 5 th CellMat 2018 - Cellular Materials https: / / cellmat2018.dgm.de/ ► 28.10. - 31.10.18 Chicago Illinois, USA 2018 STLE Tribology Frontiers Conference www.stle.org ► 05.11. - 06.11.18 Ostfildern Tribologie der Kunststoffe TAE* ► 12.11. - 13.11.18 Ostfildern Grundlagen des Strangpressens TAE* ► 22.11.18 Wien ÖTG-SYMPOSIUM 2018 ÖTG* ► 22.11. - 23.11.18 Brannenburg Additive für Schmierstoffe und ihre Überwachung https: / / de.oildoc.com/ oildoc-fortbildungen/ oildoc-seminare ► 10.12. -12.012.18 Ostfildern Tribometrie, effiziente Planung und Auswertung tribologischer Versuche TAE ► 29.01. - 31.01.19 Rosenheim Oildoc Konferenz AC 2 T GfT ÖTG TAE * Anschriften der Veranstalter Austrian Center of Competence for Tribology Viktor-Kaplan-Str. 2, 2700 Wiener Neustadt / ÖSTERREICH, Tel. (+43 26 22) 8 16 00-10, Fax (+43 26 22) 8 16 00-99; E-Mail: office@ac2t.at; www.ac2t.at Gesellschaft für Tribologie e.V. Löhergraben 33 - 35, 52064 Aachen Tel. (02 41) 4 00 66 55, Fax (02 41) 4 00 66 54 E-Mail: tribologie@gft-ev.de; www.gft-ev.de Österreichische Tribologische Gesellschaft / Austrian Tribology Society Viktor-Kaplan-Straße 2, 2700 Wiener Neustadt / ÖSTERREICH Tel. (+43) 67 68 45 16 23 00, Fax (+43) 253 30 33 91 00 E-Mail: office@oetg.at; www.oetg.at Technische Akademie Esslingen Weiterbildungszentrum, In den Anlagen 5, 73760 Ostfildern, Tel. (07 11) 3 40 08-0, Fax (07 11) 3 40 08-27, -43; E-Mail: anmeldung@tae.de; www.tae.de Datum Ort Veranstaltung T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 2 Produktion von Ölen und Fetten 3 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Produktion von Ölen und Fetten T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 3 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 5.500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Motorenöl Getriebeöl Kfz Getriebeöl Industrie 500 800 1.100 1.400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Turbinen- und Kompressorenöle 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Hydrauliköl 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Öle f. d. Metallbearbeitung (wmb.) 3.500 4.500 5.500 6.500 7.500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Weißöle Öle f. d. Metallbearbeitung (n. wmb.) Maschinenöle 2017 2018 2017 2018 Motorenöle 21.492 t 22.144 t 20.350 t 19.869 t Getriebeöl Kraftfahrzeuge 3.544 t 3.962 t 3.600 t 3.927 t Getriebeöl Industrie 1.702 t 2.038 t 1.929 t 1.629 t Turbinen-, Kompressorenöle 583 t 880 t 720 t 725 t Maschinenöle 3.656 t 2.124 t 3.355 t 2.818 t Hydrauliköl 8.731 t 9.469 t 7.690 t 9.201 t Öle für die Metallbearbeitung (n. wmb.) 3.336 t 3.438 t 3.048 t 3.591 t Öle für die Metallbearbeitung (wmb.) 2.783 t 3.291 t 2.316 t 2.534 t Weißöle (technische und medizinische) 5.165 t 7.027 t 4.618 t 5.736 t Schmierfette 2.661 t 2.662 t 3.409 t 2.617 t Basisöle 12.663 t 13.371 t 12.397 t 8.696 t Februar Januar Über die Inlandsablieferungen von Schmierstoffen macht das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA), 65760 Eschborn / Ts, für die Monate Januar und Februar von 2017 und 2018 folgende Angaben: Erzeugnis 1.500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3.500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4.000 8.000 12.000 16.000 20.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Legende Basisöle Schmierfette wmb. = wassermischbar n. wmb = nicht wassermischbar Werte 2018 in t Werte 2017 in t Werte 2016 in t Werte 2015 in t Werte 2014 in t Werte 2013 in t Anzeigen 4 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Prof. Dr.-Ing. Erik Kuhn P: \AK\DIG\u1\u1gr .jpg Zur Tribologie der Schmierfette Eine energetische Betrachtungsweise des Reibungs- und Verschleißprozesses 2., neu bearb. u. erw. Aufl. 2017, 227 S., 183 Abb., 49,80 €, 64,00 CHF (Reihe Technik) ISBN 978-3-8169-3339-7 Zum Buch: Der Leser erhält eine ausführliche Darstellung der Einbeziehung des Schmierstoffes »Schmierfett« in eine tribologische Analyse sowie eine grundlegende Recherche zum tribologischen Prozess bei Anwesenheit eines Schmierfettes. Die Vorgehensweisen zur Quantifizierung von Reibungsenergieverlusten und des Verschleißverhaltens fettgeschmierter Paarungen werden erläutert; die traditionelle »Energetische Betrachtungsweise« ist kompakt abgehandelt und in einem separaten Kapitel erweitert. Die Betrachtung des Verschleißes wird auf den Schmierstoff ausgeweitet. Neuer Entwicklung Rechnung tragend, geht das Buch in mehreren Abschnitten auf die Thermodynamische Betrachtung von Reibung und Verschleiß ein. Inhalt: Definitionen und Systembetrachtungen - Schmierfette (mit tribologischem und rheologischem Verhalten) - Die traditionelle Energetische Betrachtungsweise - Die Erweiterung auf viskoelastische Schmierstoffe und Definition des Schmierstoffverschleißes - Thermodynamische Untersuchungen in der Tribologie Die Interessenten: Wissenschaftliche Einrichtungen der tribologischen Forschung, Hochschullehrer und Studenten technischer Fachrichtungen, F&E Bereiche der Schmierstoffindustrie, Lagerindustrie, allgemeiner Maschinenbau Der Autor: Maschinenbaustudium, Postgradualstudium Schweißtechnik, Postgradualstudium Tribotechnik, Promotion 1987 in der Tribologie über rau-rau Kontakte. Seit 1991 Professor an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg. Lehraufträge für Tribologie an anderen Hochschulen und Universitäten, Gutachter für eine Reihe internationaler Fachjournale und Fachgremien, Mitglied im Programmkomitee und Editorial Board, Veranstalter des Arnold Tross Kolloquiums. Zahlreiche Publikationen. Blätterbare Leseprobe und einfache Bestellung unter: www.expertverlag.de/ 3339 Bestellhotline: Tel: 07159 / 92 65-0 • Fax: -20 E-Mail: expert@expertverlag.de T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 4 Aus Wissenschaft und Forschung 5 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Einleitung In der Additiv- und Schmierstoffbranche gibt es kontroverse Meinungen zu Wechselwirkungen von Schmierstoffen und den darin enthaltenen Additiven mit Metalloberflächen. Auf der einen Seite das „alte“ Reaktionsschicht-Modell, auf der anderen Seite das „jüngere“ Adsorptions-Modell. Beide Modellvorstellungen können nur mit mehr oder weniger fundierten Indizien aufwarten. Definitive Beweise, auch wenn das oft gerne anders dargestellt wird, gibt es für keines der beiden Modelle. Für viele Phänomene in der Metallbearbeitung (Zerspanung / Umformung) aber auch darüber hinaus, scheint das Adsorptions-Modell plausiblere Erklärungen zu bieten. Im aktuellen Beitrag soll nun der Versuch unternommen werden, zu zeigen, dass die Metalloberflächen der tribologischen Partner selbst die Leistung eines Schmierstoffs bzw. der darin enthaltenen Additive beeinflussen können. D. h. eine Veränderung der Oberflächen der Tribopartner kann zu einer deutlichen Veränderung der Reibund/ oder Verschleiß-Verhältnisse führen. Für den Formulierer von Schmierstoffen ergibt sich daraus die Konsequenz, die Zusammensetzung des Schmierstoffs an die Oberflächen des Tribokollektivs anzupassen. Es ist seit langem bekannt, dass Schmierstoffe (auch aus der gleichen Produktionscharge) zu unterschiedlichen Ergebnissen (auf die Leistung bezogen) führen können. Da sich die Zusammensetzung des Schmierstoffs innerhalb einer Charge in der Regel nicht verändert und auch die Oberfläche des Werkzeugs als quasi konstant angesehen werden kann, bleibt nur die Werkstückoberfläche. Von dieser ist wenig bekannt. Allerdings wird es allgemein akzeptiert, dass das Gefüge eines Werkstoffs, auch in einem Coil, einer gewissen Schwankungsbreite unterliegt. Diese Schwankungen sollten sich auch auf die Oberfläche auswirken. Eine Aufklärung einer Metalloberfläche hinsichtlich ihrer chemischen Konstitution ist allerdings ein sehr schwieriges Unterfangen, ganz zu schweigen von einer zeitnahen Online-Überwachung. Der Einfluss von Metalloberflächen auf die Wirkung von Schmierstoffen J. Schulz, K. Vlasov, J. Rigo* Eingereicht: 20. 11. 2017 Nach Begutachtung angenommen: 15. 12. 2017 Ein wesentlicher Aspekt der Tribologie- und Schmierungstechnik ist die Frage nach den Zusammenhängen und der Vorhersagbarkeit von Phänomenen der Wechselwirkung von Schmierstoffen mit Metalloberflächen. In den vergangenen Jahren wurden Untersuchungen zu Wechselwirkungen von Verschleißschutzadditiven und Schwefelträgern vorgestellt. Dabei konnten deutliche Unterschiede in der Wechselwirkung mit unterschiedlichen Metalloberflächen (C-Stahl bzw. rostfreier Stahl) beobachtet werden. Jüngste Untersuchungen zeigten, dass alleine eine unterschiedliche, vor allem mechanische, Vorbehandlung von Metalloberflächen (C-Stahl) zu deutlich unterschiedlichen tribologischen Ergebnissen führen kann. Schlüsselwörter Tribologie, Additive, Metalloberfläche, Brugger-Test An important aspect of tribology and lubrication is the question of the relationships and the predictability of phenomena of the interaction of lubricants with metal surfaces. In recent years studies on interactions of antiwear additives and sulfur carriers have been presented. Significant differences in the interaction with different metal surfaces (C steel or stainless steel) could be observed. Recent studies have shown that a different, especially mechanical, pretreatment of metal surfaces (C-steel) can lead to very different results. Keywords Tribology, additives, metal surface, Brugger-Test Kurzfassung Abstract * Prof. Dr. Joachim Schulz Dr. Katja Vlasov Fuchs WISURA GmbH, 28197 Bremen Jürgen Rigo Steinbeis Transferzentrum an der Hochschule Mannheim, Kompetenzzentrum Tribologie, 68163 Mannheim T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 5 Erscheinung für geschwefelte Ester, aber nicht für ein Polysulfid beobachtet. Hoffmann et al. [Hoff 16] führen das beobachtete Phänomen auf unterschiedliche Rauheiten der geschliffenen Reibrollen-Oberfläche zurück. Dem soll in den weiteren Ausführungen widersprochen werden. Experimenteller Teil Für die Untersuchungen wurden ein XCT-Gerät (Hochschule Mannheim) und ein Brugger-Gerät (Fuchs Wisura GmbH) zum Einsatz gebracht. Als Reibrolle wurde die Standardausführung - auf > 60 HRC gehärteter X210CrW12 (1.2436) - zum Einsatz gebracht. Die Prüfkörper bestanden aus 100Cr6 (1.3505), ebenfalls auf 60HRC gehärtet. Geschliffen wurden die Reibrollen (alle aus einer Produktionscharge) mit dem Standard SiC-Schleifstein, Körnung P 120 und Schleifpapieren der Körnung 60, 120, 320 und 800. Die Oberflächentopographie der zuvor vorbehandelten Reibrolle wurde mit Hilfe eines Weißlichtinterferometers Bruker GT K0X-12-108 3D gemessen. Das Weißlichtinterferometer fungiert als berührungsloser Vermesser von Topografien von Werkstücken mit einer großen räumlichen Tiefenauflösung. Hier können auch raue Oberflächen bis in den Nanobereich vermessen werden. Tabelle 1 zeigt die ermittelten Rauhigkeiten. Aus Wissenschaft und Forschung 6 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Es ist aber möglich unterschiedliche Zustände von Metalloberflächen im Labor zu simulieren. So konnte beobachtet werden, dass der gleiche Schmierstoff im Brugger-Test gemäß DIN 51347 unter Umständen andere Resultate liefert als im gleichen Modus mit der XCT-Maschine (XCT = Cross-Cylinder-Tester). Beide tribologischen Testmaschinen arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Auch die Flächenpressungen lassen sich identisch einstellen. Der Unterschied in der Probenpräparation zwischen den beiden Verfahren besteht lediglich darin, dass die Reibrolle des Brugger-Tests mit einem Schleifstein und die Reibrolle des XCT mit Schleifpapier gleicher Körnung präpariert werden. Das gleiche Phänomen kann auch an einer der Testmaschinen (Brugger oder XCT) beobachtet werden, und zwar reproduzierbar, wenn beide Schleifverfahren zum Einsatz gebracht werden. Eine erste Vermutung deutete auf Feinstabrieb hin, der möglicherweise, wenn dieser durch nicht korrekte Reinigung, auf der Reibrolle verbleibt, wie ein Festschmierstoff wirken könnte. Dies konnte widerlegt werden, da unterschiedliche Reinigungsverfahren der Reibrolle nach dem Schleifvorgang zu keiner signifikanten Änderung der erzielten Ergebnisse führte. Auch die Vermutung, dass es an einem speziellen Additiv (Polysulfid) liegen würde, konnte nicht bestätigt werden. Im Rahmen von Voruntersuchung zu einer Masterarbeit wurde die beschriebene Tabelle 1: Rauigkeiten der geschliffenen Reibrollen Schleifkörnungen Rz-Werte in µm 3D-Oberflächen-Kennwerte in µm Sa Sq Nur mit Schleifstein 3,1 0,4 0,6 Schleifstein + 800 Schleifpapier 2,0 0,3 0,4 Schleifstein + 320 Schleifpapier 2,4 0,5 0,6 Schleifstein + 120 Schleifpapier 5,2 1,1 1,5 Schleifstein + 60 Schleifpapier 9,0 0,7 1,0 Tabelle 2: untersuchte Substanzen bzw. Mischungen Matrix 1 (X+A+B+C) % Grundöl Matrix 2 (X+A+B) % Grundöl / (C) % Additiv Typ M2 Matrix 3 (X+B+C) % Grundöl / (A) % Additiv Typ M3 Matrix 4a / 4b (X+A+C) % Grundöl / (B) % Additiv Typ M1a (X+A+C) % Grundöl / (B) % Additiv Typ M1b Matrix 5 (X+B) % Grundöl / (A) % Additiv Typ M3 / (C) % Additiv Typ M2 Matrix 6a / 6b (X+A) % Grundöl / (B) % Additiv Typ M1a/ (C) % Additiv Typ M2 (X+A) % Grundöl / (B) % Additiv Typ M1b / (C) % Additiv Typ M2 Matrix 7a / 7b (X+C) % Grundöl / (A) % Additiv Typ M3 / (B) % Additiv Typ M1a (X+C) % Grundöl / (A) % Additiv Typ M3 / (B) % Additiv Typ M1b Matrix 8a / 8b (X) % Grundöl / (A) % Additiv Typ M3 / (B) % Additiv Typ M1a / (C) % Additiv Typ M2 (X) % Grundöl / (A) % Additiv Typ M3 / (B) % Additiv Typ M1b / (C) % Additiv Typ M2 T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 6 Als untersuchte Substanzen kamen Mischungen aus den nachfolgend aufgeführten Additiven zum Einsatz: • (X) % Grundöl (Mineralöl) • Additiv Typ M1 (z. B. Ester, Fettalkohole) zur Besetzung der Hydroxidgruppen - (B) % • Additiv Typ M2 (z. B. Sulfonate, P-Ester) für den ionischen Anteil auf der Oberfläche - (C) % • Additiv Typ M3 (z. B. Schwefelträger, Chlorparaffine) zur Besetzung der oxydischen Gruppen - (A) % M1, M2 und M3 bedeutet Mechanismus 1, 2 bzw. 3 nach Schulz [Schu 10, Schu 13] Die genauen Konzentrationen unterliegen in diesem Fall dem Geheimnisschutz. Die Werte (Konzentrationen) der Komponenten X; A; B und C sind stets konstant. Wobei X + A + B + C = 100 % ergeben. D. h. im Fall, dass eine Komponente nicht in der Mischung enthalten ist, deren Konzentration zum Grundöl X hinzuaddiert wird. Daraus ergeben sich dann die entsprechenden Formeln in Tabelle 2. Vom Additiv Typ M1 wurden zwei Varianten untersucht, um den sterischen Einfluss der Moleküle zu klären. Ergebnisse Tabelle 3 und Bild 1 zeigen die Ergebnisse der Versuche am XCT-Gerät. Auffällig ist auf den ersten Blick, dass Matrix 1, 2, 3, 4 und 6 keinerlei Einfluss des Schleifverfahrens, sprich der präparierten Oberfläche, auf das Ergebnis zeigen. Matrix 5, 7 und 8 zeigen eine starke Abhängigkeit von der Oberflächenvorbehandlung. Matrix 3, 5, 7 und 8 enthalten Polysulfid, also eine M3-Typ Additiv, in gleicher Konzentration. Trotzdem bleiben die ermittelten Werte von Matrix 3, vom Schleifverfahren unabhängig. Somit ist auszuschließen, dass ein spezieller Effekt dieses Additivs eine Rolle spielt. Eine Interpretation der Werte ist im nachfolgenden Kapitel zu finden. Aus Wissenschaft und Forschung 7 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Tabelle 3: Ergebnisse der Teste am XCT-Gerät Matrix XCT-Wert [N/ mm 2 ] 1 19,3 20,6 21,3 20,7 19,7 2 41,0 43,8 41,4 43,9 34,3 3 114 115,8 117,5 112,9 113 4a 19,4 21,3 21,1 21 18,9 5 105,7 168,7 187,3 126,5 195 6a 40,2 38,6 41 43,5 39,7 7a 142,5 312 225 174,7 111,7 8a 154,8 411 419 425 366 Reibrolle geschliffen mit Stein Reibrolle geschliffen mit Stein + Schleifpapier Körnung 60 Reibrolle geschliffen mit Stein + Schleifpapier Körnung 120 Reibrolle geschliffen mit Stein + Schleifpapier Körnung 320 Reibrolle geschliffen mit Stein + Schleifpapier Körnung 800 Bild 1: XCT Werte der Matrix-Öle mit verschiedenen Schleifverfahren T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 7 Gerät, auch untereinander betrachtet, und des Prüfkörpers am XCT) chemisch unterschiedlich zu sein. Anders lassen sich die Ergebnisse nicht interpretieren, da es sich bei den untersuchten Mischungen um gleiche Chargen gehandelt hat. Generell betrachtet scheint es so zu sein, dass die Oberfläche des XCT-Prüfkörpers deutlich oxydischer, als die der Prüfkörper, die am Brugger verwendet wurden, ist. Der Prüfkörper mit einer Härte von 62,5 HRC scheint wiederum oxydischer als der Prüfkörper mit 61,9 HRC. Die Arbeitshypothese lautet dass der Anteil an oxydischen bzw. hydroxydischen Gruppen auf den beiden betrachteten Metalloberflächen die Möglichkeiten des Andockens (Adsorption) der Additive bestimmt. Zunächst ist es sehr spannend, dass die beobachteten Effekte sehr gering sind, wenn Mischungen mit nur einem Additiv Typ im Grundöl oder das Grundöl alleine untersucht werden. Das ist auch der Fall, wenn wie bei Matrix 3 eine aktive Schwefelverbindung in doch sehr hoher Konzentration (20 - 30 %) vorliegt. Der deutlich höhere Wert am XCT lässt sich zwanglos mit der höher oxydischen Oberfläche erklären. Ebenso die geringeren Werte von Matrix 2 und 4 am XCT. Auf Matrix 4 soll hier speziell eingegangen werden, auch wenn die beobachteten Effekte sehr klein sind. Auf dem XCT- Prüfkörper zeigt Matrix 4a, verglichen mit Matrix 1 keinen Effekt, d. h. es werden keine oder nur sehr wenige Oberflächenareale besetzt. Steigt der Anteil an Hydroxidgruppen finden sich deutlich mehr Andockstellen für Wasserstoffbrücken und der Brugger-Wert steigt. Durch das Schleifen mit Schleifpapier wird der Anteil an Hydroxidgruppen verringert und damit die Möglichkeiten für Mechanismus M1 reduziert, was sich im Abfall der ermittelten Werte widerspiegelt. Die Wechselwirkung des M1 Typ Additivs a scheint dabei etwas stärker als die des M1 Typ Additivs b zu sein. Möglicherweise kann das M1 Typ Additiv b, aufgrund einer anderen Stereochemie, auch mit oxydischen Gruppen wechselwirken. Deutlich größer sind die Effekte bei Kombination von Additiven oder bei Wechsel der Stereochemie (Matrix 5, 6a/ 6b, 7a/ 7b, 8a/ 8b). In Matrix 5 liegen M2- und M3-Typ Additive vor, die sich synergistisch ergänzen können, wenn beide Additive ausreichend Andockstellen finden. Der M3-Typ hat offensichtlich den größeren Einfluss auf das Ergebnis. Matrix 6a/ 6b wechselwirkt hauptsächlich mit den hydroxydischen Gruppen über Wasserstoffbrücken- und ionische Bindungen. Liegen diese Hydroxide nicht oder nur in geringer Anzahl vor bzw. werden reduziert, sinken die gemessenen Werte ab. Allerdings sind die Effekte gering. Aus Wissenschaft und Forschung 8 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Bei den Versuchen am Brugger- Gerät wurden zwei verschieden Prüfkörperchargen aus 100Cr6 verwendet. Die Standard-Qualität hatte eine Härte von 62,5 HRC, die zweite Charge von 61,9 HRC. Bei diesen Versuchen wurde neben den SiC Schleifstein ausschließlich Schleifpapier mit der Körnung 120 verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgelistet. Interpretation der Ergebnisse Zunächst sollen die Ergebnisse der Untersuchungen mit dem XCT- und dem Brugger-Gerät gegenüber gestellt werden (Tabelle 5). Bei der Interpretation der Ergebnisse ist aber stets der Umstand zu berücksichtigen, dass zwei Oberflächen, die der Reibrolle und die des Prüfkörpers, die Schmierstoffmischung beeinflussen. Eindeutig zu erkennen ist, dass die Werte zum Teil nicht übereinstimmen, wohl aber die Tendenzen und dass der Effekt des Schleifverfahrens in allen Fällen klar hervorsticht. Auch scheint die Oberfläche der Prüfkörper einen nicht unerheblichen Einfluss zu haben. Generell hat die Schmierstoffprüfung nach Brugger eine zulässige Abweichung von ± 10. Somit sollte man bei einer Interpretation der Ergebnisse kleine Schwankungen der Resultate nicht überbewerten. Einfluss der Rauigkeit Die Annahme, dass allein die Veränderung der Rauigkeit Reibrolle für die Veränderung der Ergebnisse verantwortlich ist führt direkt in eine Sackgasse. Die Mischungen Matrix 1,2,3 zeigen keinen wirklichen Effekt, unabhängig vom Prüfkörper und vom Schleifverfahren (Tabelle 1 / 4 / 5 und Bild 1) bei Mischung Matrix 6 ist am XCT kein Effekt und am Brugger-Gerät (in Abhängigkeit vom Prüfkörper und vom Typ des M1-Additivs) sogar ein negativer Einfluss des Schleifens mit Papier festzustellen. Wenn die Veränderung der Rauigkeit maßgeblich wäre, müssten die Ergebnisse einen einheitlichen Trend aufweisen, das kann hier mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Dass soll aber nicht heißen, dass die Rauigkeit gar keinen Einfluss hat, sondern nur eben nicht den entscheidenden. Einfluss der Metalloberfläche Die Metalloberfläche von Kohlenstoffstählen, um diese handelt es sich sowohl bei den verwendeten Reibrollen als auch bei den Prüfkörpern, besteht chemisch betrachtet, aus Eisenoxiden und Eisenhydroxiden, wie in [Schu 10] und darin zitierter Literatur erklärt wurde. D. h. die Additive in den untersuchten Mischungen können nur mit diesen beiden Gruppen auf den Metalloberflächen oder mit sich selbst wechselwirken. Durch die unterschiedlichen Schleifverfahren wird die Oberfläche offensichtlich verändert und damit die Wechselwirkung der Additive bestimmt. Auch scheinen die Oberflächen der verwendeten Prüfkörper (der beiden am Brugger- T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 8 Matrix 7a/ 7b wird wieder von der Anzahl der oxydischen Gruppen dominiert. M1 und M3 ergänzen sich. Das M1-Typ Additiv b wechselwirkt offensichtlich auch gemäß Mechanismus M3 und behindert dadurch das M3-Typ Additiv. Dadurch fallen die Werte von 7b verglichen mit / a ab. Matrix 8, also die komplette Mischung aller drei Additiv-Typen erbringt die höchsten Werte. Auch hier ist der Einfluss der oxydischen Gruppen unübersehbar. An Matrix 7a soll noch einmal exemplarisch der Einfluss der Oberflächen demonstriert werden. Die Reibrollen sind nach dem Schleifen mit Schleifpapier offensichtlich oxydischer als nach dem Schleifen mit dem Stein. Der oxydische Charakter der Prüfkörper nimmt in der Reihe Prüfkörper (verwendet für die XCT- Messungen), Prüfköper mit 65,5 HRC und Prüfkörper mit 61,9 HRC ab. In nachfolgender Tabelle 6 wird der oxydische Charakter durch die Anzahl an „+“ dargestellt, Aus Wissenschaft und Forschung 9 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Tabelle 4: Ergebnisse der Teste am Brugger-Gerät Matrix Brugger - Wert [N/ mm 2 ] Prüfkörper 62,5 HRC Prüfkörper 61,9 HRC 1 19,3 19,3 21,3 21,4 2 52,0 46,5 51,7 50,2 3 61,2 60,9 69,0 65,7 4a 37,7 22,3 28,7 22,9 4b 31,4 25,5 24,3 24,3 5 146,3 199,8 121,9 167,7 6a 63,9 55,5 51,2 53,3 6b 93,3 61,2 60,3 53,9 7a 97,1 230 73,2 141,5 7b 76,4 93,8 80,6 109 8a 189 270 171,6 200 8b 187,8 303 199,8 200 Reibrolle geschliffen mit Stein Reibrolle geschliffen mit Stein + Schleifpapier Körnung 120 Reibrolle geschliffen mit Stein Reibrolle geschliffen mit Stein + Schleifpapier Körnung 120 Tabelle 5: Vergleich der Ergebnisse Matrix XCT - Werte [N/ mm 2 ] Brugger - Werte [N/ mm 2 ] Prüfkörper 62,5 HRC Prüfkörper 61,9 HRC 1 19,3 21,3 19,3 19,3 21,3 21,4 2 41,0 41,4 52,0 46,5 51,7 50,2 3 114 117,5 61,2 60,9 69,0 65,7 4a 19,4 21,1 37,7 22,3 28,7 22,9 5 105,7 187,3 146,3 199,8 121,9 167,7 6a 40,2 41 63,9 55,5 51,2 53,3 7a 142,5 225 97,1 230 73,2 141,5 8a 154,8 419 189 270 171,6 200 Reibrolle geschliffen mit Stein Reibrolle geschliffen mit Stein + Schleifpapier Körnung 120 Reibrolle geschliffen mit Stein Reibrolle geschliffen mit Stein + Schleifpapier Körnung 120 Reibrolle geschliffen mit Stein Reibrolle geschliffen mit Stein + Schleifpapier Körnung 120 T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 9 Durch das Schleifen mit Schleifpapier, gleich welcher Körnung wird die Metalloberfläche der Reibrollen oxydischer, wobei es Unterschiede in der Quantität der Effekte gibt. Die Rauigkeit spielt eine eher untergeordnete Rolle. Literatur [Hoff 16] Hoffmann, T.; Drechsler, A., Lehmann, D.: Einflüsse der Oberflächenrauheit auf den Verschleißschutz von Schmierstoffen; Tribologie und Schmierungstechnik 4 / 2016 [Schu 10] Schulz, J.; Holweger, W.: Wechselwirkung von Additiven mit Metalloberflächen; expert Verlag - 2010; ISBN: 978-3-8169-2921-5 [Schu 13] Schulz, J., Decker, B., Rehbein, W., Feinle, P., Rigo, J.: Matrix-Effekte - Einfluss der Schmierstoffmatrix auf die Wechselwirkung von Additiven mit Metalloberflächen; Tribologie und Schmierungstechnik 2 / 2013 Aus Wissenschaft und Forschung 10 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 d. h. je mehr „+“, desto größer der Anteil an oxydischen Gruppen auf der Oberfläche. Zusammenfassung Die dargestellten Ergebnisse sind in sich konsistent und mit dem Modell nach Schulz sehr gut erklärbar. Eine Erklärung nach dem Reaktionsschichtmodell ist nicht möglich. Die Aussagen sind hypothetisch und wären durch eine aufwendige Analytik von Metalloberflächen zu untermauern. Allerdings sind die gefundenen Indizien sehr gewichtig und stehen auch im Einklang mit vorab gefundenen Ergebnissen. Es konnte gezeigt werden, dass der unterschiedliche chemische Aufbau der untersuchten Metalloberflächen massiv in das Wechselwirkungsgeschehen der Additive bzw. deren Mischungen eingreift. Jede diskrete Mischung liefert deutlich differenzierte Werte in Abhängigkeit des Charakters der Oberflächen. Der Anteil an oxydischen Gruppen zeigte sich als dominierend. Tabelle 6: Einfluss der Anzahl der oxydischen Gruppen auf den Oberflächen auf die Höhe der ermittelten Werte am XCT bzw. Brugger Prüfkörper Reibrolle XCTbzw. Brugger-Wert Beschreibung Anzahl Bearbeitung Anzahl [N/ mm 2 ] oxydischer oxydischer Gruppen Gruppen verwendet am XCT +++++ mit Stein +++ 142,5 geschliffen verwendet am XCT +++++ mit Papier ++++ 225 Körnung 120 geschliffen 62,5 HRC +++ mit Stein +++ 97,1 geschliffen 62,5 HRC +++ mit Papier ++++ 230 Körnung 120 geschliffen 61,9 HRC ++ mit Stein +++ 73,2 geschliffen 61,9 HRC ++ mit Papier ++++ 141,5 Körnung 120 geschliffen Aktuelle Informationen über die Fachbücher zum Thema „Tribologie“ und über das Gesamtprogramm des expert verlags finden Sie im Internet unter www.expertverlag.de Anzeige T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 10 1 Introduction Commonly manufactured by sintering, porous journal bearings (PJB) have non-rigid seats consisting of a network of microscopic pores. Their main advantage is the ability to store the lubricant within their porous seat and release it in the lubrication gap during operation. This oil circulation insures the desired separation of the moving surfaces (shaft and journal) such that PJBs are able to operate for a lifetime without the need of external supply of lubricant. The flow through the porous seat is therefore crucial to the lubrication process. However, the highly interconnected network of pores have a random behaviour and cannot be characterized by exact methods. Two quantities are used to describe the porous material, namely the scalar porosity φ and permeability tensor ϕ. While the first is a straightforward ratio between the void volume and total volume, permeability is not only related to φ, but it is also influenced by the shape/ size of the pores and fluid viscosity. In studying PJBs, one approach is to apply the Darcy’s law [1] to obtain the pressure through the porous material. The flow in this region is then coupled with the flow in the lubrication gap, commonly given by the Reynolds equation, and the resulting system solved numerically or analytically (see eg. [2, 3]). Let ϕ r denote the characteristic value of the radial component of ϕ. Varying the design variable defined as Ψ = ϕ r λ/ c 3 gives insight into the system response in limiting cases, like, say very high permeabilities. This situation is in our focus here. However, its values can be increased up to only a certain value until numerical so- Aus Wissenschaft und Forschung 11 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Numerical investigation of highly permeable thin-walled porous bearings including cavitation * I. Neacsu, B. Scheichl** Eingereicht: 25.02.2018 Nach Begutachtung angenommen: 15.03.2018 Diese Studie betrachtet eine Erweiterung des bestehenden theoretischen Schmierströmung-Modells, welches in vorangegangenen Arbeiten (mit Ko-autoren) bereits diskutiert wurde, in Zusammenhang mit selbstschmierenden Gleitlagern, die sich durch einen sehr dünnen und entsprechend hoch permeablen Lagersitz auszeichnen. Die Strömung des Schmiermittels wird durch eine entsprechend modifizierte Reynolds-Gleichung beschrieben. Die vorteilshafte Reduktion der physikalischen Einflußgrößen auf nur vier dimensionslose Paramter erleichtert die numerische Behandlung des Problems. Seine Lösung untermauert vorhandene semi-empirische Ergebnisse mit hinreichender Genauigkeit, was weitere Modellieraktivitäten in diese Richtung vielversprechend erscheinen lässt. Schlüsselwörter Sintergleitlager, Modifizierte Reynolds-Gleichung, Schmiertheorie This work is an extension of the lubrication model presented in preceding papers (jointly with co-authors) and considers the case of a self-lubricating journal bearing with a very thin but simultaneously highly permeable porous seat. A general modified Reynolds equation is employed in order to capture this situation. The particular configuration is studied numerically with ease as the system is advantageously governed by only four leading non-dimensional quantities. The results are promising regarding further research efforts since they resemble the behaviour put forward on a semi-empirical basis in the literature available with satisfactory accuracy. Keywords Porous journal bearings, modified Reynolds equation, lubrication theory Kurzfassung Abstract * Based on the contribution presented at OeTG Symposium, TFZ Wiener Neustadt (Austria), 22 November 2017 ** Dr. techn. Ioana-Adina Neacsu AC2T research GmbH, Wiener Neustadt, Austria Priv.-Doz. Dipl.-Ing. Dr. techn. Bernhard Scheichl Österreichische Tribologische Gesellschaft, 2700 Wiener Neustadt, Austria Technische Universität Wien, Institute of Fluid Mechanics and Heat Transfer, 1060 Vienna, Austria T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 11 Ê 8 89 : ; < 8,- 8= > ? @ 8 8= : ; A 8,- 8= > " 87BCD 89 E ÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊ 71D Ê Ê ÊÊÊÊÊ Ê ÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊÊ ; <FA " B ' ? ! )G <FA 79F =DF B " 1 ? ÊHÊ cos 9I ÊÊÊÊÊ 72D (1), (2). Its numerical solution is obtained in the same manner as for the full bearing. A conservative numerical scheme is used to discretize the system and an artificial pressure-saturation relation helps to linearize the system. In this way, the lowest pressure that the system can achieve is given by the cavitation pressure, denoted in a nondimensional form P C . The numerical results for the reduced problem are presented in the following section. 3 Numerical results The key parameters that were varied in the present numerical study are ε and Kˆ, while Γ and P C are kept constant (Γ = 0.9, P C = -0.01). The eccentricity ratio takes the usual values between 0 and 1, while Kˆ is varied between 10 -1 and 10 2 . The results of this study are given in Figures 1-5, by evaluating the normalized friction coefficient μ n = μ r/ c, the Sommerfeld number defined as So = w/ p ref r l, where w is the applied load and the attitude angle. Looking at the representation of the normalized friction coefficient μ n versus the inverse of the Sommerfeld number (Figure 1) we can remark the same behavior obtained by Cameron et. al. [7]. It appears that for each value of Kˆ there exists a critical Sommerfeld number which marks the maximum loading capacity that can be achieved. Beyond the critical value, the friction coefficient increases abruptly, and hydrodynamic lubrication cannot be achieved. As Kˆ increases, the value of the critical Sommerfeld varies only slightly as compared to lower values of Kˆ . Also, for very small values of 1/ So all curves collide on the same line, given by Petroff’s friction for lightly loaded bearings. Depicting the normalized friction coefficient versus the eccentricity ratio (Figure 2) shows the asymptotic behaviour of μ n around both limits of ε. We are able to obtain a solution for ε →1 due to the modified pressure coefficients in the leading equation. However, this implies that the friction coefficient achieves a minimum, which in the present configuration appears to occur around ε = 0.65, for any value of Kˆ . For the evaluation of the cavitation behaviour we resort to plotting the minimum gap pressure versus the varied key parameters. We consider the lubricant to have cavitated when Pˆ attains the value of P C . This appears to be the case of the majority of the analysed combinations of parameters, as one can see that P C covers exclusively the region defined by ε > 0.5, denoting medium to high loadings. Cavitation-free region is encountered for the case of low eccentricities and larger coupling parameter, and specifically, as ε →0, for any value of Kˆ the lubricant remains in a coherently fully liquid state. Finally, we look at the bearing attitude angle, defined as the angle between the line of centres and the line of the applied load. Its variation with the Sommerfeld number and eccentricity ratio is depicted in Figure 4 and Figu- Aus Wissenschaft und Forschung 12 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 lutions cannot be obtained. This motivates the present work, where our interest is to study a reduced system, governed by a single equation, and which is able to tackle the extreme case of very high permeability. 2. Governing equations The model adopted in this work is based upon a rigorous reduction process applied to an appropriate modification of the Reynolds equation within the well-known limitations of lubrication theory. This has originally been developed for the specific case of a finite-width porous bearing with a circular bush and seat where the effects of vaporous cavitation are included [4]. Here we consider the hypothetical limiting case where the porous seat is very thin (its thickness λ is very small), but characterised by a very high permeability. If we keep the notation for the design parameters K = 12ϕ r r/ c 3 , Λ = λ/ r, where r and c are the bearing radius and gap radial clearance, respectively, the configuration we are interested in can be studied by considering Kˆ =KΛ as of O(1) when K >> 1 and Λ << 1. These assumptions lead to a reduced equation in Pˆ (denoting the pressure in the gap, made non-dimensional with a reference pressure p ref = 6ωη(r/ c) 2 , where ω is the journal rotation speed and η is the lubricant viscosity) written in the form (see [5, 6]): (1) (2) Herein θ and z denote respectively the circumferential and axial coordinates, the latter made non-dimensional with the bearing length l. H is the non-dimensional film thickness defined as a function of the bearing eccentricity ratio ε, Γ is a non-dimensional parameter relating the bearing diameter to the bearing length Γ = (2r) 2 / l, and Φ θ,z is the non-dimensional permeability, made nondimensional with ϕ r , in the azimuthal and axial directions. In the term on the right hand side, S denotes the lubricant saturation, i. e. the density ratio between the twophase mixture in the cavitation zone and the one in the fully liquid film. The typical associated boundary conditions stay fully intact in this reduced setting: periodicity in the circumferential coordinate θ, symmetry with respect to the axial coordinate z, and prescribing the ambient pressure level at the edge of the bearing. In the full simulations the bearing is assumed to be encapsulated in a solid casing such that the oil remains contained in the matrix. This condition and the ambient pressure requirement at the edge of the bearing cannot be fulfilled simultaneously as this would imply a separate treatment of that particular region. It is interesting that both the seepage flow through the seat and the lubricant flow through the gap are described by the single equation (1) of the rigorously reduced problem T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 12 re 5, respectively, where the curves are smoothed out by using spline interpolation. The overall values lie close to each other, indicating only a small displacement of the shaft inside the bearing for the analysed configuration. The particular behaviour observed for all the combinations ε and Kˆ , namely a local maximum at a given So is related and due to the occurrence of cavitation. The deviations from the typical 270°attitude angle for relatively light loads and a fully submerged bearing are relatively small and, as one might expect, promoted by higher loads but, on the other hand, diminished by an increased permeability of the seat, as acting as an additional lubricant reservoir. 4 Conclusions An advantageous single equation was obtained in order to describe the case of a very thin and highly permeable porous journal bearing in a most rational manner. The numerical study accompanying this reduced problem confirms results found in literature, and covers a large spectrum of variables. As indicated, this approach allows for a self-consistent and appealing explanation of the minimum friction value under variation of the Sommerfeld number. We finally point to the quantitative asymptotic behaviour for very lightly and heavily loaded bearings resorting to (1) as put forward in [5, 6]. Current research concerns the inclusion of microscopic effects such as by distributed asperities of the gap surfa- Aus Wissenschaft und Forschung 13 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Figure 1: Normalized friction coefficient vs. the inverse of the Sommerfeld number for various coupling parameters Figure 2: Normalized friction coefficient vs. the eccentricity ratio for various coupling parameters Figure 4: Bearing attitude angle vs. Sommerfeld number for distinct values of Kˆ Figure 5: Polar plot of the bearing attitude angle vs. the eccentricity ratio for distinct values of Kˆ Figure 3: Influence of ε and Kˆ on the minimum lubrication pressure T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 13 [2] Meurisse M. H., Giudicelli B.: A 3D conservative model for self-lubricated porous journal bearings in a hydrodynamic steady state. Journal of Tribology 121, 529 - 537 (1999) [3] D’Agostino V., Senatore A.: Analytical solution for twodimensional Reynolds equation for porous journal bearings. Industrial Lubrication and Tribology 58, 110 - 117 (2006) [4] Scheichl B., Neacsu I.A., Kluwick A.: A novel view on lubricant flow undergoing cavitation in sintered journal bearings. Tribology International 88, 189 - 208 (2015) [5] Neacsu I.A., Scheichl B., Vorlaufer G., Eder S., Franek F., Ramonat L.: Experimental validation of the simulated steady-state behaviour of porous journal bearings. Journal of tribology 138(3), 031703 (2016) [6] Neacsu I.A., Scheichl B.: Numerical simulation of cavitating flow through porous journal bearings: the case of highly permeable seats. Proceedings of the OeTG Symposium (2017) [7] Cameron A., Morgan V. T., Stainsby A. E.: Critical conditions for hydrodynamic lubrication of porous metal bearings. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers 176, 761 - 770 (1962) Aus Wissenschaft und Forschung 14 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 ces and associated micro-cavitation. This challenge can, in principle, be mastered by a systematic extension of the current asymptotic approach by multiple scaling. In the same spirit, this applies to inertial effects and other ones definitely beyond lubrication theory, which, as we feel, have not appreciated correct attention in computational schemes so far. Nevertheless, these are of interest in view of a most reliable, state-of-the-art prediction of the bearing behaviour. 5 Acknowledgement This work was funded by the Austrian COMET Program (Project K2 XTribology, Grant No. 849109) and was carried out at the Excellence Centre of Tribology (AC2T research GmbH). References [1] Whitaker S.: Flow in porous media: A theoretical derivation of Darcy’s law. Transport in porous media 1, 3 - 25 (1986) Bestellcoupon Tribologie und Schmierungstechnik „Richtungsweisende Informationen aus Forschung und Entwicklung“ Getriebeschmierung - Motorenschmierung - Schmierfette und Schmierstoffe - Kühlschmierstoffe - Schmierung in der Umformtechnik - Tribologisches Verhalten von Werkstoffen - Minimalmengenschmierung - Gebrauchtölanalyse - Mikro- und Nanotribologie - Ökologische Aspekte der Schmierstoffe - Tribologische Prüfverfahren Bestellcoupon Ich möchte Tribologie und Schmierungstechnik näher kennen lernen. Bitte liefern Sie mir ein Probeabonnement (2 Ausgaben), zum Vorzugspreis von € 39,-. So kann ich die Zeitschrift in Ruhe prüfen. Wenn Sie dann nichts von mir hören, möchte ich Tribologie und Schmierungstechnik weiter beziehen. Zum jährlichen Abo-Preis von € 189,- Inland bzw. € 198,- Ausland. Die Rechnungsstellung erfolgt dann jährlich. Das Jahresabonnement ist für ein Jahr gültig; die Kündigungsfrist beträgt sechs Wochen zum Jahresende. Firma, Abteilung Straße, Nr. Name, Vorname PLZ, Ort Ort/ Datum, Unterschrift: (ggf. Firmenstempel) Coupon an: expert verlag, Abonnenten-Service, Postfach 2020, 71268 Renningen oder per Fax an: (0 71 59) 92 65-20 " T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 14 1 Tribosystemoptimierung Kolbengruppe auf Zylinderlaufbahn Das Tribosystem Kolben/ Ringpaket auf Zylinderlaufbahn trägt maßgeblich zu den Reibungsverlusten im Verbrennungsmotor bei (vgl. [1]) und bietet daher großes Potenzial für die Verbrauchsreduktion. Die Optimierung stellt jedoch aufgrund der komplexen Dynamik, Schmierungssituation, den thermischen Randbedingungen durch die Verbrennung sowie dem Zielkonflikt zwischen Reibungsreduktion, Verschleißstabilität und Dichtfunk- Aus Wissenschaft und Forschung 15 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Kombinierte Tribosystemanalyse des Kontaktes Kolben-, Ringpaket/ Zylinderlaufbahn auf Basis von Floating Liner Untersuchungen J. Edtmayer, H. Hick, S. Walch, M. Jech, T. Wopelka, S. Lösch* Eingereicht: 14. 3. 2018 Nach Begutachtung angenommen: 20. 4. 2018 Die tribologischen Vorgänge im Verbrennungsmotor sind unter anderem aufgrund der hohen Dynamik und Temperaturbeanspruchung sehr komplex. Dies gilt insbesondere auch an der Kolbengruppe und ihrer Interaktion mit der Zylinderlaufbahn. Hier steht die Reibungsminimierung zusätzlich im Widerspruch mit den Anforderungen an die Dichtfunktion und die Dauerhaltbarkeit. Tribologische Analysemethoden sind ein bedeutender Teil des Optimierungsprozesses dieses Tribosystems, um Konfigurationen zu bewerten und auszuwählen. Oft sind jedoch deren Aussagekraft und vor allem die Übertragbarkeit in die Motoranwendung begrenzt. Die Reibungsmessung am Floating Liner Motor, in Kombination mit einer kontinuierlichen Verschleißmessung sowie Blow-by- und Ölverbrauchsmessung, stellt dabei ein ideales Werkzeug für eine rasche und präzise Bewertung unter anwendungsnahen Bedingungen dar. Zusammen mit einer Tribosimulation können damit vielfältige Herausforderungen in der Technologieentwicklung dieses Tribosystems gemeistert werden. Schlüsselwörter Reibung, Verschleiß, Tribosystem Kolben-Ringpaket/ Zylinderlaufbahn, Floating Liner Motor, Kontinuierliche Verschleißmessung, Elastohydrodynamische Schmierung, Tribosimulation, Verbrennungsmotor The optimization of the piston/ bore interface still provides big challenges within engine development. This tribological system is highly stressed by the high temperature conditions as well as highly dynamic motions and forces. Furthermore, optimization is a tradeoff between reducing friction losses, extending durability and improving the sealing properties of the ring pack. Various analysis methods are an important part of the optimization process. Eventually, they influence the decision which material combination is implemented in the engine. However, they are often very limited in terms of resolution and transferability to the engine application. The presented Floating Liner engine, together with a continuous wear measurement, lube oil consumption and blow-by measurement, is a versatile toolbox for a fast and precise evaluation under application-near conditions. Together with a complementary tribosimulation, this toolbox is capable of facing many questions occurring within the development process. Keywords Friction, Wear, Piston/ Bore Interface, Floating Liner Method, Continuous wear measurement, Elastohydrodynamic lubrication, Tribosimulation, Internal Combustion Engine Kurzfassung Abstract * DI Josef Edtmayer Univ.-Prof. DI Dr. Hannes Hick DI Simon Walch Institut für Maschinenelemente und Entwicklungsmethodik, TU Graz, 8010 Graz DI Dr. Martin Jech DI Dr. Thomas Wopelka AC 2 T research GmbH, 2700 Wiener Neustadt DI Dr. Siegfried Lösch AVL List GmbH, 8020 Graz T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 15 buchse vom Kurbelgehäuse losgelöst und schwimmend gelagert um die entstehenden Reibkräfte zwischen Kolbengruppe und Zylinderlaufbahn auf Kraftsensoren zu übertragen [2]. Der konkret eingesetzte Aufbau des AVL FRISC Floating Liner Motors (Bild 1) erlaubt durch den Einsatz von dreiachsigen Kraftsensoren zusätzlich die Erschließung der Kolbenseitenkräfte. In Bild 2 ist ein typisches Floating Liner Reibkraftsignal ersichtlich, das den Reibkraftverlauf der Kolbengruppe über ein Arbeitsspiel zeigt. Charakteristisch für diesen Verlauf ist die Reibkraftumkehr an den Totpunkten (-360°, -180°, 0°, 180° Kurbelwinkel) wobei hier durch die geringere Gleitgeschwindigkeit und dadurch vermehrten Mischreibungsanteil ein Reibkraftanstieg zu beobachten ist. Dies entspricht weitgehend einer Stribeck Charakteristik. Der zusätzliche Reibkraftanstieg um 0° Kurbelwinkel ist den höheren Gasdrücken durch Verdichtung und Verbrennung geschuldet. Zwischen den Totpunkten, im Bereich hoher Gleitgeschwindigkeiten, ist zuerst ein Abfall der Reibkraft zu erkennen (Ausklinkpunkt der Stribeckkurve) und daraufhin ein erneuter Anstieg bis zu einem Maximum im Bereich der größten hydrodynamischen Reibung. Bei der Analyse der vorliegenden Messergebnisse ist jedoch zu beachten, dass es sich dabei um ein Summensignal aus Kolbenhemdreibung, Reibung der Kolbenringe und dynamischer Einflüsse aus der Struktur des Messaufbaus handelt. 3 Analyse von Maßnahmen zur Reibungsreduktion - niederviskose Öle Eine verbreitete und wirkungsvolle Maßnahme der Reibungsminimierung ist die Verwendung niederviskoser Aus Wissenschaft und Forschung 16 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 tion nach wie vor eine große Herausforderung in der Motorenentwicklung dar (vgl. [2]). Spezifische tribologische Zusammenhänge sind in vielen Bereichen noch nicht gänzlich verstanden. In frühen Phasen des Entwicklungsprozesses und zur Untersuchung grundlegender tribologischer Eigenschaften stoßen herkömmliche Analysemethoden, wie Schleppreibungsmessung, Indizierung oder optische Verschleißmessungen, an die Grenzen ihrer Auflösung. Die niedrigen Reibungs- und Verschleißwerte aktueller Lösungen erfordern hohe Genauigkeiten von den Messmethoden. Oft können mit diesen Ansätzen nur die Auswirkungen auf Verbrauch oder Verschleiß, nicht jedoch alle Hintergründe bestimmt werden. Die Abstraktion im Zuge von Modellversuchen ist wiederum mit großen Eingriffen in die sensiblen Tribosysteme verbunden. Die Aussagen dieser Versuche sind in hohem Maße von der Wahl der Versuchsparameter abhängig, die oft nicht das reale Systemverhalten widerspiegeln können [3]. 2 Floating Liner Reibungsmessung Floating Liner Messungen stellen einen guten Kompromiss zwischen anwendungsnahem, gefeuertem Motorbetrieb und abstrahierter, hochauflösender Reibkraftmessung dar. Die Kenntnis der Beanspruchungssituation in Folge der hohen Drücke und Temperaturen während der Verbrennung sind für die tribologische Analyse unumgänglich. Insbesondere Spielsituationen, Schmierstoffrheologie, tribochemische Reaktionen und der Ölhaushalt des Ringpakets sind davon maßgeblich beeinflusst. Mit starken Auswirkungen auf Reibkräfte und Verschleiß. Verbesserungen im Bereich der Sensortechnik, der Signalverarbeitung sowie umfangreiche Optimierungen hinsichtlich Strukturdynamik und Dichtkonzept erlauben heute einen praxistauglichen Einsatz dieser Methode [4]. Prinzipiell wird dabei die Zylinderlauf- Bild 1: Querschnitt des AVL FRISC Floating Liner Motors für eine PKW - Ottoanwendung [4]. T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 16 Öle. Die Floating Liner Methode erlaubt dabei einen detaillierten Einblick in die Auswirkung der Viskositätsverringerung auf das Reibungsverhalten. In Bild 3 ist der Vergleich des gemessenen Reibkraftverlaufes zweier Öle mit unterschiedlichen Viskositätsklassen, im betriebswarmen Zustand dargestellt. Alle übrigen Motorkomponenten waren bei dieser Untersuchung identisch. Die Auswirkung beschränkt sich dadurch auf den Bereich hoher Gleitgeschwindigkeit. In diesem Bereich liegt in erster Linie das hydrodynamische Schmierregime vor. Bei genauer Betrachtung ist zu erkennen, dass der Reibkraftverlauf in den Totpunkten weitgehend deckungsgleich ist. Dieses Verhalten kann durch den hohen Mischreibungsanteil in diesem Gebiet erklärt werden. Wird nicht der detaillierte Reibkraftverlauf, sondern der Reibmitteldruck (engl. FMEP) als Kennzahl betrachtet (vgl. [1]), können Reibkennfelder und in weiterer Folge Regressionsmodelle dieser Reibkennfelder erstellt werden. Diese dienen unter anderem als Grundlage für Zyklussimulationen und Optimierungen. (1) Gleichung (1) beschreibt die Abhängigkeit des Reibmitteldruckes FMEP von der Reibkraft F R , der Gleitgeschwindigkeit v, dem Hubvolumen V H und der Anzahl der Arbeitsspiele pro Umdrehung in Form des Faktors i (0,5 für Viertaktmotoren). Aus dem Zusammenhang Aus Wissenschaft und Forschung 17 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Bild 2: Typisches Messsignal einer Floating Liner Reibungsanalyse einer PKW - Ottoanwendung mit 0,5 l / Zylinder Hubraum, bei einem Betriebspunkt von 1750 U/ min, 5 bar indiziertem Mitteldruck und 90 °C Öl- und Kühlmitteltemperatur. Das Messsignal ist dabei ein Summensignal aus Kolbenhemdreibung, Reibung der Kolbenringe und dynamischer Einflüsse aus der Struktur des Messaufbaus. Bild 3: Vergleich der Floating Liner Reibkraftverläufe zweier Ölviskositätsklassen 0W20 und 10W30 für eine PKW - Ottoanwendung mit 0,5 l / Zylinder Hubraum, bei einer Motordrehzahl von 1750 U/ min, 5 bar indiziertem Mitteldruck und 90 °C Öl - und Kühlmitteltemperatur. ! "# $ Ê % & ' ( ' )* + ' , - Ê Ê T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 17 me im Verbrennungsmotor dar. Zur Absicherung von reibungsminimierten Konfigurationen im Hinblick auf die Lebensdauer, sind hochauflösende Messmethoden für Verschleiß unabkömmlich. Die verbreitete optische Vermessung ist nur diskret und in Verbindung mit der Demontage der relevanten Komponenten, bei begrenzter Auflösung möglich. Die vorliegenden Tribosysteme weisen jedoch in der Regel sehr geringe Konstantverschleißraten, in der Größenordnung von wenigen Nanometern pro Stunde auf [7]. Dies bedingt lange Versuchsdauern und damit hohe Kosten für Dauerlaufuntersuchungen. Den Ansprüchen einer kontinuierlichen Messung und hoher Auflösungen bei geringen Messzeiten werden derzeit nur sogenannte Tracerverfahren [2], wie die Radio Isotope Concentration Method (RIC) [8] ge- Aus Wissenschaft und Forschung 18 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 folgt, dass eine Reibungsreduktion im Hinblick auf den Reibmitteldruck und damit den Verbrauch am wirkungsvollsten ist, wenn sie im Bereich hoher Gleitgeschwindigkeiten ansetzt. Leichtlauföle sind demnach eine sehr wirkungsvolle Maßnahme zur Verbrauchssenkung, da sie genau in diesem Bereich ihre Wirkung entfalten. In Bild 4 ist der Vorteil des niederviskosen Öles im Reibmitteldruck, in Abhängigkeit der Motorbetriebsparameter Drehzahl und Last - in Form des indizierten Mitteldruckes (engl. IMEP) - ersichtlich. Im unteren und mittleren Lastbereich ist der Reibungsvorteil mit rund 20 % am größten. Dies deckt sich mit analytischen Überlegungen des Newton’schen Reibungsgesetzes (vgl. [5]), zufolge dessen die Reibungsverluste im Öl von der Viskosität und dem Geschwindigkeitsgradienten im Schmierspalt abhängig sind. Bei höheren Lasten und niedrigen Drehzahlen kommt es zu einem Anstieg des Festkörperreibungsanteils und der Vorteil der niedrigen Viskosität sinkt. Zusätzlich kommt es dadurch zu einem Verschleißanstieg (siehe Abschnitt 4). Verbrauchssenkende Betriebsstrategien und Hybridkonzepte zielen jedoch genau auf diese Lastbereiche mit ihren hohen Wirkungsgraden ab [6]. Diese sind durch die relativ niedrigeren Reibungsverluste im Verhältnis zur Nutzleistung und den geringeren Drosselverlusten, im Falle einer Ottoanwendung, begründet [1]. Somit ist die Senkung der Ölviskosität starken Einschränkungen unterworfen und kann nur im Zusammenhang mit der Entwicklung von Materialen und Oberflächen sowie einer fundierten Analyse und Absicherung des Verschleißverhaltens vorangetrieben werden. 4 Kontinuierliche Verschleißmessung am FRISC Motor Maßnahmen zur Reibungsreduktion, wie niederviskose Leichtlauföle, Betriebsstrategien zur Senkung des Drehzahlbzw. Hebung des Lastniveaus (Downspeeding, Downsizing) und Start-Stopp-Betrieb, führen tendenziell zu höheren Kontaktdrücken und schlechterem Schmierfilmaufbau. Dies stellt eine Herausforderung an die Verschleißstabilität der Tribosyste- Bild 4: Reibleistungsreduktion des niederviskosen Öles (0W20) im Vergleich zum höherviskosen (10W30) in Prozent, aufgetragen im Kennfeld für eine PKW - Ottoanwendung mit 0,5 l / Zylinder, 90 °C Öl- und Kühlmitteltemperatur. Bild 5: Schema der kontinuierlichen Verschleißmessung mit Hilfe der RIC - Tracermethode am FRISC Motor. T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 18 recht. Zusätzlich können damit Auswirkungen von Betriebspunkten und -strategien erfasst werden. Im Zuge dieses Verfahrens werden einzelne Motorkomponenten an verschleißrelevanten Stellen mittels eines Zyklotronstrahles aktiviert (Bild 5 - Aktivierte Komponente). Einzelne Atomkerne des Grundmaterials wechselwirken dabei durch Kollision mit diesen Teilchen (Protonen oder Deuteronen) zu Isotopen, welche unter Aussendung von Gammastrahlung zerfallen und als Messisotope verwendet werden. Die emittierte Gammastrahlung wird in Folge von einem Szintillationsdetektor (Bild 5 - RIC Detektor) erfasst. Über die so gemessene Konzentration der Tracerisotope im Ölkreislauf des Motors kann somit auf den Verschleiß des entsprechenden Bauteiles geschlossen werden. Einige bestehende Systeme zur kontinuierlichen Messung von Verschleiß haben den Nachteil der hohen Radioaktivität und den damit verbundenen Restriktionen. Durch eine spezielle Prozessführung bei der Aktivierung arbeitet das verwendete RIC System unter der Freigrenze der spezifischen Radioaktivität [9]. Dadurch entfallen spezielle Strahlenschutzauflagen bei der Handhabung und Entsorgung der eingesetzten Bauteile. Zusammen mit der Reibungsanalyse am Floating Liner Motor stellt die kontinuierliche Verschleißmessung einen großen Vorteil zur Erschließung von Mechanismen und Schmierregimen im Motorbetrieb dar. Bild 6 zeigt eine RIC Verschleißuntersuchung für einen Kompressionsring am FRISC Motor. Bei Einsatz eines Öles der Viskositätsklasse 5W30 tritt unter den gegebenen Betriebsbedingungen eine deutlich niedrigere Verschleißrate auf als nach dem Wechsel auf ein niederviskoses Öl der Klasse 5W20. Die Verschleißraten sind jedoch in beiden Varianten auf einem niedrigen Niveau. Bei der vergleichenden Messung der Verschleißraten wurden andere Öle verwendet als beim zuvor gezeigten Vergleich des Reibungsverhaltens. Allerdings wurde für den Vergleich nur der betriebswarme Motor (90 °C Öltemperatur) herangezogen. In diesem Zustand ist insbesondere das Hochtemperaturverhalten des Öles ausschlaggebend, welches bei den jeweiligen Varianten (hochviskos und niederviskos) vergleichbar ist und wodurch der Viskositätseinfluss auf Reibung und Verschleiß aufgezeigt werden kann. 5 Tribosimulation der Kolbengruppe Gekoppelte Mehrkörper- und Elastohydrodynamik-Simulationen zur Analyse von Reibung und Verschleiß finden für unterschiedliche Tribosysteme Anwendung und eignen sich insbesondere als Entwicklungswerkzeuge für den Kurbeltrieb bzw. die Kolbengruppe des Verbrennungsmotors (vgl. [10]). Es handelt sich dabei um die numerische Berechnung flexibler Mehrkörpersysteme mit gekoppelten Elastohydrodynamik - Verbindungsdefinitionen (EHD). Diese stellen wiederum eine Modellkombination aus Hydrodynamikmodell nach Patir/ Cheng [11], Kontaktmodell nach Greenwood/ Tripp [12] und einem Mischreibungsmodell dar [13]. Bei vorliegenden Oberflächentopografiedaten finden auch Halbraummethoden [14] bzw. Mikrohydrodynamiksimulationen Anwendung. Die verwendeten Reibungsmodelle für den Mischreibungsbereich sind mathematische Modelle und erfordern daher eine entsprechende Parametrierung und Validierung. Floating Liner Messungen bieten eine gute Möglichkeit für einen anwendungsorientierten Abgleich der Simulationsergebnisse. Ein ausreichend parametriertes und validiertes Modell steht im Gegenzug zur Analyse von Einflüssen und Verteilung der Reibungsverluste auf unterschiedliche Komponenten und Schmierregime zur Verfügung. Das kann als klarer Vorteil gegenüber dem isolierten Einsatz von Messmethoden angesehen werden, da die Erschließung dieser Anteile in Form von empirischen Untersuchungen nur mit einer Abstraktion und damit einer Beeinflussung des Tribosystems möglich ist. Bei einem derart hochdynamischen System erfordert der Abgleich von Messwerten mit Simulationen ein Modell, das neben den tribologischen Eigenschaften die strukturdynamischen Eigenschaften des Messaufbaus berücksichtigt. Für die Validierung wird unter Berücksichtigung der messtechnischen Rahmenbedingungen, wie Zugänglichkeit, in erster Linie der Abgleich des Summensignales herangezogen (Bild 7) [2]. Größen wie Kontaktdrücke oder Reibkräfte einzelner Kolbenringe sind nur in Aus Wissenschaft und Forschung 19 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Bild 6: Kontinuierliche Verschleißmessung am FRISC Motor bei zwei unterschiedlichen Ölviskositäten für eine 0,5 l / Zylinder PKW - Ottoanwendung, bei einer Drehzahl von 1000 U/ min, einer Last von 8 bar IMEP und 90 °C Öl- und Kühlmitteltemperatur. T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 19 mit etwa 60 % den größten Anteil ein. Derartige Analysen geben Aufschluss über Potenziale von Optimierungsmaßnahmen wie Ölformulierung, Oberflächentopografie oder Geometrieanpassungen, bevor aufwändige Versuchsreihen mir teuren Versuchsträgern gestartet werden. 6 Zusammenfassung und Ausblick Die Kombination von Methoden für verschiedene Fragestellungen der Tribosystementwicklung im Verbrennungsmotor ist zur weiteren Verringerung der Reibungsverluste und der ölbasierten Emissionen entscheidend. Aus Wissenschaft und Forschung 20 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Verbindung mit einer weiteren, konstruktiven Abstraktion und damit einer Einflussnahme auf den gefeuerten Motorbetrieb möglich. Ausgehend von einem derart validierten Modell liefert eine Parametervariation eine Vorauswahl für anschließende Komponentenvariationen am Floating Liner Motor. Bild 8 zeigt das Simulationsergebnis der Reibkraftanteile von Hydrodynamik und Mischreibungsgebiet für den Kompressionsring. Auffällig ist der hohe Festkörperreibungsanteil, vor allem bedingt durch den Zünddruck. An dieser Stelle ist in weiterer Folge auch mit Verschleiß von Laufbuchse und Ring zu rechnen. Wird der Reibmitteldruck betrachtet, nimmt jedoch die Hydrodynamik Bild 7: Abgleich von Simulation und Messung bei einem inneren Mitteldruck von 5 bar und einer Drehzahl von 1750 U/ min für eine PKW - Ottoanwendung mit 0,5 l / Zylinder, 90 °C Öl- und Kühlmitteltemperatur. Bild 8: Simulationsergebnis der Reibkraft des Kompressionsringes mit den Anteilen an Hydrodynamik und Mischreibung, bei 1750 U/ min und 5 bar IMEP. T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 20 Insbesondere die Reibungs- und Verschleißsimulation ist im Zusammenspiel mit einer hochauflösenden, anwendungsnahen Messung ein unverzichtbares Werkzeug um weitere Potenziale zu erschließen und ein umfassendes Grundlagenverständnis aufzubauen. Die Reibungsmessung am Floating Liner Motor mit einer kontinuierlichen Verschleißmessung im gefeuerten Motorbetrieb stellt hier eine Erweiterung der bisherigen Untersuchungen dar. Auf Basis von umfangreichen Untersuchungen verschiedener Materialpaarungen und Technologien wird laufend ein Datenbestand erweitert. Neben der Parametrierung von mathematischen Reibungs- und Verschleißmodellen dient diese Datenbasis als Gerüst für ein funktionales Modell zur Optimierung von Tribosystemkonfigurationen, um dadurch eine weitere Verbrauchs- und Emissionsreduktion sowie eine Kostensenkung durch eine Verkürzung der Entwicklungszeit zu erzielen. Danksagung Diese Arbeit wurde vom COMET Programm der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft unterstützt (Project K2 XTribology, No. 849109) und resultiert aus einer Kooperation der AVL List GmbH, dem Exzellenzzentrum für Tribologie und dem Institut für Maschinenelemente und Entwicklungsmethodik der Technischen Universität Graz. Literatur [1] R. van Basshuysen und F. Schäfer, Handbuch Verbrennungsmotor, Wiesbaden: Springer Vieweg, 2015. [2] I. Sherrington, Tribology and dynamics of engine and powertrain, H. Rahnejat, Hrsg., Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2010. [3] H. Czichos und K.-H. Habig, Tribologie-Handbuch, Wiesbaden: Springer Vieweg, 2015. [4] H. Hick, S. Lösch, C. Priestner, B. Thonhauser und F. Zieher, „Advances in Determination of Piston Group Friction Losses at High Speeds and Loads using the AVL FRISC Single-Cylinder Engine,“ in 4. ATZ Fachtagung Reibungsminimierung im Antriebsstrang, Esslingen am Neckar, 2015. [5] H. Oertel, M. Boehle und T. Reviol, Strömungsmechanik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Springer, 2015. [6] P. Hofmann, Hybridfahrzeuge, Wien: Springer, 2014. [7] M. Scherge, B. Kehrwald und A. Gervé, „Tribologie und Motormechanik,“ MTZ - Motorentechnische Zeitschrift, Nr. 3, 2002. [8] F. Ditroi, S. Takacs, F. Tárkányi, E. Corniani, R. W. Smith, M. Jech und T. Wopelka, „Sub-micron wear measurement using activities under the free handling limit,“ Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Bd. 292, pp. 1147-1152, 2012. [9] „Strahlenschutzgesetz StrSchG,“ 2015. [Online]. Available: www.ris.bka.gv.at. [Zugriff am 22 02 2018]. [10] U. Seiffert und G. Rainer, Virtuelle Produktentstehung für Fahrzeug und Antrieb im Kfz, Wiesbaden: Vieweg +Teubner, 2008. [11] N. Patir und H. S. Cheng, „An Average Flow Model for Determining Effects of Three-Dimensional Roughness on Partial Hydrodynamic Lubrication,“ Transactions of the ASME, Nr. 100, 1978. [12] J. A. Greenwood und J. H. Tripp, „The Contact of Two Nominally Flat Rough Surfaces,“ Archive: Proceedings of The Institution of Mechanical Engineers 1847-1982 (vols 1-196), Nr. 185, 01 06 1970. [13] G. Offner und O. Knaus, „A Generic Friction Model for Radial Slider Bearing Simulation Considering Elastic and Plastic Deformation,“ Lubricants, 30 06 2015. [14] D. Bartel, Simulation von Tribosystemen, Magdeburg: Vieweg Teubner, 2010. Aus Wissenschaft und Forschung 21 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Im expert verlag erscheinen Fachbücher zu den Gebieten Weiterbildung - Wirtschaftspraxis - EDV-Praxis - Elektrotechnik - Maschinenwesen - Praxis Bau / Umwelt/ Energie sowie berufs- und persönlichkeitsbildende Audio-Cassetten und -CDs (expert audio) und Software (expertsoft) Themenverzeichnisse o Tribologie · Schmierungstechnik o Konstruktion · Maschinenbau · Tribologie · Verbindungstechnik · Oberflächentechnik · Werkstoffe · Materialbearbeitung · Produktion · Verfahrenstechnik · Qualität o Fahrzeug- und Verkehrstechnik o Elektrotechnik · Elektronik · Kommunikationstechnik · Sensorik · Mess-, Prüf-, Steuerungs- und Regelungstechnik · EDV-Praxis o Baupraxis · Gebäudeausrüstung · Bautenschutz · Bauwirtschaft/ Baurecht o Umwelt-, Energie- Wassertechnik · Hygiene / Medizintechnik o Sicherheitstechnik o Wirtschaftspraxis Bitte fordern Sie unser Verlagsverzeichnis auf CD-ROM an! expert verlag Fachverlag für Wirtschaft & Technik Wankelstraße 13 · D-71272 Renningen Postfach 20 20 · D-71268 Renningen Telefon (0 71 59) 92 65-0 · Telefax (0 71 59) 92 65-20 E-Mail expert@expertverlag.de Internet www.expertverlag.de Anzeige T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 21 Zielsetzung Ein wesentlicher Aspekt der Schmierstoffe, Additive und tribologischen Prüftechnik ist die Frage nach den Zusammenhängen und der Vorhersagbarkeit von auftretenden Phänomenen innerhalb der tribologischen Systeme. Zusätzlich zu den komplexen tribologischen Aspekten der Additiv- und Metallchemie sind z. B. die mechanisch-dynamische Modellprüfung dieser Eigenschaften und die Interpretation der Ergebnisse von Bedeutung. Weit verbreitete Prüfapparaturen werden oft verwendet um die Leistungsfähigkeit von Schmierstoffen zu testen. Üblicherweise werden diese Prüfungen häufig mit Standard-Prüfparametern (Normprüfungen) durchgeführt, welche keine gute Korrelation mit den Parametern aus der Praxis haben. Oftmals ist eine falsche Systemanalyse schuld daran. Prüfergebnisse gewonnen aus Tribometerversuchen sollten mit Vorsicht genossen werden und unbedingt mit Feldversuchen abgeglichen werden. Des Weiteren liefern verschiedene Apparaturen komplett verschiedene Ergebnisse, bedingt z. B. durch unterschiedliche Eingriffsverhältnisse, Bewegungsformen, Schmierungszustände, Temperaturen, Belastungen etc. Welchem Ergebnis soll man nun trauen? Spricht beispielsweise die Additivchemie nur in einem Gerät an und hat dies dann eine Korrelation mit der Praxis? Welchen Einfluss hat der Schmierstoff, welchen die Prüfmethode? Wie sind Ergebnisse einzelner Normprüfungen zu deuten? In einigen Projekten hat es sich gezeigt, dass es bei strikter Prüfung nach Norm zu gänzlich unterschiedlichen Rankings kommen kann. So zeigen z. B. Muster, die einer Schweißkraftbestimmung im Vierkugelapparat unterzogen wurden gänzlich unterschiedliche Ergebnisse als diejenigen, welche im SRV ® geprüft worden sind. Dadurch kann es durchaus passieren das geeignete Kandidaten nur aufgrund der gewählten Prüfmethode aussortiert werden. Doch was ist nun die geeignete Prüfmethode? Es gibt schon seit Jahren gewisse Tendenzen wo am besten geprüft wird um die positiven Eigenschaften eines Schmierstoffes bzw. Schmierstoffadditives herauszustellen. Liegt das aber nur am Schmiermittel oder hat die Prüfprozedur den signifikanteren Einfluss? Ziel war es daher einen Arbeitskreis „Schmierstoffe, Additive & Prüftechnik“ (Tribometrie) ins Leben zu rufen, Aus der Praxis für die Praxis 22 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Einleitung Das Kompetenzzentrum Tribologie und das dazugehörige Institut wurden durch eine Firmeninitiative von Schmierstoff- und Additivherstellern, zahlreichen Maschinenbauunternehmen sowie der Industrie- und Handwerkskammer im Jahre 1993 gegründet. Zwischenzeitlich ist das Kompetenzzentrum mit hochmodernen Spezialprüfständen ausgestattet, die weltweit nur an wenigen Instituten vorhanden sind. Alleine mehr als 45 verschiedene tribologische Spezialprüfstände, mit denen unterschiedlichste Beanspruchungskollektive abgebildet werden können, sorgen für eine breite Basis. Ein Tätigkeitsschwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Screening-Tests bzw. Kurzzeit- Prüfverfahren zur Simulation realer tribologischer Beanspruchungen. Solche Simulationstests helfen, langwierige Prüfprozeduren in teuren Aggregat-Prüfständen teilweise zu ersetzen, wodurch die Formulierung neuer Schmierstoffe sowie Werkstoff- und Beschichtungskonzepte deutlich beschleunigt werden kann. Diese Tests können Bauteil- und Feldversuche sicher nicht vollständig ersetzen, sie können aber sehr wohl Erkenntnisse über das grundsätzliche Verhalten geben und so die Entwicklung vereinfachen, da Neuerungen schnell und kostengünstig untersucht und mit bereits getesteten Produkten verglichen werden können. Insbesondere für die Vorauswahl von geeigneten Materialkombinationen, Beschichtungen, Zwischenstoffen und Oberflächentopografien haben sich die am Institut vorhandenen Prüfsysteme bestens bewährt. Voraussetzung ist selbstverständlich eine geeignete Modellbildung, d.h. das Beanspruchungskollektiv sowie die Elemente des Tribosystems müssen möglichst praxisnah gewählt werden. Das Zentrum geht daher streng nach dem Grundsatz der tribologischen Systemanalyse (ehemals DIN 50 320, heute GfT-Arbeitsblatt Nr. 7) vor. Vergleich standardisierter Schmierstoffprüfungen an verschiedenen Tribometern J. Rigo, P. Kova č ócy* * Jürgen Rigo, MEng. 1,2 doc. Dr. Ing. Pavel Kovačócy 2 1 Steinbeis Transferzentrum an der Hochschule Mannheim Kompetenzzentrum Tribologie, 68163 Mannheim 2 Slovak University of Technology in Bratislava Faculty of Materials Science and Technology 917 24 Trnava, Slovak Republic T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 22 der sich all diesen so wie auch allgemeinen tribologischen Fragestellungen widmet. Der Arbeitskreis setzt sich überwiegend aus Schmierstoff- und Additivherstellern zusammen. Da sich das Kompetenzzentrum Tribologie weitestgehend auf die Tribometrie fokussiert hat, soll hier auch weiterhin der Schwerpunkt der Institutsarbeit liegen, jedoch soll eine Basis geschaffen werden, um in Zukunft die ermittelten Kennwerte sinnvoll ergänzen und in naher Zukunft noch besser deuten zu können. Dies kann Aus der Praxis für die Praxis 23 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Mittlerweile ist eine Vielzahl von tribologischen Prüfgeräten auf dem Markt, für die zahlreiche Prüfprozeduren erschaffen worden sind, speziell DIN- Normen (national) bzw. auch ISO- und ASTM-Prüfvorschriften (international). Anhand vieler über die Jahre gewonnener Prüfergebnisse konnte festgestellt werden, dass beispielsweise verschiedene Prüfmethoden, welche alle für die Beurteilung der Hochdrucktragfähigkeit von Schmierstoffen herangezogen werden, nicht die gleichen Ergebnisse liefern. Als Beispiel sei hier die Vergleichbarkeit der Schweißkraftbestimmung (DIN 51350 Teil 2) im Vierkugelapparat und der Laststeigerungslauf im Schwingungs-Reibverschleiß-Prüfgerät (SRV®) nach ASTM D7421-10 genannt. Hier können durchaus völlig unterschiedliche Rankings auftreten. Es wird deutlich, dass es nicht egal ist, welche Prüfung zur Charakterisierung verwendet wird. Im Rahmen einzelner interner Projekte sind mehrere Schmierstoffmuster strikt nach Norm in drei verschiedenen Tribometern geprüft worden. Zum Einsatz kamen der Vierkugelapparat (VKA), das Schwingungs- Reibverschleiß-Prüfgerät (SRV ® ) und das Schmierstoffprüfgerät nach Brugger. Es sind die gängigen Normen herangezogen worden. Schon diese ersten Ergebnisse weisen große Unterschiede zwischen den verschiedenen Prüfmethoden auf. Dies ist der Hauptbestandteil des Artikels. Gezielte Änderungen, wie z. B. Variation der EP-/ AW-Additive an den Prüfmustern, sind auch vorgenommen worden und werden teilweise präsentiert. Eine Anpassung der Prüfparameter (Hertzsche Pressungen, Temperaturen, Gleitgeschwindigkeiten) folgen in weiteren Schritten und werden zu einem späteren Zeitpunkt präsentiert. Diese Arbeiten sind Bestandteile des Arbeitskreises Tribometrie, der unter der Leitung des Kompetenzzentrums steht und sich zum Ziel gesetzt hat, diese Problematik näher zu betrachten. Schlüsselwörter Schmierstoffprüfung, Tribometrie, Prüfmethodik, Vierkugelapparat, Schwingungs-Reibverschleiß- Prüfgerät (SRV), Brugger, Additive An important aspect of Tribology is the mechanicaldynamic testing of lubricants and materials under stress and the interpretation of the results obtained therefrom. Widely-used test methods are often applied to analyze the performance of, for example, lubricants. However, this testing is often conducted using standard testing parameters with little or no correlation to demands of real life applications. Therefore, test results determined with tribometers or in field tests should be evaluated carefully by considering the entire tribological system. Tribological test benches are suitable to investigate the lubricant formulations, combined with different materials at different moving types, temperatures and loads terms, in their frictional behavior and wear protection. As part of the previously implemented projects numerous testing procedures have already been developed for each test benches. The main objective of this research is the subsequent analysis of test results using different tribometers. This should lead to better identification and improved understanding of divergent results generated by different testing procedures. Test results will be validated using standardized test systems according to DIN and ASTM, respectively. It was found that different test methods, all of which are used for the evaluation of high pressure carrying capacity of lubricants for example, do not provide the same results. As an example, the comparability of the weld load determination (DIN 51350 Part 2) in the four-ball tester and the standard test method for measuring the extreme pressure properties of lubrication oils in the high frequency, linear oscillation tester (SRV®) according to ASTM D7421-10, should be mentioned. Here quite disparate rankings occur. It is clear that it is not matter which test is used for characterization. The following tribometers come to use: • Four Ball Tester (VKA) • SRV ® Testing Machine • Cross Cylinder Tester (XCT) Several lubricant samples got tested strictly after the standard test methods. Variations of the test parameters and the test samples were also carried out and are partially presented Keywords Lubricants testing, test methodology, four ball tester, SRV, Brugger, additives Kurzfassung Abstract T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 23 der Schweiß- und Gutkraft (DIN 51 350 Teil 2 und 4), sowie verschiedener Reib- und Verschleißkennwerte von Schmierstoffen (DIN 51 350 Teil 3 und 5). In den Teilen 2 bis 5 wird eine rotierende Kugellagerkugel unter Last auf drei gleichartige aber stillstehende Kugeln gepresst. Bei den Versuchen nach Teil 2 bzw. 4 wird die Last so lange erhöht, bis der Schmierstoff Grund- und Gegenkörper nicht mehr trennen kann und es aufgrund hoher örtlicher Temperaturen zu einem Verschweißen der Kugeln kommt. Bei Prüfungen nach Teil 3 bzw. 5 wird die Last relativ niedrig gehalten (in diesem Projekt 300 N), so dass es nicht zu einem Verschweißen kommen kann. Der Verschleiß an den Kugeln wird nach dem Lauf durch optisches Ausmessen der auf den stillstehenden Kugeln entstandenen Kalotten bestimmt. Vorteil dieses Prüfsystems ist, dass aufgrund des kontraformen Kontaktes, Viskositätseinflüsse nahezu unberücksichtigt bleiben. Nur die Wirkung der Additive sowie natürliche Verschleißschutzeigenschaften des Grundöls haben Auswirkungen auf das Prüfergebnis. Der Prüfstand ist vor allem in der Schmierstoffindustrie weit verbreitet und wird dort routinemäßig zur Produktentwicklung und Qualitätskontrolle eingesetzt. Schwingungs-Reibverschleiß-Prüfgerät (SRV ® ) Das in der DIN 51 834 genormte Prüfgerät (Bild 2)wird zur Simulation von oszillierenden Gleitbewegungen, wie z. B. bei der Paarung Kolbenring/ Zylinder, sowie zur Qualitätssicherung eingesetzt. Gegen einen feststehenden Stahlzylinder (oder eine andere ebene Geometrie) wird auf der Stirnseite eine querliegende Stahlzylinderrolle, einen Stahlring oder eine Stahlkugel oszillierend bewegt. Die Schmierstoffe können bei verschiedenen Belastungen bis zum Zusammenbruch des Schmierfilms gefahren werden. Zweck ist die Ermittlung der Wirkung, Belastbarkeit und Lebensdauer von Schmierstoffen und deren Additiven bei Mischreibungs- Aus der Praxis für die Praxis 24 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 nur durch eine fruchtbare Zusammenarbeit aller beteiligten Seiten möglich werden, wenn fernab von Verkaufszahlen ohne Zwang diskutiert werden kann. Häufige und allseits bekannte Probleme, die bei „Normprüfungen“ auftreten sind folgende:  Standard Testparameter und Prüfmethoden für alle erdenklichen Formulierungen  Vergleich von „Kennwerten“ unterschiedlichster Herkunft  Verschiedene Rankings bei Testserien auf unterschiedlichen Tribometern  Falsche Festlegung, welche Eigenschaft untersucht werden soll  Mangelhafte Systemanalyse  Unüberlegte Auswahl einer geeigneten Prüfmaschine  Festlegung ungeeigneter Prüfparameter  Unsachgemäße Versuchsdurchführung  Lückenhafte Auswertung Die im Projekt eingesetzten Modellprüfstände sind seit Jahren im Einsatz und bekannt, auf den folgenden Seiten werden Sie nochmals vorgestellt. Eingesetzte Prüfgeräte Vierkugelapparat (VKA) Der Shell-Vierkugel-Apparat (Bild 1) ist ein in DIN 51 350 Teil 1 genormtes Prüfgerät zur Bestimmung von u. a. Bild 1: Vierkugelapparat und Probekörper T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 24 bedingungen. Vorteilhaft ist, dass für die Versuche nur sehr kleine Proben und geringste Schmierstoffmengen benötigt werden und das Beanspruchungskollektiv vielfältig einstellbar ist. Cross-Cylinder Tester (XCT) Der am Kompetenzzentrum Tribologie in Kooperation mit der Firma Fuchs Schmierstoffe AG entwickelte Cross-Cylinder-Tester (XCT) (Bild 13)kombiniert die Reichert-Reibverschleißwaage (RVW) und den Brugger- Tester und dient der Untersuchung und Simulation von Reibungs- und Verschleißvorgängen unter kontinuierlicher Gleitbeanspruchung bei Festkörper-, Grenz- und Mischreibung. Unter Zuhilfenahme geeigneter Adapter können auf diesem Modellprüfstand sowohl Versuche nach Brugger (DIN 51347) wie auch nach der Prüfmethode nach Reichert durchgeführt werden. Es sind Variationen der Drehzahlen und Laufzeiten möglich, dadurch kann je nach Anwendung die Prüfmethodik abgeändert werden. Zur Untersuchung von Block-on-Ring- Prüfungen oder Untersuchungen von Gleitlagern kann der Prüfstand durch entsprechende Adapter erweitert werden. Die Gleitgeschwindigkeit kann im Lauf dynamisch verändert werden. Die für das tribologische Verhalten entscheidenden Faktoren wie Reibpartner, Oberflächenrauheit, Normalkraft, Gleitgeschwindigkeit, Gleitweg, Flächenpressung und Zwischenstoff können an diesem Prüfstand in weiten Grenzen variiert und kontrolliert werden. Folgende Tabelle 1 gibt eine Übersicht der durchgeführten Prüfungen und zeigt außerdem die wichtigsten Kenndaten der einzelnen Methoden. Wie bereits in der Einleitung erwähnt sind in der ersten Phase des Projektes bewusst nur die gängigen Prüfparameter eingestellt worden. Weitere nötige und auch sinnvolle Änderungen der Versuchsbedingungen folgen in weiteren Projektabschnitten. Aus der Praxis für die Praxis 25 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Bild 3: XCT und gängige Probekörper Bild 2: SRV ® und gängige Probekörper T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 25 Aus der Praxis für die Praxis 26 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Tabelle 1: Übersicht Prüfbedingungen Prüfgerät Probekörperanordnung Norm Gleitgeschwindigkeit [m/ s] Prüflast [N] Hertzsche Pressung [MPa] VKA DIN 51350 Teil 2 und 3 0,56 m/ s 300 N p max = 3147 MPa SRV DIN 51834 Teil 2 und ASTM D7421-11 0,1 m/ s 50 - 300 N bzw. 50 - 2000 N p max = 1727/ 3139 MPa XCT DIN 51347 Teil 2 1,26 m/ s 400 N p max = 2098 MPa Prüfgerät Probekörperanordnung Norm Prüftemperatur Auswertung VKA DIN 51350 Teil 2 und 3 RT (25°C) zu Beginn Schweißkraft in N / Verschleißkalottendurchmesser in mm SRV DIN 51834 Teil 2 und ASTM D7421-11 50°C und 80°C Reibwerte, Verschleißkalotte Kugel in mm, Verschleißvolumen / Gutlaststufe XCT DIN 51347 Teil 2 RT (25 °C) zu Beginn Verschleißkalotte Zylinderrolle, Quotient Prüflast/ Kalottenfläche („Belastbarkeit nach Brugger“) T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 26 Eingesetzte Schmierstoffe Tabelle 2 gibt eine Übersicht über die eingesetzten Schmierstoffe. Aufgrund der hohen Anzahl an Auswahlmöglichkeiten und der begrenzten Prüfkapazitäten können natürlich nicht alle erdenklichen Formulierungen getestet werden. Hier dargestellt ist auch nur ein kleiner Auszug. Aus der Praxis für die Praxis 27 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Bezeichnung Zusammensetzung Additive Mineralöl 1 (M1) Paraffinbasisch ---------- Mineralöl 2 Naphthenbasisch ---------- Ester 1 Phosphorsäureester ---------- Ester 2 Hochraffiniertes Sonnenblumenöl ---------- UMF Umformöl Additivpaket HLP 46 Hydrauliköl Additivpaket M 1 + 0,5 % P M1 + 0,5 Gew.-% Phosphor Additiv Phosphor M 1 + 2 % P M1 + 2 Gew.-% Phosphor Additiv M 1 + 0,5 % S M1 + 0,5 Gew.-% Schwefel Additiv Schwefel M 1 + 2 % S M1 + 2 Gew.-% Schwefel Additiv Tabelle 2: Übersicht der Versuchsmuster Bezeichnung Zusammensetzung Additive Mineralöl 1 (M1) Paraffinbasisch ---------- Mineralöl 2 Naphthenbasisch ---------- Ester 1 Phosphorsäureester ---------- Ester 2 Hochraffiniertes Sonnenblumenöl ---------- UMF Umformöl Additivpaket HLP 46 Hydrauliköl Additivpaket M 1 + 0,5 % P M1 + 0,5 Gew.-% Phosphor Additiv Phosphor M 1 + 2 % P M1 + 2 Gew.-% Phosphor Additiv M 1 + 0,5 % S M1 + 0,5 Gew.-% Schwefel Additiv Schwefel M 1 + 2 % S M1 + 2 Gew.-% Schwefel Additiv Tabelle 3: Teilauszug Ergebnisse Position Prüfgerät und Methode VKA Brugger SRV DIN 51350 Teil 2 DIN 51350 Teil 3 DIN 51347 Teil 2 DIN 51834 Teil 2 ASTM D7421-11 1 UMF M 1 + 0,5 % P UMF M 1 + 2 % P HLP 46 2 M 1 + 2 % S M 1 + 2 % P M 1 + 2 % S M 1 + 0,5 % P Ester I 3 M 1 + 0,5 % S HLP 46 M 1 + 0,5 % S HLP 46 Ester II 4 Group II Basisöl Ester I Mineralöl 1 Mineralöl 1 UMF 5 Ester II Ester II Ester II Ester II Mineralöl 2 6 HLP 46 M 1 + 0,5 % S HLP 46 MWF M 1 + 0,5 % P 7 M 1 + 0 ,5 % P Mineralöl 1 M 1 + 0,5 % P M 1 + 2 % S M 1 + 2 % P 8 M 1 + 2 % P M 1 + 2 % S M 1 + 2 % P M 1 + 0,5 % S M 1 + 0,5 % S 9 Ester I Mineralöl 2 Ester I Ester I M 1 + 2 % S 10 Mineralöl 2 UMF Mineralöl 2 Mineralöl 2 Mineralöl 1 Tabelle 4: Rankings nach den verschiedenen Prüfungen Erste Ergebnisse T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 27 Betrachtet man die Energieeinträge innerhalb der jeweiligen Testmethoden wird ersichtlich, dass diese durch deutlich voneinander abweichende Parameter stark variieren. Vor allem die Versuchszeit ist hier ein maßgeblicher Faktor, der in diese Betrachtung mit einfließt. Die Schmierungszustände der einzelnen Versuche sind ebenso ein weiterer Faktor, der das Verhalten deutlich beeinflussen kann. Zur besseren Vergleichbarkeit und Interpretation der bisherigen Ergebnisse wird im Folgenden versucht, möglichst viele Parameter der unterschiedlichen Testmethoden aneinander anzugleichen. Dazu gehören folgende Änderungen der DIN-Parameter: • Hertzsche Pressungen zur Versuchsbeginn • Gleitgeschwindigkeit • Schmierungszustand • Gleitweg • Prüftemperatur • Prüfzeiten D. h. es werden alle Versuche mit den gleichen Anfangsbedingungen gestartet. Diese Prüfserien sind im Moment in Arbeit und werden Bestandteil weiterer Arbeiten in der nahen Zukunft sein. Literatur [Müller16] C. Müller, J.Rigo, P. Feinle: Tribometrie, Studienarbeit am Kompetenzzentrum Tribologie, Sommersemester 2016 [GFT7] GfT-Arbeitsblatt Nr. 7: Tribologie Definitionen, Begriffe, Prüfung; Ausgabe 8/ 2002, Gesellschaft für Tribologie, Moers [Grebe16] M. Grebe: Tribometrie - eine unterschätzte Wissenschaft, GFT-Tagung 2016, Göttingen [Schu11] Schulz J.; Feinle, P.; Hirdt, A.; Rigo, J.; Pfeiffer, G.; Seyfert, C.: Möglichkeiten der Entwicklung von Umformprodukten auf Basis von Prüfmaschinenwerten (GfT-Tagung 2011, Göttingen) [CZHA2010] H. Czichos; K.-H. Habig: .“Tribologie Handbuch“; Vieweg-Verlag, 2010 Aus der Praxis für die Praxis 28 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Fazit und Ausblick Tabelle 4 zeigt ein Ranking der Versuchsmuster nach den jeweiligen Prüfungen. Hieraus wird ersichtlich, dass bei den nur kurze Zeit dauernden Versuchen nach Brugger und der VKA Schweißkraftbestimmung vor allem die Gruppe der additivierten, schwefelhaltigen Öle sehr gut abschneidet. Es ist allerdings auffällig, dass gerade diese Öle bei länger andauernden Versuchen, wie z. B. bei der Verschleißkennwertbestimmung im VKA, recht schlechte Ergebnisse aufzeigen. Diese Erkenntnis ist im Wesentlichen nicht neu, es stellt sich aber durchaus die Frage warum gerade zum Beispiel die Prüfung des Lasttragevermögens im SRV (ASTM D7421) überhaupt nicht mit der Schweißkraftbestimmung im Vierkugelapparat korreliert, obwohl ja gerade auch mit diesem Prüfverfahren die gleichen Eigenschaften abgeprüft werden sollen. Die konkrete Bewertung für die Leistungsfähigkeit eines Schmierstoffes anhand nur einer Prüfmethode fällt somit schwer bzw. kann sich unbewusst in eine ganz andere Richtung entwickeln als gedacht. Hätte man das Muster M1+2%S nur nach ASTM im SRV geprüft wäre es bereits durchs Raster gefallen. Die Rankings von Schmierstoffen werden so nicht klar definierbar und können gezielt, durch die Wahl eines geeigneten Prüfverfahrens, auf- oder abgewertet werden. Bei Prüfungen mit dem SRV fallen, wie bereits erwähnt, generell die mit Schwefel versetzten Schmierstoffe frühzeitig aus. Verschiedene Variationen (Schwefelgehalt) und Konzentrationen der Schwefelträger bestätigten diese Beobachtungen. Auch eine umfangreiche Prüfparametervariation hat dies bestätigt. Da es eine Vielzahl von Größen gibt, welche das Gesamtsystem beeinflussen, wird in Zukunft immer nur eine Variable geändert. D. h. wird zunächst ein Grundöl mit verschiedenen Additiven (immer nur einzeln zugefügt, um Wechselwirkungen zu unterdrücken) unter den Standardbedingungen geprüft. Danach werden die Bedingungen angepasst und die Muster bleiben unverändert. Umfangreiche Oberflächenanalysen der Reibpartner folgen, um auch hier detailliertere Aussagen zu erhalten. Änderungen der Viskosität der Versuchsmuster haben über das gesamte untersuchte Spektrum keinen signifikanten Einfluss gezeigt, daher wird diese in weiteren Untersuchungen nicht mehr variiert. Anzeige Nutzen Sie auch unseren Internet-Novitäten-Service: www.expertverlag.de mit unserem kompletten Verlagsprogramm, über 800 lieferbare Titel aus Wirtschaft und Technik T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 28 1 Why are gear oils filtered so often? Impurities in gear oil may have got into the gear unit from outside, for example, through the aeration filter, or may be the result of wear in the gear unit. The purity of the gear oil appreciably affects the service life of the shaft bearings and the gear-unit teeth. Moreover, impurities in the oil may by their catalytic action change the composition and so the properties of the oil and so possibly the useful life of the oil. This is often popularly referred to as “oil ageing”. If one looks at the diagram in graphic 1, one can assume that in the case of rolling bearings alone up to 40 % of the damage is caused by unclean oil. In practice a high degree of oil purity, which can be achieved particularly by filtration, is being increasingly demanded. 2 What is this new test rig needed for? Apart from the fact that filter materials naturally must be compatible with the gear oil, further requirements are made of the oil-and-filter combination. a) The oil must pass through the filter in an acceptable time. This is tested using e. g. the single-pass test rig to ISO 13357 [2]. Evaluation is made with from the degressive rise in the measured volume-to-time curve. b) It is also necessary for any impurity in the gear oil to be effectively filtered out. This is normally tested and measured by means of the multi-pass test rig to ISO 16889 [3]. Here a specific quantity of certain foreign substances are added to the oil in a circulating oil circuit with pump and filter. The particle content in the oil upand downstream of the filter is measured. From this the efficacy of the filter is determined. c) However, filterability can also be taken to indicate whether and possibly how the properties of the oil are affected by filtration. It is generally known that the properties of the oil can be changed by filtration. The following graphic 2 shows how the foaming influences the oil volume. Aus der Praxis für die Praxis 29 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 The Siemens-ISP-Filterability test rig - why and how developed G. Gajewski* Siemens PD MD developed jointly with the company ISP a practical filterabilty test rig which takes into account the knowledge from dealing with the so-called Hydac circulation filterability test rig (HN30-8) and the circulation test rig (FVA 502 [1]) developed at the RWTH Aachen. Furthermore, advice of specialists of several oil manufacturers as well as the experiences which were made with the prototype of the newly developed test rig has flowed in the construction and into the test procedure. The new Siemens-ISP-test rig tests approx. two liters of oil in the circulation method at different temperatures using the step method with marketable filter cartridges. It is also possible to add water to the oil. During the test the temperatures, the differential pressures at the filter and the humidity are measured as well as recorded. The foam behavior is checked with a separate Flender foaming test [4] before and after the run. In addition, the content of certain elements of the oil is measured at significant points of the test procedure. Besides the description of the test rig and various measurement results, the presentation shows the reasons why the construction details and the test procedure were developed and defined in this way. Keywords Filterability of gear oils, Property change due to filters Abstract * Dr. Gerhard Gajewski in the past Siemens AG, PD MD QM, 46395 Bocholt $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ / 6A"5&Z$/ 5'(&? ? : &" Graphic 1: Results of bearing damage analysis T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 29 Aus der Praxis für die Praxis 30 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 For this test the so-called Hydac circulation filterability test rig (HN30-8) and the circulation test rig (FVA 502 [1]), for example, were set up. For both test procedures circulation of the oil a number of times through a specified filter was provided for, the pressure upand downstream of the filter and the foaming behaviour of the oil before and after filtration being measured with the Flender foam tester (ISO 12152 [4]) during operation. The new test stand on which this article is based tests the oil-and-filter combinations in accordance with the requirements of item c), taking into consideration experience with the use of the already existing test rigs and including practical experience. The Aachen test rig combines pure filter circulation with the possible addition of solid and liquid impurities and may be assessed as a relatively elaborate laboratory variant. The Hydac test rig has the Flender foam tester integrated into it, so reducing the amount of work required by the test but also increasing the cost of the test rig. Moreover, a water feed is at present not provided for and both test rigs work at a constant oil temperature. However, in practice the oils are used at different temperatures and the oil presents a varying water content. Also the filter disks frequently used for the above-mentioned tests are only equivalent in practice to a certain extent. Additionally, during the test run on the filterability test rig the foam tester naturally cannot be used for other tests. 3 What is to be tested and how? Siemens PD MD has been working with the company ISP to develop a practical filterability test rig that incorporates findings arising from the use of the two afore-mentioned test rigs. Furthermore, the design incorporates infor- ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ '()"*+,! -./ ! 012345 Graphic 2: Foam behaviour after different filtering cycles ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ Picture 1: Test rig, first version 1 - tank (approximately 2.5 litres) 2 - heater 3 - water dosing pump (min. 0.002 ml) 4 - oil pump (0.22 - 1 l/ min) 5 - flowmeter 6 - pressure sensor 8 & 12 - aqua sensors (Hydac) 9 - switching valves 13 - test filter 14 - differential pressure transducter Graphic 3: Test Matrix - sample ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 30 mation from specialists at a number of oil manufacturers and experience gained with the prototype of the newly developed test rig. The new Siemens ISP test rig tests approximately two litres of oil in the circulation process at different temperatures by the staircase method, using commonly available filter cartridges. It is possible to add a specified amount of water to the oil. During the test temperatures, pressure differences at the filter and moisture levels are measured and recorded. Before and after the test run foaming behaviour is tested, using a separate Flender foam test. The proportion of certain elements of the oil is also measured before and after the test run. In addition, the content of certain elements of the oil is measured at significant points of the test procedure. 4 First draft of the test rig The first version of the new test rig (picture 1) was built by and at the ISP company in consultation with Siemens. Here it was found, for example, how important it is for all lines to be well insulated. Specification of adequate flushing was also a special challenge. 5 Important test conditions - test matrix First of all, it was specified what external conditions may affect filterability. As well as the oil type, the additive package and rated oil viscosity, the oil temperature at the filter, the number of filter cycles, the oil-flow rate, the filter properties and any amount of water in the oil are of importance. Based on these findings, the following test matrix was specified (graphic 3). 6 First test results The results of a mineral oil under different conditions are shown in the following diagrams (graphic 4). Tests were carried out on unfiltered fresh oil at room temperature, after 720 filter cycles at 50 °C, after 720 filter cycles at 80 °C and after 720 filter cycles at 80 °C with added water, including in each case the Flender foam test and measurement of the important-element content. The following information was obtained for the oiland-filter combination with a fibre-glass mesh filter of gauge ß10(c) = 200 on which the results shown above were based: the worst results can be identified on filters at an oil temperature of 50 °C; the addition of water likewise worsens the result at an oil temperature of 80 °C; and no clear tendencies are identifiable in the important-element content. If the foam test results on different oils (one minute after switch-off) are compared, tendencies vary according to the oil. One oil shows extremely pronounced foam formation after filtration at 80 °C. Some oils reach maximum foam Aus der Praxis für die Praxis 31 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ Graphic 4: Samples of foam test results with non-filtered and filtered oil T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 31 formation after filtration at 50 °C; others after filtration at 80 °C (graphic 5). At round-table talks with a number of specialists from various oil companies the test procedure was finalised. To test flushing, an ICP measurement before and after flushing of the test rig was introduced. Additionally, instead of filtration at just one temperature, filtration at different temperatures (staircase method) was introduced in order to achieve greater practical accuracy. 7 Present test procedure and present test rig The present binding test specification can be found on the Internet at the link https: / / support.industry.siemens.com/ cs/ ww/ de/ view/ 44231658 (5.5 Filterability Test FFT 7300). These tests can be ordered from the ISP company. The latest view of the test rig and a schematic drawing are shown in the next figures (picture 2 and graphic 6). 8 Newer test results The following diagrams and tables show the most important test results for a PAO oil that was tested using the newer test procedure. The partly very clear results of the filterability test cannot at present be clearly identified as due to the effect of the filter or that of water (graphic 7). For that reason the test procedure was once more modified experimentally: a) Measurement with fresh oil (step 0) b) Adding in approx. 2.5 litres of oil (step 1) c) 180 filtration cycles at room temperature plus 180 filtration cycles at 50 °C plus 180 filtration cycles at 80 °C (step 2) d) Taking of a sample of a litre of oil and measurement (step 3) e) Measurement after 180 filtration cycles at 80 °C and with 0.1 % water (step 4) First results of tests on a PAO oil using the remodified test procedure are shown on the following diagrams (graphic 8). Aus der Praxis für die Praxis 32 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ Graphic 5: Samples of foam test results with different oils $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ Picture 2: Test rig, present version $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ Graphic 6: Connection scheme of the test rig T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 32 Aus der Praxis für die Praxis 33 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $$ Graphic 7: Test results, using the newer test procedure T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 33 use of oils in FLENDER gear units will be arrived at in consultation with specialists, when a sufficient number of test results have been obtained. References [1] FVA 502 Entwicklung von Richtlinien und Prüfbedingungen zur Filtrierbarkeit hochviskoser Getriebeöle [2] ISO 13357 Petroleum products. Determination of the filterability of lubricating oils [3] ISO 16889 Hydraulic fluid power. Filters. Multi-pass method of transmission of fluid through the filter element for evaluating filtration performance [4] ISO 12152 Lubricants, industrial oils and related products. Determination of the foaming and air release properties of industrial gear oils using a spur gear test rig. Flender foam test procedure Aus der Praxis für die Praxis 34 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 It can be clearly seen that in this case water has a powerful effect and after filtration with the addition of water the foam bubbles and so the foam on the oil lasts longer. The effect of the filter, on the other hand, can be assessed as positive. The foam test results are documented now like following (graphic 9): 9 Outlook The remodified test variant just described is bindingly now. How the results with water action are to be assessed remains to be clarified. On the one hand, a relatively large water content in the gear oil is possible, so long as the properties of the oil are not negatively affected during filtration; on the other, in practice after copious water ingress the gear unit and so the oil pump are usually stopped. Furthermore, in such a case the filter and possibly also the oil are likely to be exchanged, so the effect of the filter on the properties of oils with a large moisture content is rather to be assessed here as slight. Changes in oil properties through a large water content are also possible, regardless of the filter. On the other hand, any obstruction of the flow of oil with a relatively large water content through the filter, which obstruction would be indicated by a large pressure difference at the filter, is important. Regrettably, there are as yet no relevant test results for the filterability of Polyglycols with a large water content to be assessed. Specification of limit values to be reached for the approval of oil-and-filter combinations for the $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ ! ! ! ! ! ! $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ Graphic 8: Foam test results, using the current test procedure Graphic 9: Foam test results, acc. to the current documentation version step 0 and step 1-3 step 4 T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 34 1 Introduction Lubricating oil plays an important role in guaranteeing smooth and efficient functioning of machinery. However, these oils have a limited period of operation and need to be exchanged in regular intervals. Currently, in general the industry performs oil changes in regular predetermined intervals, which has the disadvantage that exchanges are possibly performed long before they would be necessary. One of the possible reasons for such behavior is an economical factor. From this perspective the simple exchange of the oil is cheaper than the monitoring of the oil quality in regular instances. The problem is that the most widely accepted methods for quality control (QC) of lubricating oils are time-consuming and require various analytical instruments, additional reagents and qualified staff. This influences dramatically the price of each single analysis and make routine quality control uneconomical. Aus der Praxis für die Praxis 35 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Simultaneous monitoring of multiple quality parameters of lubricating oils by Vis-NIR spectroscopy A. Kadenkin, E. Hagemann, D.R. van Staveren* Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Einsatzmöglichkeiten der sichtbaren (Vis) und Nah-Infrarot- (NIR) Spektroskopie in der petrochemischen Industrie am Beispiel der Bestimmung verschiedener physikalischer und chemischer Qualitätsparameter in Schmierölen nach ASTM E1655 gezeigt. Hierfür wurden spezifische NIR-Methoden unter Verwendung eines großen Probensatzes bestehend aus verschiedenen Ölen von mehreren Herstellern entwickelt. Die einzigartige Kombination von Nah-Infrarot-Spektroskopie mit sichtbarer Spektroskopie ermöglichte dabei die Ermittlung zusätzlicher Qualitätsparameter wie die Farbzahl. Die ermittelten Standardfehler der Kreuzvalidierung betrugen 0.21 mg KOH g -1 für Säurezahl, 0.14 mg KOH g -1 für Basenzahl, 0.9 für Farbzahl, 0.0031 g cm -3 für Dichte, 0.11 % für Feuchtigkeit, 0.54 cSt für Viskosität bei 100 °C, 11.7 cSt für Viskosität bei 40 °C und 1.5 für Viskositätsindex. Die ermittelten Fehler waren vergleichbar mit den Fehlern herkömmlicher Prüfverfahren für Schmieröle. In einem zusätzlichen Schritt wurden die entwickelten Methoden mit einem unabhängigen Probensatz erfolgreich validiert. Somit hat sich die Vis-NIR-Spektroskopie als eine schnelle, zeit- und kostensparende Methode zur Qualitätskontrolle von Schmieröl erwiesen. Schlüsselwörter Qualitätskontrolle, Nahinfrarot-Spektroskopie, Säurezahl, Viskosität, Feuchtigkeit, Basenzahl, Dichte, Viskositätsindex The possibilities of visible (Vis) and near-infrared (NIR) spectroscopy in the petrochemical industry were demonstrated on the example of the determination of various physical and chemical quality parameters in lubricating oils according to ASTM E1655. Specific NIR methods were developed using a large sample set with different oils from several manufacturers. The unique combination of near-infrared spectroscopy with visible spectroscopy enabled the determination of additional quality parameters like the color number. The determined standard errors of cross-validation were found to be 0.21 mg KOH g -1 for acid number, 0.14 mg KOH g -1 for base number, 0.9 for color number, 0.0031 g cm -3 for density, 0.11 % for moisture, 0.54 cSt for viscosity at 100 °C, 11.7 for viscosity at 40 °C in cSt and 1.5 for viscosity index. The determined errors were comparable with errors of conventional test methods for lubricating oil. The developed methods were successful validated in an additional step by using an independent set of samples. In summary, Vis-NIR spectroscopy has been proven to be a rapid, timeand cost-saving method for quality control of lubricating oil. Keywords Quality control, near-infrared spectroscopy, total acid number, viscosity, moisture, total base number, density, viscosity index Kurzfassung Abstract * Dr. Alexander Kadenkin Elena Hagemann, M. Sc. Dr. Dave R. van Staveren Metrohm AG, 9100 Herisau, Switzerland T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 35 Test Method for Acid Number of Petroleum Products by Potentiometric Titration” [3]. This means that if the reference samples used for the development of the NIR calibration were analyzed by accepted primary methods, then the NIR solution can be used for the same type of analysis as the primary method like e. g. titration or viscosimetry. This approach is exemplified in the present work, which demonstrates the possibilities of Vis-NIR in quality control of lubricating oils. This analytical technique was successfully used for the simultaneous determination of color number, total acid and total base numbers, moisture content, density, viscosities at 40 °C and at 100 °C as well as viscosity index. 2 Experimental Materials A sample group of 260 liquid lubricating oils from various suppliers and in different stages of wear (fresh or old oils) were used in the present study. Furthermore different types of oils were used in order to increase the variance in the calibration set. These samples were provi- Aus der Praxis für die Praxis 36 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 However, the operation costs of the quality control laboratory for the analysis of lubricating oils and the capital expenditure investment in hardware can be dramatically reduced by using Vis-near-infrared (Vis-NIR) spectroscopy due to several reasons. Firstly, this analytical technique can be used for the simultaneous analysis of multiple physical and chemical parameters, providing results within one minute. This boosts the throughput of the QC lab and at the same time reduces the investment in analytical instrumentation. Secondly, it requires neither additional chemicals nor sample preparation, which significantly reduces the costs of each single sample analysis. Furthermore, due to the intuitive software and strict user rights, daily routine measurements can be even performed by inexperienced operators, without the risk of them accessing set-up menus or having them unintentionally change instrument settings. The procedure of calibration development using NIR is well described in different norms like ASTM E1655 [1] and ASTM D6122 [2]. This is applicable to different analytical applications especially “if the reference method used to obtain reference values… is an established ASTM method” [1] like e. g. ASTM D664 - 11a (2017) “Standard Table 1: Lubricating oil quality parameters with the concentration range covered by the calibration sample set, the conventionally used lab methods, and the corresponding ASTM norm. Parameter Range Number Reference Reference values of samples Method measured according to ASTM Norm Acid number 0.1 - 4.3 mg KOH g -1 131 Potentiometric titration D664 [3] Kinematic viscosity at 40 °C 5.2 - 252.4 cSt 210 Viscosimetry D445 [4] Kinematic viscosity at 100 °C 11.5 - 22.1 cSt 56 Viscosimetry D445 [4] Viscosity index 96 - 136 56 Calculation D2270 [5] Color number 1.8 - 8.0 153 Colorimetry D1500 [6] Moisture content 0.02 - 0.53 % 115 Coulometric KF titration D6304 [7] Base number 0.6 - 14.3 mg KOH g -1 86 Potentiometric titration D2896 [8] Density 0.881 - 0.956 g cm -3 139 Density meter D4052 [9] Table 2: Lubricating oil quality parameters with the concentration range covered by the validation sample set. Parameter Range Number of samples Acid number 1.7 - 3.5 mg KOH g -1 27 Kinematic viscosity at 40 °C 7.7 - 217 cSt 54 Viscosity index 96 - 111 54 Moisture content 0.02 - 0.5 % 48 Density 0.881 - 0.956 g cm -3 54 ded with reference values already determined for the different mentioned parameters. The range of different quality parameters as well as the number of reference values available for each parameter are summarized in Table 1. In addition, Table 1 shows the reference method and corresponding ASTM norms. A second set of 54 samples was used for external validation of the developed methods. This sample set was a hydraulic oil from a completely different manufacturer provided by a separate QC laboratory. The range of different quality parameters as well as the number of reference values available for each parameter are summarized in Table 2. In contrast to the calibration set on- T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 36 ly density, viscosity at 40 °C, viscosity index, acid number and moisture content were available as a reference values for this sample set. Sample analysis The samples were placed in 8 mm disposable glass vials without any further sample preparation and measured in transmission mode on a Metrohm NIRS XDS Rapid- Liquid Analyzer over the full Vis-NIR wavelength range of 400 - 2500 nm (Figure 1). Typical Vis-NIR spectra of lubricating oils are shown in Figure 2 on example of hydraulic oils. During the measurement the temperature was kept constant at 40 °C to provide the same measurement conditions as used for determination of kinematic viscosity at 40 °C. A delay time of 30 s was used in order to reach thermal equilibration of the samples prior to each measurement. The software package Vision Air 2.0 Complete was used for data acquisition, data management, and development of the quantitative methods. With this software package quantitative methods can be developed according to ASTM E1655 [1]. Method development The quantification methods for the four individual parameters were developed in Vision 4.1 (Metrohm chemometric software) using the algorithm of Partial Least Squares Regression (PLS) in accordance to ASTM E1655 [1]. Partial Least Squares Regression is a powerful mathematical algorithm used for the quantitative analysis of complex spectral data and is widely used in analytical chemistry, bioinformatics, statistics, neuroscience and anthropology. This algorithm reduces the complete spectra with 4200 data points as in the present case to a smaller set of uncorrelated components, a so called factors, which cover as much of the covariance of the original data as possible [10]. Afterwards, it performs least squares regression on these components, instead of on the original data. The number of factors is specific for each application and constituents and it should be chosen carefully in order to avoid a so called overfitting of the model. According to ASTM E1655 [1], one of the possibilities to select the application specific number of factors is the use of standard error (SE), which is defined as Where ŷ i is the predicted value, y i is the reference value and n is the number of samples used. There are three frequently used types of standard error for PLS regression: • Standard error of calibration (SEC), automatically calculated during the method development. • Standard error of cross-validation (SECV) frequently calculated during the model development, when using internal validation. • Standard error of prediction (SEP) calculated using an independent set of samples. Usually SEC is the error with the lowest value determined during the calibration model development. SECV typically has higher values and can be used for the determination of the optimal number of factors. Finally, SEP, which is determined using an independent set of samples, is higher. The SEP demonstrates the real performance of the developed model. Although the NIRS RapidLiquid Analyzer allows spectral data collection from 400 nm to 2500 nm, the PLS evaluation was performed using specific spectral regions in order to minimize the error of prediction. E. g. for the quantitative analysis of moisture only the specific water bands (900 - 950 nm, 1350 - 1450 nm, and 1850 - 1950 nm) were used. For further improvement of the analytical figures of merit, disruptive and uninformative spectral characteristics like e. g. spectral background was Aus der Praxis für die Praxis 37 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Figure 1: A NIRS XDS RapidLiquid Analyzer was used to collect the spectral data of 260 samples in transmission mode covering the full Vis-NIR wavelength range of 400-2500 nm. Figure 2: Vis-NIR spectra of different hydraulic oils collected over the full wavelength range of 400 - 2500 nm. ! " #· $%& ' ( % ' ) * +',- . T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 37 removed using dedicated mathematical spectra pretreatments like 2 nd derivative. An example of pretreated spectra is shown in Figure 3 for the same set of hydraulic oils as shown in Figure 2. It demonstrates the successful removal of the baseline effect. The number of PLS factors, spectral range and mathematical pre-treatments used for different parameters are summarized in Table 3. 3 Results and Discussion Calibration The correlation coefficient R 2 as well as the standard error of cross-validation (SECV) for different parameters in the calibration set are summarized in Table 4. Furthermore, Table 4 provides information about the repro- Aus der Praxis für die Praxis 38 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Figure 3: Vis-NIR spectra from Figure 2 pretreated with the 2 nd derivative over the full wavelength range of 400 - 2500 nm. Table 3: Wavelength range, mathematical pre-treatments and number of factors used for the development of PLS models for different parameters. Parameter Wavelength range in nm Mathematical pre-treatment Number of factors Acid number 1120 - 1370, 1450 -1860 and 1960 -2100 2 nd derivative 7 Base number 1120 - 1370, 1450 -1860 and 1960 -2100 2 nd derivative 7 Color number 410 - 800 1 st derivative 5 Density 1120 - 1370, 1450 -1860 and 1960 -2100 2 nd derivative 7 Moisture 1120 - 1450 and 1860 - 1960 2 nd derivative 6 Viscosity at 100 °C 1120 - 1370, 1450 -1860 and 1960 -2100 2 nd derivative 6 Viscosity at 40 °C 1120 - 1370, 1450 -1860 and 1960 -2100 2 nd derivative 8 Viscosity index 1120 - 1370, 1450 -1860 and 1960 -2100 2 nd derivative 6 Table 4: Coefficient of determination R 2 and standard error of cross-validation (SECV) for the calibration set as well as repeatability and reproducibility as mentioned in the corresponding ASTM norm [3-9]. Parameter R 2 SECV Repeatability and reproducibility as mentioned in the corresponding ASTM norm [3-9] Acid number in mg KOH g -1 0.968 0.21 Repeatability 0.016 mg KOH g -1 at 0.2 mg KOH g -1 equal to 8 %, reproducibility 0.031 mg KOH g -1 at 0.2 mg KOH g -1 equal to 15.5 % Base number in mg KOH g -1 0.998 0.14 Repeatability 3 - 24 % of mean, reproducibility 7 - 32 % of mean depending on the test method used Color number 0.679 0.90 Repeatability 0.5, reproducibility 1 Density in g cm -3 0.981 0.0031 Reproducibility 0.0019 - 0.034 g cm -3 depending on the sample used Moisture in % 0.849 0.11 Repeatability 0.03813 x (measured value) 0.6 , reproducibility 0.4243 x (measured value) 0.6 Viscosity at 100 °C in cSt 0.933 0.54 Repeatability 0.11 - 1.5 %, reproducibility 0.65 - 7.4 % depending on the sample type and temperature used Viscosity at 40 °C in cSt 0.972 11.7 Repeatability 0.11 - 1.5 %, reproducibility 0.65 - 7.4 % depending on the sample type and temperature used Viscosity index 0.945 1.5 Reproducibility is demonstrated on the example of sample analysis at two different labs with 78 (lab 1) and 80 (lab 2) for sample 1 and 144 (lab 1) and 145 (lab 2) for sample 2 T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 38 ducibility and repeatability as mentioned in the corresponding ASTM norms [3-9]. Since the samples in the present work stem from different QC laboratories, reproducibility should be taken into account during comparison of conventional methods with NIR method because this analytical figure of merit is the measure of the difference between two single and independent test results obtained by different operators working in different laboratories on identical test material. The analytical figures of merit for NIR spectroscopy summarized in Table 4 are characterized by a very low error, which is in most cases better than the reproducibility of the conventional reference method. This can be e. g. demonstrated on the SECV for the density determination, which is 0.0031 g cm -3 and therefore within the range of the reproducibility of 0.0019 - 0.034 g cm -3 described in ASTM 4052 [9]. The coefficient of determination R 2 for the plots of predicted values versus reference values is close to 1 and demonstrates excellent correlation between the results of both methods. Such plots are exemplarily shown in Figures 4 - 6 on examples of base and acid number as well as viscosity at 100 °C. Only in case of the color index with R 2 = 0.679 the correlation between reference and predicted values is not excellent. This relatively low correlation can be explained by the relatively worse repeatability and reproducibility of the used reference method (0.5 and 1 units respectively) [6]. Additionally, the ASTM color scale is a color scale with a limited resolution of 0.5 units. Validation Analytical figures of merit (coefficient of determination R 2 and standard error of prediction (SEP)) for the analysis of the validation set are shown in Table 5. As expected the SEP values are higher and R 2 are lower than in case of internal validation. This can be explained by statistical reasons since these samples were not included into model building. Furthermore, this sample set consisted of hydraulic oil from a different manufacturer, provided by a separate QC laboratory, and therefore it is not exactly the same type of oil as used during the calibration model development. Nevertheless, the resulted SEP values are in a repeatability range comparable with Aus der Praxis für die Praxis 39 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Figure 4: Correlation plot of reference values from titration versus predicted values from Vis-NIR for the calibration set. The base number varies between 0.6 - 14.3 mg KOH g -1 . A high correlation is observable (R 2 = 0.998). Figure 5: Correlation plot of reference values from viscosimetry versus predicted values from Vis-NIR for the calibration set. The viscosity at 100 °C varies between 11.5 - 22.1 cSt. A high correlation is observable (R 2 = 0.933). Figure 6: Correlation plot of reference values from titration versus predicted values from Vis-NIR for the calibration set. The acid number varies between 0.1 - 4.3 mg KOH g -1 . A high correlation is observable (R 2 = 0.968). Table 5: Coefficient of determination R 2 and standard error of prediction (SEP) for the validation set. Parameter R 2 SEP Acid number in mg KOH g -1 0.769 0.24 Density in g cm -3 0.963 0.0034 Moisture in % 0.849 0.11 Viscosity at 40 °C in cSt 0.906 17.6 Viscosity index 0.822 1.6 T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 39 reference methods. Additionally, the linearity of correlation plots is still good, as shown in Figures 7 - 9 for the examples of density, viscosity index and moisture content. 4 Conclusion and outlook A method based on Vis-NIR spectroscopy for rapid simultaneous determination of 8 different chemical and physical quality parameters in lubricating oils from different suppliers and application fields was successfully developed in the current work. A total of 260 samples of oil from different suppliers and application fields served as a basis for this method. It was validated using an independent set of 54 samples, originating from a different manufacturer. The determined analytical figures of merit were comparable to the reproducibility of the conventional ASTM methods. When taking into account that the measurement of one sample takes 2 minutes (1 minute for the pipetting of the sample, 30 s for the thermal equilibration and 30 s the sample measurement) this approach offers several clear advantages over traditional methods. Most importantly, it saves costs and time and, secondly, it can be flexibly deployed either in the lab or atline/ online in a process environment. For this study we have on purpose selected a wide variety of different oils from different applications and manufacturers for our model development. Undoubtedly, additional improvements of the developed methods can be realized, when lubricating oils with a similar matrix, like e. g. hydraulic oils, are used. Further improvements of the methods can be accomplished by using samples with a narrow constituent range and by developing specific methods for lubricating oils from the same supplier. Acknowledgements The authors thank the cooperation partners for providing the samples and the corresponding reference values. References [1] ASTM E1655-05(2012), Standard Practices for Infrared Multivariate Quantitative Analysis, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2012, www.astm.org [2] ASTM D6122-15, Standard Practice for Validation of the Performance of Multivariate Online, At-Line, and Laboratory Infrared Spectrophotometer Based Analyzer Systems, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015, www.astm.org [3] ASTM D664-11a(2017), Standard Test Method for Acid Number of Petroleum Products by Potentiometric Titration, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017, www.astm.org [4] ASTM D445-17a, Standard Test Method for Kinematic Viscosity of Transparent and Opaque Liquids (and Calculation of Dynamic Viscosity), ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017, www.astm.org Aus der Praxis für die Praxis 40 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Figure 7: Correlation plot of reference values from the density measurement versus predicted values from Vis-NIR for the validation set. The density varies between 0.881 - 0.956 g cm -3 . A high correlation is observable (R 2 = 0.963). Figure 8: Correlation plot of reference values from calculation of viscosity index versus predicted values from Vis-NIR for the validation set. The viscosity index varies between 96 - 111. A high correlation is observable (R 2 = 0.822). Figure 9: Correlation plot of reference values from Karl Fisher titration versus predicted values from Vis-NIR for the validation set. The moisture content varies between 0.02 - 0.5 %. A high correlation is observable (R 2 = 0.849). T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 40 [5] ASTM D2270-10(2016), Standard Practice for Calculating Viscosity Index from Kinematic Viscosity at 40 °C and 100 °C, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016, www.astm.org [6] ASTM D1500-12, Standard Test Method for ASTM Color of Petroleum Products (ASTM Color Scale), ASTM International, West Conshohocken, PA, 2012, www.astm.org [7] ASTM D6304-16e1, Standard Test Method for Determination of Water in Petroleum Products, Lubricating Oils, and Additives by Coulometric Karl Fischer Titration, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016, www.astm.org [8] ASTM D2896-15, Standard Test Method for Base Number of Petroleum Products by Potentiometric Perchloric Acid Titration, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015, www.astm.org [9] ASTM D4052-16, Standard Test Method for Density, Relative Density, and API Gravity of Liquids by Digital Density Meter, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016, www.astm.org [10] H. Wold, Estimation of Principal Components and Related Models by Iterative Least Squares. New York: Academic Press, 1966. Aus der Praxis für die Praxis 41 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 expert verlag GmbH: Wankelstr. 13, 71272 Renningen Postfach 20 20, 71268 Renningen Tel. (0 71 59) 92 65 - 0, Fax (0 71 59) 92 65 -20 E-Mail expert@expertverlag.de Vereinigte Volksbank AG, Sindelfingen BIC GENODES1 BBV, IBAN DE51 6039 0000 0032 9460 07 Postbank Stuttgart BIC PBNKDEFF, IBAN DE87 6001 0070 0022 5467 07 USt.-IdNr. DE 145162062 Anzeigen: Sigrid Hackenberg, expert verlag Tel. (0 71 59) 92 65 -13, Fax (0 71 59) 92 65-20 E-Mail anzeigen@expertverlag.de Informationen und Mediendaten senden wir Ihnen gerne zu. Vertrieb: Rainer Paulsen, expert verlag Tel. (0 71 59) 92 65 -16, Fax (0 71 59) 92 65-20 E-Mail paulsen@expertverlag.de Die zweimonatlich erscheinende Zeitschrift kostet bei Vorauszahlung im Jahresvorzugspreis für incl. Versand im Inland 189,- € (incl. 7 % MwSt.), im Ausland 198,- € * , Einzelheft 39,- € ; * (in der EU bei fehlender UID-Nr. zzgl. MwSt.); Studenten und persönliche Mitglieder der GfT erhalten gegen Vorlage eines entsprechenden Nachweises einen Nachlass von 20 % auf das Abo-Netto. Für Mitglieder der ÖTG ist der Abonnementspreis im Mitgliedschaftsbeitrag enthalten. Die Abonnementsgebühren sind jährlich im Voraus bei Rechnungsstellung durch den Verlag ohne Abzug zahlbar; kürzere Rechnungszeiträume bedingen einen Bearbeitungszuschlag von 3,- € pro Rechnungslegung. Abbestellungen müssen spätestens sechs Wochen vor Ende des Bezugsjahres schriftlich vorliegen. Der Bezug der Zeitschriften zum Jahresvorzugspreis verpflichtet den Besteller zur Abnahme eines vollen Jahrgangs. Bei vorzeitiger Beendigung eines Abonnementauftrages wird der Einzelpreis nachbelastet. Bei höherer Gewalt keine Lieferungspflicht. Erfüllungsort und Gerichtsstand: Leonberg expert verlag, 71272 Renningen ISSN 0724-3472 4/ 18 Tribologie und Schmierungstechnik Organ der Gesellschaft für Tribologie | Organ der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft | Organ der Swiss Tribology Heft 4 Juli/ August 2018 65. Jahrgang Herausgeber und Schriftleiter: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Wilfried J. Bartz Mühlhaldenstr. 91, 73770 Denkendorf Tel./ Fax (07 11) 3 46 48 35 E-Mail wilfried.bartz@tribo-lubri.de www.tribo-lubri.de Redaktion: Dr. rer. nat. Erich Santner, Bonn Tel. (02 28) 9 61 61 36 E-Mail esantner@arcor.de Redaktionssekretariat: expert verlag Tel. (0 71 59) 92 65 - 0, Fax (0 71 59) 92 65 -20 E-Mail: expert@expertverlag.de Beiträge, die mit vollem Namen oder auch mit Kurzzeichen des Autors gezeichnet sind, stellen die Meinung des Autors, nicht unbedingt auch die der Redaktion dar. Unverlangte Zusendungen redaktioneller Beiträge auf eigene Gefahr und ohne Gewähr für die Rücksendung. Die Einholung des Abdruckrechtes für dem Verlag eingesandte Fotos obliegt dem Einsender. Die Rechte an Abbildungen ohne Quellenhinweis liegen beim Autor oder der Redaktion. Ansprüche Dritter gegenüber dem Verlag sind, wenn keine besonderen Vereinbarungen getroffen sind, ausgeschlossen. Überarbeitungen und Kürzungen liegen im Ermessen der Redaktion. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Warenbezeichnungen und Handelsnamen in dieser Zeitschrift berechtigt nicht zu der Annahme, dass solche Namen ohne Weiteres von jedermann benutzt werden dürfen. Vielmehr handelt es sich häufig um geschützte, eingetragene Warenzeichen. Die Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit Ausnahme der gesetzlich zugelassenen Fälle ist eine Verwertung ohne Einwilligung des Verlags strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Entwurf und Layout: Ludwig-Kirn Layout, 71638 Ludwigsburg Impressum Impressum T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 41 Nachrichten 42 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Die Tribologie-Jahrestagung findet in diesem Jahr zum gewohnten Termin, der letzten Septemberwoche, und wie seit vielen Jahren schon im Hotel Freizeit In in Göttingen statt. Wie Sie jedoch auf den nächsten beiden Seiten sehen können, weist das Tagungsprogramm erhebliche Veränderungen gegenüber den Vorjahren auf. Die wichtigste Änderung betrifft den Start der Veranstaltung: die Plenarveranstaltung mit der Begrüßung der Teilnehmer, der Vergabe der Förderpreise und des Georg-Vogelpohl-Ehrenzeichens findet bereits am Montagnachmittag statt. Danach wird es mehrere Plenarvorträge aus verschiedenen Bereichen unseres Fachgebiets geben. Breiten Raum werden die sich abzeichnenden Veränderungen in der Automobilindustrie einnehmen. So wird sich gleich der erste Vortrag den Chancen und Herausforderungen von Wasserstoff und Brennstoffzellenantrieb widmen. Gehalten wird er von Reinhold Wurster von Ludwig-Bölkow-Systemtechnik, die sich seit vielen Jahren um die Förderung von Wasserstoff als Energieträger verdient gemacht hat. Auch der darauffolgende Vortrag bleibt beim Thema Wasserstoff: Prof. Joichi Sugimura stellt mit HYDROGE- NIUS ein weltweit einzigartiges Institut vor, in dem praktisch alle für die Wasserstofftechnik relevanten Disziplinen an einem Ort zusammengefasst sind. Angesiedelt ist es an der Kyushu-University in Fukuoka, Japan. Weiter geht es mit Philip Damm von der Charité in Berlin, der darüber berichtet, wie die Belastung auf Gelenkimplantate durch Sensoren im menschlichen Körper gemessen werden kann. Beeindruckend dabei ist nicht nur die Methode an sich, sondern auch die Höhe der in unseren Gelenken wirkenden Kräfte. Ein weiterer Vortrag vor großem Publikum wird von Frau Birthe Grzemba, GfT-Förderpreisträgerin von 2015, gehalten, die über Tribologie im Wintersport berichtet und dabei den Bogen von der „Forschungsaufgabe Gleitreibung“ in der Akademie der Wissenschaften der DDR zu den aktuellen Entwicklungen am Institut für Forschung und Entwicklung von Sportgeräten (FES) spannen wird. Wintersport passt zwar jahreszeitlich nicht in den Göttinger Spätsommer, die Erfolge deutscher Sportler bei den Olympischen Winterspielen haben uns jedoch veranlasst, das Thema ins Programm zu nehmen. Schließlich spielt die tribologische Optimierung bei praktisch allen dort vertretenen Disziplinen eine herausragende Rolle und es eignet sich deshalb besonders gut, das Fachgebiet auch in der breiteren Öffentlichkeit bekannt zu machen. Beendet wird die Plenarveranstaltung am Montagnachmittag durch einen Betrag der jungen Tribologen, die in einzelnen Kurzvorträgen über ihre Aktivitäten zeigen Mitteilungen der GfT Tribologie-Fachtagung 2018 mit neuem Zuschnitt Der Plenarvortrag 2017: Martin Herrenknecht über maschinellen Tunnelbau T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 42 Nachrichten 43 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 werden, dass Engagement in einem Fachverband wie der GfT auch mit viel Freude einhergehen kann. Die traditionelle Podiumsdiskussion „Tribotalk“ am Montagabend dreht sich dann wieder um alternative Antriebskonzepte im Straßenverkehr und stellt die Frage nach der Zukunft herkömmlicher Benzin- und Dieselmotoren. Durch die Programmumstellung bietet das Tagungsprogramm Platz für über 80 Vorträge in 6 Parallelsitzungen. Eingeplant werden auch zwei Stunden für den Besuch von Poster- und Fachausstellung. Um den Charakter als praxisnahe Arbeitstagung zu stärken, wird z. B. das angelaufene DFG-Schwerpunktprogramm 2074 „Fluidfreie Schmiersysteme mit hoher mechanischer Belastung“ in Kurzvorträgen vorgestellt, und zunehmend werden Treffen von Arbeitskreisen der GfT sowie Ausschüssen Industrieller Gemeinschaftsforschung integriert. Seinen publikumswirksamen Abschluss findet das Programm dann in dem Beitrag von Werner Stehr über das Mysterium des Übergangs zwischen Haft- und Gleitreibung und der Verleihung des Preises „Tribologie ist überall“ für die wissenschaftliche Betrachtung eines tribologischen Alltagsphänomens. Mit den diesmal umfangreicher ausgefallenen Programmänderungen dürfte die Attraktivität der Tagung noch einmal deutlich zugenommen haben. Im Namen des Programmausschusses hoffe ich, möglichst viele von Ihnen vom 24. bis 26. September in Göttingen begrüßen zu können. Ihr Thomas Gradt Der gemütliche Teil: Abendveranstaltung in der Orangerie des Freizeit In T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 43 Nachrichten 44 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Mitteilungen der GfT 59. Tribologie-Fachtagung 2018 - Kurzprogramm (Änderungen vorbehalten) Gesellschaft für Tribologie e.V. - E-Mail: tribologie@gft-ev.de - Internet: www.gft-ev.de 1 Montag, 24. September 12: 00 Uhr Foyer Come-Together 13: 00 Uhr Plenarsaal Preisverleihungen: Vogelpohl Ehrenpreisträger, GfT Förderpreise, Best Paper 2nd YTRS anschließend Reinhold Wurster, Ludwig-Bölkow-Systemtechnik: Chancen und Herausforderungen der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnik Ca. 14: 30 Uhr PAUSE 15: 30 Uhr Plenarsaal Prof. Joichi Sugimura, Kyushu University, Fukuoka, Japan: Materials Research and Tribology at HYDROGENIUS Dr.-Ing. Philipp Damm, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Julius Wolff Institut: In vivo Belastungsmessungen mit instrumentierten Implantaten Birthe Grzemba, Institut für Forschung und Entwicklung von Sportgeräten (FES): Tribologie im Wintersport: Vom Staatsplanthema Gleitreibung zu Pyeongchang 2018 Junge Tribologen: „how Tribology grows“ 18: 00 Uhr Foyer Empfang 18: 30 Uhr Plenarsaal Tribo-Talk: Alternative Antriebskonzepte: Stehen herkömmliche Benzin- und Dieselmotoren vor dem Aus? Dienstag, 25. September Saal A Saal B Saal C Saal D Saal E Saal F Tribologische Systeme Tribometrie Werkstoffe & Werkstofftechnologien Zerspanungs- & Umformtechnik SPP Schmierstoffe & Schmierungstechnik 09: 00 Gewinner GfT Förderpreis -Kategorie 3: Numerische Untersuchung des Einflusses von Verschleißpartikeln auf das Reibungsverhalten Schreyer L. - KIT Negative Reibung im tribologischen Screening bei der "Shaft on Plate"- Messung Witt T. - 4AdvancedTechnologies, Nagold Tribologische Eigenschaften biobasierter Polymere Franek F. - AC²T, A - Wiener Neustadt Einsatz ölfreier Schmiermittel beim Kalt- und Warmwalzen von Flachmaterial Diegelmann V. - VDEh- Betriebsforschungsinstitut, Düsseldorf Vorstellung des DFG Schwerpunktprogramm 2074 „Fluidfreie Schmiersysteme mit hoher mechanischer Belastung“ Der SPP 2074 wird zum Sommer 2018 von der DFG eingerichtet und umfasst 11 geförderte Projekte an denen 24 Forschungsstellen beteiligt sind. Die Projektinhalte werden auf der Herbsttagung 2018 mit Kurzvorträgen vorgestellt. Für die folgenden 6 Jahre sind Berichte aus den Projekten auf den GFT Tagungen geplant. Modernes Schmierungsmanagement im Rahmen von Industrie 4.0 Beck J. - SKF, Schweinfurt 09: 30 Gewinner GfT Förderpreis - Kategorie 2: Characterization of TEHL contacts of thermoplastic gears Meier E. - TU München Charakterisierung von Schmierstoffen durch die Kombination von Experiment und Simulation Oehler M. - TU Kaiserslautern Verbesserung der Gleitverschleißeigenschaften durch Schmierstoffzuführung in einer porösen, additiv gefertigten Kunststoffstruktur Walter R. - TU Kaiserslautern Reduction of wear on pinch rolls in hot strip mill Reche D. - VDEh-Betriebsforschungsinstitut, Düsseldorf Makroskopische Reibwertsteuerung durch elektrochemische Potentiale Gatti M. - Fraunhofer IWM, Freiburg 10: 00 Gewinner GfT Förderpreis - Kategorie 1: Effiziente Finite-Elemente-Lösung der Energiegleichung zur thermischen Berechnung tribologischer Kontakte Jaitner D. - Uni Kassel Schwingverschleiß-Modellprüfung mit flächigem Kontakt Buse H. - HS Mannheim Study on the impact of the recycled carbon fibers on the friction and wear performance of PEEK-based tribocomposites Lin L. - TU Kaiserslautern Wear prediction through measurement of the thermoelectrical current and electrical resistance using a strip drawing test Wu Y. - TU Darmstadt Correlation of adsorption behavior and performance of corrosion inhibitors in synthetic base oils Honselmann J. - Fraunhofer IWM, Freiburg 10: 30 PAUSE 11: 00 Möglichkeiten systembasierter industrieller Schmierstoffentwicklung Kunz A. - John Deere Tribologische Bewertung von Fetten für den Einsatz in Kugelgelenken Thelen E. - ZF Friedrichshafen Simulation hybrider Tribocompounds mittels homogenisierter Materialmodelle Ecke N. - TU Kaiserslautern DLC-based duplex coatings for highly loaded forming tools Weigel K. - Fraunhofer IST, Braunschweig Vorstellung des DFG Schwerpunktprogramm 2074 „Fluidfreie Schmiersysteme mit hoher mechanischer Belastung“ Einflussfaktoren auf die Schmierfettgebrauchsdauer Grebe M. - HS Mannheim 11: 30 Calculation model for prediction of the wear process of coatings in electrical contacts Yuan M. - HS Ostwestfalen Lippe Schadensdetektion an Gelenkwellen mittels zeitaufgelöster Temperaturmessung Seyfert C. - Fuchs Schmierstoffe, Mannheim Neues Verfahren zur quantitativen in situ-Erfassung von Transferfilmen in Kunststoff-Metall-Gleitkontakten Gebhard A. - TU Kaiserslautern Tribologie selbstschmierender PVD- Schichten für die trockene Kaltmassivumformung Hoffmann D.- RWTH Aachen Entstehung von tribologisch erzeugten Schichten auf Metalloberflächen Kürschner J. - Wehrwissenschaftliches Institut für Werk- und Betriebsstoffe, Erding 12: 00 Tribological behaviour and elastic modulus of soft contact lenses Großmann H. - Anton Paar, Ostfildern Verschleiß- und Reibungsuntersuchungen am Bolzen-Hülsen-Kontakt von Steuerketten mit einem Einzelgelenkprüfstand Becker A. - TU Kaiserslautern Erhöhung der dynamischen Oberflächenhärte an hart-partikulär geschützten Polyurethane-Gießelastomeren Schniedermann T. - FH Münster Machining with Niobium Carbide based tools Woydt M. - BAM Berlin Viskositätseinfluss auf Pitting- Frühausfälle im Graufleckentest Seyfert C. - Fuchs Schmierstoffe, Mannheim 12: 30 PAUSE Tribologische Systeme Maschinenelemente & Antriebstechnik Werkstoffe & Werkstofftechnologien Zerspanungs- & Umformtechnik Alternative Kraftstoffe Schmierstoffe & Schmierungstechnik 14: 00 Einfluss der realen Kontaktfläche auf die Partikel-Festkörper Reibung Falke T. - TU Bergakademie Freiberg Potentiale thermisch gespritzter Gleitlager für hochbelastete Lagerstellen Wietheger W. - RWTH Aachen Analyse der Randzoneneigenschaften eines 100Cr6-Wälzlagerrings in Abhängigkeit der Prozesskraft beim maschinellen Oberflächenhämmern Mannes R. - RWTH Aachen Oberflächenstrukturierung zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften Fares D. - TU Kaiserslautern Einfuss des Schmierstoffs auf die Nachhaltigkeit von Elektro- und konventionellen Fahrzeugantrieben Shakhvorostov D. - Evonik, Darmstadt Ermittlungen zu kritischen Additiv- Konzentrationen im Tribokontakt - Einfluss des sterischen Aufbaus der Additive Schulz J. - Fuchs Wisura, Bremen 14: 30 Untersuchungen zur Existenz von Ermüdungs- und Restbruchzonen bei Grübchenschäden Goergen F. - RWTH Aachen Die Auswirkungen von Axialschwingungen auf Reibung, Verschleiß und Schmierung in Zylinderrollenlagern Meinel A. - FAU Erlangen Application of tailored forming components as tribologically loaded machine elements Pape F. - LU Hannover Spanende Mikrostrukturierung von Dieselmotor-Zylinderlaufbuchsen zur Reibungsminderung Schmidt C. - LU Hannover Polymerwerkstoffe für Tribosysteme in tiefkalt verflüssigtem Erdgas (LNG) Gradt T. - BAM Berlin Tribologic behavior of organosilane oil additives: film characterization and influences on lubrication Juretzka B. - Evonik, Darmstadt T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 07.06.18 11: 35 Seite 44 Nachrichten 45 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Mitteilungen der GfT 59. Tribologie-Fachtagung 2018 - Kurzprogramm (Änderungen vorbehalten) Gesellschaft für Tribologie e.V. - E-Mail: tribologie@gft-ev.de - Internet: www.gft-ev.de 2 Dienstag, 25. September Saal A Saal B Saal C Saal D Saal E Saal F Tribologische Systeme Maschinenelemente & Antriebstechnik Werkstoffe & Werkstofftechnologien Zerspanungs- & Umformtechnik Alternative Kraftstoffe Schmierstoffe & Schmierungstechnik 15: 00 Untersuchung des Einflusses der Einlaufprozedur auf das Reibungs- und Verschleißverhalten von geschmierten Kontakten mit der Finite-Elemente- Methode, Jörger A. - KIT Maßnahmen gegen den verformungsbedingten Tragkraftverlust großer, schnelllaufender Radialkippsegmentgleitlager Kukla S. - Ruhr Universität Bochum Verschleißverhalten keramischer Werkstoffe im ungeschmierten translatorisch-reziproken Reibfall analog zur Kolben-Zylinder- Laufpaarung Hauschild J. - TU Hamburg Untersuchung und Simulation des lokalen Abtrags beim Läppen von Hypoidverzahnungen Rudolph F. - TU Dresden Reibungs- und Verschleißeigenschaften von Polymeren in gasförmigem und flüssigem Wasserstoff Theiler G. - BAM Berlin The Mechanism of Nanostructured Particles as an Industrial Lubrication Oil Additive Beel A. - Universität Bielefeld 15: 30 Treffen der GfT Arbeitskreise / Besuch der Posterausstellung und der Fachausstellung 17: 30 Mitgliederversammlung 19: 30 Abendveranstaltung Mittwoch, 26. September Saal A Saal B Saal C Saal D Saal E Saal F Tribologische Systeme Tribometrie Maschinenelemente & Antriebstechnik Erdbohrungen und Tunnelbau Dünne Schichten & Oberflächentechn. Fahrzeugtechnik 09: 00 3D-CFD Simulation eines EHD Punktkontakts und Vergleich mit Lösungen der Reynolds‘schen Differentialgleichung Neupert T. - OVGU Magdeburg Beschreibung des Schmierfettverhaltens bei Reibungsbeanspruchung Kuhn E. - HAW Hamburg Losbrechmoment im Fahrwerksgelenk Smyrek C. - Ruhr Uni Bochum Tube Connectors for Earth Drilling Marouf, N. - Vallourec Research Center France Harte Kohlenstoffschichten und umweltfreundliche Schmierstoffe - eine passende Kombination Weihnacht V. - Fraunhofer IWM Schwingungsentkopplung durch nasslaufende Funktionsreibkontakte im geregelten Schlupfbetrieb - Anforderungen an den tribol. Kontakt in Wechselwirkung mit der Antriebssystemdynamik Kemper C. - KIT 09: 30 Nichtlineare, inverse Parameteridentifikation zur TEHD-Simulation von geschmierten Kontakten bei hohen Druckgradienten Özdemir Ö. - Universität Kassel Methode zur parallelen, zeitaufgelösten Verschleiß- und Reibungsanalyse am Einzylinder Forschungsmotor Hick H. - TU Graz Experimentelle und nummerische Untersuchungen der hydraulischen Verluste in Wälzlagern unter praxisrelevanten Bedingungen Großberndt D. - TU Clausthal An den Grenzen der Physik - Experimentelle Untersuchungen zum Reibverhalten von Rohrzentralisatoren in ultralangen Tiefbohrungen Klein S. - TU Bergakademie Freiburg ta-C coatings for automotive applications Scholz C. - Oerlikon, Bingen Beölungsuntersuchungen von Getrieben für konventionelle, hybride und vollelektrische Antriebsstränge Koch F. - Hofer eds, Würzburg 10: 00 Anwendung der Reynolds’schen Differential-gleichung z. Simulation d. instabilen Aufschwimmverhaltens der hydrodynamischen Linearführungen bei hohen Geschwindigkeiten Zang Y. - TU Chemnitz ToF-SIMS analysis of boundary layers built under tribological stress Mallach D. - Uni Münster - Gewinner Best Paper 2 nd YTRS The lubricant formulation: one driver for premature bearing failures and white etching cracks Stadler K. - SKF, Schweinfurt Verschleißbestimmende Bodenparameter beim Bohren im Lockergestein Schumacher L. - TU Bergakademie Freiburg Tribologisches Einsatzverhalten von diamantähnlichen Kohlenstoffschichten (DLC) auf Metallen für die Implantologie im Zustand der Grenzreibung Rothammer B. - FAU Erlangen Friction and Wear in Tractor Tire-Soil Contact Faghiri M. - TU Bergakademie Freiberg 10: 30 PAUSE Tribologische Systeme Sport Maschinenelemente & Antriebstechnik Dichtungstechnik Dünne Schichten & Oberflächentechn. Fahrzeugtechnik 10: 45 Efficient Calculation of Fluid Traction Using Simplified Approaches and Test Results Terwey T. - LU Hannover Paralympisches Skifahren Scherge M. - Fraunhofer IWM Hydrogen assisted rolling contact fatigue in thrust roller bearings Kürten D. - Fraunhofer IWM Untersuchungen zum Wellenverschleiß bei Radialwellendichtringen Burkhart C. - Universität Kaiserslautern Bildung tribochemischer Reaktionsschichten auf amorphen Kohlenstoffbeschichtungen Thiex M. - RWTH Aachen Experimentelle und simulative Untersuchungen zum Einfluss der Lageabweichungen im Nocken-Rollen- Kontakt auf die Ventiltriebskräfte Herweg S. - Daimler, Stuttgart 11: 15 CFD-Simulation von mischreibungsbeanspruchten Gleitlagern Hoffmann V. - OVGU Magdeburg Warum ist Glatteis rutschig ? Voll L. - TU Berlin Einfluss des Wasserstoffes auf die Bildung von WEA/ WEC Linzmeyer M. - RWTH Aachen Auswirkung von Fehlstellen auf Dichtfunktion und Verschleiß von Radial-Wellendichtungen Totz, J. - Uni Stuttgart Ressourceneffiziente suspensionsflammgespritzte Keramik- Beschichtungen für mediengeschmierte Lager Killinger A. - Universität Stuttgart Efficient CFD Simulation Model for a Planetary Gearbox Liu H. - TU München 11: 45 Soft and stiff control of friction by oscillations and its energy efficience Benad J. - TU Berlin - Gewinner Best paper 2 nd YTRS Ice Friction Behaviour of Micro- Structured Polymer Surfaces Voyer J. - V-research, A - Dornbirn Tribological research on the emergence of White Etching Cracks (WECs) Pape F. - LU Hannover A non-abrasive ultra-low friction state between self-mated silicon carbide surfaces with additional silica nanoparticles Scheerer H. - TU Darmstadt Oberflächenstrukturen zur Reibungsreduzierung von Gleitführungen in Werkzeugmaschinen Weber S. - FH Zwickau High-resolution imaging of the oil film in an advanced piston-ring model tribometer by laser-induced fluorescence Cheong J. - Daimler, Ulm 12: 15 PAUSE 13: 30 Abschlussveranstaltung: Werner Stehr: „Der mysteriöse Transit vom Haften zum Gleiten - Wie groß ist die wahre Haftreibung? “ Verleihung des Werner-Stehr-Preises „Tribologie ist überall“ Schlusswort T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 07.06.18 11: 35 Seite 45 Anzeige 46 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 2/ 2018 Die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG) hat kürzlich eine Ausschreibung im Rahmen des COMET-Programms veröffentlicht, mit dem zur (Wieder-)Einreichung von „COMET-K2-Zentren“ (Laufzeit ab 2020) eingeladen wurde. Gemäß Programm- Richtlinien steht für derartige K2-Zentren „die Fokussierung existierender sowie der Aufbau neuer Kompetenzen durch die Zusammenarbeit mit international renommierten ForscherInnen, wissenschaftlichen Partnern und Unternehmen in einem gemeinsamen strategisch ausgerichteten Forschungsprogramm auf höchstem Niveau“ im Vordergrund. Bei positiver Entscheidung über einen COMET-Antrag wird von der FFG mit der jeweiligen Trägerorganisation ein Fördervertrag abgeschlossen, auf Basis dessen insbesondere längerfristige Vorhaben (max. bis zu 4 Jahre) im Bereich der industriellen Forschung und der experimentellen Entwicklung sowie damit zusammenhängende Projekte im Bereich der Grundlagenforschung gefördert werden. Im Mittelpunkt steht dabei ein gemeinsam von Wissenschaft und Wirtschaft erstelltes Forschungsprogramm, für das eine Förderung von 40 - 55 % lukriert werden kann. K2-Zentren pflegen intensiv die Zusammenarbeit mit international hervorragenden Persönlichkeiten der Wissenschaft. Die Zusammenarbeit mit Unternehmen ist dabei auf Basis eines Rahmenvertrages (Agreement), und soweit die Intentionen des COMET-Programmes und die thematischen Ziele des betreffenden K2-Zentrums berücksichtigt werden, offen - von KMUs bis Industrie. Eine Beteiligung ist unter den genannten Bedingungen unabhängig von der Betriebsgröße, der Branchenzugehörigkeit, aber auch des Standortes möglich. Somit können auch nichtösterreichische Betriebe anteilig von der COMET- Förderung profitieren. Die AC 2 T research GmbH, an der die Österreichische Tribologische Gesellschaft als größter Einzeleigentümer (mit 25 %) beteiligt ist, betreibt als Trägerorganisation mit ca. 130 Forschungsmitarbeitern das Exzellenzzentrum für Tribologie in Wiener Neustadt (COMET- Bezeichnung: XTribology) und ist derzeit mit einem Konsortium aus Wirtschaft und Wissenschaft dabei, einen entsprechenden Antrag im Rahmen der genannten Ausschreibung vorzubereiten. Der aktuell in Arbeit befindliche Vorschlag „Tribology Intelligence“ (InTribology) wird in umfassender Weise die Themenbereiche Reibung, Verschleiß und Schmierung ansprechen und dabei insbesondere die modernen und für die Tribologie relevanten Entwicklungen in der Werkstoff- und Fertigungstechnik, in der Messtechnik und Analytik sowie betreffend Digitalisierung und Simulation aufgreifen. Interessenten an einer Projektzusammenarbeit (und -förderung) sind eingeladen, sich an dieser Initiative bereits von Beginn an zu beteiligen. Die (spätere) Ausarbeitung eines eigenen Projektantrages erübrigt sich. Für nähere Informationen steht ihnen gerne die AC 2 T-Geschäftsführung (Dr. Andreas P AUSCHITZ , Andreas.Pauschitz@ac2t.at ) zur Verfügung. Im Hinblick auf den Einreichschluss (24.10.2018) wird eine rasche Kontaktaufnahme empfohlen. 24.05.2018 / Martina G ANTAR -H OFINGER Mitteilungen der ÖTG Exzellenzzentrum für Tribologie in Wiener Neustadt vor neuer Herausforderung - COMET-Vorhaben „InTribology“ in Planung Umzug oder Adressenänderung? Bitte T+S nicht vergessen! Wenn Sie umziehen oder Ihre Adresse sich aus sonstigen Gründen ändert, benachrichtigen Sie bitte auch den expert verlag. expert@expertverlag.de. | Tel: (07159) 9265-0 | Fax (07159) 9265-20 T+S erreicht Sie dann ohne Verzögerung und ohne unnötigen Aufwand. Danke, dass Sie daran denken. T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 46 Mit der zunehmenden Mechanisierung und Automatisierung werden an das betriebssichere Verhalten aller Maschinenelemente immer höhere Anforderungen gestellt; sonst würden die Kosten für Betriebsstörungen infolge von Maschinenschäden zu stark anwachsen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die direkten Kosten für die Reparatur oder den Austausch des ausgefallenen Maschinenelements normalerweise nur den kleineren Teil der Gesamtkosten ausmachen. Weitaus höhere Kosten können durch Folgeschäden und die wirtschaftlichen Einbußen infolge Produktionsausfalls einer Betriebsanlage entstehen. Aus diesem Zusammenhang lassen sich zwei Folgerungen ableiten: einmal werden an die vorbeugende In- Maschinenelement Wälzlager - Kegelrollenlager standhaltung außerordentlich hohe Anforderungen gestellt, um mögliche Schäden „vorherzusagen“ und ein Maschinenelement mit potenzieller Schadensgefahr rechtzeitig vor dem endgültigen Ausfall auswechseln zu können. Zum anderen muss durch die eingehende Analyse eines eingetretenen Schadensfalles dessen Ursache schnell und vor allem möglichst eindeutig ermittelt werden, damit durch entsprechende Abhilfe- und Vorbeugemaßnahmen eine Wiederholung vermieden wird. In dieser Rubrik werden daher für die Schadensanalyse zunächst Tafeln vorgestellt, welche die Schadensaufklärung erleichtern können. Danach werden typische und interessante Schadensfälle erläutert, die in der Regel aus der Praxis stammen. Joachim Zerbst S CHADENS - ANALYSE S CHADENS - KATALOG Schadensbild Oberbegriff: Ermüdung Unterbegriff: Grübchen Beschreibung des Schadensbildes Grübchenbildung an den Laufbahnbzw. Wälzkörperkanten Schadensursache Durch Schrägverspannung treten örtliche Überlastungen auf, die zu unsymmetrischen Grübchen-Ausbrüchen führen. Bedingt durch Gehäuseversatz oder Wellendurchbiegung kann es zur Verkippung des Innenringes gegenüber dem Außenring kommen. Unsymmetrische Belastung der Laufbahn ist die Folge. Schadensanalyse/ Schadenskatalog 47 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 13: 20 Seite 47 Hinweise für unsere Autoren 48 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Organ der Gesellschaft für Tribologie Organ der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft Organ der Swiss Tribology Tribologie und Schmierungstechnik Herausgeber und Schriftleiter Prof Dr.-Ing. Dr.h.c. Wilfried J. Bartz Mühlhaldenstraße 91 73770 Denkendorf Telefon/ Fax (07 11) 3 46 48 35 E-Mail: wilfried.bartz@tribo-lubri.de www.tribo-lubri.de. Verlag expert verlag GmbH Wankelstr. 13 , 71272 Renningen Telefon (0 71 59) 92 65-12 Telefax (0 71 59) 92 65-20 E-Mail: info@expertverlag.de www.expertverlag.de Redaktion Dr. rer. nat. Erich Santner E-Mail: esantner@arcor.de Telefon (02 28) 9 61 61 36 Checkliste Nach Abschluss der Satzarbeiten erhalten Sie einen Korrekturabzug mit der Bitte um kurzfristige Durchsicht und Freigabe. Änderungen gegen das Manuskript sind in diesem Stadium nicht mehr möglich. Bitte beachten Sie ferner Redaktion und Verlag gehen davon aus, dass die Autoren zur Veröffentlichung berechtigt sind, dass die zur Verfügung gestellten Texte und das Bildmaterial nicht Dritte in ihren Rechten verletzen und dass bei Bildmaterial, wo erforderlich, die Quellen angeben sind. Bitte holen Sie im Zweifelsfall eine Abdruckgenehmigung beim Rechteinhaber ein. Redaktion und Verlag können keine Haftung für eventuelle Rechtsverletzungen übernehmen. Es ist geplant, Ihren Beitrag nach Erscheinen in unserer Zeitschrift auch digital unter www.expertverlag.de anzubieten. Bitte senden Sie eine Mail an Herrn Paulsen (Paulsen@expertverlag.de), falls Sie dagegen Einwände haben sollten. Ihre Mitarbeit in Tribologie und Schmierungstechnik ist uns sehr willkommen! Autorenangaben Federführender Autor:  Postanschrift  Telefon- und Faxnummer  E-Mail-Adresse Alle Autoren:  Akademische Grade, Titel  Vor und Zunamen  Institut/ Firma  Ortsangabe mit PLZ Umfang / Form  bis ca. 15 Seiten, (ca. 1200 Wörter)  12 pt, 1,5-zeilig  neue deutsche Rechtschreibung und Kommasetzung bitte nach Duden Daten (CD)  Beitrag in WORD und als PDF (beide mit Bildern und Bildunterschriften etc.)  Bilddaten unbedingt zusätzlich als tif oder jpg (300 dpi / ca. 2000 x 1200 Pixel der Originaldatei) (Bilder in WORD reichen nicht aus! ) Manuskript bitte auf weißem Papier, einseitig bedruckt, Seiten durchnummerien:  kurzer, prägnanter Titel  deutsche Zusammenfassung, 5 bis 10 Zeilen, ca. 100 Wörter  Schlüsselwörter 6 bis 8 Begriffe  englisches abstract, 5 bis 10 Zeilen, ca. 100 Wörter (bitte von einem Muttersprachler prüfen lassen)  Keywords, 6 bis 8 Begriffe  Bilder / Diagramme / Tabellen (bitte durchnummerieren und Nummern im Text erwähnen)  Bild- und Diagramm-Unterschriften, Tabellen-Überschriften  Literaturangaben Manuskript und Daten bitte per Post an Prof Dr.-Ing. Dr.h.c. Wilfried J. Bartz Mühlhaldenstraße 91 73770 Denkendorf T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 48 Handbuch der Tribologie und Schmierungstechnik 49 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Handbuch der Tribologie und Schmierungstechnik W. J. Bartz, Denkendorf 4.4.4 Schmierung von Wälzlagern Allgemeine Zusammenhänge Die sechs Schritte zur Berechnung der erweiterten modifizierten Ermüdungslebensdauer DIN ISO 281 sind 1. Schritt: Ermittlung der Belastung P 2. Schritt: Ermittlung der Ermüdungsgrenzlast C u 3. Schritt: Ermittlung des Verunreinigungsbeiwertes e c 4. Schritt: Ermittlung des Viskositätsverhältnisses κ 5. Schritt: Ermittlung des Faktors a DIN 6. Schritt: Berücksichtigung der Ausfallwahrscheinlichkeit a 1 und des Temperatureinflusses f T → Ermittlung der erweiterten modifizierten Lebensdauer L nm . Während die Belastung aus den Konstruktionsdaten sowie dem Lagertyp bestimmt werden kann, muss die Ermüdungsgrenzlast vom Lagerhersteller erfragt werden. Zur Abschätzung des Verunreinigungsbeiwertes (3. Schritt) können die Angaben in Tabelle 4.17 verwendet werden. Als nächstes muss das Viskositätsverhältnis als Maß für die geeignete Viskosität im Lager ermittelt werden: - Als Maß für die Güte der Schmierfilmbildung dient das Viskositätsverhältnis κ = ν / ν 1 - ν [mm 2 / s] ist die im betrachteten Fall vorliegende Viskosität; bei Betriebstemperatur zu bestimmen aus einem nachfolgenden Diagramm - ν 1 [mm 2 / s] ist die Bezugsviskosität, die vom Lagerteilkreisdurchmesser und von der Lagerdrehzahl abhängt; auch sie wird aus einem nachfolgenden Diagramm bestimmt - Man kann κ auch als Verhältnis von gegebener zu erforderlicher Viskosität des Schmiermittels bezeichnen. Dazu wird zunächst die vom Lager in Abhängigkeit von Lagergröße und Drehzahl abhängige benötigte Viskosität bestimmt (Bild 4.38, links). Danach kann abgeschätzt werden, welche Viskosität das gewählte Öl im Lager aufweist (Bild 4.38, rechts). Zur Bestimmung des Erweiterungs- oder DIN-Faktors stehen für die folgenden Wälzlager- Grundausführungen eigene Diagramme zur Verfügung: Beiwert e c Grad der Verunreinigung D pw < 100 mm D pw > 100 mm Größte Sauberkeit: Partikel in der Größe der Schmierfilmhöhe 1 1 unter Laborbedingungen Große Sauberkeit: Feinstfiltrierung der Ölzufuhr 0,8 - 0,6 0,9 - 0,8 abgedichtete Lager bei Fettschmierung Normale Sauberkeit: Feinfilterung der Ölzufuhr 0,6 - 0,5 0,8 - 0,6 abgedeckte Lager bei Fettschmierung Leichte Verunreinigung: Leichte Verunreinigung in der Ölzufuhr 0,5 - 0,3 0,6 - 0,4 Typische Verunreinigung: Abrieb von anderen Maschinenelementen 0,3 - 0,1 0,4 - 0,2 gelangt in das Lager Starke Verunreinigung: stark verschmutzte Lagerumgebung und 0,1 - 0,0 0,1 - 0,0 unzureichende Abdichtung der Lagerstelle Sehr starke Verunreinigung: 0 0 Tabelle 4.17: Abschätzung des Verunreinigungsbeiwertes T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 49 Handbuch der Tribologie und Schmierungstechnik 50 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Radial-Rollenlager - Bild 4.39, links Axial-Rollenlager - Bild 4.39, rechts Radial-Kugellager - Bild 4.40, links Axial-Kugellager - Bild 4.40, rechts. Bild 4.39: Ermittlung des DIN-Faktors a DIN , links für Radial-Rollenlager und rechts für Axial-Rollenlager als Funktion von e c · C u / P für verschiedene κ-Werte Bild 4.40: Ermittlung des DIN-Faktors a DIN , links für Radial-Kugellager und rechts für Axial-Rollenlager als Funktion von e c · C u / P für verschiedene κ-Werte Bild 4.38: Links: Ermittlung der benötigten ν 1 in Abhängigkeit von Drehzahl und Lagergröße für die Bestimmung des Viskositätsverhältnisses κ, rechts: Ermittlung der vorhandenen Viskosität ν im Lager für das gewählte Öl für die Bestimmung des Viskositätsverhältnisses κ T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 50 Normen 51 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 1 Normen der Schmierungstechnik 1.1 Nationale Normen und Entwürfe 1.1.1 DIN-Normen E DIN EN ISO 3015: 2018-04 Print: 81,90 EUR/ Download: 75,40 EUR Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte mit natürlichem oder synthetischem Ursprung - Bestimmung des Cloudpoints (ISO/ DIS 3015: 2018); Deutsche und Englische Fassung prEN ISO 3015: 2018 Petroleum and related products from natural or synthetic sources - Determination of cloud point (ISO/ DIS 3015: 2018); German and English version prEN ISO 3015: 2018 Vorgesehen als Ersatz für DIN EN 23015: 1994-05 Erscheinungsdatum: 2018-03-23 Einsprüche bis 2018-05-16 Gegenüber DIN EN 23015: 1994-05 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Erweitung des Anwendungsbereichs auf Dieselkraftstoffe, die bis zu 30 % (V/ V) Fettsäure-Methylester (FAME) enthalten und Aufnahme von paraffinischen Dieselkraftstoffen; b) Aufnahme von digitalen Kontaktthermometern; c) Aktualisierung der normativen Verweisungen; d) Bad- und Probentemperaturbereiche wurden an ASTM D2500 angeglichen; e) Genauigkeit für „andere Produkte“ wurde entfernt, da die entsprechenden Daten nicht zum Vergleich herangezogen werden konnten; f) Literaturverzeichnis wurde ergänzt; g) redaktionelle Überarbeitung. Dieses Dokument legt ein Verfahren zur Bestimmung des Cloudpoints von Dieselkraftstoffen die bis zu 30 % (V/ V) Fettsäure-Methylester (FAME) enthalten, paraffinischen Dieselkraftstoffen die bis zu 7%(V/ V) FAME, 100% FAME und Schmierstoffe, die bei einer Schichtdicke von 40 mm durchsichtig sind und einen Cloudpoint unterhalb 49 °C haben, fest. Z DIN EN ISO 4259: 2006-10 Mineralölerzeugnisse - Bestimmung und Anwendung der Werte für die Präzision von Prüfverfahren (ISO 4259: 2006); Deutsche Fassung EN ISO 4259: 2006 Zurückgezogen, ersetzt durch DIN EN ISO 4259- 1: 2018-04 und DIN EN ISO 4259-2: 2018-04 Z DIN EN ISO 4259 Berichtigung 1: 2007-02 Mineralölerzeugnisse - Bestimmung und Anwendung der Werte für die Präzision von Prüfverfahren (ISO 4259: 2006); Deutsche Fassung EN ISO 4259: 2006, Berichtigungen zu DIN EN ISO 4259: 2006-10 Zurückgezogen, ersetzt durch DIN EN ISO 4259- 1: 2018-04 und DIN EN ISO 4259-2: 2018-04 DIN EN ISO 4259-1: 2018-04 Print: 202,30 EUR/ Download: 186,30 EUR Mineralölerzeugnisse - Präzision von Messverfahren und Ergebnissen - Teil 1: Bestimmung der Präzisionsdaten von Prüfverfahren (ISO 4259-1: 2017); Deutsche Fassung EN ISO 4259-1: 2017 Petroleum and related products - Precision of measurement methods and results - Part 1: Determination of precision data in relation to methods of test (ISO 4259-1: 2017); German version EN ISO 4259-1: 2017 Mit DIN EN ISO 4259-2: 2018-04 Ersatz für DIN EN ISO 4259: 2006-10 und DIN EN ISO 4259 Berichtigung 1: 2007-02 Gegenüber DIN EN ISO 4259: 2006-10 und DIN EN ISO 4259 Berichtigung 1: 2007-02 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Aufteilung dieser Norm in 2 Teile; b) Korrektur des Titels; c) umfassende Überarbeitung der früheren Abschnitte 1 bis 6 sowie der Anhänge A bis G. Dieses Dokument legt die Vorgehensweise für die Auslegung von Ringversuchen (ILS) und die Abschätzung von Präzisionsdaten für ein durch den Ringversuch festgelegtes Prüfverfahren festgelegt. Im Besonderen werden die maßgeblichen statistischen Begriffe definiert (Abschnitt 3) und die notwendigen Maßnahmen für die Planung von Ringversuchen zur Bestimmung der Präzision eines Prüfverfahrens (Abschnitt 4) sowie das Verfahren zur Berechnung der Präzision aus den Ergebnissen einer derartigen Studie (Abschnitte 5 und 6) festgelegt. DIN EN ISO 4259-2: 2018-04 Print: 118,30 EUR/ Download: 108,80 EUR Mineralölerzeugnisse - Präzision von Messverfahren und Ergebnissen - Teil 2: Anwendung der Präzisionsdaten von Prüfverfahren (ISO 4259-2: 2017); Deutsche Fassung EN ISO 4259-2: 2017 Petroleum and related products - Precision of measurement methods and results - Part 2: Interpretation and application of precision data in relation to methods of test (ISO 4259-2: 2017); German version EN ISO 4259- 2: 2017 Mit DIN EN ISO 4259-1: 2018-04 Ersatz für DIN EN ISO 4259: 2006-10 und DIN EN ISO 4259 Berichtigung 1: 2007-02 Gegenüber DIN EN ISO 4259: 2006-10 und DIN EN ISO 4259 Berichtigung 1: 2007-02 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Aufteilung dieser Norm in 2 Teile; b) Korrektur des Titels; Normen T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 51 Normen 52 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 c) umfassende Überarbeitung der früheren Abschnitte 7 bis 10 sowie der Anhänge H bis I. Dieses Dokument legt die Vorgehensweise für die Anwendung von Abschätzungen für die Präzision eines Prüfverfahrens nach ISO 4259-1 fest. Insbesondere definiert es die Verfahren für die Festlegung von Spezifikationsgrenzen einer Eigenschaft auf der Grundlage der Präzision eines Prüfverfahrens, wenn diese Eigenschaft unter Anwendung eines vorgegebenen Prüfverfahrens bestimmt wird, sowie die Bestimmung der Konformität mit der Spezifikation im Fall von widersprüchlichen Prüfergebnissen zwischen Lieferant und Abnehmer. Andere Anwendungen für die Präzision dieses Prüfverfahrens sind kurz beschrieben, ohne aber auf die zugehörigen Verfahrensweisen einzugehen. DIN EN ISO 20623: 2018-04 Print: 89,80 EUR/ Download: 82,60 EUR Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte - Bestimmung der Hochdruck (EP)- und Verschleißschutzeigenschaften von Schmierstoffen - Verfahren mit dem Vierkugel-Apparat (Europäische Bedingungen) (ISO 20623: 2017); Deutsche Fassung EN ISO 20623: 2018 Petroleum and related products - Determination of the extreme-pressure and anti-wear properties of lubricants - Four-ball method (European conditions) (ISO 20623: 2017); German version EN ISO 20623: 2018 Ersatz für DIN EN ISO 20623: 2004-05 Gegenüber DIN EN ISO 20623: 2004-05 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Erweiterung des Anwendungsbereiches um alle Arten von flüssigen Schmierstoffen und Schmierfetten; b) präzisere Beschreibung der Prüfkugeln; c) Berechnung der Verschleißprüfung aufgenommen; d) Kalibrierverfahren für die Prüffeder des Reibungsmessgerätes entfernt; e) redaktionelle Überarbeitung. Dieses Dokument legt Verfahren für die Messung der Hochdruck (EP)- und Verschleißschutzeigenschaften flüssiger Schmierstoffe (Kategorien C, D, F, G, H, M, P der ISO 6743-99), Schmierfette (ISO 6743-9, Kategorie X) und anderer konsistenter Schmierstoffe fest. Es ist nicht beabsichtigt, durch die Prüfbedingungen ein spezielles Betriebsverhalten zu simulieren, sondern Informationen über einen Bereich von Standardbedingungen für Forschungszwecke, zur Entwicklung, zur Qualitätskontrolle und zur Klassifizierung von Fluiden bereitzustellen. Die resultierenden Informationen werden in Schmierstoff-Spezifikationen verwendet. E DIN 51517-1: 2018-03 Print: 59,60 EUR/ Download: 54,80 EUR Schmierstoffe - Schmieröle - Teil 1: Schmieröle C, Mindestanforderungen Lubricants - Lubricating oils - Part 1: Lubricating oils C, Minimum requirements Vorgesehen als Ersatz für DIN 51517-1: 2014-02 Erscheinungsdatum: 2018-02-16 Einsprüche bis 2018-04-09 Gegenüber DIN 51517-1: 2014-02 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Neufassung des Vorworts zu Anhang 1, Read Across- Richtlinien zur Anwendung auf unterschiedliche ISO Viskositätsklassen (ISO VG); b) Aufnahme einer Anmerkung zur Anwendung von Read Across unter 5; c) Änderung der Anforderungstabelle 1 bzgl. der Grenzwerte für das Verhalten gegen Dichtungswerkstoff; d) Änderung der Fußnote e; e) Aufnahme eines Anhangs B, Richtwerte für Referenzelastomere. Dieses Dokument legt Mindestanforderungen an Schmieröle C fest, welche vorwiegend für Umlauf- und Tauchschmierung empfohlen werden. E DIN 51517-2: 2018-03 Print: 67,00 EUR/ Download: 61,70 EUR Schmierstoffe - Schmieröle - Teil 2: Schmieröle CL, Mindestanforderungen Lubricants - Lubricating oils - Part 2: Lubricating oils CL, Minimum requirements Vorgesehen als Ersatz für DIN 51517-2: 2014-02 Erscheinungsdatum: 2018-02-16 Einsprüche bis 2018-04-09 Gegenüber DIN 51517-2: 2014-02 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Neufassung des Vorworts zu Anhang 1, Read Across- Richtlinien zur Anwendung auf unterschiedliche ISO Viskositätsklassen (ISO VG); b) Aufnahme einer Anmerkung zur Anwendung von Read-Across unter 5; c) Änderung der Anforderungstabelle 1 bzgl. der Grenzwerte für das Verhalten gegen Dichtungswerkstoff; d) Änderung der Fußnote e; e) Aufnahme eines Anhangs B, Richtwerte für Referenzelastomere. Dieses Dokument legt Mindestanforderungen an Schmieröle CL fest, welche vorwiegend für Umlaufschmierung empfohlen werden, wenn höhere Anforderungen an die Alterungsbeständigkeit und/ oder den Korrosionsschutz als an Schmieröle C nach DIN 51517- 1 gestellt werden. E DIN 51517-3: 2018-03 Print: 81,90 EUR/ Download: 75,40 EUR Schmierstoffe - Schmieröle - Teil 3: Schmieröle CLP, Mindestanforderungen Lubricants - Lubricating oils - Part 3: Lubricating oils CLP, Minimum requirements Vorgesehen als Ersatz für DIN 51517-3: 2014-02 Erscheinungsdatum: 2018-02-16 Einsprüche bis 2018-04-09 Gegenüber DIN 51517-3: 2014-02 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Neufassung des Vorworts zu Anhang A, Read Across- Richtlinien zur Anwendung auf unterschiedliche ISO Viskositätsklassen (ISO VG); T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 52 Normen 53 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 b) Aufnahme einer Anmerkung zur Anwendung von Read Across unter 5; c) Aufnahme des Flender Schaumtests, ISO 12125; d) Änderung der Anforderungstabelle 1 bzgl. der Grenzwerte für das Verhalten gegen Dichtungswerkstoff; e) Änderung der Fußnoten e und h in Tabelle 1; f) Aufnahme eines Anhangs B, Richtwerte für Referenzelastomere. Dieses Dokument legt Mindestanforderungen an Schmieröle CLP fest, welche vorwiegend für Umlauf- und Tauchschmierung empfohlen werden. E DIN 51807-1: 2018-05 Print: 44,40 EUR/ Download: 40,80 EUR Prüfung von Schmierstoffen - Prüfung des Verhaltens von Schmierfetten gegenüber Wasser - Teil 1: Statische Prüfung Testing of lubricants - Test of the behaviour of lubricating greases in the presence of water - Part 1: Static test Erscheinungsdatum: 2018-04-06 Einsprüche bis 2018-05-30 Gegenüber DIN 51807-1: 1979-04 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Anpassung des Anwendungsbereiches an die NLGI- Klassen; b) Aufnahme insbesondere solcher Eigenschaften, die dem Anwender eine Qualitätsauswahl der Schmierfette G, nach dem heutigen Stand der Technik, ermöglichen; c) Dokument redaktionell überarbeitet. Das Verfahren nach dieser Norm dient zur Feststellung inwieweit sich Schmierfette unter statischen Bedingungen gegenüber destilliertem Wasser bei verschiedenen Temperaturen verhalten. 1.1.1.1 Übersetzugen DIN EN ISO 4259-1: 2018-04 Print: 252,90 EUR/ Download: 232,90 EUR Petroleum and related products - Precision of measurement methods and results - Part 1: Determination of precision data in relation to methods of test (ISO 4259-1: 2017) Mineralölerzeugnisse - Präzision von Messverfahren und Ergebnissen - Teil 1: Bestimmung der Präzisionsdaten von Prüfverfahren (ISO 4259-1: 2017) DIN EN ISO 4259-2: 2018-04 Print: 147,90 EUR/ Download: 136,20 EUR Petroleum and related products - Precision of measurement methods and results - Part 2: Interpretation and application of precision data in relation to methods of test (ISO 4259-2: 2017) Mineralölerzeugnisse - Präzision von Messverfahren und Ergebnissen - Teil 2: Anwendung der Präzisionsdaten von Prüfverfahren (ISO 4259-2: 2017) DIN 51577-5: 2017-08 Print: 74,60 EUR/ Download: 68,50 EUR Testing of lubricants - Determination of chlorine content - Part 5: Direct determination by optical emission spectral analysis with inductively coupled plasma (ICP OES) Prüfung von Schmierölen - Bestimmung des Chlorgehaltes - Teil 5: Direkte Bestimmung durch optische Emissionsspektralanalyse mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP OES) 1.2 Internationale Normen und Entwürfe 1.2.1 EN-Normen Z EN ISO 20623: 2003-12 Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte - Bestimmung der EP-Eigenschaften und Verschleißkennwerte von Flüssigkeiten - Verfahren mit dem 4-Kugel-Apparat (Europäische Bedingungen) (ISO 20623: 2003) Zurückgezogen, ersetzt durch EN ISO 20623: 2018-01 ZE FprEN ISO 20623: 2017-09 Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte - Bestimmung der EP-Eigenschaften und Verschleißkennwerte von Schmierstoffen - Verfahren mit dem Vierkugel-Apparat (Europäische Bedingungen) (ISO/ FDIS 20623: 2017) EN ISO 20623: 2018-01 Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte - Bestimmung der EP-Eigenschaften und Verschleißkennwerte von Schmierstoffen - Verfahren mit dem Vierkugel-Apparat (Europäische Bedingungen) (ISO 20623: 2017) Petroleum and related products - Determination of the extreme-pressure and anti-wear properties of lubricants - Four-ball method (European conditions) (ISO 20623: 2017) Ersatz für EN ISO 20623: 2003-12 1.2.2 ISO-Normen Z ISO 4259: 2006-08 Mineralölerzeugnisse - Bestimmung und Anwendung der Werte für die Präzision von Prüfverfahren Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 4259-1: 2017-11 und ISO 4259-2: 2017-11 Z ISO 6743-6: 1990-11 Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Produkte (Klasse L); Klassifikation; Teil 6: Familie C (Getriebe) Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 6743-6: 2018-01 ZE ISO/ FDIS 6743-6: 2017-11 Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Produkte (Klasse L) - Klassifikation - Teil 6: Familie C (Getriebe) ISO 6743-6: 2018-01 67,20 EUR Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Produkte (Klasse L) - Klassifikation - Teil 6: Familie C (Getriebe) T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 53 Normen 54 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Lubricants, industrial oils and related products (class L) - Classification - Part 6: Family C (gear systems) Ersatz für ISO 6743-6: 1990-11 Z ISO 12925-1: 1996-12 Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Erzeugnisse (Klasse C) - Familie C (Getriebe) - Teil 1: Anforderungen an Schmierstoffe für geschlossene Getriebesysteme Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 12925-1: 2018-01 Z ISO 12925-1 Technical Corrigendum 1: 2002-02 Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Erzeugnisse (Klasse L) - Familie C (Getriebe) - Teil 1: Anforderungen an Schmierstoffe für geschlossene Getriebesysteme; Korrektur 1 Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 12925-1: 2018-01 ZE ISO/ FDIS 12925-1: 2017-11 Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Erzeugnisse (Klasse L) - Familie C (Getriebe) - Teil 1: Anforderungen an Schmierstoffe für geschlossene Getriebesysteme ISO 12925-1: 2018-01 183,10 EUR Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Erzeugnisse (Klasse L) - Familie C (Getriebe) - Teil 1: Anforderungen an Schmierstoffe für geschlossene Getriebesysteme Lubricants, industrial oils and related products (class L) - Family C (gears) - Part 1: Specifications for lubricants for enclosed gear systems Ersatz für ISO 12925-1: 1996-12 und ISO 12925-1 Technical Corrigendum 1: 2002-02 E ISO/ DIS 22285: 2018-02 67,20 EUR Schmierfette - Bestimmung der Ölabscheidung - Druck-Filtrations-Verfahren Lubricating greases - Determination of oil separation - Pressure filtration method Einsprüche bis 2018-04-27 E ISO/ DIS 22286: 2018-02 67,20 EUR Schmierfette - Bestimmung des Tropfpunktes mit einem automatischen Gerät Lubricating greases - Determination of the dropping point with an automatic apparatus Einsprüche bis 2018-04-27 2 Sonstige tribologisch relevante Normen 2.1 Nationale Normen und Entwürfe 2.1.1 DIN-Normen DIN ISO 1328-1: 2018-03 Print: 154,20 EUR/ Download: 141,90 EUR Zylinderräder - ISO-Toleranzsystem - Teil 1: Definitionen und zulässige Werte für Abweichungen an Zahnflanken (ISO 1328-1: 2013) Cylindrical gears - ISO system of flank tolerance classification - Part 1: Definitions and allowable values of deviations relevant to flanks of gear teeth (ISO 1328- 1: 2013) Ersatz für DIN 3961: 1978-08, DIN 3962-1: 1978-08, DIN 3962-2: 1978-08, DIN 3962-3: 1978-08 und DIN 21772: 2012-07; teilweiser Ersatz für DIN 3963: 1978- 08 Gegenüber DIN 3961: 1978-08, DIN 3962-1: 1978-08, DIN 3962-2: 1978-08, DIN 3962-3: 1978-08, DIN 3963: 1978-08 und DIN 21772: 2012-07 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) der Anwendungsbereich wurde erweitert; b) neue Toleranzgleichungen mit Rundungsregeln wurden eingeführt; c) die Stufensprünge für Modul und Durchmesser wurden beseitigt; d) Gauß 50 %-Filter bei Profil- und Flankenlinie ist nun vorgeschrieben; e) die Mindestpunktdichte auf Messlinien wurde festgelegt; f) Auswertung aufgeteilt: - unmodifiziert; - Auswertung als Soll-Profil bzw. Soll-Flankenlinie; - bereichsweise Auswertung (Kopf-, Fuß-, Endrücknahmen); g) Balligkeit mit Parabel-Einpassung; h) Hochrechnung von f H beta auf volle Zahnbreite; i) Hochrechnung von f H alpha bis zum Kopfkreisdurchmesser; j) Einflankenwälzprüfung nach DIN 3963 in ISO 1328- 1 nur informativ; k) Zweiflankenwälzprüfung nach DIN 3963 ist nur in ISO 1328-2 festgelegt; l) für Teilungs-Sektorabweichung F pz/ k sind in DIN 3962-3 Toleranzen definiert. In DIN ISO 1328-1 nur informativ. Ebenso für f u . Der Parameter R s fehlt komplett. Dieses Dokument legt ein System zur Toleranzklassifizierung fest, das für die Herstellung und Konformitätsbewertung von Zahnflanken einzelner zylindrischer Evolventenräder maßgeben ist. Es legt Definitionen für Begriffe von Zahnflankentoleranzen, den Aufbau des Flankentoleranzklassensystems und die zulässigen Werte fest. Es Umfasst keine Zahnradpaare. E DIN EN ISO 3252: 2018-04 Print: 118,30 EUR/ Download: 108,80 EUR Pulvermetallurgie - Begriffe (ISO/ DIS 3252: 2018); Deutsche und Englische Fassung prEN ISO 3252: 2018 Powder metallurgy - Vocabulary (ISO/ DIS 3252: 2018); German and English version prEN ISO 3252: 2018 Vorgesehen als Ersatz für DIN EN ISO 3252: 2001-02 Erscheinungsdatum: 2018-03-23 Einsprüche bis 2018-05-16 Gegenüber DIN EN ISO 3252: 2001-02 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Zuordnung der Begriffe zu den Bereichen „1 Pulver“, „2 Formgebung“, „3 Sintern“, „4 Nachbehandlung“ und „5 Sinterwerkstoffe“ überarbeitet; b) neuer Begriff 3.2.44 „Laminationsriss“ hinzugefügt; c) Begriff 2407 „Lamination“ gestrichen; d) neues Bild 1 „Nadeliges Pulver“ (3.1.1) hinzugefügt; e) darauffolgende Bilder entsprechend neu nummeriert; T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 54 Normen 55 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 f) Dokument redaktionell an die aktuell gültigen Gestaltungsregeln angepasst. Dieses Dokument legt Definitionen für pulvermetallurgische Begriffe fest. Die Pulvermetallurgie ist ein Zweig der Metallurgie, der sich mit der Herstellung metallischer Pulver oder der Herstellung von Teilen, die aus solchen Pulvern mit oder ohne Zusätze nichtmetallischer Pulver durch Formen und Sintern erzeugt werden, beschäftigt. Z DIN 3962-1: 1978-08 Toleranzen für Stirnradverzahnungen; Toleranzen für Abweichungen einzelner Bestimmungsgrößen Zurückgezogen, ersetzt durch DIN ISO 1328-1: 2018-03 Z DIN 3962-2: 1978-08 Toleranzen für Stirnradverzahnungen; Toleranzen für Flankenlinienabweichungen Zurückgezogen, ersetzt durch DIN ISO 1328-1: 2018-03 Z DIN EN ISO 4492: 2013-07 Metallpulver, mit Ausnahme von Hartmetallpulvern - Ermittlung der Maßänderungen beim Pressen und Sintern (ISO 4492: 2013); Deutsche Fassung EN ISO 4492: 2013 Zurückgezogen, ersetzt durch DIN EN ISO 4492: 2018-03 DIN EN ISO 4492: 2018-03 Print: 67,00 EUR/ Download: 61,70 EUR Metallpulver, mit Ausnahme von Hartmetallpulvern - Ermittlung der Maßänderungen beim Pressen und Sintern (ISO 4492: 2017); Deutsche Fassung EN ISO 4492: 2017 Metallic powders, excluding powders for hardmetals - Determination of dimensional changes associated with compacting and sintering (ISO 4492: 2017); German version EN ISO 4492: 2017 Ersatz für DIN EN ISO 4492: 2013-07 Gegenüber DIN EN ISO 4492: 2013-07 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Abschnitt 3 „Begriffe“ aufgenommen; b) Unterabschnitt 7.3: Verwendung der Waage präzisiert; b) Unterabschnitt 7.4: Verwendung der Bügelmessschraube präzisiert; c) Unterabschnitt 11: Bilder 1 und 2 überarbeitet. Dieses Dokument legt ein Verfahren fest, bei dem die Maßänderungen beim Pressen und Sintern von Metallpulvern mit denjenigen eines Referenzpulvers verglichen werden, wenn dieses unter ähnlichen Bedingungen behandelt wird. Z DIN 5481: 2005-06 Passverzahnungen mit Kerbflanken Zurückgezogen, ersetzt durch DIN 5481: 2018-03 Z DIN 5481 Berichtigung 1: 2009-01 Passverzahnungen mit Kerbflanken, Berichtigung zu DIN 5481-2005-06 Zurückgezogen, ersetzt durch DIN 5481: 2018-03 DIN 5481: 2018-03 Print: 118,30 EUR/ Download: 108,80 EUR Passverzahnungen mit Kerbflanken Serration splines Ersatz für DIN 5481: 2005-06 und DIN 5481 Berichtigung 1: 2009-01 Gegenüber DIN 5481: 2005-06 und DIN 5481 Berichtigung 1: 2009-01 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Berichtigung wurde eingearbeitet; b) Bilder wurden eingearbeitet; c) Norm redaktionell überarbeitet. In dieser Norm werden Passverzahnungen mit Kerbflanken (Kerbverzahnungen) und konstantem Lückenwinkel der Außenverzahnung von 60° mit Zähnezahlen von 28 bis 42 in einem Nennmaßbereich von 7 mm bis 60 mm festgelegt. Z DIN ISO 5754: 1990-10 Sintermetalle, ausgenommen Hartmetalle; Ungekerbte Probe für den Schlagzähigkeitsversuch; Identisch mit ISO 5754: 1978 Zurückgezogen, ersetzt durch DIN EN ISO 5754: 2018- 03 DIN EN ISO 5754: 2018-03 Print: 44,40 EUR/ Download: 40,80 EUR Sintermetalle, ausgenommen Hartmetalle - Ungekerbte Probe für den Schlagzähigkeitsversuch (ISO 5754: 2017); Deutsche Fassung EN ISO 5754: 2017 Sintered metal materials, excluding hardmetals - Unnotched impact test piece (ISO 5754: 2017); German version EN ISO 5754: 2017 Ersatz für DIN ISO 5754: 1990-10 Gegenüber DIN ISO 5754: 1990-10 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) bisheriger Abschnitt 2 eingefügt in Abschnitt 1; b) Abschnitt 2 „Normative Verweisungen“ überarbeitet; c) Abschnitt 3 „Begriffe“ aufgenommen. Diese Norm legt die Maße für eine ungekerbte Probe aus Sintermetallen für den Schlagzähigkeitsversuch fest. Der Probekörper darf direkt durch Pressen und Sintern oder durch mechanische Bearbeitung eines gesinterten Teiles hergestellt werden. Z DIN EN 13103: 2012-10 Bahnanwendungen - Radsätze und Drehgestelle - Laufradsatzwellen - Konstruktions- und Berechnungsrichtlinie; Deutsche Fassung EN 13103: 2009+A2: 2012 Zurückgezogen, ersetzt durch DIN EN 13103-1: 2018- 03 DIN EN 13103-1: 2018-03 Print: 142,10 EUR/ Download: 130,80 EUR Bahnanwendungen - Radsätze und Drehgestelle - Teil 1: Konstruktionsleitfaden für außengelagerte Radsatzwellen; Deutsche Fassung EN 13103-1: 2017 Railway applications - Wheelsets and bogies - Part 1: Design method for axles with external journals; German T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 55 Normen 56 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 version EN 13103-1: 2017 Ersatz für DIN EN 13103: 2012-10 und DIN EN 13104: 2013-03 Gegenüber DIN EN 13103: 2012-10 und DIN EN 13104: 2013-03 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Normen zusammengefasst; b) Abschnitt 3 Begriffe neu eingefügt. Diese Europäische Norm: - gibt Kräfte und Momente an, die aufgrund der Massenwirkungen sowie der Antriebs und Bremsbedingungen zu berücksichtigen sind; - gibt das Verfahren zur Spannungsberechnung außengelagerter Radsatzwellen an; - legt die höchstzulässigen Spannungen für die Stahlgüten EA1N, EAT1T und EA4T nach EN 13261 fest, die in die Berechnung einzusetzen sind; - beschreibt die Vorgehensweise zur Ermittlung der höchstzulässigen Spannungen für andere Stähle; - ermöglicht die Berechnung der Durchmesser der verschiedenen Wellenabschnitte und definiert die bevorzugten Formen und Übergänge, um ein sicheres Betriebsverhalten zu erreichen. Diese Europäische Norm gilt für: - Radsätze nach EN 13261; - Treibrad und Laufradsatzwellen; - alle Spurweiten. Das in der vorliegenden Norm beschriebene Konstruktionsverfahren für Treibradsatzwellen gilt für: - Treibradsatzwellen (Voll oder Hohlwellen) von Schienenfahrzeugen; - Laufradsatzwellen (Voll oder Hohlwellen) von Motordrehgestellen; - Laufradsatzwellen (Voll oder Hohlwellen) von Lokomotiven. Das in der vorliegenden Europäischen Norm beschriebene Konstruktionsverfahren für Laufradsatzwellen gilt für Voll oder Hohlwellen von Schienenfahrzeugen, die für den Transport von Fahrgästen oder Gütern bestimmt sind und nicht in der vorstehenden Liste aufgeführt sind. Diese Europäische Norm gilt für Radsatzwellen von rollendem Material, das für den Einsatz unter üblichen in Europa herrschenden Betriebsbedingungen vorgesehen ist. Wenn Zweifel bestehen, ob normale Betriebsbedingungen vorherrschen, ist es notwendig, vor Anwendung dieser Europäischen Norm zu entscheiden, ob ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor für die maximal zulässigen Spannungen angewendet werden muss. Die Anwendung dieser Europäischen Norm auf die Berechnung von Radsätzen für besondere Anwendungsfälle (z. B. Gleisstopf , Nivellier und Richtmaschinen) darf nur für Lastfälle von Einzelfahrzeugen außerhalb des Arbeitsmodus erfolgen und für Fahrzeuge, die in einen Zug eingestellt werden. Diese Europäische Norm gilt nicht für Arbeitslastfälle. Solche werden separat berechnet. Dieses Verfahren kann für Stadt und Straßenbahnen verwendet werden. Z DIN EN 13104: 2013-03 Bahnanwendungen - Radsätze und Drehgestelle - Treibradsatzwellen - Konstruktionsverfahren; Deutsche Fassung EN 13104: 2009+A2: 2012 Zurückgezogen, ersetzt durch DIN EN 13103-1: 2018- 03 Z DIN 21772: 2012-07 Zahnräder - Zylinderräder und Zylinderradpaare mit Evolventenverzahnungen - Definition der Abweichungen Zurückgezogen, ersetzt durch DIN ISO 1328-1: 2018-03 BE DIN 55350-100: 2017-02 Begriffe zu Qualitätsmanagement und Statistik - Teil 100: Qualitätsmanagement Zurückziehung beabsichtigt: Der verantwortliche Ausschuss NA 147-00-01 AA beschließt das Projekt vorerst einzustellen, um den Text für einen zweiten Entwurf im Rahmen eines neuen Projekts nach ausführlicher Prüfung mit Bezug auf DIN 55350-12 zu veröffentlichen. Einsprüche bis 2018-05-31 E DIN EN 60300-3-4: 2018-04 Print: 178,20 EUR/ Download: 163,80 EUR Zuverlässigkeitsmanagement - Teil 3-4: Anwendungsleitfaden - Anleitung zum Festlegen von Zuverlässigkeitsanforderungen (IEC 56/ 1726/ CD: 2017); Text Deutsch und Englisch Dependability management - Part 3-4: Application guide - Guide to the specification of dependability requirements (IEC 56/ 1726/ CD: 2017); Text in German and English Vorgesehen als Ersatz für DIN EN 60300-3-4: 2008-06 Erscheinungsdatum: 2018-03-09 Einsprüche bis 2018-05-09 Gegenüber DIN EN 60300-3-4: 2008-06 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Die Inhalte von IEC 62347, einschließlich der betreffenden Anhänge, wurden in diese Norm übernommen und IEC 62347 wurde zurückgezogen. IEC 62347 behandelte die Definitionen von Systemen und deren Bestandteile, sodass damit die Zuverlässigkeitsanforderungen eines jeden Elements anhand von IEC 60300-3-4 festgelegt werden können. Der Zweck der Norm IEC 62347 war die Bestimmung der Systemanforderungen anhand von Funktionen aus systemtechnischer Sicht. Sie beschreibt eine Vorgehensweise, wie man die Systemanwendungen aus Sicht eines Käufers in eine technische Sicht zur Systementwicklung übersetzen kann. IEC 62347 betonte den Architektur- und Funktionsentwurf als Grundlage für die Realisierung der Funktionen durch geeignete Auswahl von Hardware, Software und menschlichen Elementen, um somit die geforderte Systemzuverlässigkeit entsprechend den Käuferbedürfnissen zu erzielen. Dieser Teil der DIN EN 60300 leitet zur Festlegung der geforderten Zuverlässigkeitsmerkmale in Spezifikationen an und legt die Verfahren und die Kriterien ihrer Verifizierung und Validierung fest. 2.1.1.1 Übersetzungen DIN ISO 606: 2018-02 Print: 155,10 EUR/ Download: 142,80 EUR Short-pitch transmission precision roller and bush chains, attachments and associated chain sprockets (ISO 606: 2015) T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 56 Normen 57 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Kurzgliedrige Präzisions-Rollen- und Buchsenketten, Anbauteile und zugehörige Kettenräder (ISO 606: 2015) DIN ISO 4347: 2018-01 Print: 112,10 EUR/ Download: 103,10 EUR Leaf chains, clevises and sheaves - Dimensions, measuring forces, tensile strengths and dynamic strengths (ISO 4347: 2015) Flyerketten, Anschlussstücke und Umlenkrollen - Abmessungen, Messkräfte, Zugfestigkeiten und Dauerfestigkeiten (ISO 4347: 2015) DIN ISO 1328-1: 2018-03 Print: 192,70 EUR/ Download: 177,20 EUR Cylindrical gears - ISO system of flank tolerance classification - Part 1: Definitions and allowable values of deviations relevant to flanks of gear teeth (ISO 1328- 1: 2013) Zylinderräder - ISO-Toleranzsystem - Teil 1: Definitionen und zulässige Werte für Abweichungen an Zahnflanken (ISO 1328-1: 2013) DIN EN ISO 4492: 2018-03 Print: 83,70 EUR/ Download: 77,20 EUR Metallic powders, excluding powders for hardmetals - Determination of dimensional changes associated with compacting and sintering (ISO 4492: 2017) Metallpulver, mit Ausnahme von Hartmetallpulvern - Ermittlung der Maßänderungen beim Pressen und Sintern (ISO 4492: 2017) DIN EN ISO 5754: 2018-03 Print: 55,30 EUR/ Download: 51,00 EUR Sintered metal materials, excluding hardmetals - Unnotched impact test piece (ISO 5754: 2017) Sintermetalle, ausgenommen Hartmetalle - Ungekerbte Probe für den Schlagzähigkeitsversuch (ISO 5754: 2017) 2.2 Internationale Normen und Entwürfe 2.2.1 EN-Normen ZE prEN ISO 3923-1: 2017-04 Metallpulver - Ermittlung der Fülldichte - Teil 1: Trichterverfahren (ISO/ DIS 3923-1: 2017) Zurückgezogen, ersetzt durch FprEN ISO 3923-1: 2018- 02 E FprEN ISO 3923-1: 2018-02 Metallpulver - Ermittlung der Fülldichte - Teil 1: Trichterverfahren (ISO/ FDIS 3923-1: 2018) Metallic powders - Determination of apparent density - Part 1: Funnel method (ISO/ FDIS 3923-1: 2018) Ersatz für prEN ISO 3923-1: 2017-04 ZE prEN ISO 4490: 2017-03 Metallpulver - Bestimmung der Durchflussrate mit Hilfe eines kalibrierten Trichters (Hall flowmeter) (ISO/ DIS 4490: 2017) Zurückgezogen, ersetzt durch FprEN ISO 4490: 2018-01 E FprEN ISO 4490: 2018-01 Metallpulver - Bestimmung der Durchflussrate mit Hilfe eines kalibrierten Trichters (Hall flowmeter) (ISO/ FDIS 4490: 2018) Metallic powders - Determination of flow rate by means of a calibrated funnel (Hall flowmeter) (ISO/ FDIS 4490: 2018) Ersatz für prEN ISO 4490: 2017-03 2.2.2 ISO-Normen Z ISO 1206: 2001-11 Wälzlager - Nadellager, Maßreihen 48, 49 und 69 - Hauptmaße und Toleranzen Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 1206: 2018-02 Z ISO 1206 AMD 1: 2013-08 Wälzlager - Nadellager, Maßreihen 48, 49 und 69 - Hauptmaße und Toleranzen - Änderung 1: Toleranzen für die Wälzlagerlaufbahn der Welle Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 1206: 2018-02 ZE ISO/ FDIS 1206: 2017-09 Wälzlager - Spanend gefertigte Nadellager - Maße, Geometrische Produktspezifikationen (GPS) und Toleranzen ISO 1206: 2018-02 136,70 EUR Wälzlager - Spanend gefertigte Nadellager - Maße, Geometrische Produktspezifikationen (GPS) und Toleranzen Rolling bearings - Needle roller bearings with machined rings - Boundary dimensions, geometrical product specifications (GPS) and tolerance values Ersatz für ISO 1206: 2001-11 und ISO 1206 AMD 1: 2013-08 ZE ISO/ DIS 3923-1: 2017-04 Metallpulver - Ermittlung der Fülldichte - Teil 1: Trichterverfahren Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 3923-1: 2018- 02 E ISO/ FDIS 3923-1: 2018-02 44,10 EUR Metallpulver - Ermittlung der Fülldichte - Teil 1: Trichterverfahren Metallic powders - Determination of apparent density - Part 1: Funnel method Vorgesehen als Ersatz für ISO 3923-1: 2008-05; Ersatz für ISO/ DIS 3923-1: 2017-04 Z ISO 5296: 2012-05 Synchronriemenantriebe - Riemen mit Zahnteilungskurzzeichen MXL, XXL, XL, L, H, XH und XXH - Metrische und Inch -Abmessungen E ISO/ FDIS 5597: 2018-01 102,00 EUR Hydraulic fluid power - Cylinders - Dimensions and tolerances of housings for single-acting piston and rod T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 57 Normen 58 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 seals in reciprocating applications Vorgesehen als Ersatz für ISO 5597: 2010-06 Z ISO 15312: 2003-12 Wälzlager - Thermische Bezugsdrehzahl - Berechnung und Beiwerte Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 15312: 2018-02 ZE ISO/ FDIS 15312: 2017-11 Wälzlager - Thermische Bezugsdrehzahl - Berechnung und Beiwerte ISO 15312: 2018-02 102,00 EUR Wälzlager - Thermische Bezugsdrehzahl - Berechnung und Beiwerte Rolling bearings - Thermal speed rating - Calculation Ersatz für ISO 15312: 2003-12 ZE ISO/ DIS 15552: 2015-11 Pneumatic fluid power - Cylinders with detachable mountings, 1 000 kPa (10 bar) series, bores from 32 mm to 320 mm - Basic, mounting and accessories dimensions Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 15552: 2018-01 E ISO/ FDIS 15552: 2018-01 102,00 EUR Pneumatic fluid power - Cylinders with detachable mountings, 1000 kPa (10 bar) series, bores from 32 mm to 320 mm - Basic, mounting and accessories dimensions Vorgesehen als Ersatz für ISO 15552: 2004-02; Ersatz für ISO/ DIS 15552: 2015-11 E ISO/ DIS 21433: 2018-01 67,20 EUR Gleitlager - Handhabung von Gleitlagern Plain bearings - Handling of plain bearings Einsprüche bis 2018-04-24 3 Vorhaben 3.1 DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL) Luft- und Raumfahrt - Ösenkopf mit Pendelkugellager und Gewindeschaft - Maße und Belastungen; (Europäisches Normungsvorhaben); NA 131-03-03 AA <13116069> Diese Europäische Norm legt die Eigenschaften von Ösenköpfen mit Pendelkugellager und Gewindeschaft, mit Dicht- oder Deckscheiben, fest. Diese werden in Bediengestängen für Flugsteuerungen oder als Stützstreben verwendet. Sie sind in dem durch das Schmierfett vorgegebenen Temperaturbereich zu verwenden: -54 °C bis +121 °C (Schmierfett Kennbuchstabe A) oder -54 °C bis+177 °C (Schmierfett Kennbuchstabe B). Luft- und Raumfahrt; Buchsen mit Flansch aus korrosionsbeständigem Stahl mit selbstschmierender Beschichtung; Maße und Belastung; Deutsche Fassung EN 2288: 1989; (DIN EN 2288: 1990-10); (Europäisches Normungsvorhaben); NA 131-03-01 AA <13116090> Die Norm legt die Eigenschaften von Buchsen mit Flansch aus korrosionsbeständigem Stahl mit selbstschmierender Beschichtung sowie Konstruktionsempfehlungen für Welle und Aufnahmebohrung fest. 3. 2 DIN-Normenausschuss Materialprüfung (NMP) Prüfung von Schmierstoffen - Bestimmung der leichtsiedenden Anteile in gebrauchten Motorenölen - Gaschromatographisches Verfahren; (DIN 51380: 2016-12); NA 062-06-63 AA <06235346> Dieses Dokument legt ein Verfahren zur Bestimmung von leichtsiedenden Anteilen in gebrauchten Motorenölen fest. Diese Anteile geben Hinweise auf die Kraftstoffverdünnung des Öls. Kraftstoff kann z. B. durch eine unvollständige Verbrennung im Zylinder des Motors kondensieren und so in das Motorenöl eingetragen werden. Bei den Kraftstoffen handelt es sich um Ottokraftstoff, z. B. nach DIN EN 228, und Dieselkraftstoffe auf Mineralölbasis, z. B. nach DIN EN 590. Prüfung von Schmierstoffen - Bestimmung von Kraftstoffanteilen in gebrauchten Motorenölen - Gaschromatographisches Verfahren; (DIN 51454: 2015-10); NA 062-06-63 AA <06235347> Dieses Dokument legt ein Verfahren zur Bestimmung von Kraftstoffanteilen in gebrauchten Motorenölen fest. 4 Erklärung über die technischen Regeln Soweit bekannt sind zu den einzelnen Dokumenten Preise angegeben. Ein Preisnachlass auf DIN-Normen und DIN SPEC wird gewährt für Mitglieder des DIN in Höhe von 15 % und für Angehörige anerkannter Bildungseinrichtungen (Bestellung muss mit Nachweis versehen sein) in Höhe von 50 %. Alle DIN-Normen, DIN-Norm-Entwürfe, DIN SPEC und Beiblätter können ohne Mehrpreis im Monatsabonnement bezogen werden. Bei der Bestellung ist die genaue Bezeichnung des Fachgebietes, möglichst unter Verwendung der ICS-Zahlen, anzugeben (siehe DIN- Mitt. 72. 1993, Nr. 8, S. 443 bis 450). Ein Anschriftenverzeichnis der Stellen im Ausland, bei denen Deutsche Normen eingesehen und bestellt werden können, wird vom Beuth Verlag GmbH, AuslandsNormen-Service, 10772 Berlin, kostenlos abgegeben. Die Ausgabedaten der anderen technischen Regeln sind nicht immer identisch mit ihrem Erscheinungstermin oder mit dem Beginn ihrer Gültigkeit. Um eine möglichst vollständige Information zu geben, werden Entwürfe von anderen technischen Regeln auch bei bereits abgelaufener Einspruchsfrist angezeigt. T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 58 Normen 59 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 Voraussetzung für die Aufnahme einer Titelmeldung in die DITR-Datenbanken ist das Vorliegen eines Belegexemplars der technischen Regel. Alle regelerstellenden Organisationen werden daher gebeten, Belegstücke zu Veränderungen ihrer Regelwerke mit Preisangabe an folgende Anschrift zu senden: Deutsches Informationszentrum für technische Regeln (DITR), 10772 Berlin. Erklärung der im DIN-Anzeiger für technische Regeln verwendeten Vorzeichen: V = DIN SPEC (Vornorm) F = DIN SPEC (Fachbericht) P = DIN SPEC (PAS) A = DIN SPEC (CWA) G = Geschäftsplan (GP → einer DIN SPEC (PAS)) E = Entwurf M = Manuskriptverfahren C = Corrigendum/ Berichtigung Ü = Übersetzung B = Beabsichtigte Zurückziehung (BV → einer Vornorm, BE → eines Entwurfs) Z = Zurückziehung (ZV → einer Vornorm, ZE → eines Entwurfs) 4.1 Europäische und internationale Normungsergebnisse 4.1.1 Europäische Normen Der Druck der vom Europäischen Komitee für Normung (CEN) angenommenen EN als DIN-EN-Norm ist vorgesehen. Bis zu deren Veröffentlichung kann das Vormanuskript in deutscher Sprachfassung (falls vorhanden) beim Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin, gegen Kostenbeteiligung bezogen werden. Der Druck der vom Europäischen Komitee für Elektrotechnische Normung (CENELEC) angenommenen EN und HD als DIN-ENbzw. DIN-EN-Norm mit VDE- Klassifizierung ist in Vorbereitung. Bis zu deren Veröffentlichung kann das Vormanuskript bei der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE, Stresemannallee 15, 60596 Frankfurt, gegen Kostenbeteiligung bezogen werden. Die Übernahme der vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) angenommenen EN in das Deutsche Normenwerk ist in Vorbereitung. Bis zur Übernahme als DIN-Norm kann das Vormanuskript bei der DKE gegen Kostenbeteiligung bezogen werden. 4.1.2 Europäische Norm-Entwürfe Die spätere Übernahme der von CEN und CENELEC veröffentlichten Norm-Entwürfe (prEN) und der von CENELEC herausgegebenen HD-Entwürfe (prHD) in das Deutsche Normenwerk ist vorgesehen. Hinsichtlich der Schlussentwürfe (prEN) von CEN, die ohne Einspruchsfristen angezeigt werden, können Vormanuskripte in deutscher Sprachfassung (falls vorhanden) zu den angegebenen Preisen bezogen werden. Bei Dokumenten, die im Parallelen Umfrageverfahren bei IEC und CENELEC erschienen sind, ist in Klammern die Nummer des IEC-Dokumentes angegeben. Diese Entwürfe können bei der DKE gegen Kostenbeteiligung bezogen werden. Stellungnahmen sind bis zum angegebenen Termin an die DKE zu richten. Die vom ETSI veröffentlichten Entwürfe für Europäische Normen (prEN) sollen später in das Deutsche Normenwerk übernommen werden. Diese Entwürfe (überwiegend in englischer Sprache) können bei der DKE gegen Kostenbeteiligung bezogen werden. Stellungnahmen sind bis zum angegebenen Termin an die DKE zu richten. 4.1.3 Internationale Normen und Norm-Entwürfe Die Ergebnisse der Arbeit der Internationalen Organisation für Normung (ISO) und der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) sowie der ISO/ IEC-Arbeit können im DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Burggrafenstraße 6, 10787 Berlin, IEC- Normen und IEC-Entwürfe zusätzlich bei der DKE eingesehen werden. Die Ergebnisse der ISO- und IEC-Arbeit sind in Englisch und/ oder Französisch erhältlich. Sie liegen in deutscher Übersetzung vor, wenn sie gleichzeitig als Europäische Normen oder DIN-ISO- oder DIN-IEC- Normen übernommen werden. Kopien der ISO-Norm-Entwürfe können beim DIN Deutsches Institut für Normung e. V. (AuslandsNormen- Service), 10772 Berlin, bezogen werden. Europäische und Internationale Technische Spezifikationen (TS) und Berichte (TR) sowie Internationale öffentlich verfügbare Spezifikationen (PAS) Europäische und Internationale Technische Spezifikationen werden herausgegeben, wenn ein Norm-Entwurf keine ausreichende Zustimmung zur Veröffentlichung als Norm erreichen konnte oder wenn sich ein zu normender Gegenstand noch in der Entwicklungs- oder Erprobungsphase befindet. Europäische und Internationale Technische Berichte dienen zur Bekanntmachung bestimmter Daten, die für die europäische bzw. internationale Normungsarbeit von Nutzen sind. Europäische Technische Spezifikationen werden in der Regel als DIN SPEC (Vornorm) übernommen. Europäische und Internationale Technische Spezifikationen wer- T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 59 Normen 60 Tribologie + Schmierungstechnik · 65. Jahrgang · 4/ 2018 den spätestens drei Jahre nach ihrer Veröffentlichung mit dem Ziel überprüft, die für die Herausgabe einer Norm erforderliche Einigung anzustreben. Europäische Technische Berichte können bei Bedarf als DIN SPEC (Fachbericht) übernommen werden. Internationale öffentlich verfügbare Spezifikationen (PAS) können von der ISO herausgegeben werden, wenn sich ein Thema noch in der Entwicklung befindet oder wenn aus einem anderen Grund derzeit noch keine Internationale Norm veröffentlicht werden kann. Eine PAS kann auch ein in Zusammenarbeit mit einer externen Organisation erarbeitetes Dokument sein, das nicht den Anforderungen einer Internationalen Norm entspricht. Europäische und Internationale Workshop Agreements (CWA und IWA) Diese Dokumente sind Ergebnisse von Arbeiten europäischer oder internationaler Expertengruppen (Workshops) im Rahmen von CEN/ CENELEC und ISO/ IEC, jedoch außerhalb der Technischen Komitees. Sie liegen, falls nicht anders angegeben, in englischer Fassung vor. 5 Herausgeber und Bezugsquellen 5.1 Deutsche Normen Herausgeber: DIN Deutsches Institut für Normung e. V., 10772 Berlin, Bezug: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin 5.2 Europäische Normen Herausgeber: European Committee for Standardization (CEN), 17,Avenue Marnix, 1000 BRUXELLES, BELGIEN Bezug: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin 5.3 ISO-Normen Herausgeber: International Organization for Standardization, Case postale 56, 1211 GENÈ VE 20, SCHWEIZ- Bezug: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Themenverzeichnisse o Tribologie · Schmierungstechnik o Konstruktion · Maschinenbau · Tribologie · Verbindungstechnik · Oberflächentechnik · Werkstoffe · Materialbearbeitung · Produktion · Verfahrenstechnik · Qualität o Fahrzeug- und Verkehrstechnik o Elektrotechnik · Elektronik · Kommunikationstechnik · Sensorik · Mess-, Prüf-, Steuerungs- und Regelungstechnik · EDV-Praxis Im expert verlag erscheinen Fachbücher zu den Gebieten Weiterbildung - Wirtschaftspraxis - EDV-Praxis - Elektrotechnik - Maschinenwesen - Praxis Bau / Umwelt/ Energie sowie berufs- und persönlichkeitsbildende Audio-Cassetten und -CDs (expert audio) und Software (expertsoft) Bitte fordern Sie unser Verlagsverzeichnis auf CD-ROM an! expert verlag Fachverlag für Wirtschaft & Technik Wankelstraße 13 · D-71272 Renningen Postfach 20 20 · D-71268 Renningen o Baupraxis · Gebäudeausrüstung · Bautenschutz · Bauwirtschaft/ Baurecht o Umwelt-, Energie- Wassertechnik · Hygiene / Medizintechnik o Sicherheitstechnik o Wirtschaftspraxis Anzeige Telefon (0 71 59) 92 65-0 Telefax (0 71 59) 92 65-20 E-Mail expert@expertverlag.de Internet www.expertverlag.de T+S_4_2018.qxp_T+S_2018 05.06.18 11: 15 Seite 60