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Tribologie und Schmierungstechnik HERAUSGEGEBEN VON MANFRED JUNGK 5-6 _ 20 67. JAHRGANG Organ der Gesellschaft für Tribologie Organ der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft Organ der Swiss Tribology Heft 5-6. Dezember 2020 67. Jahrgang Herausgeber: Dr. Manfred Jungk Tel.: +49 (0)6722 500836 eMail: manfred.jungk@mj-tribology.com www.mj-tribology.com Redaktion: Dr. rer. nat. Erich Santner Tel.: +49 (0)2289 616136 / eMail: esantner@arcor.de Ulrich Sandten Tel.: +49 (0)7071 97556 56 / eMail: sandten@verlag.expert 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. Alle Informationen in dieser Zeitschrift wurden mit großer Sorgfalt erstellt. Fehler können dennoch nicht völlig ausgeschlossen werden. Weder Verlag noch Autoren oder Herausgeber übernehmen deshalb eine Gewährleistung für die Korrektheit des Inhaltes und haften nicht für fehlerhafte Angaben und deren Folgen. Entwurf und Layout: Ludwig-Kirn Layout, 71638 Ludwigsburg expert verlag GmbH Dischingerweg 5, 72070 Tübingen Tel. +49 (0)7071 97556 0, Fax: +49 (0)7071 9797 11 eMail: info@verlag.expert Vereinigte Volksbank EG, Sindelfingen BIC GENODES1 BBV, IBAN DE51 6039 0000 0032 9460 07 USt.-IdNr. DE 145162062 Anzeigen: eMail: anzeigen@narr.de Tel: +49 (0) 7071 9797 10, Fax: +49 (0)7071 9797 11 Informationen und Mediadaten senden wir Ihnen gerne zu. Abo-Service: eMail: abo@narr.de Tel. +49 (0)7071 9797 10, Fax: +49 (0)7071 9797 11 Die zweimonatlich erscheinende Zeitschrift kostet im Abonnement print EUR 205,-, Vorzugspreis für private Leser EUR 152,-. Abonnementspreis print + online access: EUR 225,-, Vorzugspreis für private Leser EUR 160,- (alle Preise inkl. MwSt.). Abonnementspreis e-only: EUR 210,- (inkl. 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Hilfreich ist es ferner, wenn die Bilder durchnummeriert und bereits an der richtigen Stelle platziert sowie mit den zugehörigen Bildunterschriften versehen sind. Da wir auf die Einheit von Text und Bild großen Wert legen, bitten wir, im Text an geeigneter Stelle einen sogenannten (fetten) Bildhinweis zu bringen. Das Gleiche gilt für Tabellen. Auch sollen die Tabellen unsere Art des Tabellenkopfes haben. Die Artikel dieses Heftes zeigen Ihnen, wie wir uns den Aufbau Ihres Artikels vorstellen. Vielen Dank. Bitte lesen Sie dazu auch unsere ausführlichen „Hinweise für Autoren“ (Checkliste auf der hinteren Umschlagseite). Aktuelle Informationen über die Fachbücher zum Thema „Tribologie“ und über das Gesamtprogramm des expert verlags finden Sie im Internet unter www.expertverlag.de Ihre Mitarbeit in Tribologie und Schmierungstechnik ist uns sehr willkommen! Impressum Tribologie und Schmierungstechnik Organ der Gesellschaft für Tribologie | Organ der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft | Organ der Swiss Tribology Editorial 1 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0022 Liebe Leserinnen und Leser, die virtuelle GfT-Jahrestagung Ende September war für uns alle eine neue Erfahrung und dank der sehr guten Vorbereitung durch die Geschäftsstelle ein voller Erfolg. Das Programm war an das der vergangenen Jahre angelehnt, wodurch man sich schnell im virtuellen Raum zurechtfinden konnte. Die Pausengespräche habe ich in der zur Verfügung gestellten privaten „Chat-Funktion“ zum Teil ersetzen können. Noch erfreulicher war, dass an der Mitgliederversammlung mehr Personen teilnahmen als bei den Präsenzveranstaltungen, die Interpretation, ob das an der fehlenden Hotelbar lag, überlasse ich Ihnen. Mit einer virtuellen „Happy Hour“ schloss die STLE Tribology Frontiers Conference, die über fünf Tage mit Vortragenden aus aller Welt Anfang November stattfand. Zur besseren Überbrückung der Zeitzonen wurden die meisten Vorträge aufgezeichnet und im Programmablauf, mit gleichzeitiger „Live-Schaltung“ der „Chat- Funktion“ durch die Moderatoren und Vortragenden, abgespielt. Erstaunlich positiv gestaltete sich die Teilnehmerzahl - trotz der Schwierigkeit, dass sich die Asiaten morgens früh und die Europäer abends spät einwählten. Der dritte Emerging Trends Report der STLE mit dem Titel „EMERGING ISSUES AND TRENDS in Tribology and Lubrication Engineering“ wurde nach denen von 2014 und 2017 dieses Jahr veröffentlicht. Für den ersten von drei Teilen wurden 20 Experten zu den tribologischen Anwendungsfeldern Mobilität, Energie, Herstellung und Medizin/ Gesundheit befragt. Für den zweiten Teil wurden 591 STLE-Mitglieder aus 48 Ländern zu den Einflussfaktoren Personal, Forschungsfinanzierung, Kosten und Verfügbarkeit von Werkstoffen, Sicherheit/ Umwelt und Gesetzgebung in Bezug auf die tribologischen Anwendungsfelder befragt. Die Auswertung wird im dritten Teil für den Ausblick dargestellt, wobei das Thema Nachhaltigkeit heraussticht. Über die von der GfT in Auftrag gegebene Umfrage zur Tribologie in Deutschland wurde letztes Jahr in Ausgabe 6 berichtet. In dieser Ausgabe berichtet der Kollege Woydt über die für die GfT weitergeführten Studien zur Tribologie in Deutschland. Der Ausgangspunkt für die Studien war die Feststellung, dass in der öffentlichen Diskussion und Wahrnehmung die Tribologie als eine Querschnittstechnologie nicht annähernd ausreichend berücksichtigt wird. Dazu wurden „CO 2 & Reibungsminderung“ und „Nachhaltigkeit & Verschleißschutz“ getrennt betrachtet, um die Komplexität der Wirkzusammenhänge auf Grund der verwobenen CO 2 -Thematik zu mindern. Inhaltlich ist die Tribologie für die Zukunft bestens gerüstet. Wie wir die Inhalte in den nächsten Jahren umsetzen werden, kann unter den aktuellen, sich ändernden Rahmenbedingungen niemand voraussagen. Möge für Sie das nächste Jahr mit den kommenden Änderungen viele Chancen eröffnen, bleiben Sie gesund und der Tribologie gewogen, Ihr Manfred Jungk Herausgeber Tribologie in Deutschland und der Welt TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 1 Veranstaltungen 2 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 Veranstaltungen Datum Ort Veranstaltung ► 26.04. - 27.04.21 Virtual ELGI Technical Conference www.elgi.org ► 28.04. - 29.04.21 Virtual ELGI-STLE Tribology Exchange Workshop www.elgi.org ► 28.04. - 29.04.21 Stuttgart UNITI Mineralöl-Technologie-Forum https: / / www.umtf.de ► 16.05. - 20.05.21 New Orleans, USA 75 th STLE Annual Meeting https: / / www.stle.org/ annualmeeting ► 08.06. - 10.06.21 Rosenheim OilDoc-Konferenz und Ausstellung https: / / conference.oildoc.com ► 05.09. - 10.09.21 Lyon 7 th World Tribology Congress https: / / www.wtc2021.org/ ► 20.10. - 22.10.21 UEIL Annual Congress www.ueil.org ► 01.05. - 03.05.22 Hamburg ELGI Annual General Meeting www.elgi.org verschoben, ehemaliges Datum: 26. - 28.04.20 Eine Zeitschrift des Verband Schmierstoff-Industrie e. V. JETZT ONLINE LESEN! www.sus.expert SCHMIERSTOFF SCHMIERUNG TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 2 Inhalt 3 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 7 Daniela Posselt, Michael Adler, Erwin Haberda Zuverlässiger Anlagenbetrieb durch anwendungsbezogene Ölauswahl für Kompressoren Specification procedure for applicationspecific oil selection for compressors 14 Haomiao Yuan, Jian Song The effect of lubrication and thermal storage on the fretting behavior of electrical contacts 22 Christoph Burkhart, Stefan Thielen, Bernd Sauer Online determination of reverse pumping values of radial shaft seals and their tribologically equivalent system 35 Franz Pirker, Ivana Tóth, Ulrike Cihak-Bayr, Reinhard Grundtner, András Vernes, Jesús Benedicto, Dirk Spaltmann), Thomas Gradt, Alberto Alberdi, Itziar Alonso, Raquel Bayón, Amaya Igartua, Álvaro García, Francesco Pagano, Iñaki Bravo, Maria Kogia, Donna Dykeman, Samuel Liedtke, Ichiro Minami, Erik Nyberg, Kaisu Soivio, Helena Ronkainen, Sami Majaniemi, Vuokko Heino, Konstantinos Gkagkas, Lluis Mont, Iñaki Amigorena Tribological Characterisation Services for Materials - i-TRIBOMAT 52 Mathias Woydt Die Bedeutung der Tribologie für die Minderung der CO 2 -Emissionen und für die Nachhaltigkeit The importance of tribology for reducing CO 2 emissions and for sustainability goals 61 Frank Reichmann Vorstellung eines allgemeinen Verfahrens zur Bestimmung der Gebrauchsdauer von Schmierfetten in Wälzlagern Introduction of a general procedure to predict the service life of lubricating greases in rolling bearings 1 Editorial Tribologie in Deutschland und der Welt 2 Veranstaltungen 5 Laudatio von ir. Harry van Leeuwen Verleihung des Georg-Vogelpohl-Ehrenzeichens an Prof. dr.ir. Evert Muijderman Aus Wissenschaft und Forschung 69 Nachrichten Mitteilungen der GfT, Junge Tribologen Mitteilungen der ÖTG 84 Patentumschau 85 Normen Hinweise für Autoren / Checkliste (s. Umschlag) Rubriken Vorab Tribologie und Schmierungstechnik Organ der Gesellschaft für Tribologie Organ der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft Organ der Swiss Tribology 67. Jahrgang, Heft 5 -6 Dezember 2020 Veröffentlichungen Die Autoren wissenschaftlicher Beiträge werden gebeten, ihre Manuskripte direkt an den Herausgeber, Dr. Jungk, zu senden (Checkliste und Formatvorgaben siehe Umschlagseite hinten). Authors of scientific contributions are requested to submit their manuscripts directly to the editor, Dr. Jungk (see backpage for formatting guidelines). IHR ONLINE-ABONNEMENT DER TuS Ab dem Jahrgang 2019 können Sie die aktuellen Hefte der Tribologie und Schmierungstechnik im Online-Abonnement beziehen. Die Hefte der vergangenen Jahrgänge werden kontinuierlich integriert. Unsere eLibrary bietet Ihnen einen qualitativ hochwertigen und benutzerfreundlichen Zugang zum digitalen Buch- und Zeitschriftenprogramm der Verlage expert, Narr Francke Attempto und UVK. Nutzen Sie mit uns die Chancen der Digitalisierung: https: / / elibrary.narr.digital/ journal/ tus Der Online-Zugang ist in Kombination mit dem Print-Abo oder als e-only-Abo erhältlich. Abo-Service: Tel: +49 (0)7071 97 97 10 Fax: +49 (0)7071 97 97 11 eMail: abo@narr.de TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 3 Anzeige 4 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 CHMIERUNG Eine Zeitschrift des Verband Schmierstoff-Industrie e. V. Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaf Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ Altphilologie \ Sp \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Kommunikationswisse chaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwisse chaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ Altphilolo \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Kommunikatio wissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprac wissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ A philologie \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourism \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ Altphilologie \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwisse chaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Kommunikationswissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglisti Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtsch BUCHTIPP Rüdiger Krethe Handbuch Ölanalysen 1. Auflage 2020, 284 Seiten €[D] 148,00 ISBN 978-3-8169-3499-8 eISBN 978-3-8169-8499-3 expert verlag GmbH \ Dischingerweg 5 \ 72070 Tübingen \ Tel. +49 (0)7071 97 97 0 \ Fax +49 (0)7071 97 97 11 \ info@verlag.expert \ www.expertverlag.de Stand: Dezember 2020 · Änderungen und Irrtümer vorbehalten! Das Buch bietet eine praxisorien琀erte Einführung in das Thema Ölanalysen. Es vermi琀elt das nö琀ge Hintergrundwissen, von der sachgerechten Probenentnahme, den Prüfverfahren bis zum Verstehen der Analysenergebnisse. Hierdurch unterstützt es den Anwender dabei, kostspielige Ausfallzeiten der Maschinen zu verhindern. Rüdiger Krethe ist diplomierter Maschinenbauer und Tribotechniker. Er befasst sich seit mehr als 25 Jahren intensiv mit der Schmierung von Maschinen, angefangen von der Produktauswahl, der innerbetrieblichen Organisa琀on bis hin zur Überwachung von Schmierölen und Hydraulik昀üssigkeiten während des Einsatzes. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 4 Evert Muijderman wurde 1931 in Hedel geboren, einem Dorf am rechten Ufer der Maas, gerade noch in der Provinz Gelderland. Die Erlebnisse des Zweiten Weltkriegs haben sein Leben tief berührt. Sein Geburtshaus wurde bei der Operation Market Garden von den Alliierten bombardiert, und als er eineinhalb Monate später mit seiner Familie und fast 40 anderen am Fuße des Turms von Hedikhuizen, am anderen Ufer der Maas, Zuflucht gefunden hatte, gelang es allen, gerade noch rechtzeitig zu entkommen, als der Besatzer den ganzen Turm mit seinen Fundamenten in die Luft sprengte. Everts Liebe zum Basteln an Autos führte dazu, dass er 1949 ein Maschinenbaustudium an der TH Delft begann. Er graduierte 1954 am Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik bei Prof. ir. H.C.A. Van Eldik Thieme. Nach seinem Militärdienst begann er 1956 eine Karriere bei Philips in Eindhoven, im weltberühmten NatLab. Normalerweise stellte Philips nur Maschinenbauingenieure ein, um die Fabriken zu managen, aber Evert sah eine Gelegenheit, sich als Forscher in diesem Physiklabor zu betätigen. Damals hatte das NatLab eine ganz andere Kultur als heute: eine Kultur, die sich durch große Freiheit und Raum in Zeit und Budget ausprägte. Evert wurde die Zeit gegeben, praktisch alle Aspekte der hydrodynamischen Schmierung zu untersuchen. Da er ohne jedes theoretische Wissen auf diesem Gebiet anfing, musste er selbst viel erfinden. Auch im experimentellen Bereich. Die Anwendung lag im Bereich der Axiallager, vorwiegend für Konsumgüter, wie z. B. Schallplattenspieler. Die vorhandenen Lager konnten keine Last tragen, und das Ergebnis war schneller und übermäßig hoher Verschleiß. Dasselbe Problem trat bei den Ultrazentrifugen auf, einem Gerät zur Urananreicherung. Dieses war ein äußerst wichtiges Forschungsprojekt von großer internationaler Bedeutung im Lichte der Zeit: der Zeit des Kalten Krieges. Die Niederlande waren im Rennen, eine Fabrik dafür zu bauen, und das Lager war der Engpass. Evert fand die Lösung für das Problem: ein Lager mit einem Rillenmuster. Das Lager wurde darum Spiralrillenlager, auf Englisch „spiral groove bearing (SGB)“, genannt. Im Jahre 1964 promovierte Evert Muijderman bei Prof.ir. H. Blok (1991 mit dem Georg-Vogelpohl-Ehrenzeichen ausgezeichnet) in Delft. Währenddessen (1963) war Evert Gruppenleiter der Gruppe Mechanik und Tribologie geworden. Die tägliche Leitung nahm einen Großteil seiner Zeit in Anspruch, was ihn aber nicht davon abhielt, die Arbeit am Spiralrillenlager selbst zusammen mit seinen Mitarbeitern fortzusetzen. Die Folgen des Krieges veranlassten Evert, den Militärdienst aufzugeben. Er wurde 1964 als Kriegsdienstverweigerer aus Gewissensgründen anerkannt. Evert wurde Mitglied des Ausschusses für das Gesetz über Kriegsdienstverweigerung aus Gewissensgründen und blieb das bis 2005. 1971 wurde Evert zum außerordentlichen Professor für Tribologie an der Abteilung Maschinenbau der TH Delft berufen. Seine Amtseinführung mit dem Titel „Over lagers en legers“ (auf Deutsch „Über Lager und Armeen“) löste wegen seiner pazifistischen Vision große Debatten aus. Evert blieb bis 1985 mit der (heutigen) TU Delft verbunden. 1988 bot Philips ihm einen Vorruhestand an, woraufhin Evert außerordentlicher Professor für Tribologie an der TU Eindhoven, Fakultät Maschinenbau, wurde. Bis 1996 war er dieser Fakultät verbunden und emeritierte anschließend. Da Evert von den überlegenen Eigenschaften des Spiralrillenlagers von Anfang an überzeugt war, unternahm er sehr große Mühen, dieses Lager überall bekannt zu machen. Die grundlegenden Forschungsarbeiten waren sowohl theoretisch als auch experimentell sehr gut untermauert. Ein Großteil der Forschung aus den 60er bis 80er Jahren wurde veröffentlicht. Fast alle internationalen Veröffentlichungen und Patente zu SGBs und ihren Anwendungen aus dieser Zeit stammen von Philips. Everts Werbung führte zu vielen erfolgreichen Anwendungen in: Laudatio zur Verleihung des Georg-Vogelpohl-Ehrenzeichens 5 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 rachwissenschaft \ ltphilologie \ Sport munikationswissenche Sprachwissenment \ Altphilologie d Kommunikations- Historische Sprach- Management \ Altstik \ Bauwesen \ tschaft \ Tourismus gie \ Kulturwissenhichte \ Anglistik \ \ BWL \ Wirtschaft Verleihung des Georg-Vogelpohl-Ehrenzeichens an Herrn Prof. dr.ir. Evert Muijderman Laudatio von ir. Harry van Leeuwen* NRC (niederländische Zeitung) * Autor: ir. Harry van Leeuwen, TU Eindhoven, Niederlande Mitarbeit: Dipl.Ing. Eduard M. Laukotka, Handeloh TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 5 Von 1971-1996 hat Evert viel getan, um das Bewusstsein für die Frage von Krieg und Frieden in den Niederlanden zu fördern. Er war niederländisches Mitglied des Pugwash-Komitees (1978 -1990). Pugwash ist eine internationale Vereinigung von Wissenschaftlern, die 1957 von einer Reihe von Nobelpreisträgern gegründet wurde. Darüber hinaus diente er der Stiftung Historisches Museum Hedel als Gründer, Mitglied, Schatzmeister und Ehrenmitglied. In Deutschland war Evert ein hochgeschätzter und beliebter Gastdozent an der Technischen Akademie in Esslingen (1982-2002). Schließlich war er Mitglied der Abteilung Tribologie des Bundes für Materialwissen (Bond voor Materialenkennis, BVM, 1973-1996). Laudatio zur Verleihung des Georg-Vogelpohl-Ehrenzeichens 6 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 ■ Röntgenröhren ■ Videoköpfen (in Videokassettenrekorder) ■ Gleitringdichtungen (in Hochdruck Gaskompressoren) ■ Festplattenlaufwerken (Hard Discs) Diese letzte Anwendung war die erfolgreiche und hat sicherlich dazu beigetragen, das Mooresche Gesetz möglich zu machen. Seit 2002 sind fast alle Speicherplatten als SGB-Lager ausgeführt, das sind fast 20 Milliarden Stück. Weniger bekannt geworden, aber technisch sehr gelungen, sind die Anwendungen in Satelliten-Schwungrädern, Laser-Scannern, und Freikolbenkompressoren (als Kältemaschine). TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 6 Einleitung Kompressoren sind weltweit aus vielen industriellen Prozessen nicht mehr wegzudenken. Eine entscheidende, wenn auch häufig zu wenig beachtete, Komponente zum sicheren und stabilen Betrieb ist der Schmierstoff. Er ist essenziell für den ökonomischen Einsatz der Maschine und der damit ausgeführten Tätigkeiten. Er dient primär dem Schutz der Bauteile vor Korrosion und reibungsinduziertem Verschleiß, übernimmt aber auch die Aufgabe der Wärmeabfuhr und der Dichtung. Synthetische oder mineralische Basisöle werden in Verbindung mit hoch wirksamen und gut abgestimmten Additiven ebenso zu einer Hightech-Komponente wie die in der Maschine verbauten Werkstoffe [2]. Durch stetiges Streben nach Maximierung der potenziellen Nutzungsdauer bei gleichzeitiger Ausfallsicherheit steigen die Anforderungen an den Schmierstoff. Kompressoren nehmen vor allem in der Energiegewinnung eine Schlüsselrolle ein. Bei der Gewinnung und Aus Wissenschaft und Forschung 7 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0023 Zuverlässiger Anlagenbetrieb durch anwendungsbezogene Ölauswahl für Kompressoren Daniela Posselt, Michael Adler, Erwin Haberda* Eingereicht: 16. 9. 2020 Nach Begutachtung angenommen: 11. 11. 2020 Die Rolle von Schmierstoffen in Kompressoren wird trotz ihres großen Einflusses auf den zuverlässigen und sicheren Betrieb von Anlagen oft unterschätzt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde in Anlehnung an die Norm DIN ISO 51506 [1] ein vertiefendes, anwendungsnahes Freigabeverfahren entwickelt. Durch Vergleich mit bewährten Schmierstoffen wurden neue Grenzwerte definiert. Um zusätzlich die Langzeitstabilität und Materialverträglichkeit des Öls zu bewerten wurden ergänzende Tests eingeführt. Darüber hinaus wird vor einer abschließenden Freigabe ein Feldtest mit regelmäßiger Probenziehung und Bewertung durchgeführt. Das daraus resultierende Verfahren ermöglicht eine anwendungsorientierte Bewertung von Ölen. Dadurch können schmierölverschuldete Ausfälle reduziert und besonders in Bezug auf Kompressoren in der Öl- und Gasexploration erhöhte Sicherheit gewährleistet werden. Schlüsselwörter Kompressoröle, Schmierstoffspezifikation, Langzeitstabilität, Schmierstoffalterung, Betriebssicherheit, Anlagenwartung Specification procedure for application-specific oil selection for compressors The role of lubricants in compressors is often underestimated although they greatly influence the operational safety and reliability of plants. In this work an in-depth, application-oriented approval procedure was developed based on the DIN ISO 51506 standard [1]. By comparison with established lubricants, new limits were defined, and additional tests were introduced to evaluate long-term stability and material compatibility. In addition, a field test with regular sampling is carried out before a final assessment. The resulting procedure allows an applicationoriented evaluation of oils. This can reduce failures caused by lubricating oil and ensures increased safety, especially with regard to compressors in oil and gas exploration. Keywords Compressor oils, lubricant specification, long-term stability, lubricant ageing, operational safety, plant maintenance Kurzfassung Abstract * Daniela Posselt, Bsc (Corresponding author) Orcid-ID: https: / / orcid.org/ 0000-0001-9934-8805 Ing. Michael Adler AC2T research GmbH, 2700 Wiener Neustadt, Austria DI Msc. Erwin Haberda Leobersdorfer Maschinenfabrik GmbH, 2544 Leobersdorf, Austria TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 7 fordernisse nicht hinreichend erfüllt, können verkürzte Wartungszyklen oder große Schäden an der Anlage die Folge sein. Das aktuell am weitesten verbreitete Verdichtermodell betreibet zwei separate Schmierkreisläufe für Kurbelgehäuse und Zylinderschmierung (siehe Bild 1). Im Kurbelgehäuse wird die rotatorische Bewegung der Kurbelwelle mithilfe des Pleuels und eines Kreuzkopfes in eine lineare Bewegung umgewandelt. Eine Ölpumpe sorgt für durchgängige Druck-Umlaufschmierung in den Gleitlagern. Im Zylinder kommt hingegen Verlustschmierung zur Anwendung. Bei der Kompression des gewünschten Gases garantiert diese einen durchgängigen Schmierfilm zwischen dem Kolben bzw. dessen Dichtelementen und dem ummantelnden Zylinder. Der Schmierstoff übernimmt dabei auch selbst einen Teil der Gasabdichtung zwischen den Dichtelementen am Kolben und der Zylinderwand. Hierbei muss mit Temperaturen von bis zu 220 °C und durch das zu verdichtende Gas eingetragene Verunreinigungen gerechnet werden. Diese Kontaminationen können neben Feuchtigkeit ebenso Partikel, flüchtige Schwefelverbindungen und kondensierende Kohlenwasserstoffe sein. Beim Einsatz von mobilen Kompressorsystemen mit geringen Abmessungen auf Schiffen oder LKWs steigt mit der Komplexität der Konstruktion auch der Anspruch an die Schmierung [10]. Durch das geringere Ölvolumen kommt es hier potenziell zu stärkerer Kontaminationsbelastung, höheren Betriebstemperaturen, dadurch begünstigt steigender Oxidation und folglich zu einem rascheren Qualitätsverlust des Schmierstoffes. Aus Wissenschaft und Forschung 8 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0023 Verarbeitung von fossilen Brennstoffen sind Verdichter in beinahe allen Prozessschritten im Einsatz. Ungeachtet des sinkenden Ölpreises und der damit einhergehenden Ölkrise [3] erwartet die OPEC (Organization of the Petroleum Exporting Countries) für die nächsten Jahre eine weiterhin steigende Nachfrage an fossilen Rohstoffen. Dies bedeutet, dass trotz der Forschung an alternativen Energiequellen, und den Bemühungen zum Einsatz dieser, noch bis mindestens 2040 mit steigender Exploration und Förderung von Erdgas und Erdöl zu rechnen ist [4]. Bereits zum Auffinden neuer Lagerstätten werden auf seismischen Explorationsschiffen Luftkompressoren installiert. Durch die erzeugte Druckwelle kann ein geophysikalisches Tiefenprofil des Meeresbodens erstellt und Öl- und Gasvorkommen tief im Meeresgrund erkannt werden. Wird eine Lagerstätte erschlossen, dienen Prozessgasverdichter zur Steigerung der Effizienz in der Ölförderung, indem Stickstoff in das Bohrloch gepumpt wird, um den Förderdruck zu erhöhen. Beim Transport von Erdgas über Pipelines unterstützen mobile Kompressorsysteme die Wartung einzelner Abschnitte der Rohrleitung. Dadurch wird die Erdgasemission in die Atmosphäre reduziert und beständige Sicherheit gewährleistet. Auch in großen chemischen und petrochemischen Anlagen übernehmen Kompressoren eine Vielzahl an wichtigen Prozessschritten. [5] Verdichter sind auch in Bezug auf alternative Energieträger bedeutend und zur Realisierung einer flächendeckenden „Wasserstoffmobilität“ [6] essenziell. Derartige Wasserstoffkompressor-Anlagen stehen bereits seit Anfang des 21. Jahrhunderts zunehmend im Fokus des Interesses [7]. 2005-2011 untersuchte das NREL (National Renewable Energy Laboratory) des US-Energieministeriums die Bedingungen für einen Ausbau der Wasserstoff-Infrastruktur in den USA und nannte Kompressoren als größten wirtschaftlichen Faktor [8]. Die Studie ermittelte in einer Kostenabschätzung, dass 65 % der Gesamtkosten für Wasserstoffkompression, -lagerung und -abgabe auf Kompressoren fallen [8], [9]. Allerdings stellen die Planung und Konstruktion von Wasserstofftankstellen völlig neue Ansprüche an Kompressoren. Durch höhere Arbeitsdrücke von bis zu 900 bar ist bei Antriebs- und Dichtungssystemen in vielerlei Hinsicht ein Umdenken notwendig, was ebenso neue Herausforderungen für den Schmierstoff bedeutet. Schmierstoffe in Kompressoren Innerhalb eines Kompressors ist der Schmierstoff verschiedenen Betriebsbedingungen ausgesetzt und hat unterschiedliche Aufgaben zu erfüllen. Werden die Er- Zylinder Kolben inkl. Kolbenstange Kreuzkopf Kurbelwelle Pleuel Ölversorgung Ölpumpe Ölfilter Zylinder Kurbelwelle Pleuel Bild 1: Das Pleuel überträgt die Bewegung der Kurbelwelle mithilfe des Kreuzkopfs auf den Zylinder. Die bewegten Teile werden über das Ölsystem (in blau dargestellt) mit Schmierstoff versorgt. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 8 Um trotzdem langfristig einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, müssen die Funktionen des Schmierstoffes auch nach längerer Nutzdauer und Einwirkung von Umweltbedingungen einwandfrei erfüllt werden. In der Kurbeltriebsschmierung steht vor allem die Langlebigkeit und damit die Oxidationsstabilität des eingesetzten Schmierstoffes im Vordergrund. Eine unzureichende Langzeitstabilität führt zu rasch ansteigender Viskosität und Versäuerung durch Oxidationsprodukte des Öls. Daraus resultierender Schmierverlust durch Viskositätsanstieg führt zu Schäden in den Lagern der Kurbelwelle. Die Versäuerung begünstigt Korrosion an metallischen Oberflächen und mögliche Reaktivität mit Prozessgasen. Ebenso kann die Ausschlammung von Abbauprodukten zur Verstopfung von Aggregaten führen.[11] Für den Einsatz als Zylinderschmiermittel ist vor allem die Hochtemperaturstabilität relevant. Eine unzureichende Hochtemperaturstabilität kann unter den vorherrschenden Bedingungen zu kohlenstoffhaltigen Ablagerungen des Öls führen. Aufgrund der Temperaturerhöhung während der Kompression können diese Glutnester bilden und in Verbindung mit reaktivem Prozessgas sind unkontrollierte Entzündungen die Folge. Bei der Auswahl des idealen Schmierstoffes müssen Kompressoren dieser Bauart beide Eigenschaften berücksichtigen, um die oben beschriebenen Probleme zu vermeiden. (Allerdings wird in der DIN 51506 - „Schmieröle VDL- Einteilung und Anforderungen“ - für Schmieröle in Luftkompressoren [1] diese Möglichkeit nicht in Betracht gezogen.) Besonders bei Übersee-Standorten im offwie on-shore Bereich mit schlechter Erreichbarkeit ergeben sich bei ungeplanten Standzeiten erhebliche finanzielle Verluste. Das Fassungsvermögen einer Kompressoranlage variiert zwischen 10 und 3 000 Liter Öl. In der Praxis sind daher möglichst lange Ölwechselintervalle angestrebt, bis zu 10 000 Stunden sind hier keine Seltenheit. Spezifikationsverfahren Als „Kompressoröl“ vertriebene Schmierstoffe müssen der VDL Norm DIN 51506 [1] entsprechen. Diese klassifiziert Öle gemäß eines vorgegebenen Anforderungsprofils und richtet sich nach allgemeinen Kriterien eines Einsatzes bei typischen Arbeitsbedingungen. Daher werden Sicherheitsparameter wie Entflammbarkeit des Öls und Reaktionen auf hohe Temperaturen beurteilt. Es werden jedoch weder die Langzeitstabilität des Öls noch die Verträglichkeit mit Werkstoffen und dem Prozessgas berücksichtigt. Langjährige Erfahrung und eingehende Untersuchungen aufgetretener Schadensfälle haben gezeigt, dass diese Klassifizierung alleine keine Garantie für eine uneingeschränkte Eignung darstellt. [11] Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass die Norm, wie oben erwähnt, nur einen Teil der möglichen Leistungsparameter berücksichtigt und spezifisch für Luftverdichter konzipiert ist. Um das optimale Produkt für den jeweiligen Anlagentyp einsetzen zu können, ist eine adaptierte Bewertung des Leistungsprofils erforderlich. Um den verschärften Bedingungen in der Öl- und Gasexploration gerecht zu werden wurde im Rahmen dieser Arbeit ein entsprechendes Freigabeverfahren erarbeitet welches sich mit den Aspekten zur Langzeitstabilität und Werkstoffverträglichkeit befasst. Zusätzlich zur qualitativen Eignung eines Kompressoröls besteht außerdem die Frage nach der Verfügbarkeit. Durch den weltweiten Einsatz von Kompressoren ist die lokale Verfügbarkeit geeigneter Schmierstoffe eine zusätzliche Herausforderung. Um den Mehraufwand für den Anlagenbetreiber zu minimieren, muss eine umfassende Liste an einsatztauglichen Ersatzschmierstoffen erstellt werden. So wird den Kompressorbetreibern die Anschaffung eines regional verfügbaren Produktes für Ölwechsel und Wartung erleichtert. Unter Herstellern von Hydraulikanlagen hat sich die Definition eigener Anforderungsprofile bereits etabliert. Diese Profile gehen über die Mindestanforderungen der Normen hinaus, wodurch potenzielle Probleme, welche durch die Qualitätsunterschiede der am Markt vertretenen Öle entstehen können präventiv vermieden werden [12]. Da ein solcher Konsens für Kompressoröle nicht besteht, soll im Rahmen dieser Arbeit ein realitätsnahes Spezifikationsverfahren für Kompressoröle definiert werden, welches eine klare Einteilung bezüglich der Eignung in Kompressoren der Öl- und Gasexploration ermöglicht. Methoden zur erweiterten Ölspezifikation Aufbauend auf den Testverfahren der Norm [1] wird in dieser Arbeit vertiefend auf die realen Anwendungsbedingungen eingegangen. Dabei wird besonders die Stabilität der Schmierstoffe hinsichtlich des Hochtemperatur- und Langzeitabbauverhaltens kritisch bewertet. Bild 2 zeigt schematisch das neu etablierte dreistufige Freigabeverfahren: i) Das Kernstück der Spezifikation ist die vertiefende Analyse des Ölkandidaten im Labor. Erfüllt es die Bedingungen des erweiterten Anforderungsprofils wird zur Validierung der Laboranalysen der Einsatz in einem Feldtest empfohlen. ii) Vor dem Feldversuch wird der Kompressor mit dem Schmierstoff gespült, um Kontaminationen aus dem zuvor verwendeten Schmierstoff vorzubeugen. Während der Versuchsdauer werden in regelmäßigen Abständen Ölproben gezogen. iii) Nach störumgsfreiem Abschluss des Feldtests werden die Gebrauchtölproben im Labor analysiert. Es folgt eine abschließende Beurteilung und die mögliche Freigabe für Kompressoren in der Öl- und Gasexploration. Zur Beurteilung der Schmierstoffeignung wurden Referenzöle definiert, die sich im Betrieb bewährt Aus Wissenschaft und Forschung 9 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0023 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 9 weiteres Alterungsverfahren erweitert. Angelehnt an die Norm CEC L-48-A-95 wird die Zunahme der kinematischen Viskosität (ASTM D 7042-11A) und der Neutralisationszahl (DIN 51558-1) während der Versuchsdauer von 8 Tagen bei 160 °C unter Luftzufuhr ohne Katalysator beobachtet. Zusätzlich wird in der erweiterten Spezifikation das Schaumverhalten (ASTM D892-13) getestet. Um die Materialverträglichkeit des Öls mit den eingesetzten Werkstoffen zu analysieren wird das Analyseprogramm außerdem noch durch die DIN ISO 2160 und 7120 zur Abschätzung der Korrosionswirkung und des Korrosionsschutzes ergänzt. Die Laboranalyse im ersten Schritt des Freigabeprozesses bietet ein schnelles und wirtschaftliches Screening der in Frage kommenden Schmierstoffe. Die vollständige Liste aller Tests, welche im ersten Schritt des Aus Wissenschaft und Forschung 10 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0023 haben. Die Analysedaten dieser Referenzöle stellen damit die neuen Mindestanforderungen zur Freigabe von Verdichterölen in Kompressoren dar. Das entwickelte Ölspezifikationsverfahren wendet im ersten Schritt zunächst Teile der in der Norm beschriebenen Überprüfungsverfahren an. Die Methode DIN ISO 6617 bei 200 °C mit Eisen(III)oxid ist besonders für die Hochtemperatureignung von Bedeutung, da sie die Verkokungsneigung des Öls nach der Alterung verifiziert. Die in der Norm vorgeschriebenen Grenzwerte für den maximalen Koksrückstand wurden reduziert und der Verdampfungsverlust in die Bewertung mit aufgenommen. Auch für die Parameter Pourpoint und Viskositätsindex wurden die Grenzwerte entsprechend der Referenzöle strenger gewählt. Zur Beurteilung der Langzeitstabilität wurde der Spezifikationsprozess um ein Laboranalyse Ölkandidat Feldtest Ölfreigabe Laboranalyse Bild 2: Schema des neu entwickelten Ablaufs des Ölspezifikationsverfahren Tabelle 1: Die im ersten Schritt des erweiterten Spezifikationsverfahren angewandten Tests TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 10 erweiterten Spezifikationsverfahren zur Anwendung kommen, sind in Tabelle 1 dargestellt. Erfüllt der Schmierstoff das erweiterte Anforderungsprofil, wird im zweiten Schritt des Spezifikationsverfahrens ein Feldtest im Kompressor eines Anlagenbetreibers über mindestens 8 000 Betriebsstunden durchgeführt. Von diesem werden in regelmäßigen Intervallen Ölproben gezogen. Ist die festgelegte Mindestbetriebsdauer störungsfrei verlaufen werden die Gebrauchtölproben im dritten Schritt anhand folgender Leistungsparameter beurteilt: ■ Änderung der Viskosität (ASTM D 7042-11A) ■ Änderung der Neutralisationszahl (DIN 51558-1) ■ Elementanalyse zur Bestimmung von Verschleiß (angelehnt an ASTM D 4951-14) Dadurch wird die Langzeitstabilität des Öls im Feld mit dem Verhalten der Laboralterung korreliert. Der Kompressortyp für den zweiten Teil der Freigabeprozedur richtet sich nach der Viskositätsklassen und Basisölgruppen des untersuchten Öls. Der Einfluss des Prozessgases wird weder im Labortest, noch im Feldtest berücksichtigt, sondern nur die resultierenden thermisch-oxidierenden Bedingungen. Zeigen diese keine Überschreitung der Grenzwerte der Prüfungsparameter wird das Öl für die Verwendung in Öl- und Gasexploration gemäß dem neu definierten, erweiterten Anforderungsverfahren freigegeben. Freigabe von Kompressorölen in Öl- und Gasexploration nach dem erweiterten Verfahren Zentrales Element des neuen Spezifikationsverfahrens stellt die thermisch-oxidative Stabilität dar. Zur Beurteilung der Langzeitstabilität wird ein Alterungsverfahren angelehnt an CEC-L-48-A-00 angewandt. Die Veränderung der Viskosität und der Versäuerung (dargestellt durch die Neutralisationszahl des Öls) während der Aus Wissenschaft und Forschung 11 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0023 Bild 3: Alterung nach CEC-L-48-A-00, 160 °C, Luftzufuhr 12 l/ min, Diagramm A: Veränderung der Neutralisationszahl, Diagramm B: Veränderung der kin. Viskosität bei 40 °C ISO VG 150 Mineralöl DIN ISO 51352-2* Schaumcharakt. Materialverträgl.** Langzeitstabilität Hochtemp.eignung Basisöl Additive Öl A Standard Standard Öl B Standard Variante 1 Öl C Standard Variante 2 Öl D Alternative Standard Öl E Alternative Variante 1 Öl F Alternative Variante 2 * Mit neu gesetzten Grenzwerten ** Korrosion an Kupfer und Stahl (DIN ISO 2160 und DIN ISO 7120) Tabelle 2: Beispiel für die Bewertung zur Freigabe von Schmierstoffen entsprechend des Spezifikationsprozesses zur Anwendung in LMF-Kompressoren für Mineralöle der Klasse ISO VG 150 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 11 im Einsatz von Kompressoren in der Öl- und Gasexploration eingeht. Das Anforderungsprofil für Schmieröle in Kompressoren wurde daher im Rahmen dieser Arbeit erweitert und neue Grenzwerte festgelegt. Hierfür wurden außerdem die anwendungsspezifischen Anforderungen bezüglich der Langzeitstabilität und Materialverträglichkeit in Betracht gezogen. Das dreistufige Verfahren (Tabelle 3) der erweiterten Spezifikation evaluiert die Qualität des Öls zunächst mittels Laboranalysen. Die Vorevaluierung bietet ein schnelles und wirtschaftliches Screening der in Frage kommenden Schmierstoffe, bevor sie zu einem Feldtest zugelassen werden. In diesem werden dann in regelmäßigen Intervallen gezogene Ölproben analysiert. Ein störungsfreier Abschluss des Feldtests über 8 000 h ist die Bedingung für die abschließende Beurteilung zur Freigabe. Das Verfahren ermöglicht den Vergleich mit bewährten Referenzölen und erlaubt eine zuverlässige Beurteilung der Ölkandidaten. Durch die Anwendung einer Liste an einsatztauglichen Ölen ergibt sich eine genaue Kenntniss des zu erwartenden Zustandes. Zusätzlich ergibt sich dadurch auch die Möglichkeit für Schmierstoffhersteller ihre Produktlinie an das Anforderungsprofil anzupassen. Somit kann eine signifikante Reduzierung der öl-verschuldeten Schäden an Kompressoren erzielt werden und zukünftige Einsparungen durch die Verlängerung der Ölwechselintervalle erzielbar sein. Aus Wissenschaft und Forschung 12 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0023 künstlichen Alterung sind beispielhaft in Bild 3 gezeigt. Das Beispiel zeigt das Verhalten eines Ölkandidaten (Mineralöl VG 150) während der Alterung. Die von der Referenz erreichten Werte werden in rot präsentiert, der Kandidat in blau. Während die kinematische Viskosität im Zuge des Alterungsprozesses bei beiden Ölen in gleichem Maße zunimmt, steigt die Neutralisationszahl des Ölkandidaten im Vergleich zum Referenzöl über die selbe Zeitspanne in geringerem Maße an. Damit erfüllt der Kandidat die durch das Referenzöl vorgegebenen Mindestanforderungen. Das Spezifikationsverfahren eröffnet die Möglichkeit, die Effekte einzelner Additiv-Pakete und verschiedener Basisöle auf die Freigabekriterien aufzuzeigen. Damit können alternative Formulierungen eines einzelnen Produktes erprobt werden und die gewonnen Kenntnisse geben Schmierstoffherstellern die Möglichkeit ihre Produktlinie an das Anforderungsprofil anzupassen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse einer solchen Studie, welche in Kooperation mit einem Ölkonzern durchgeführt wurde. Zusammenfassung Aufbauend auf der DIN 51506 für Schmieröle in Luftverdichtern wurde ein Freigabeverfahren entwickelt, welches speziell auf die realen Betriebsbedingungen Stufen zur Freigabe Laboranalysen Feldtest Laboranalysen Voraussetzung Öl muss DIN 51506 erfüllen Öl muss Laboranalyse bestehen Störungsfreier Ablauf des Feldtests Methoden Erweitertes Spezifikationsverfahren: Anlage wird für einen Feldtest ausgewählt: Analyse der Gebrauchtölproben: Hochtemperaturstabilität Wird mit Öl vorgespült und befüllt Bestimmung der Viskosität Langzeitstabilität Regelmäßige Probeziehung Bestimmung der Neutralisationszahl Materialverträglichkeit Enddauer 8.000 Stunden Elementanalyse zur Verschleißbeurteilung Eignungskriterium Mindestanforderungen müssen erreicht werden Feldtest muss störungsfrei ablaufen Gebrauchtölproben zeigen keine Auffälligkeiten Resultat Ölzulassung für den Feldtest Gebrauchtölproben werden im Labor bewertet Abschließende Beurteilung und Freigabe Tabelle 3: Die drei Stufen des erweiterten Spezifikationsverfahrens für Kompressoröle S S TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 12 Danksagung Diese Forschung, ausgeführt im „Exzellenzzentrum für Tribologie“ (AC2T research GmbH), wurde gefördert durch das österreichische „COMET-Programm“ (Projekt COMET K2 InTribology, Nr. 872176) im Wege der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG und den Ländern Niederösterreich und Vorarlberg. 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Der elektrische Kontakt ist der kritische Bereich im Steckverbinder. Das Verhalten und die Lebensdauer von elektrischen Kontakten beeinflussen die Zuverlässigkeit des gesamten cyber-physischen Systems stark. Zur Verbesserung des Verhaltens und der Zuverlässigkeit von elektrischen Kontakten wird in der Regel eine Schutzschicht verwendet. Häufig wird hierfür, aufgrund ihrer guten Lötbarkeit, hohen Korrosionsbeständigkeit und niedrigen Kosten, eine Zinnbeschichtung verwendet. Allerdings ist die Zinnbeschichtung anfällig für Reibkorrosion. Deswegen ist die Lebensdauer herkömmlicher verzinnter elektrischer Kontakte eingeschränkt, wenn Mikrobewegung unvermeidbar ist. In der Kontaktzone können Schmierstoffe verwendet werden, um die elektrischen Kontakte vom Sauerstoff zu trennen. Dadurch kann die Oxidation der Zinnschicht verhindert und somit die Lebensdauer verzinnter elektrischer Kontakte verlängert werden. Allerdings sind nicht alle Schmierstoffe für Anwendungen bei elektrischen Kontakten ausreichend thermisch stabil. In diesem Beitrag wird der lebensdauererhöhende Effekt von zwei Schmierstoffen, nämlich einem PFPE- Öl und einem Schmierfett auf PFPE-Basis, auf den verzinnten elektrischen Kontakten untersucht. Darüber hinaus wird durch Reibkorrosionsuntersuchungen nach Wärmelagerung die thermische Degradation auf den elektrischen Kontakten mit Schmierstoffen untersucht. Unsere Untersuchungen bestätigen, dass die Lebensdauer verzinnter elektrischer Kontakte durch den Einsatz von Schmierstoffen deutlich erhöht werden kann. Schlüsselwörter elektrische Kontakte, Reibkorrosion, PFPE-Öl, Schmierfett auf PFPE-Basis, thermische Degradation, Zinnbeschichtung With the development of cyber-physical systems, a large number of electrical connectors are used to transfer currents and signals between terminals. The electrical contact is the critical area in the electrical connector. The performance and the lifetime of the electrical contacts greatly influence system reliability. In order to improve the performance and reliability of electrical contacts, plating is generally used. Tin plating is widely used due to good solderability, corrosion resistance and low cost. However, tin plating is prone to fretting corrosion and consequently the lifetime of electrical contacts, with conventional tin surfaces, is relatively short, if micromotion is unavoidable. Some lubricants can be used to form a protective layer to separate the electrical contacts from oxygen, which can improve the performance of the tin plating. As a consequence, the lifetime of the tin-plated electrical contacts can be prolonged. However, not all the lubricants are sufficiently thermally stable for connector applications. In this paper, two kinds of lubricants, namely PFPE oil and perfluorinated oil-based grease, are applied on the tin plating. The development of electrical contact resistance and the lifetime of electrical contacts are measured by a fretting corrosion test device and compared to the results from unlubricated samples. The effect of the two lubricants on the lifetime is studied. Moreover, the thermal degradation of the electrical contacts with lubricants is also investigated using fretting corrosion tests, after storing these contacts at an elevated temperature. With the application of the lubricants, a large improvement in the lifetime of the tin-plated electrical contacts is achieved. Keywords electrical contacts, fretting corrosion, PFPE oil, perfluorinated oil-based grease, thermal degradation, tin plating Kurzfassung Abstract * Haomiao Yuan, M.Sc. Orcid-ID: https: / / orcid.org/ 0000-0003-2175-9588 Prof. Dr.-Ing. Jian Song (Corresponding author) Orcid-ID: https: / / orcid.org/ 0000-0002-7627-9824 Precision Engineering Laboratory, Ostwestfalen-Lippe University of Applied Sciences and Arts, 32657 Lemgo, Germany TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 14 1 Introduction With the development of cyber-physical systems, such as smart and networked factories and autonomous vehicles, a large number of sensors and electronic devices will be used, which in turn will require large quantities of electrical connectors to connect these terminals. For instance, in a modern middle class car there are approx. 250 electrical connectors with about 2000 electrical contacts [1]. Electrical connectors transmit signals and the current in the cyber-physical systems. Thus, the performance and the lifetime of the electrical contacts greatly influence the system reliability. As electrical contacts are employed for current transmission, electrical contact resistance is the main criterion for the assessment of their reliability [2]. In order to improve the performance and reliability, plating is generally used in the electrical contacts. Tin plating is widely used due to its good solderability, good corrosion resistance and low cost [3-5]. However, the tin plating can also be oxidized because it is a non-noble material. One of the critical failure mechanisms is fretting corrosion [6]. In order to prolong the lifetime of tin plated electrical contacts, some lubricants can be used to form a protective layer to separate the electrical contacts from oxygen, which can assist in retarding the oxidation of the tin plating. With regard to the use of lubricants for electrical contacts, one of the main problems is the thermal degradation of the lubricants. In this investigation, two kinds of lubricants, namely PFPE oil and perfluorinated oil-based grease, are applied on the tin plating. The development of electrical contact resistance and the lifetime of electrical contacts are measured by a fretting corrosion test device and compared to the results from unlubricated samples. The effect of the lubricants on prolonging lifetime is studied. Moreover, in order to test the degradation of the lubricants at a high temperature, thermal storage is applied to the samples with lubricants. 2 Lubrication of electrical contacts 2.1 Fretting corrosion of tin plated electrical contacts Fretting corrosion is an oxidation phenomenon which takes place during the cyclic relative micro motions between contact parts during operation. This micro motion can be induced by the vibration and/ or the difference in the thermal expansion coefficients of the holding materials. Figure 1 illustrates the failure mechanism of fretting corrosion schematically. Before operation a thin airtight oxide layer exists on the tin surface, preventing further oxidation into the fresh tin. After the mating of the contact parts, the air-tight oxide layer is broken by the normal load and then a metallic contact is built to transfer currents. In the meantime, the fresh tin is exposed to the oxidative ambient atmosphere and oxidized. During the operation, the oxides are aggregated. After a Aus Wissenschaft und Forschung 15 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0024 Figure 1: Schematic illustration of the progress of fretting corrosion: (a) intact oxide passivating layer on the tin plating before mating; (b) breaking of the thin oxide layer and establishment of the metallic contact; (c) new generation of the oxides; (d) aggregation of the oxides and electrical failure of the contacts ( ) (b) Initial oxides Newly formed oxides (a) (b) (c) (d) TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 15 3 Experimental 3.1 Materials The samples have a spherical/ flat configuration. The radius of the spherical part is 4.5 mm. The base material of the samples is pure copper. The tin plating of approx. 7~8 µm is electroplated on the base material. The coating thickness is measured by an X-ray fluorescence device (XRF, Fischerscope ® X-Ray system XDAL, from Helmut Fischer GmbH + Co.KG, Germany). Two kinds of lubricants, PFPE-oil (Krytox ® GPL 105) and perfluorinated oil-based grease (Lubrinox 2), are used in this investigation. The electrical contacts are firstly degreased with ethanol to remove any potential residual oil from the sample fabrication. After the evaporation of the ethanol, lubricants are applied using a cotton swab. To test the stability of the lubricants, the electrical contacts with lubricants are stored in an oven at 130 °C for 15 weeks. The sample catalogs used in this investigation are summarized in Table 1. Aus Wissenschaft und Forschung 16 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0024 long-term operation, the oxide layer is too thick to break and the current path is blocked. Thus, the electrical contact resistance increases sharply and the electrical contact fails electrically. If a lubricant is applied on the surface of the electrical contacts, the contact is separated from oxygen, thereby the oxidation of the tin plating can be retarded. As a consequence, the lifetime of the tin plated electrical contacts is expected to be prolonged. 2.2 Requirements for the lubricants used for electrical contacts Lubricants can be used on various platings in electrical contacts, for instance platings of Au [7, 8], Ag [9], Sn [10, 11], and Ni [12]. Since the lubricants are used for electrical contacts, some additional requirements should be fulfilled comparing to lubricants for other mechanical components, such as gears: • No electrical contact resistance increase After the use of the lubricants, the electrical contact resistance should not increase after the mating of the electrical contacts. • Non-oxidative Since the failure mechanism of fretting corrosion is closely related to oxidation, the lubricants should not be oxidative in order to prevent oxidation. One of the mechanisms which enables the use of lubricants to improve the performance of electrical contacts is the suppression of oxidation on the surface of electrical contacts [13, 14]. • Non-reactive with the materials If the lubricants can react with the materials of the electrical contacts, the products of reaction can increase the electrical contact resistance and degrade the protection effect. Since the electrical contacts work in different environments and have various finishes, an inappropriate lubricant may be harmful to the surface [15] and the electrical contact resistance can be increased due to the reaction of the lubricant with the surface material [16, 17]. • Good thermal stability Due to the electrical contact resistance, the temperature at the contact area will increase during operation. Moreover, depending on the installation position of the electrical contacts, such as near the engine of a car, the ambient temperature is elevated. In order to guarantee the protection effect of lubricants, good thermal stability is required, which means the lubricants should be resistant to an elevated temperature [18]. Sample 1 Tin plating, without lubricant, without thermal storage Sample 2 Tin plating, with PFPE-oil, without thermal storage Sample 3 Tin plating, with perfluorinated oil based grease, without thermal storage Sample 4 Tin plating, with PFPE-oil, with thermal storage Sample 5 Tin plating, with perfluorinated oil based grease, with thermal storage Figure 2: Self developed wear and fretting corrosion test device Table 1: Sample catalogs 3.2 Fretting corrosion test The lifetime of the samples is tested by a fretting corrosion test with an apparatus developed in our laboratory, Figure 2. The relative motion between contact pair with- TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 16 in µm-range is generated by a voice-coil motor. The test parameters are listed in Table 2. During the tests, the electrical contact resistance is recorded. The lifetime of the electrical contacts in the test is defined as the fretting cycle when the electrical contact resistance reaches 300 mΩ. The maximum test cycle is 100,000. After the fretting corrosion test, the wear scar is observed using a digital microscope (Keyence Corporation microscope VHX-2000). 4 Results and discussion 4.1 Protection effect of the lubricants The average initial electrical contact resistance is shown in Table 3. Generally, all the samples have very low initial electrical contact resistance. After thermal storage, the electrical contact resistance decreases slightly, due to the softening of the tin surface and the reduction in the viscosity of lubricants. As a result, the contact area is enlarged which leads to a low electrical contact resistance. The protection effect of the lubricants is reflected by the prolonged lifetime in the fretting corrosion test. Since the fretting corrosion is only run to 100,000 cycles and some of the tested electrical contacts did not fail during the test, the lifetime is shown as 100,000 cycles in the test results as illustrated in Figure 3. It can be seen that the lubricants assist in effectively prolonging the lifetime. Between the two tested lubricants, the perfluorinated oil-based grease shows better protection without thermal storage compared to the PFPE oil. 4.2 Effect of thermal storage The lifetime of the electrical contacts after the thermal storage of the lubricants is shown in Figure 4. As in Section 4.1, the lifetime is recorded as 100,000 cycles, if the electrical contact did not fail during the fretting corrosion test. A great difference between the two tested lubricants can be found. The lifetime improvement disappears after thermal storage of the PFPE oil, indicating that the electrical contacts with PFPE oil experience severe thermal degradation. In contrast, the lifetime of the electrical contacts with the perfluorinated oil-based grease is prolonged compared to the unlubricated samples, although the protection effect also degrades after thermal storage. As Aus Wissenschaft und Forschung 17 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0024 Parame te rs Value s Amplitude peak to peak 500 μm Initial normal force 3 N Radius of the spherica l sample 4.5 mm Temperature Ambient temperature (20 °C ~ 23 °C) Fretting frequency 1 Hz Relative humidity 35 ~45 % Termination criteria Electrical contact resistance≥300 mΩ Max. tested cycle: 100,000 Table 2: Test parameters in fretting corrosion test Table 3: Average initial electrical contact resistance Figure 3: Spread of lifetime of electrical contacts without thermal storage as e + the rmal rage mΩ Without lub 0.7 m Without lubricant Oil Oil + The rmal storage Gre as e Gre as e + the rmal storage 0.7 mΩ 0.8 mΩ 0.5 mΩ 0.6 mΩ 0.4 mΩ + the rmal TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 17 tendency that the electrical contacts with perfluorinated oil-based grease [10] have a better resistance to thermal degradation than with PFPE oil [11]. 4.3 Status of lubricants after thermal storage Figure 5 illustrates the status of the lubricants on the electrical contacts after thermal storage. It can be observed that little PFPE oil remains on the electrical contacts after thermal storage, while a large amount of grease still covers the surface of the electrical contacts. This can lead to a better performance of the electrical contacts in the fretting corrosion test as in Section 4.2. 4.4 Electrical contacts after fretting corrosion testing In Figure 6, the status of electrical contacts after the fretting corrosion test is shown. After the test, there is still sufficient perfluorinated oil-based grease on the surface of the electrical contacts. On the failed samples with perfluorinated oil-based grease without thermal storage, more severe wear can be observed compared to the passed samples, and there is trace of black oxide in the contact area. For the thermal stored samples, the passed samples have a larger contact area, so the oxide of the tin plating is spread over a large area and thus diluted compared to the failed samples. As a consequence, a better metal-metal contact can be established. However, when PFPE oil acts as the lubricant, for the electrical contacts with or without thermal storage, the color in the contact area turns dark, which is an indicator of fretting corrosion [6]. Consequently, a better protection effect of the perfluorinated oil-based grease is achieved compared to the PFPE oil. Aus Wissenschaft und Forschung 18 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0024 a consequence, the resistance to thermal degradation on the electrical contacts with the perfluorinated oil-based grease is higher than with the PFPE oil. In this investigation the measured lifetime of electrical contacts with PFPE oil and the perfluorinated oil-based grease is lower, compared to the studies in [10, 11]. The reasons for the differences are the low tested amplitudes (25 µm [11] or 50 µm [10]) and short thermal storage time (250 h [11] or 500 h [10, 11]). The testing parameters used in this study are much closer to real operating conditions of most electrical contacts. Nevertheless, the measured lifetime shown in Figure 4 correlates to the (a) (b) Figure 4: Spread of lifetime of the electrical contacts with lubricants after thermal storage: (a) PFPE oil; (b) the perfluorinated oil-based grease Figure 5: Lubricants after thermal storage: (a) contact with PFPE oil after thermal storage; (b) contact with perfluorinated oil based grease after thermal storage (a) (b) TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 18 4.5 Element content after the fretting corrosion test The element content in the contact area is tested by energydispersive X-ray spectroscopy (EDS, XFlash-Detector 4010 from Bruker). Figure 7 illustrates the element content of Cu, Sn, O and F. Compared to the samples without lubricant, all the samples with lubricants have a lower oxygen content in the contact area, which means the oxidation on the surface of the electrical contact in the contact area is retarded. As a consequence, the lifetime is prolonged by using lubricants. Less copper content and higher tin content are detect- Aus Wissenschaft und Forschung 19 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0024 (g) (h) (i) (j) (k) (l) (a) (b) (c) (d) (e) (f) Figure 6: Electrical contacts after the fretting corrosion test: (a) with PFPE oil, without thermal storage, flat part, failed sample; (b) with PFPE oil, without thermal storage, spherical part, failed sample; (c) with PFPE oil, with thermal storage, flat part, failed sample; (d) with PFPE oil, with thermal storage, spherical part, failed sample; (e) with perfluorinated oil based grease, without thermal storage, flat part, passed sample (f) with perfluorinated oil based grease, without thermal storage; spherical part, passed sample; (g) with perfluorinated oil based grease, without thermal storage, flat part, failed sample; (h) with perfluorinated oil based grease, without thermal storage; spherical part, failed sample; (i) with perfluorinated oil based grease, with thermal storage, flat part, passed sample; (j) with perfluorinated oil based grease, with thermal storage, spherical part, passed sample; (k) with perfluorinated oil based grease, with thermal storage, flat part, failed sample, (l) with perfluorinated oil based grease, with thermal storage, spherical part, failed sample TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 19 nectors development,” IEEE Trans. Compon. Hybrids Manuf. Technol., 1991, vol. 14, pp. 90-94. [3] Y.W. Park, T.S.N.S. Narayanan, and K.Y. Lee, “Fretting corrosion of tin-plated contacts: evaluation of surface characteristics,” Tribol. Int., vol. 40, pp. 548-559, 2007. [4] N.N., “Surface coating technologies,” in E. Vinaricky and V. Behrens (Eds.), “Data book of electrical contacts,” 3 rd ed., Muehlacker: Stieglitz Verlag, 2012, pp. 283-284. [5] T.S.N.S. Narayanan, Y.W. Park, and K. Y. Lee, “Frettingcorrosion mapping of tin-plated copper alloy contacts,” Wear, vol. 262, pp. 228-233, 2007. [6] E. M. Bock and J. H. Whitley, “Fretting Corrosion in Electric Contacts,” Proc. 20th Annu. Holm Semin. Electr. Contacts, 1974, pp. 128-138. [7] O. Graton, S. Fouvry, R. Enquebecq, and L. Petit, “Effect of Lubrication on DC and RF Electrical Endurance of Gold Plated Contacts Subjected to Fretting Wear,” Proc. IEEE Holm Conf. Electr. Contacts, 2018, pp. 426-434, doi: 10.1109/ HOLM.2018.8611662 [8] S. 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No obvious difference between the failed and passed samples with perfluorinated oil based grease with regard to the oxygen content is found. 5 Conclusion and outlook The protection effect of the lubricants, namely the PFPE oil and the perfluorinated oil-based grease, for tin plated electrical contacts against fretting corrosion and the resistance to thermal degradation of electrical contacts with lubricants at a high temperature are investigated in this paper. At the peak to peak amplitude of 500 µm, the protection effect varies greatly for the various lubricants. The grease can provide better protection compared to the oil. The lifetime of the tin plated electrical contacts with the PFPE oil decreases significantly after thermal storage. The resistance to thermal degradation on the electrical contacts with the PFPE oil is very low. The reasons for the lifetime decrease of the electrical contacts with the perfluorinated oil-based grease after thermal storage will be investigated in a further study. Reference [1] M. Blauth, “Parametrisierte Modelle zur konstruktiven Auslegung optimierter elektrischer Steckverbinderkontakte,” Dissertation, TU Ilmenau, Ilmenau, Germany, 2017, pp. 1. [2] J.L. Queffelec, N. Ben Jemaa, D. Travers, G. Pethieu, “Materials and contact shape studies for auto-mobile con- Figure 7: Element contents in the contact area TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 20 Aus Wissenschaft und Forschung 21 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 Weiterbildung in Tribologie Innovative Miniaturlagerlösungen - vom Herz bis zum Mars am 2. und 3. März 2021 in Ostfildern oder Online (35646) Tribologie - Alles rund um Reibung, Verschleiß und Analytik am 23. und 24. März 2021 in Ostfildern (35471) Realitätsnahe Modellierung und Analyse moderner Systeme u. Prozesse am 24. und 25. März 2021 in Ostfildern oder Online (35622) Öl- und Condition-Monitoring durch Ölanalysen am 19. und 20. April 2021 in Ostfildern (35264) Schmierfette - Zusammensetzung, Eigenschaften, Prüfung, Anwendung am 3. und 4. Mai 2021 in Ostfildern (35352) 23. International Colloquium Tribology - Industrial and Automotive Lubrication vom 25. bis 27. Januar 2022 in Ostfildern (50019) Weitere Informationen und Anmeldung unter: www.tae.de 2020 AN B I E T E R FÜ R WE I T E R B I L D U NG FOCUS -BUSINESS 0 3 | 2 0 1 9 DEUTSCHLANDS WEITERBILDUNGS - ANBIETER IM VERGLEICH Seit über 40 Jahren: TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 21 1 Introduction Reliable radial shaft seals (RSS) depend on a mechanism, in which the combination of sealand shaft material, geometry, surface (micro-)structure and manufacturing method, creates an active reverse pumping effect in the sealing contact. The latter can, on the one hand transport liquid or gaseous fluids under the sealing lip in Aus Wissenschaft und Forschung 22 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0025 Online determination of reverse pumping values of radial shaft seals and their tribologically equivalent system Christoph Burkhart, Stefan Thielen, Bernd Sauer* Eingereicht: 11. 9. 2020 Nach Begutachtung angenommen: 26. 11. 2020 In diesem Beitrag wird eine digitale Förderwertmesseinrichtung auf Basis der Zweikammermethode vorgestellt. Dabei wird der Ölfüllstand mithilfe des hydrostatischen Drucks in beiden Kammern mit zwei hochpräzisen Drucksensoren überwacht. Über den Druckabfall kann der Förderwert bestimmt werden. Mit dieser Methode lassen sich auch zeitabhängige Aussagen über den Förderwert treffen. Dazu wurden Förderwerte eines repräsentativen Dichtringsystems bei verschiedenen Temperaturen, Drehzahlen und Schmierstoffen bestimmt. Weiterhin wurden unterschiedlichen Wellenoberflächen hinsichtlich des Förderverhaltens untersucht. Das Portfolio umfasst dabei geschliffene, einfach und mehrfachgedrehte Wellen aus 16MnCr5 (1.7131, AISI 5115). Die gleiche Prüfeinheit wurde auch modifiziert, um den Fördermechanismus im tribologischen Ersatzsystem des RWDR, dem Ringflächentribometer (RFT) nachzuweisen. Dabei gleitet eine einfache Gummischeibe auf einem Wellenkegel. Der Kegelwinkel ist dabei so gewählt, dass die Kontaktverhältnisse zwischen Scheibe und Welle denen des RWDR-Dichtkontaktes nahe kommen. Auch hier wurden Förderwerte bei unterschiedlichen Drehzahlen bestimmt und mit den Ergebnisse der Förderwertmessung beim RWDR verglichen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Fördereffekt im tribologischen Ersatzsystem (RFT) existiert. Schlüsselwörter Radialwellendichtringe; Förderwert; Tribologisches Ersatzsystem; Online-Messung In this contribution, an online pumping rate measurement device for radial shaft seals according to the two-chamber principle is presented. The oil level in both oil-filled chambers is monitored based on the hydrostatic pressure by pressure sensors and related to a pumping value. With this method also time depended statements of the pumping value can be formulated. Pumping rates of a representative radial shaft seal system under variation of temperature, speed and lubricant were determined. In addition to the operation parameters the influence of the shaft micro structure is discussed. The shaft portfolio includes ground and simpleand multiple turned shaft made out of AISI 5115. The same device was modified to measure and prove the pumping mechanism in the tribologically equivalent system of radial shaft seals, the ring cone tribometer (RFT). In this system, a simple elastomer ring is sliding against a conical shaft under lubricated conditions. The contact situation of a shaft seal can be replicated by the cone angle. Pumping rates of the same material combination under variation of speed were determined and compared to the corresponding results obtained with the RSS. The results indicate that the pumping mechanism is also present in the tribologically equivalent system of the RSS. Keywords Radial Shaft Seal; Reverse Pumping Value; Tribologically Equivalent System; Online-Measurement Kurzfassung Abstract * Dipl.-Ing. Christoph Burkhart Orcid-ID: https: / / orcid.org/ 0000-0002-5485-893X Jun.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Thielen Orcid-ID: https: / / orcid.org/ 0000-0003-3310-7659 Prof. Dr.-Ing. Bernd Sauer Orcid-ID: https: / / orcid.org/ 0000-0002-3489-5805 Technische Universität Kaiserslautern Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik (MEGT), 67663 Kaiserslautern TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 22 order to lubricate the contact zone and transfer heat away from the contact and into the oil [1, 2]. On the other hand, the same effect can prevent leakage, seal the gap and even pump lubricant back to the oil side of the seal [3]. Driving force of the mechanism is an asymmetric distortion of axial oriented wear structures [4, 5]. The asymmetric distortion is thereby mainly controlled by an asymmetric contact pressure distribution, initiated by a larger oil side angle compared to the air side angle of a seal as well as the location of the spring centerline (figure 1). Following H ORVE [2] the mechanism is already starting up within the first revolutions of a sealing system. The rough shaft removes material from the sealing lip and initiates the formation of micro-asperities on the seal contact interface by smoothing of the shaft in the seal wear track. The roughness of the seal is directly linked to the pumping ability [6]. Since the ability of reverse pumping oil is crucial for the seal operation, specifically to analyze the dynamic tightness of shaft seals, the reverse pumping value was established as a characteristic number for shaft seals [4]. Many methods for the experimental determination of the reverse pumping values were developed and established. Early, J AGGER found evidence that a RSS is able to reverse pump a fluid by an investigation adding red color to a clear liquid lubricant which he applied on the air side of the seal. He was able to find the colored lubricant on the oil side of the seal, proving a transport mechanism from air to oil side [7]. According to him, the at that time unknown effect, is based on diffusion, since he had different objectives with his tests. In 1973 S YMONS established a verification method for the sealing mechanism of shaft seals by injecting a small oil droplet on the air side [8]. This method was standardized in SAE J1002 (withdrawn) [9]. Based on their observation of leaky seals, H ERMANN and S EFFLER used a similar injection method for the verification of the existence of the reverse pumping effect. A small droplet of oil was set off close to the sealing contact at the air side. The release of the drop was leading to a sharp decline in the friction torque, which normalized after the oil droplet was consumed [10]. H ORVE examined the pumping ability by a measurement of the time required to transfer a known quantity of oil from the air to the oil side [6]. Also in his experiment a “conventionaly” installed seal [11] was subjected to droplets on the air side, that were pumped to the oil side. Besides the monitoring of the friction torque, an observation of a fluorescent-dyed oil meniscus was also possible (figure 4, right). The mentioned methods are suitable for quick examinations of sealing systems. The major disadvantage is the lack of quantification of the reverse pumping value due to short-term testing and the lack of quantification of the pumped fluid dose, which can lead to systematic errors when determining absolute values. Even though the injected volume can be more or less quantified, the quantity of the lubricant that enters the sealing contact cannot. B RITZ und F RITZSCHE have further criticized this method for capturing an instationary reverse pumping effect, since surface tension and capillary forces cannot be neglected on the short-term as well as the highly temperature depended fluid behaviour [12] . To investigate the time dependency of the suction volume of the oil a “conversely” installed seal with flooded air side, but unlubricated oil side, was used by K AWAHARA and H IRABAYASHI [11]. The excess lubricant on the oil side was evaluated using a leakage collector. With this method the influence of roughness, viscosity, eccentricity, speed and material provided further information on the “sucking effect”, also known as “pumping effect”. For the first time they have observed a dependency of the pumping coefficient K [11] on the surface orientation and consider tangentially deformed axial microstructures as reason for the reverse pumping effect [13]. V OGT and J OHNSTON mounted the seals with the air side towards the oil side (“converse”) and measured the amount of fluid running out when the shaft is rotated [14]. A comparison between injection and the method by K AWA - HARA and H IRABAYASHI [11] was achieved by S CHULER [15]. Based on the criticism about instationary reverse pumping effects with the so far evaluated injection and converse installation methods, B RITZ [12] and F RITZSCHE [16] developed a procedure for the reliable measurement of the reverse pumping value based on the two individual oil chambers, separated by a central oil seal [12]. The lubricant is reverse pumped from a first to a second chamber on the oil side, while the transported oil volume is displayed in capillary tubes. The method was later enhanced by R UHL [17]. The fully flooded condition allows for a clear determination of the shear induced flow, since surface tensions, induced by pressure differences can be neglected. K UNSTFELD summarizes and presents different ways of operating such a setup [18]. According to him, fully flooded conditions show the best reproducibility, while a wetted air side and fully flooded oil side are more application oriented. He modified the test setup accordingly by implementing a single riser pipe to the fully flooded air side and operated the oil side with oil levels based on the application in focus. Using this established method, a variety of influences on the reverse pumping values of radial shaft seals have been investigated: S CHMUKER analyzed the influence of the shaft surface roughness, viscosity of the oil and sliding speed on reverse pumping value in sealing systems with ACM, NBR and FKM seals [19]. First K LAIBER , and later S CHULER correlated wettability measurements (contact angle, surface tension, wettability factor [20] and adhesion work) of various lubricants (with a selection of additives) on shaft and elastomer surfaces to the reverse pumping values [15] and other characteristic values of a sealing systems [20, 21]. Based on a high amount of measurements with variation of all parameters applicable in a sealing system, R EMPPIS developed an Aus Wissenschaft und Forschung 23 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0025 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 23 In general the two chamber method combined with pressure sensors allows for a direct and more accurate determination of this characteristic value, which is the reverse pumping value. A delay between reverse pumping action and it’s detection, which occurs in a collector based measurement setup, is not expected. 2 Experimental The following section gives an overview about the materials and lubricants used for the investigations. A synthetic polyalphaolefin (PAO) lubricant of the SAE class 0W20 was chosen as a representative of a typical modern engine oil. This oil is a reference lubricant, based on a blend of two polyalphaolefines (PAO4, 18.4 wt.-% and PAO6, 65 wt.-%) and an ester (Plastomoll DNA, 10 wt.-%). Only a solution of multifunctional dispersant viscosity-index improver (VII) (Viscoplex ® 6-850: Dispersant Polyalkyl Methacrylate (PAMA), 6.4 wt.-%) is included as an additive. As reference lubricant for an industrial oil, a polyalkylene glycol (PG) lubricant from the ISO VG 68 class was used. Apart from a dispersant and anti-oxidants no additive packages are included. The PG lubricant is soluble in water, but insoluble in hydrocarbons. [30] Radial shaft seal seals of type DIN 3760-A80x100x10- FKM were used [30, 31]. These were moulded form a very common commercial state of the art fluorelastomer (FKM). The cross-linking system is of bisphenolic nature. The seals are equipped with a spring, but have no protection lip. On the oil side the sealing lip was pricked with a Aus Wissenschaft und Forschung 24 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0025 empirical model for the estimation of a reverse pumping value [22]. B EKGULYAN expanded the application area of the empirical equations towards synthetic lubricants, low temperature and instationary test conditions like shaft runout [23]. T OTZ et al. reviewed the reverse pumping effect of seals, when subjected to a change in rotational direction after they have been running in a certain direction for quite some time (“conditioning”). They found smaller reverse pumping values after the directional change [24]. Regarding the measurement results of all the methods presented above, it must be noted, that the determined reverse pumping values represent the maximum possible amount of fluid transported back to the oil side and not the actual reverse pumping effect that occurs during conventional operation. During conventional operation of a seal, the reverse pumping effect is counteracted by the oil meniscus being ingested into the sealing contact until the reverse pumping effect is ~0 [25]. Nevertheless, the measurement of the reverse pumping values provides valuable information about the resistance to leakage promoting effects such as shaft lead. Following the tradition of the investigation of the reverse pumping value at the institute of machine elements gear and transmissions, TU Kaiserslautern (MEGT), initiated by B RITZ and S TEINHILPER , in this contribution, an online reverse pumping value measurement device (twochamber principle) for radial shaft seals and their tribologically equivalent system is presented. A similar device has been presented by the IMKT in Hannover [26 to 29]. In FVA 432 I additionally the airflow at different pressure gradients was evaluated with a setup similar to F RITZSCHE [16]. Figure 1: Scheme of distortion in the sealing contact leading to the reverse pumping mechanism. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 24 Parameter Standard Unit PAO PG MIN Base Oil - - Polyalphaolefin Polyalkylene Glycol Mineral (FVA 2) Kin. Viscosity, 40°C DIN 51562 mm 2 / s 38.9 71.23 32 Kin. Viscosity, 60°C mm 2 / s 23.1 36.57 - Kin. Viscosity, 80°C mm 2 / s 14.05 21.93 - Kin. Viscosity, 100°C DIN 51562 mm 2 / s 9.2 14.82 5.35 Viscosity Index ASTM D2270 - 231 220 97 Viscosity Class DIN 51 519 ISO VG 46 68 32 Density, 20°C DIN 51757 kg/ m 3 835 1,036 870 TAN (initial condition) DIN 51558-1 mhKoH/ g 0.02 0.15 0.01 Water Content DIN 51777 % < 0.1 < 0.5 - Pour Point ISO 3016 °C - - 50 -15 Flash Point ISO 51376 °C >120 + 250 +220 Ignition Temperature ISO 51794 °C - + 360 - API Group - - IV V I sharp blade, on the air side the sealing lip surface is defined by the injection moulding process. The seal inner nominal diameter was 80 mm, the bore diameter 100 mm and the width 10 mm [30, 32]. In the relaxed state the inner diameter was measured as 78.664 mm on average. The test shafts with a diameter of 80 mm and with a width of 18.5 mm were manufactured from basic rod material (AISI 5115). During the manufacturing process all test shafts were turned in a first step on a CNC lathe by rough turning them over complete length of 18.5 mm to a diameter of 80.2 mm. During the turning process cooling emulsion was applied as cooling lubricant. The AISI 5115 work pieces were carburized to 0.7 - 1.0 mass-% C in the surface near area at 880 °C - 1,000 °C in carbon-gaseous atmosphere [33] and then case hardened to 60 HRC with a penetration depth (CHD) of 0.8 mm. In a final manufacturing step the shafts were ground to 80.0 +/ - 0.025 mm using a conventional grinding machine (S TUDER S20) with a conventional grinding wheel (CBN, 350 mm, 31 m/ s). During the process a water soluble synthetic cooling lubricant (ZuboraTDD) was applied. Following the currently withdrawn standard DIN 3761 [34] the grinding process was performed as a plunge-cut grinding process to achieve a twist-free surface structure. [30] For the initial verification of the test setup multiple turned shaft surfaces [35] and cryogenic two step turned surfaces (AISI 347) [36] were compared to state of the art infeed ground shaft (AISI 5115) surfaces according to DIN 3761 Part 2 [34] (figure 2). For every shaft surface a fresh seal and shaft were used. Aus Wissenschaft und Forschung 25 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0025 Table 1: Technical data of the lubricants in this study. The data was taken from the manufacturers data sheets and measurements in the lab. shaft surface a fresh seal and shaft were used. Figure 2: Topography of the shaft surfaces used for the verification of the reverse pumping value measurement in chapter 3. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 25 turing methods of the elastomer ring samples, the RFT test rig and the tribological properties in terms of comparability can be found in FVA 578 I and II [38 to 40]. 3 Determination of the reverse pumping value in the RSS-system 3.1 Test Setup and Test Parameters of the RSS-System The test setup (figure 3) for radial shaft lip seals consists of a primary and secondary oil chamber of the same volume. The hydrostatic fluid pressure in both oil-filled chambers is monitored by two high resolution pressure sensors. The measurement setup is based on the converse installation of the RSS presented by K AWAHARA and H IRABAYASHI [11] as well as B RITZ and was operated as proposed by K UNSTFELD [18] as follows: Chamber-2 (air side) and the attached riser pipe are initially completely filled with the test lubricant, while chamber-1 (oil side) is just filled up to a different level that represents the actual application (here mid shaft). Measurements using fluorescent dyed oil in chamber-1 with a conversely installed RSS (figure 4, right) in a pre-test have shown the development of a fluorescent oil meniscus on the nominal oil side, thus visualizing the reverse pumping effect. The left side of figure 4 shows a typical pressure development in chamber-2 during a measurement. The pres- Aus Wissenschaft und Forschung 26 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0025 The coned shafts were also manufactured from case hardened, low carbon steel AISI 5115 and ground according to DIN 3761 Part 2 [37]. A special grinding wheel with a chamfer angle identical to the cone angle was used and parallelism of both workpiece and grinding wheel axis was ensured. The special geometry and parallelism of the grinding wheel is necessary for a lead - free surface. Roughness parameters are in the same range for both ground shaft types(table 2) Parameter Unit Cone (30°) Shaft S k μm 0.488 0.494 S pk μm 0.156 0.1533 S vk μm 0.288 0.300 S mr1 % 8.15 7.88 S mr2 % 87.28 86.87 Table 2: Comparison of the functional parameters of ground cone and ground cylindrical shaft according to DIN EN ISO 25178. In the RFT setup FKM ring samples with an inner diameter of 50 mm and outer diameter of 75 mm were used, which both are commercial materials. They are produced from 2 mm thick test slabs by a defined four step production process. The same FKM material was used for the radial shaft seals. Further details about the manufac- Chamber- 1 Auxiliary Seal Drive Shaft Radial Shaft Seal Chamber - 2 Cover Plate PT-100 Pressure Sensor Housing Bore Test Shaft Riser Pipes Figure 3: Exploded cross sectional view of the two-chamber-principle test setup for the reverse pumping value measurement of radial shaft seals. 0.153 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 26 The performance of a measurement in one rotational direction first of all leads to a combined reverse pumping value as the sum of the portion created by the RSS and the shaft (figure 5). In this paper, with the exception of the investigation of the three different shaft surfaces, the system reverse pumping value (P SYSI ) were determined. In order to differentiate between the ratio of RSS and shaft, a second measurement in the opposite rotational direction needs to be performed (figure 5). This was always conducted with the same seal in the same running track. According to T OTZ et al. [24] a rotation in a constant direction can cause a conditioning of the seal and lead to a different behaviour, when the same seal is then subjected to a change in rotational direction. However, Aus Wissenschaft und Forschung 27 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0025 sure and thus the oil level in the riser pipe decreases linearly due to the the entire lubricant transfer through the shear flow during shaft rotation. The duration of a measurement is dependent on the rotational speed. The absolute reverse pumping value (PV) of a combination of shaft and seal can be determined using equation (1), where K is the absolute value of the gradient (compare figure 4) of the pressure signal in chamber-2 (figure 3), d RP the diameter of the riser pipe, ρ the density of the lubricant at test temperature, g the gravity constant (g = 9.81m/ s 2 ) and v the relative speed in m/ s in the contact zone of the radial shaft seal. The reverse pumping value is normalized to the sliding distance and therefore set to µl/ m. Depending on the intention of the measurement also gravimetric specification in g/ h is possible [41]. (1) Prior to the measurement, the radial shaft seals performed a 100 km run-in at 5 m/ s. To prevent thermal effects on the results, a thermal equilibrium between the two chambers was established during the run-in before every test. This was achieved using a PID-feedbackcontrolled heating circuit is available for the individual temperature control of both test chambers. The test was ended, when the riser pipe in the secondary chamber was emptied by the transfer of lubricant from the second to the primary chamber. The lubricant temperature is kept constant by two heating circuits acting individually on each chamber. = | | ∙ ∙ ∙ ∙ 4 ∙ Figure 4: Development of the hydrostatic pressure in chamber-2 of the RSS test setup under variation of the relative speed of the rotating ground shaft in the combination: FKM / PAO / oil sump temperature 60 °C. The pressure decreases faster with increasing relative speed. The red line indicates the gradient obtained with a linear fit. Right: Visualization of the reverse pumped lubricant film on a conversely installed shaft seal using fluorescent dyed oil on the two-chamber-test rig (figure 3). The light blue area in the white box is the oil meniscus visualized by the purple UV-light. PV-RSS PV-RSS PV-Shaft PV-Shaft PV-System I PV-System II PV_SHAFT PV_SYSTEM I -II Figure 5: Measurement technique according to R AAB [42] to determine the individual reverse pumping value of a shaft seal and shaft surface. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 27 3.2 Results in the RSS-System Figure 6 depicts the system reverse pumping values for different RSS-shaft-lubricant combinations at two different oil sump temperatures. The system reverse pumping value is nearly independent of the relative speed, when normalized in respect to the sliding distance. A slight decrease in the values can be observed for an increase in the oil sump temperature, which is probably caused by a reduced lubricant viscosity. A clear difference is observed for the influence of the base oil. While PAO and MIN (table 1) generate almost similar pumping values in all operation points, the PG lubricant has a three times higher system reverse pumping value at 60 °C, respectively up to two times higher at 80 °C. In agreement with [22], increased viscosity increases also the reverse pumping values of the system. As S CHULER evaluated, that apart from viscosity other influence regarding tie base oil, like wettability contribute to the pumping ability [15]. Apart from the general trends, also the absolute values are in agreement with very comparable systems, evaluated with similar methods for example in [15, 22, 23]. In a second step the pumping values of four different shaft surfaces (figure 2, two ground surfaces, besides the multiple turned and cryogenic turned surfaces, were used) PV shaft was evaluated in the same test configuration (figure 3) using PAO as lubricant at 70 °C oil sump temperature. The same speed range from 2.5 m/ s to 10 m/ s in 2.5 m/ s steps as before was covered. This time both rotational directions were evaluated, in order to allow for the separation between shaft and seal using equation (2) and equation (3). At first the shafts were rotated counter-clockwise, the clockwise. In the first row of figure 7, classified by the rotational direction (left: counter clockwise (PV sys I ,(+)), right: clockwise(PV sys I I (-))), all values during this measurement series for a single RSS are summarized in one box plot to visualize their overall spread across different Aus Wissenschaft und Forschung 28 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0025 the replacement of a seal or the running track also comes with deviations of the pumping value, for example due to geometry and radial force tolerances of the seal and a slightly different position of the sealing lip, why the former method was chosen in this study. All other parameters were kept constant. According to R AAB et al. [42] the reverse pumping value of the seal is the mean value of the sum of the two system pumping values (equation 2). The reverse pumping value of the shaft can be calculated by half the difference between the reverse pumping value in system I and II (equation 3). (2) (3) It must be noted that this method is only valid for PV shaft < PV seal , which is the case in the investigations presented in this paper. However, if this were not the case, PV shaft would be underestimated. Using the method described above, pumping rates of a representative radial shaft seal system under variation of oil sump temperature (60 °C, 70 °C, 80 °C), speed (2.5 m/ s - 10 m/ s), and three different base lubricants (table 1) were determined. Significant results were obtained by a repetition of every parameter combination by means of three measurements. This also included the change in rotational direction. The influence of speed was evaluated with the same seal in the same wear track on the same shaft. When a test lubricant or shaft were changed, the shaft and seals were replaced by fresh samples. A lubricant exchange was accompanied by a thorough clean-up of the test setup. The results of the measurements in the RSS-system are featured in the next chapter. = 1 2 ∙ ( + ) = 1 2 ∙ ( − ) Figure 6: System reverse pumping values (PV sys I ) for RSS type DIN 3760-A80x100x10-FKM running at ground shaft surfaces at different speed stages for three different base lubricants without additives at a constant oil sump temperature of 60 °C (left) and 80 °C (right) TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 28 speeds and repetitions. Although different shaft surfaces were combined to different RSS of the same type, the reverse pumping values are very similar through the selection. It is noticeable, that the initial rotation in counterclockwise direction led to a slightly higher average reverse pumping value compared to the clockwise direction, that has been evaluated with the same seals afterwards. This is in agreement with the conditioning by [24]. Although since some shafts were turned, lead could superimpose with the latter effect. In figure 8, the same radial shaft seals (figure 7) are summarized per speed stage, without distinction to the surface structure, to depict the spread of different RSS on the system reverse pumping value. As already indicated before, the reverse pumping values are nearly independent of the rotational speed, even across a certain RSS population (due to the normalization based on the sliding distance, bottom left , PV sys I (+)), bottom right: clockwise, (PV sys I I (-)). The system reverse pumping values of the four RSS in both rotational directions were separated by the speed. The Same shaft type was combined to the same RSS (figure 7) and used throughout the whole measurement series. Through a difference of system I to system II according to equation (3) the pumping value of the shaft was calculated (figure 9). Both, multiple and cryogenic turned surfaces are within the range of the state of the art ground shaft surfaces. The ground shaft surfaces seem to have very small lead angles since “Ground I” generated negative pumping values, while “Ground II” had positive values across the speed stages. No explanation for the outlier at 5 m/ s of the cryogenic turned surface could be found. All absolute values are a magnitude smaller than the RSS pumping value. The here tested FKM shaft seals, generate a lot of additional potential to achieve dynamic tightness in this sea- Aus Wissenschaft und Forschung 29 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0025 Figure 7: Boxplot of the reverse pumping values of the four radial shaft seals corresponding to the shaft surfaces shown in figure 2 (left: counter clockwise (PV sys I ,(+))),right: clockwise, (PV sys I I (-)) . The same seal on the same wear track were used for clockwise and counter clockwise rotation. RSS-1: Multiple Turned; RSS-2: Cryogenic Turned; RSS-3: Ground; RSS-4: Ground; Figure 8: Boxplot of the reverse pumping values of the four speed stages (left: counter clockwise (PV sys I ,(+))), right: clockwise, (PV sys I I (-)). All values of the from figure 7 were summarized, without distinction to the surface structure. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 08 Seite 29 tuation of a shaft seal is either replicated by the cone angle of the shaft or the chamfer of the elastomer ring sample. Despite its use for many years by researchers in comparable configurations [38, 44, 45] there is still a lack of verification, that this system can reliably reverse pump and hence be used for comparative investigations. A first proof of the existence of a reverse pumping behaviour was achieved by using the vertical test configuration of the RFT and by an injection of a defined volume of lubricant below the ring sample air side (figure 10). Similar to H ORVE [2] a very characteristic behaviour (figure 10) was displayed in the friction torque after injection of the oil by a small syringe. The slight tendency of decreasing friction torque in the time period without injection is due to thermal effects, that were arising since the oil drop test was not conducted in a thermal equilibrium. The vertical configuration however also complicated the accessibility, while the majority of the lubricant was hurled away by the conical shaft. Doubts about the reliability of the presented method lead to an enhancement of the initial test configuration (figure 3) as described in the next section. For a quantitative determination of reverse pumping values of ring samples, the pumping rate measuring setup for RSS (figure 3) was modified to allow for measurements in RFT configuration (figure 11). The principle of the test rig is identical to the setup shown in figure 3, with the exception that an elastomer ring sample is sliding on a conical shaft, replacing radial shaft seal and cylindrical shaft. The radial force is replaced by an equivalent line force (0.14 N/ mm [46]), applied by a spring unit, that presses the elastomer sample against the coni- Aus Wissenschaft und Forschung 30 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0025 ling system. In a similar investigation with shot peened and particle structured shaft surfaces the pumping values has been [43] Since the shaft surface has a very low impact on the system reverse pumping value, the explanation for the similar behaviour of the seals (figure 7) can be given. 4 Determination of the reverse pumping value in the RFT-system 4.1 Test Setup and Test Parameters of the RFT-System At the institute of machine elements, gear and transmissions, a tribologically equivalent system for radial shaft seals (RFT) was developed. In this system, a simple elastomer ring sample is sliding against a conical shaft (cone angle 30°) under lubricated conditions. The contact si- Figure 9: Pumping values for four different shaft surfaces at four different relative speeds. 0 2 4 6 8 time / min 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 friction torque / Nm Figure 10: Left: Friction torque during an oil drop test according to H ORVE [2] on the original vertical RFT test setup, which indicated the existence of a reverse pumping value in the tribologically equivalent system for RSS. Right: Principle of the ring-cone tribometer. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 30 cal shaft. The line load is set according to the line load obtained by radial force measurements at test temperature of the corresponding RSS. The measurement principle is also identical to the RSS setup with the exclusion that the primary chamber is fully filled with lubricant, while the secondary chamber is only filled up to mid shaft, since the RFT systems is flipped in order to improve accessibility to the load unit. Measurements based on the hydrostatic pressure in chamber-1 have two small disadvantages in this setup. The reader must be cautioned, that the secondary seal might possibly influence the reverse pumping results in this configuration. Tightness of the auxiliary seal therefore was checked regularly. Additionally, preliminary investigations with both chambers fully flooded have shown, that the amount of fluid level decrease in chamber 1 matches the amount of fluid level increase in chamber 2 with good agreement, indicating that the secondary seal does not significantly influence the measurement. The second one regards the movement of the shaft into chamber-1, which leads to more a wavy oil level and little noise in the signal. The main objective of this setup was the quantification and definite proof of the existence of a reverse pumping effect in the tribologically equivalent system for RSS. For the comparative investigation, elastomer ring samples made from the same material as the corresponding seals were used (FKM). Reverse pumping rates were determined and compared to RSS reverse pumping values at 7.5 m/ s and 10 m/ s. The shaft surface was ground. An oil sump temperature of 60 °C was chosen for this comparative measurement. Again, the system reverse pumping value PV sys I ,(+) during counter-clockwise rotation was evaluated. 4.2 Results in the RFT-System Measurements (figure 12) with this setup show a similar development of the hydrostatic pressure in the primary chamber as for the RSS. The tests shown here started at approximately 5,000 Pa. This is the upper level of the riser pipe. Small deviations in the starting values result from very small differences in the filling level. The decline in pressure is a proof for the existence of the reverse pumping effect in the RFT. A comparison of a RSS and the RFT using identical material pairings under identical tribological test conditions (i.e. load, speed, oil sump temperature, lubricant, surface finish) reveals, that the reverse pumping values can even be quantified with small deviations compared to RSS. Two fresh samples for every system have been evaluated. Every measurement at every speed was repeated twice. The comparison to the RSS measurements shows, that under identical operating conditions the RFT has -25 %, respectively -18 % lower reverse pumping values, than the RSS-system. It is very noticeable, that within the research project FVA 578 II [39] a difference in planar wear between the two systems of the same amount about +28 % (RFT to Aus Wissenschaft und Forschung 31 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0025 Housing Bore Chamber- 1 Auxiliary Seal Drive Shaft Chamber - 2 Cover Plate PT-100 Pressure Sensor Riser Pipes Ring Sample Conical Shaft Load Unit Figure 11: Exploded cross sectional view of the two-chamber-principle test setup for the reverse pumping value measurement of elastomer ring samples used in the tribologically equivalent system for radial shaft seals (the ring cone tribometer). The ring sample can be statically loaded with a central load unit based on springs. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 31 The RFT results provide novel information for the further understanding of the tribological processes in the tribologically equivalent system. A comparison between the tribologically equivalent system and the RSS-system has shown, that the reverse pumping of both systems is in a similar order of magnitude. This offers a lot of further potential to use the tribologically equivalent system for further investigation on elastomer material. 5 Acknowledgement Funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) - Project-ID: 172116086 (SFB 926) - SFB 926, MA 6719/ 1-1 and KO 1220/ 26-1. Nomenclature Abbreviation Meaning Unit d RP shaft radius m g gravity constant m/ s 2 K absolute of the incline of the pressure slope Pa/ s PV reverse pumping value µl/ m v sliding speed m/ s ρ lubricant density kg/ m 3 Aus Wissenschaft und Forschung 32 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0025 RSS) in the same material combination (PAO / FKM / AISI 5115) after a 5,000 km endurance test was reported. These wear results were obtained prior to an optimization of the contact angle, which has not been applied yet in the measurements presented here. Wear and reverse pumping values seem to have a certain relation. With the adaption of the geometry of the ring sample and the coned shaft to the desired RSS geometry, statements about the reverse pumping values could possibly be made in an early stage of material or design development using the RFT. The possibilities of this test rig could also be used to set up systems with a desired reverse pumping values, like neutral. 4 Summary A device for the online-determination of reverse pumping values with very fine pressure sensors based on the two chamber principle by B RITZ [12] was introduced for a RSS-system and a tribologically equivalent test setup. With the presented device reverse pumping values of radial shaft seal systems for different lubricants and shaft surfaces were successfully determined. Investigations have confirmed, that the reverse pumping values are almost independent of the relative speed if normalized with respect to the sliding distance, but are clearly impacted by base oil type and viscosity. With a small modification on the test rig towards the tribologically equivalent system for RSS, the existence of the pumping mechanism in the tribologically equivalent system were also confirmed and for the first time quantified. Figure 12: Left: Comparison of the development of the hydrostatic pressure in the fully filled test chamber for shaft seal and ring sample system under identical conditions. Combination: FKM / ground shaft / PAO / 60 °C. Right: Quantitative comparison of the reverse pumping values in the two formerly mention systems. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 32 AISI American Iron and Steel Institute CHD case hardness depth CNC computerized numerical control DFG Deutsche Forschungsgemeinschaft DIN Deutsches Institut für Normung FEM finite element method FKM fluorelastomer FVA Forschungsvereinigung Antriebstechnik MIN mineral oil PAO polyalphaolefin oil PG polyalkylene glycol oil RFT ring cone tribometer RSS radial shaft seal Literatur [1] Prem, E. u. Vogt, R.: Der Simmerring. Zuverlässigkeit von Beginn an. Grundlagen zur Schadensprävention. https: / / www.gupta-verlag.de/ nachrichten/ firmenschriften / 6093/ grundlagen-zur-schadenspraevention, abgerufen am: 02.01.2017 [2] Horve, L. A.: Shaft Seals for Dynamic Applications. Mechanical Engineering (Marcel Dekker, Inc.), Bd. 107. New York [u.a.]: Marcel Dekker 1996 [3] Baart, P., Lugt, P. M. u. Prakash, B.: Review of the lubrication, sealing, and pumping mechanisms in oiland grease-lubricated radial lip seals. 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(Hrsg.): 22th International Colloquium on Tribology 2020. 28. to 30. January 2020, Stuttgart/ Ostfildern. Ostfildern: Techn. Akad. Esslingen 2020, S. 89-90 [33] Macherauch, E. u. Zoch, H.-W.: Praktikum in Werkstoffkunde. 91 ausführliche Versuche aus wichtigen Gebieten der Werkstofftechnik. Studium. Wiesbaden: Vieweg+ Teubner Verlag / Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH Wiesbaden 2011 [34] Deutsche Norm DIN 3761 Part 2; 1983. Rotary shaft lip type seals for automobils; applications, abgerufen am: 25.08.2017 [35] Thielen, S., Magyar, B., Sauer, B., Schneider, F., Mayer, P., Kirsch, B., Müller, R., Harbou, E. v. u. Aurich, J. C.: Functional investigation of zero lead radial shaft seal counter-surfaces turned with a special method. Tribology International (2017) [36] Frölich, D., Magyar, B., Sauer, B., Mayer, P., Kirsch, B., Aurich, J. C., Skorupski, R., Smaga, M., Beck, T. u. Eifler, D.: Investigation of wear resistance of dry and cryogenic turned metastable austenitic steel shafts and dry turned and ground carburized steel shafts in the radial shaft seal ring system. Wear 328-329 (2015), S. 123-131 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 34 Aus Wissenschaft und Forschung 35 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 Tribological Characterisation Services for Materials - i-TRIBOMAT Franz Pirker, Ivana Tóth, Ulrike Cihak-Bayr, Reinhard Grundtner, András Vernes, Jesús Benedicto, Dirk Spaltmann), Thomas Gradt, Alberto Alberdi, Itziar Alonso, Raquel Bayón, Amaya Igartua, Álvaro García, Francesco Pagano, Iñaki Bravo, Maria Kogia, Donna Dykeman, Samuel Liedtke, Ichiro Minami, Erik Nyberg, Kaisu Soivio, Helena Ronkainen, Sami Majaniemi, Vuokko Heino, Konstantinos Gkagkas, Lluis Mont, Iñaki Amigorena* Open Access Um den Entwicklungsprozess von neuen Komponenten zu beschleunigen, ist die Vorrausage der Eigenschaften der eingesetzten Werkstoffe im Betrieb der Komponenten von enormer Bedeutung. Um neue Werkstoffe hinsichtlich Ihrer Performance (in einer Komponente) bewerten zu können, ist deshalb die Entwicklung neuer innovativer Methoden notwendig. Diese Methoden können auch unter dem Begriff „lab-to-field“ oder „materials“ - up-scaling zusammengefasst werden. D. h. Werkstoffe werden im Labor charakterisiert, und deren Eigenschaften mittels z.B. Simulation auf die Komponentenperformance hochskaliert (upscaling). i-TRIBOMAT ist ein EU gefördertes Projekt (H2020, GA Nr. 814494) mit dem Ziel ein Open Innovation Test Bed für tribologische Werkstoffcharakterisierung aufzubauen und ent-sprechende Services von der tribologischen Charakterisierung neuer Werkstoffe bis hin zu Simulationsmodellen zur Vorrausage der Perfomance von Komponenten der Industrie anzubieten. Durch die Bündelung von Knowhow und Infrastruktur zu Charakterisierung sowie den Aufbau einer digitalen Plattform, wird i-TRIBOMAT das weltgrößte Open Innovation Test Bed für tribologische Werkstoffcharakterisierung. Schlüsselwörter Lab-to-field up-scaling, Tribologie, intelligente tribologische Werkstoffcharakterisierung, Werkstoffdatenbank, geteilte Infrastruktur, Tribo-Analytik The prediction of the properties of the materials used in the operation of components is of enormous importance, in order to accelerate the development process of new components. To evaluate new materials in terms of their performance (in a component), the development of new innovative methods is necessary. These methods can also be summarized under the term lab-to-field or materials - upscaling, meaning materials being characterised in a laboratory and their properties being upscaled to the component performance by means of e.g. simulation. i-TRIBOMAT is a EU funded project (H2020, GA Nr. 814494) aiming at building an Open Innovation Test Bed for tribological material characterization and offering corresponding services from tribological characterization of new materials to simulation models for predicting the performance of industrial components. By bundling the infrastructure, know-how for characterization and building a digital platform, i-TRIBOMAT becomes the world’s largest open innovation test bed for tribological material characterization. Keywords lab-to-field upscaling, tribology, intelligent tribological material characterization, materials database, shared infrastruture, tribo-analytics Kurzfassung Abstract * Franz Pirker 1) (corresponding author), Ivana Tóth 1) , Ulrike Cihak-Bayr 1) , Reinhard Grundtner 1) , András Vernes 1) , Jesús Benedicto 2) , Dirk Spaltmann 3) , Thomas Gradt 3) , Alberto Alberdi 4) , Itziar Alonso 4) , Raquel Bayón 4) , Amaya Igartua 4) , Álvaro García 4) , Francesco Pagano 4) , Iñaki Bravo 4) , Maria Kogia 5) , Donna Dykeman 5) , Samuel Liedtke 5) , Ichiro Minami 6) , Erik Nyberg 6) , Kaisu Soivio 7) , Helena Ronkainen 9) , Sami Majaniemi 9) , Vuokko Heino 9) , Konstantinos Gkagkas 8) , Lluis Mont 10) , Iñaki Amigorena 10) . 1) AC2T research GmbH, Wiener Neustadt, Austria, (AC2T) 2) Research & Innovation, Atos Spain, Madrid, Spain, (ATOS) 3) Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin, Germany, (BAM) 4) Fundación TEKNIKER, Eibar, Gipuzkoa, Spain, (TEK) 5) ANSYS-Granta, Cambridge, United Kingdom, (GRANTA) 6) Luleå University of Technology, Luleå, Sweden, (LTU) 7) Moventas Gears Oy, Jyvaskyla, Finland, (MVS) 8) TOYOTA Motor Europe NV, Brussels, Belgium, (TME) 9) VTT Technical Research Centre of Finland Ltd., Espoo, Finland, (VTT) 10) TRYGONAL Iberia, S.L., Andoain, Spain, (TRY) TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 35 PLM: Product lifecycle management REACH: Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals SEP: Single-Entry Point TM: Tribomodel TRIDAS: Tribologisches Datenarchivierungssystem TRL: Technology readiness level UI: User interface WR: Work room WT: Wind turbine 1 i-TRIBOMAT - The Digital Service Provider for Tribological Materials up-scaling 1.1 Introduction The main idea supporting the project i-TRIBOMAT funded within the Horizon 2020 (GA Nr. 814494), is to develop the world’s largest user-driven open test bed enabling versatile tribological characterization of materials to support innovation in the European manufacturing industries, with an ultimate goal to reduce material up-scaling costs and time-to-market. In the field of tribology, renowned institutions combine their testing and analytical as well as simulation capabilities in a Single-Entry Point (SEP) in Europe. The aim of i-TRIBOMAT is to build up the necessary infrastructure to provide tribological materials characterisation services. This means a: 1) shared tribological infrastructure with more than 100 tribometers and characterization equipment together with new protocols, tribo-analytics, design of experiments and online data acquisition system. 2) secure IT-platform for data mining, connecting, harmonising, managing, analysing and sharing capability. 3) collaboration interface for interacting with customers from industry, educational and research institutions. These three modules will be accessed by external customers via the Single-Entry Point (SEP). By linking existing characterization infrastructure and developing new (digital) services, industry will be provided with a cost-effective means of material characterization and up-scaling (i.e., prediction of system properties) of new or alternative materials. The SEP is the sustainable new legal entity that will operate the i-TRIB- Aus Wissenschaft und Forschung 36 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 Contents This publication is a revised and up-dated version of the extended abstract presented during the 22 nd International Colloquium Tribology. It includes all presentations of i-TRIBOMAT special session programmed in C9, D9, and E9 timeslots on Wednesday 29, 2020. The speaker and title are enlisted below: • Franz Pirker (AC2T research GmbH, Austria): i-TRIBOMAT - The Digital Service Provider for Tribological Materials up-scaling • Alberto Alberdi (Fundación TEKNIKER, Spain): i-TRIBOMAT Provides an Industry Driven Service Catalogue • Álvaro García (Fundación TEKNIKER, Spain): Design of a Scalable and Interoperable Platform for Tribo-Connection • Maria Kogia (ANSYS-Granta, United Kingdom): Materials Information Management for Tribology • Helena Ronkainen (VTT Technical Research Centre of Finland, Finland): Collaboration Interface of i-TRIBOMAT • Ichiro Minami (Luleå University of Technology, Sweden): Validation of Lab-to-Field Up-Scaling services • Amaya Igartua (Fundación TEKNIKER, Spain): Building i-Tribomat Interconnections with Materials Ecosystem Interconnections • Ivana Tóth (AC2T research GmbH, Austria): Panel discussion; i-TRIBOMAT - communicating an intelligent testing service of tribological materials Nomenclature CAD: Computer-aided design CAE: Computer-aided engineering DoE: Design-of-Experiments EMCC: European Materials Characterization Council EMMC: European Materials Modelling Council FMI: Functional Mock-up Interface IoT: Internet of Things MMA: Moving mechanical assembly NOMAD: Non-destructive Evaluation (NDE) System for the Inspection of Operation-Induced Material Deg-radation in Nuclear Power Plants OITB: Open innovation test bed Parser: software construct that receives input data from a file TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 36 MAT Open Innovation Test Bed and will be established by the founders AC2T, TEK, VTT, AN-SYS-GRANTA and BAM. As the future legal entity, the SEP will act as a unified publicly accessible spot. This approach represents a typical digital business model. 1.2 The interacting units of i-TRIBOMAT The main concept of i-TRIBOMAT, shown in Figure1.1 consists of four interconnected units. The connection of these units represents the Open Innovation Test Bed. 1.2.1 Shared Infrastructure All the tribological characterisation equipment of the five European Tribology Institutes AC2T research GmbH (AT), BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (DE), VTT Technical Research Centre of Finland Ltd (FI), Fundación TEKNIKER (ES), Luleå University of Technology (SE) are connected via Internet of Things (IoT) technology with the IT-platform. Combined with newly developed and standardised protocols and procedures of the test benches, the shared infrastructure ensures direct comparability of acquired tribological tests. With the large number of tribometers and characterisation equipment of these partners, the largest intelligent tribological test centre is being built. 1.2.2 IT-Platform The IT-platform enables data management, data sharing and data analytics, considering all security and safety issues. Additionally, a tribological material database will be set up. Since the Single-Entry Point (SEP) works as a one-stop shop, not only characterisation services are offered to customers, the SEP also supports the customers with data-driven services, such as data storage, data sharing and data analytics. 1.2.3 Collaboration Interface The Collaboration Interface plays a central role in the integration of different software tools and offers an interactive access to the shared data for various end-user groups. Its architecture enables cost-effective integration of material models and dynamic solvers to predict the system-dependent tribological behaviour of materials, like the lifetime or energy efficiency of various machine components. Within this unit the materials upscaling with lab-to-field simulation models will be performed. 1.2.4 SEP Single-Entry Point The SEP as the new legal entity will offer all new tribological characterisation services to customers and will be founded by the partners mentioned above. 1.3 Workflow of a typical customer request For the up-scaling of materials the overall workflow including the different services is shown in Figure 1.2. The industrial requirements formulated by the customers, such as (new) materials or product design, including the operational conditions are the basis for the downscaling process. This down-scaling represents the socalled field-to-lab approach to select the tribological testing procedure closest to the real application. Prior to any tribological testing of materials, a proper Design-of- Experiments (DoE) optimises the test matrix to increase the time efficiency and reduce the testing costs. The resulting tribological material characterisation data will be stored on the IT-platform in a harmonised way. These harmonised and comparable data as well as datadriven services such as data analytics, data storage or the usage of AI-methods will enable a multiple reuse of previously generated data - via experiments or simulation. Additionally, these harmonised data will form the basis for the so-called lab-to-field materials up-scaling approach. This service will be implemented in the collaboration interface. Virtual work rooms facilitate collaboration and surrogate models can be used as replacement of high-fidelity models when rapid answers are required. Via surrogate models and numerical simulations in virtual work rooms (see Figure 1.1). Aus Wissenschaft und Forschung 37 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 Figure 1.1: Main concept of i-TRIBOMAT TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 37 tribological material characterisation services in the world. The approach to share infrastructure, building up new services and selling them through a Digital Platform represents a typical Digital Business Model like Airbnb or UBER. The value chain from the infrastructure suppliers through the service provider and the customer is shown in Figure 1.3. The founders (enlisted in chapter 1.1) are setting up the SEP, as the future channel for commercialisation that Aus Wissenschaft und Forschung 38 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 Finally, the SEP is the one-stop shop and entry point for the customer and enables the filing of requests as well as the easy selection of appropriate services for each specific customer need. 1.4 Creating new (digital) business models The main motivation of i-TRIBOMAT is to share knowledge, infrastructure and multiple use of experimental as well as simulated results to become the best provider of Figure 1.2: Workflow of i-TRIBOMAT Figure 1.3: Value chain and digital business model TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 38 exploits the tribological material characterisation services of i-TRIBOMAT directly to the market. This joint venture (SEP) will enable the creation of new digital services and requires new digital business models between all stakeholders. 2 i-TRIBOMAT Provides an Industry Driven Service Catalogue 2.1 Scope This chapter presents a summary of the main services that the Open Innovation Test Bed i-TRIBOMAT provides to the European Industry for the tribological characterization of materials, which include three service categories (see Figure 1.3): • Services 1: Tribological and surface characterization tests • Services 2: Data driven services such as data sharing, data storing or data searching services • Services 3: Simulation based services for up-scaling. This service catalogue includes a holistic virility of services and additionally defined case studies for a wide variety of applications. Some examples refer to different tribological characterization tools for material selection and benchmarking of new materials against conventional solutions. Other services deal with running-in and long-term wear as well as friction performance of a wide range of materials, for example, steels, cast iron, light alloys, ceramics, polymers, composites, seals, coatings and newly developed categories. Joint capabilities allow the tribological characterization of materials in different environments, such as vacuum, very low or high temperature and corrosive atmospheres. A large range of new testing equipment and protocols have been developed to simulate experimentally the failure mechanisms and working environments [1]. Lifetime prediction of components is another sort of service provided by i-TRIBOMAT. Such lifetime prediction is based on data gained in experimental laboratory tribotests and includes computer simulations supported by database searches and artificial intelligence algorithms. Finally, the i-TRIBOMAT catalogue also includes lubricant analysis and lubricant performance characterization tests. i-TRIBOMAT provides the European Industry with all these characterisation tools, which will allow a better knowledge of the behaviour of materials under high friction and wear conditions and a better prediction of the lifetime of components. In future, this will lead to a better, faster and much cheaper choice of materials in the design process of components. In this way, tribology will help to implement materials solutions into energy and resource efficient, sustainable systems as well as products and processes, thus contributing to the reduction of carbon footprint. 2.2 New approach for the tribological characterization of materials The tribological characterisation of materials at laboratory level (TRL 3-4) is usually carried out with universal tribometers with rotating unidirectional or reciprocating movement, which can simulate different mechanical contact situations under numerous environmental conditions, i.e. temperature, humidity, vacuum, lubricants or possible corrosive atmospheres. These tribometers normally use model samples of small size and simple shape, such as discs, pins, balls or cylinders, made of the new material under characterisation. Therefore, tribological characterisation of materials at laboratory level is fast and cost-effective. However, to upscale tribological characterisation of materials at component or mechanical system level (TRL 5-6) like valves, cylinder lines, gears, roller or ball-bearings, seals, etc. complex and very expensive test rigs are needed, particularly developed for each specific application. Several partners in the project have large experience in designing, building and setting up this kind of test rigs. Regarding the samples, it is necessary to manufacture the components to be tested, which must be made of the new material intended to be scaled up. Finally, these tests are typically performed until the end of the service lifetime of the component, which means that the test rig can be occupied for weeks or even months for a single test. Therefore, these tests are more time consuming and costly, but are very valuable for validation purposes. This causes up-scaling to be one of the most important barriers to the incorporation of new advanced materials in some industrial sectors such as transport, wind energy, machinetools or mechanical capital goods. Figure 2.1 shows an example of a test bench, specially designed by TEKNI- KER for the tribological characterization of seals that will be available for the OITB of i-TRIBOMAT [2]. The i-TRIBOMAT characterisation services will be made accessible via a specifically designed IT-platform Aus Wissenschaft und Forschung 39 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 Figure 2.1: Test Bench for Tribological Characterization of Seals © TEKNIKER TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 39 like e.g. finite element modelling. They all together enable the up-scaling of laboratory scale tribotest results to friction and wear behaviour of real components or whole systems. An innovative approach of this catalogue is its service module structure. This allows to adjust each service optimally in complexity and cost to the specific need of each customer. In addition, the service module structure allows the implementation of standardised workflows. These workflows allow the efficient and reliable handling and processing of customer requests and orders. 3 Design of a Scalable and Interoperable Platform for Tribo-Connection 3.1 Scope To offer all proposed services (see 2.1) during the i-TRI- BOMAT project, one of the objectives includes creating Aus Wissenschaft und Forschung 40 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 and a linked web-based customer interface, which allows for data management, analytics and mining, new modelling tools and even virtual trials in real operational environments. This will contribute to reduce significantly the costs and time by limiting the use of large-scale component tests to validation purposes. 2.3 Service Catalogue Structure The methodology followed to build the service catalogue was to define each of the functions the Test Bed will perform as independent modules for the provision of the services. These service modules are standalone, complete in itself. The tasks to be carried out in each service module are properly described, standardised and predefined. In each of these modules, input and output data of a preestablished nature are defined, as well as the different roles played by the operators and experts in charge of carrying out these functions in the respective modules. Figure 2.2 shows an example of a service package consiting of different modules, such as experimental tribo-tests, surface analysis of samples and Lab-to- Field model up-scaling. According to the customer’s requirements, each service has been designed adhoc, linking different modules from the catalogue. Therefore, the i-TRIBO- MAT service catalogue will be a catalogue of modules through which a potential customer will be guided to compile the optimum services for his/ her requirements. This catalogue of modules includes technical functions (tribological tests, characterization of samples and their surfaces, database searches, data analysis, numerical simulations) and administrative functions related to the management of the service (arrival, distribution of customer requests/ samples, provision of quotations, reporting, invoicing, status reports). 2.4 Prospects In the coming years The Open Innovation Test Bed i- TRIBOMAT will supply the European Industry with new services for the tribological characterization of materials. These new services combine conventional laboratory scale tribotests with data driven tools, like federated data analytics, database searches or simulation tools Figure 2.2: Example of Service Package Workflow TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 40 an infrastructure in order to link existing lab equipment from different partners with the data platform. TEKNIKER has experience in developing Triboconnectors to cover this functionality. This section will explain the architecture of the different elements involved in the proposed solution: the shared equipment, middleware and data platform; and how they will be used to provide a more connected tribology approach. 3.2 General architecture The architecture will follow a three-layered approach. Equipment, middleware, and platform (see Figure 3.1). The lowest layer represents the physical domain, mainly the equipment and devices involved in tribological tests. In i-TRIBOMAT’s case the equipment will be used in a collaborative manner and will be referred to as the shared infrastructure. The middleware layer will act as connector between the physical devices (equipment) and the internet (data platform), providing a series of functionalities. It will not be a single element, but rather a group of various tribo-connectors, one for each tribological laboratory. Additional tribo-connectors can be added following this approach, making it possible to add tribological laboratories in a scalable manner. The data platform will act as a core repository and functionality vault, storing the data gathered from other layers and hosting services that will exploit the data. In i- TRIBOMAT’s case, the services will be exploited by the Single-Entry Point (SEP). This type of architecture is common in use cases involving different data sources and requiring certain degree of centralization. TEKNIKER has used similar architecture in previous EU projects such as Zonesec [3], Local4Global [4] and Respond [5]. 3.3 Shared equipment The shared equipment refers to the pool of the resources from different partners as one. While the equipment is still managed and operated by the individual partners, a wider selection of services is made available for the clients. Additional mechanisms need to be defined in order to balance the workload in a “fair” manner: while one service may require the use of a specific equipment owned by one partner, and another service can be offered using equipment owned by multiple partners. 3.4 Middleware The middleware layer will act as a mediator between the shared infrastructure and the data platform. It will provide a series of functionalities: Tribological test, equipment information and work order Management: - Remote connectors to data platform - Tribological files and data uploading services - Graphical user interface - Local data persistency (optional) And when available: - Data acquisition protocols - Commercial equipment files parsers (software construct that receives input data from a file) - Security and safety tools The middleware will have a modular approach. While the functionalities remain the same, some components may have different implementations or may not be needed: the protocols and parsers will vary between different laboratories, as each one will have different equipment. 3.5 Data platform The data platform will provide a series of functionalities primarily focused on data management, covering secure data storage, access and exchange. Main goal is to define and implement a central materials database for materials tribological characterisation, responsible to manage existing material data such as properties, sample history, etc.; and the data generated before and after tests for tribological materials characterisation and analysis (tribo- Aus Wissenschaft und Forschung 41 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 Figure 3.1: General architecture, A: Middleware, B: Shared Infrastructure TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 41 In addition, Open Interfaces will be offered in order to interact with the Data Platform at different levels, allowing communication with the middleware as well as with external entities. This will translate into i-TRIBOMAT service requests and the corresponding orchestration of actions, providing services like tribological analysis commissions, simulations and material information data searches based on semantic technologies. 3.6 Control of equipment: AC2T-Tribosoft In order to manage and automate the tribological tests as well as the equipment involved, AC2T is developing a software called Tribosoft. It allows to define tribological experiments, configuring the equipment in different steps of the experiment in a programmatic manner, making possible to set parameters, make measurements or trigger alerts based on different conditions during the lifetime of the experiment. The output of the experiments can be automated to be stored in different manners. The experiments can be queued based on the availability of the machines or manually managed through a user interface, which also provides information of the status of the experiment and realtime monitoring of their values. Initially aimed for internal use inside AC2T laboratories, the software has been designed in a highly configurable approach, making it possible to interact with common data acquisition equipment such as National Instruments cards. Its modular approach eases the inclusion of new functionalities such as the connection to the future i-TRI- BOMAT data platform, or the visualization of historic data of previous experiments. 3.7 Towards connected tribology The middleware was designed in order to provide certain functionalities usually seen in the IoT (Internet of Things) approach: Aus Wissenschaft und Forschung 42 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 analytics). Therefore, covering not only materials but also capabilities for managing, sharing and analysing tribological test data. Hence, it will be responsible for providing mechanisms to harmonize / standardize acquired data by establishing common protocols for parametric data storage. It will also provide open interfaces that facilitate interoperability and integration of data from other sources, allowing the creation of interlinked material, with tribological, ecological and other databases such as REACH, CAS, NOMAD and TRIDAS, initiatives such as EMCC and EMMC or other OITBs. Figure 3.2: Middleware structure Figure 3.3: Equipment control and data visualization TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 42 - Secure connectivity. Web based communications based on standard communication protocols. - Dynamic and heterogeneous. The modular approach makes it possible to add new equipment interfaces without changing the middleware core. The framework is adaptable and configurable to different implementations, following the plug and play approach. - Distributed and scalable. New laboratories can be added and integrated to work together. - Data ownership. Experimental data is shared in a secure manner. The ownership will be set by the different future business relations via the SEP. - Intelligence. Combining the collected data from different laboratories with open material databases could provide better analytics, more complex simulations and up-scaling of components. 3.8 Prospects The platform design presented offers a novel approach, as it intends to apply already consolidated methodologies and technologies to the tribology field. It aims to offer a tool to encourage collaboration between different laboratories by providing common data models, automation tools and communication capabilities, aligned with current EC standardization projects. 4 Materials Information Management for Tribology 4.1 Scope Materials information is typically stored on paper, in assorted spreadsheets, or in generic database systems not designed for materials information. Expert tools that analyse or use materials data, tend to be isolated requiring manual input/ output of data resulting in scattered data sources within a department or organization. It has been concluded that such an approach can cost an organization millions of euros in lost productivity, repeated tests, lower product quality, higher risk, and missed opportunities for innovation. Across the field of tribology, the difficulty of overcoming materials information management problems is amplified by the fact that: tribological applications exist in every industrial sector, and as such require agreement on an intensive pedigree to describe complex environments, equipment set-ups, and multimaterial systems; lack of internationally accepted characterisation standards which leads to subjectivity in results; and a large number of specially designed tribometers and testing jigs meeting the requirements of niche applications. In the i-TRIBOMAT project, a customised materials information management system for tribological applications is being developed to address the above challenges based on the commercial software GRANTA MI to enable the capture and sharing of information for harmonization across the supply chain. Materials related information generated throughout the entire value chain of tribological studies, including physical test and simulation data, statistical and design data as well as agreed metadata, are stored in a centralised data management system that ensures data traceability and searchability and facilitates model validation. It has been described how the complexity of tribological datasets effect the design of a centralised database for the harmonization of tribological datasets across a distributed network of partners. 4.2 Challenges As already stated by Feynman as early as 1963, aside from the material, the interfacial and ambient conditions are of equal importance to quantify friction and wear, which are not properties of a single material, but system properties. According to Czichos [6], they refer to the entire tribological system that consists of: • the sample and counter-body in contact (see Figure 4.1), • if applicable, separated by an intermediate body, • forced to move relative to each other under a certain load (e.g. in a testrig), • surrounded by a (technical) environment. Therefore, a materials data management system for tribology should capture information generated from the value chain of entire tribological systems. This includes complex materials pedigree (metals, ceramics, and thermoplastics), test setup and conditions (e.g. ambient pressure, temperature, medium, etc.) and equipment used. Currently, there is a large number of specially designed tribometers and testing jigs available specifically ad- Aus Wissenschaft und Forschung 43 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 Figure 4.1: Sketch of the components of a tribological system TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 43 MI is the leading system for materials information management in engineering enterprises. Figure 4.2 outlines the main component and functionality of GRANTA MI. The system is installed on a server for enterprise network or web access; distributed access to a central source of materials information is enabled for customers with appropriate access control and security measures. The database is explicitly designed to manage specialist materials and process information and can host in-house data, external reference information, or a combination thereof. Many types of data can be stored, and their import/ export automated for searching, advanced analytics (bespoke or commercial tools such as MatLab ® ), visualization, automated workflows, assignment to specifications and parts in CAD/ CAE/ PLM commercial software, and reporting against regulations such as REACH. Workflow automates the transfer of data/ information for tasks such as authoring, signoff, test scheduling and digitisation of characterisation protocols, as needed for material selection/ substitution and Round Robin tasks to meet tribology specifications. Here, we explore the complexity of tribological datasets and its effect on the design of a centralised data-base for the harmonization of tribological datasets across a distributed network of partners. 4.4 Prospects i-TRIBOMAT is an EU funded, research project that focuses on tribology and amongst others it aims to develop a centralised data management system for tribological materials information for this field by 2022. Due to the complexity of a tribological contact and the multi-mate- Aus Wissenschaft und Forschung 44 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 dressing the requirements of niche applications. Each tribometer is optimised to simulate a specific tribological contact situation. The lack of internationally accepted characterisation standards can lead to low comparability as resulting data will mostly be incoherent. The respective wear scars created in the tribological tests are currently characterised by a variety of tools which can result in even more diverse datasets of images, profiles, spectra or chemical distribution maps. A centralized materials information management system is a key objective of this project in order to enable standardised capture, consolidation and harmonization of tribological information, metadata and knowledge. Tribological materials data generated in experiments and modelling/ simulation in the project along with agreed metadata are stored in the database and provide full traceability of tribological materials test. 4.3 Architecture for Tribological Database Underpinning GRANTA MI is a schema capable of structuring the pedigree of information of a tribology system from material batch, process parameters, technical environment, to detailed physical and virtual characterization tests and analysis. The schema enables searchability, mapping of data and meta data attributes, and traceability of information (links and relationships). Full traceability is a challenging information management issue, since the network of connections between data points builds-up rapidly as test data are produced, analysed, fused, and reported in various formats. This level of information management was designed for rigorous qualification and certification reporting, whether in-house or to regulatory bodies, and has been validated by industry and researchers for over 20 years. GRANTA Figure 4.2: Test data management solution based on GRANTA MI TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 44 rial nature of samples, full traceability can be a challenging information management issue that can be tackled with appropriate customisation of GRANTA MI. This and other challenges faced by designing a tribological database are considered in the present contribution. 5 Collaboration Interface of i-TRIBOMAT 5.1 Scope As defined in Section 1.2.3 the Collaboration Interface is the web-based entry point for customers to the upscaling services. These services can be accomplished via different virtual workrooms (WR). Within this unit the materials up-scaling with lab-to-field simulation models or surrogate models based on tribological test data will be performed. 5.2 Collaboration Interface - Content & structure The essential content of the Collaboration Interface has been depicted in Figure 5.1. The interface hosts two types of catalogues: The work room catalogue shows all the different projects, which are accessible to users. Users can open a new work room when beginning e.g. to study a new tribological problem, or they can join an on-going project according to their interests. The Tribo Model (TM) Catalogue comprises all the simulation models published by the users of the Collaboration Interface. Interested parties can survey the models and see, if any of them could be useful in helping to solve their specific modelling problem. Typically, tribology related design and modelling task require a combination of simulation models and measurement data obtained from and operating on different scales. Therefore, the Collaboration Interface must enable the co-use of different models. The technical functionality of the Collaboration Interface supporting the building of multi-scale tribo-simulation models (i.e. composite models) is referred to as Lab-to-Field up-scaling. 5.3 Lab-to-Field up-scaling functionality On the right-hand side panel of Figure 5.1, we have illustrated the contents of a generic work room (WR). In the work room the user can find a list of models (from the Tribo Model Catalogue), whose combination will help answering some practical questions requiring the use of models operating on different fields or scales. In this specific example, model TM2 could represent, for instance, a multibody simulation model of machine parts and model TM5 could provide the simulated lubrication related parameters as well as data. The composite model denoted as TM2+TM5 can then provide insight into the behaviour of lubricated machine parts. Generally speaking, the underlying motivation for supporting model and simulation-based up-scaling features is to decrease the number of expensive component and higher scale experiments by replacing and supplementing them with experimental studies with small scale tests combined with numerical design. The simulation models to be distributed and used through the work rooms are not meant to replace the high-performance computing clusters running extremely detailed tribomodels by research institutes and universities. Rather, it is supposed to complement these by offering a possibility to upload into the model catalogue faster substitutes for the detailed models, so-called surrogate models, which are more suitable for searching ideal parameter values in multi-optimization design problems. The Labto-Field up-scaling functionality supports surrogate model co-use based on the Functional Mock-up Interface standard. This standard can also be used to integrate other types of models than surrogate models with each other. 5.4 Prospects Model-assisted collaboration: The user setting up a work room on the Collaboration Interface can invite a group of collaborators (other modellers) to share simulation source codes with and to build a common user interface (UI) for the composite model. An example has been provided in Figure 5.2 below. The software tools of the Collaboration Interface enable the publication Aus Wissenschaft und Forschung 45 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 Figure 5.1: Conceptual view of the Collaboration Interface and a work room. UI refers to User Interface. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 45 tive humidity, lubricant components, possible contaminants), and machine performances (power generation capacity, energy efficiency, and lifetime of machine component). All these features will define the lab-scale model test(s) to be performed. The up-scaling procedure will be validated by carefully comparing field performance data of real sized-component tests (performed by the industrial partners) to the results generated by i-TRI- BOMAT up-scaling tools. Subsequently, the materials up-scaling will be assessed which shows the quality of predicting material behaviour, e.g. wear-rate. Three different commercial full scale tribo-systems were chosen for validation (see Figure 6.1); (1) Tribomaterials of gears and plain bearings for green energy generation, particularly wind turbines (WTs). A gearbox in WT systems increases the speed transmitted from the rotors to the generator that leads efficient power generation. As the demand of more power generation, the generating capacity and physical size of WTs are growing. It requires improved gearboxes to generate higher revolutions. As results, materials in gearbox experience higher contact stress at low velocity (from rotor) and higher thermal stress at high velocity (to generator) in sliding-rolling motions. Robustness and reliability of the materials under harsh conditions are of importance because maintenance is costly. As alternatives to currently using steels, such as coatings are emerging with high wear resistance and low friction. A focus is put on the prediction of the efficiency and long-term durability in continuous operation. The main challenge is up-scaling of material characterization to full-scale WT systems composed of large gears and bearings. Based on the specification sets from the field applications, the requirements for gear and bearing materials will be determined and then the needs for up-scaled materials will be identified. Special care has to be set on the transfer of practical loading conditions from the available field data including environment parameters and clarifying the operating parameters that load on the material. (2) Powertrain systems in vehicles are composed of a large number of moving mechanical assemblies Aus Wissenschaft und Forschung 46 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 of the UI as an interactive web application, through which users can perform operations to visualize the numerical outputs of the simulation models, perform design optimization etc. Unlike the construction of the models, using the UI does not require special technical skills or necessitate software installations. 6 Validation of Lab-to-field up-scaling services The validation step will prove the platform through evaluation of materials for selected use cases. Feed-back from the test bench results (TRL6 and higher) performed by the industrial partners will improve the database as well as the simulation tools continuously. 6.1 Scope Most laboratory tribotests have been developed for simulating material failure in a particular system. Examples are laboratory tests on wear rate, load-carrying capacity, surface fatigue, or friction and wear phenomena. These tests usually involve simplified laboratory equipment to extract a particular aspect. The tests are often performed under accelerated conditions with respect to temperature, load, and/ or velocity, for example. The results are beneficial for improving the tribo-system by tuning operating parameters, contact design, materials, and/ or lubricant components. Contrary to mechanical tests and failure analysis, laboratory tribo-tests are not yet fully applied in material design and development. There is a tacit consensus among tribologists about mismatching between laboratory results and practical performances. Under these circumstances, laboratory tribotests are rather insufficient to screen candidates at early stage of material development. The screened materials prior to be commercialized are then subjected to several phases of evaluation through time and cost incentive manners. This work package acquires evidences for “lab-to-field up-scaling” in material development, which brings “a shortcut from laboratory to the real world.” As addressed previously, “materials characterization services catalogue” defines i-TRIBOMAT services that are composed of “Shared infrastructure,” “IT-platform & databases,” and “Collaboration Interface.” 6.2 Validation procedure According to the specifications from existing systems, the requirements for materials will be determined and consequently proper laboratory test set-ups will be selected, considering operating parameters (geometry of contact, contact stress, relative velocity, and mode of motion), environmental parameters (temperature, rela- Figure 5.2: Conceptual view of a user interface TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 46 (MMAs) and materials. The total efficiency of the component is determined by each MMA, which is designed to operate under mediumload and high-velocity conditions. Currently, cast iron, aluminium, and coatings on them are the mostused materials. Lightweight materials are emerging. The Lab-to-Field up-scaling tool will be applied to new materials for the prediction of energy efficiency conditions. The main challenge is to predict the energy efficiency (friction regime and level, respectively) of materials and different surfaces. Based on the specifications set by the applications, the configuration of each MMA and the combination of MMAs in the system will be clarified. The governing operating and environmental parameters for each MMA will be determined. A selection of MMAs will be done with respect to friction. Then, the necessary amount of tribological measurements will be defined and generated in order to adequately perform AI, supplemented by numerical modelling and simulation. Thereby, the tribological performance of new and used samples from engine parts - covering two engine specifications - will be evaluated with model tests. Online sensors will acquire outputs (friction force, wear depth, vibration, and acoustic emission) during the tests. The experimental data will be processed and compiled for each MMA. Multi-scale tribological simulations will be performed to elaborate the dominating friction laws. The simulation results will be compared to the expected performance in engines to verify, if these friction laws are indeed dominant. Based on the friction laws established, AI methodologies will be considered for benchmark correlations and eventually validated via engine tests. (3) Seals in hydraulic systems have to prevent leakage of fluids in operation. A compromise is required between good sealing and tribological performance. The common seal materials are elastomers and thermoplastics that slide against steel. Due to lack of testing standards, there is a huge demand for seal materials development. This use case focuses on lip seals for hydraulic systems. The tribological performance of novel self-lubricating materials will be utilized and further developed for seal-contacts by making use of the tools provided by the i-TRI- BOMAT consortium. The challenge is to develop standards for seal testing supported by online sensors and numerical simulations. Based on the specification sets by the applications, the main operating and environmental parameters in the real application will be compiled. For the seal material up-scaling, the output parameters from tribological performance tests are defined, such as friction, maximum leakage and system efficiency (friction). A component test rig for seals attached with proper online sensors will be employed for the validation. Novel self-lubricating materials based on thermoplastic polyurethanes, hydrogenated nitrile butadiene rubber and fluorinated-elastomer materials, will be evaluated. Friction, wear and oil leakages will be monitored in real time. The functionality and accuracy of online sensors will be evaluated towards test standardization. The prediction tool for efficiency of seals will be validated by comparing the performances at various “sealing pressure versus shaft velocities” and temperatures. 6.4 Prospects For validation of services applied in use cases, one identifies the similarity and dissimilarity of laboratory test and component test for each use case. Then, one clarifies and prioritizes the significances of laboratory and component tests as measurable criteria. The results will be recorded onto i-TRIBOMAT database. In order to make accurate up-scaling, down-scaling will be reconsidered for the validated results of models to identify optional and additional testing parameters or monitoring. The validation procedure, developed and dedicated to the validation of Lab-to-Field up-scaling tools, will be assessed and integrated as part of “continual improvement process.” i-TRIBOMAT is not limited to three use cases above. i-TRIBOMAT platform will be extended to materials for various tribological systems after full validation via these three use cases. Aus Wissenschaft und Forschung 47 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 Figure 6.1: Validation procedure of i-TRIBOMAT services TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 47 it has not been identified in other test beds already in progress [8], [9]. The Translator Network will spread i-TRIBOMAT value proposition to the industry, especially to SMEs. Translators will capture industry needs and translate them into tribological characterisation workflows that will be covered by the i-TRIBOMAT services catalogue. The Translators can be partners or third parties well trained and supported by the project partners. For the sake of transparency, an open call mechanism will be implemented for external translator’s recruitment. The Translators Network will be built up in the third year of the project (2021). To maximise the impact of the Translators’ Network, two different translator profiles will be selected and trained: • Tribology experts who “translate” the meaning of the services that might be provided during the development of a material or product • Business consultants who communicate the benefits of a European-wide operating Open Innovation Test Bed (OITB). The channels that Translators may use to approach customers will be relevant fairs, congresses, workshops with companies, webinars, personalized training courses and end-user’s meetings. The TN will be especially active once i-TRIBOMAT Open Innovation Test Bed (OITB) is launched. Therefore, Translators activity will continue beyond the duration of the project. The i-TRI- BOMAT project has defined three industrially relevant Use Cases representing three different sectors, i.e. transport (Toyota Motor Europe NV), energy (Moventas Wind Oy) and manufacturing (Trygonal Iberia S.L.). These use-cases involve a wide spectrum of bulk materials and coatings, such as steel, polymers and composites. These three use cases will test and validate i-TRI- BOMAT services for tribological materials characterisation and the rules and protocols for sharing the infrastructure to ensure fluent and equal operation of the crossinstitutional shared infrastructure. On top of that, i-TRIBOMAT has designed a “proof of concept” exercise before the OITB is launched. In early 2022, an open call will be conducted to select the SMEs that will play the Early Adopters role. The Early Adopters will be i-TRIBOMAT (SEP) first customers. They will test not only the portfolio of services that the OITB provides, but the SEP, the marketing campaigns, the translators network, the dissemination and the communications activities. The Translators Network (TN) will spread i-TRIBO- MAT value proposition, this is the different services that Aus Wissenschaft und Forschung 48 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 7 Building i-TRIBOMAT interconnections with Materials Ecosystem 7.1 Scope i-TRIBOMAT is building the world’s first Open Innovation Test Bed (OITB) dedicated to validating and upscaling new materials enabling intelligent Tribological Materials Characterisation and fostering industrial innovation in the European manufacturing industry. Tribology is an excellent tool to define the suitability of advanced materials to be applied for the design of energy efficient products and processes [7]. i-TRIBOMAT will enable intelligent tribological materials characterisation, offering all services described in 2.1. To do so, a new Legal Entity operating as the Services Provider will be set up by ANSYS-GRANTA and ATOS experts in materials and artificial intelligence as well as by four of the most competent European tribology centres, AC2T, BAM, VTT and TEKNIKER. To achieve the overall success of i-TRIBOMAT, besides the technical activities, an effective stakeholder engagement has been established with the relevant players of the European Advanced Materials Development Ecosystem such us (see also Figure 7.1): • The European Technology Platform for Advanced Engineering Materials and Technologies (EUMAT); • The European Materials Characterisation Council (EMCC) • The European Materials Modelling Council (EMMC); For that, a bilateral link has been established: One of the partners, TEKNIKER, is represented in all the bodies, as cosecretary of the EUMAT Platform, as EUMAT representative in EMMC, SC member in EMI- RI, and participant in EMMC events. Additionally, AC2T and ANSYS-GRANTA are actively contributing to EMMC and EMCC. On the other hand, relevant representatives of these bodies take part in the External Advisory Board (EAB), as well as some industry representatives. The EAB members are informed about i-TRIBOMAT progress on a regular basis and are invited to attend specific meetings of i-TRIBOMAT at least once a year. EAB should provide a clear feedback to be able to advise on the strategy to further develop i-TRIBOMAT business, towards maximum impact on the market. To support project partners in customer engagement activities, a Translators Network (TN) of collaborators will be created. This body is specific to i-TRIBOMAT, since TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 48 the Test Bed offers to companies, looking forward identifying SMEs willing to take part as Early Adopters. Then the services required by the Early Adopters will be provided by AC2T, BAM, ANSYS-GRANTA, LTU, TEK, and VTT. As these services are trials and primarily aimed at providing room for service improvements, the Early Adopters services will be financed within the limits of the project budget. 7.2 Prospects i-TRIBOMAT will ensure an effective stakeholder engagement with and between all relevant players of the European Advanced Materials Development Eco-system through the different activities defined. Accord-ingly, the Translators Network and External Advisory Board - representing the valuedriven community will be constituted. In addition, paving the way towards the OITB sustainability, the Early Adopters will be involved at the end of the project to validate i-TRIBOMAT the different services that the Test Bed will offer to companies. 8 Summary & Outlook This paper was originally presented for the special session on i-TRIBOMAT at 22 nd International Collo-quium Tribology, describing the progresses during the first year in the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme. Now, emphasis is laid on the development of a unique digital service for tribological characterization of materials. i-TRIBOMAT enables smart R&D in material characterization and design for all tribology applications. The digital tools from i-TRI- BOMAT are versatile and powerful, especially for labto-field up-scaling purposes. Moreover, i-TRIBOMAT offers a tailor-made “digital tribo-ware” exclusively for tribology systems of today and tomorrow. i-TRIBOMAT is a sustainable project that keeps on with improvements after the European support ends in 2022. It stays openminded for collaboration to develop new digital services. The feedback during the panel discussion will enforced i-TRIBOMAT consortium to deliver customised solutions fitting the needs of end users. i-TRIBOMAT sincerely welcomes your comments, opinions, or requirements to i-tribomat@ac2t.at. Author contributions: The original synopsis for 22 nd International Colloquium Tribology was written by the speaker of each chapter in collaboration with work package members: chapter 1; Pirker, chapter 2; Alberdi, Benedicto, Bayón, Pagano, and Bravo, chapter 3; García, Grundtner, Spaltmann, and Gradt, chapter 4; Kogia, Dykeman, and Liedtke, chapter 5; Ronkainen, Majaniemi, Cihak-Bayr, and Heino, chapter 6; Minami, Nyberg, Vernes, Soivio, Gkagkas, and Mont, chapter 7; Igartua, Alonso, and Amigorena, chapter 8; Tóth. The final manuscript was edited and compiled by Spaltmann, Majaniemi, Alberdi, Alonso, Pirker, Tóth, and Minami. Aus Wissenschaft und Forschung 49 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 Figure 7.1: Ecosystem of i-TRIBOMAT TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 49 [2] B. Pinedo, M. Conte, I. Perez, M. San Martin, E. Gomez- Acedo, A. Igartua. “New high performance test rig for sealing systems characterization”. World Tribology Congress, Torino, 2013 [3] https: / / www.zonesec.eu [4] http: / / local4 global-fp7.eu [5] http: / / project-respond.eu/ [6] Horst Czichos, Karl-Heinz Habig, Tribologie-Handbuch, 3., überarbeitete und erweiterte Auflage 2010 Vieweg+ Teubner Verlag, ISBN 978-3-8348-0017-6 [7] Amaya Igartua, Raquel Bayon, Ana Aranzabe and Javier Laucirica (April 17th 2019). Tribology: The Tool to Design Materials for Energy-Efficient and Durable Products and Process [Online First], IntechOpen, DOI: 10.5772/ intechopen.85616. Available from: https: / / www.intecho pen.com/ online-first/ tribology-the-tool-to-design-mate rials-for-energy-efficient-and-durable-products-and-pro cess [8] https: / / cordis.europa.eu/ project/ rcn/ 219978/ factsheet/ en [9] https: / / cordis.europa.eu/ project/ rcn/ 220158/ factsheet/ en Aus Wissenschaft und Forschung 50 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0026 Acknowledgement This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No. 814494, project i- TRIBOMAT. More details: https: / / www.i-tribomat.eu/ . References [1] Amaya Igartua, Raquel Bayón, Ana Aranzabe and Javier Laucirica (April 17th 2019). Tribology: The Tool to Design Materials for Energy-Efficient and Durable Products and Process [Online First], IntechOpen, DOI: 10.5772/ intechopen.85616. Available from: https: / / www.intecho pen.com/ online-first/ tribology-the-tool-to-design-mate rials-for-energy-efficient-and-durable-products-and-pro cess TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 50 Aus Wissenschaft und Forschung 51 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaf Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ Altphilologie \ Sp \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Kommunikationswisse schaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwisse schaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ Altphilolo \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Kommunikatio wissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Spra wissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ A philologie \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourism \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ Altphilologie \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwisse schaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Kommunikationswissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglisti Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtsch PROJEKTMANAGEMENT AKTUELL Die PROJEKTMANAGEMENT AKTUELL ist eine der führenden Fachpublikationen im Projektmanagement im deutschsprachigen Raum. Erscheinungsweise: 5 mal jährlich Bezugspreis jährlich print € [D] 67,00 Bezugspreis jährlich print+online € [D] 198,00 Einzelheft € [D] 20,00 (Preise jeweils inkl. MwSt. und zzgl. Versand) Organ der GPM Deutsche Gesellschaft für Projektmanagement e. V. unter Mitwirkung der Schweizerischen Gesellschaft für Projektmanagement (spm) und Projekt Management Austria (pma) Î Infos zum Abonnement: Tel.: +49 (0)7071 97 97 0, Fax: +49 (0)7071 97 97 11, eMail: abo@narr.de Î Infos zur Anzeigenschaltung: Stefanie Richter Tel.: +49 (0) 89 8 58 53-813, Fax: +49 (0)7071 97 97 11, eMail: richter@narr.de Narr Francke Attempto Verlag GmbH + Co. KG Dischingerweg 5 \ 72070 Tübingen \ Tel. +49 (0)7071 97 97 0 \ Fax +49 (0)7071 97 97 11 \ info@narr.de \ www.narr.de Stand: Dezember 2020 · Änderungen und Irrtümer vorbehalten! Die Zeitschri昀 liefert fundierte Fachinforma琀on für Projektmanagerinnen und Projektmanager u.a. in Industrie, Bauwesen, Beratungs- und Ingenieurbüros, im Bereich der So昀wareentwicklung und im Dienstleistungsgewerbe. Das Themenspektrum reicht von wissenscha昀lichen Fachbeiträgen zu Methoden und Techniken des Projektmanagements bis hin zu Praxis- und Erfahrungsberichten aus dem Projektalltag. Neben grundlegenden Orien琀erungsbeiträgen liefert die Fachzeitschri昀 auch Beiträge über Techniken und Verfahren des Projektmanagements und berichtet über Projek琀allstudien. Sie schlägt so eine Brücke zwischen Theorie und Praxis. www.projektmanagement.digital TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 51 Aus Wissenschaft und Forschung 52 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0027 1 Einleitung Der Ausgangspunkt für die Studien der Gesellschaft für Tribologie (GfT) war die Feststellung, dass in der öffentlichen Diskussion und Wahrnehmung die Tribologie als eine Querschnittstechnologie nicht annähernd ausreichend berücksichtigt wird hinsichtlich Ihres breiten Angebotsportfolios zur Senkung von CO 2 und Ausbau der Nachhaltigkeit. Die Gesamtthematik wurde auf zwei Studien aufgeteilt, da auf der einen Seite „CO 2 -&Reibungsminderung“ und „Nachhaltigkeit & Verschleißschutz“ getrennte Technologieachsen darstellen und anderseits beide miteinander über die CO 2 -Thematik verwoben sind. Somit konnte die Komplexität der Wirkzusammenhänge gemindert und Klarheit geschaffen werden. Ziel dieser Studien ist auch, die Beiträge der Tribologie zu den aktuellen gesellschaftlichen Diskussionen herauszustellen. In einer Welt von Bits & Bytes werden auch in Zukunft Maschinen und Produkte benötigt, die in Maschinen und Produkten physisch alles umzusetzen und zu bewegen, und zwar vorzugsweise „reibungslos“. Diese Maschinen und Produkte bilden unzählige Reibstellen aus. An den Studien arbeiteten verschiedene GfT-Mitglieder mit: Querschnittstechnologie zur Minderung von CO 2 -Emissionen und zur Ressourcenschonung [1], 2019, M. Woydt, T. Gradt, T. Hosenfeldt, R. Luther, A. Rienäcker, F.-J. Wetzel, Chr. Wincierz, und Verschleißschutz und Nachhaltigkeit als Querschnittsherausforderungen, 2020, [2] M. Woydt, M. Bäse, T. Hosenfeldt, R. Luther, Chr. Scholz, J. Schulz, Chr. Wincierz. Die Bedeutung der Tribologie für die Minderung der CO 2 -Emissionen und für die Nachhaltigkeit Mathias Woydt* Eingereicht: 9. 10. 2020 Nach Begutachtung angenommen: 30. 11. 2020 Die Weltgemeinschaft hat sich zum Ziel gesetzt, die Treibhausgasemissionen auf dem Niveau von 2004 zu stabilisieren, um die Klimaziele 500 ppm CO 2 in der Atmosphäre und eine mittlere Oberflächentemperaturerhöhung von 2 °C bis 2054 nicht zu überschreiten. Die Tribologie ist eine nicht direkt sichtbare Folge menschlicher Tätigkeiten und unterteilt sich auf in Energieverbrauch infolge von Reibungsverlusten und einem zusätzlichen Ressourcenverbrauch über Verschleiß und Versagen von Maschinenelementen. Das breite Angebotsportfolio der Tribologie zur Senkung von CO 2 und Ausbau der Nachhaltigkeit wird detailliert dargelegt. Durch konsequente Anwendung der existierenden Technologien ergibt sich ein mittel-/ langfristiges Minderungspotentiale von > ~11 Gigatonnen CO 2 oder > ~ 29 % von den 2019 global emittierten 37,9 Gigatonnen CO 2 . Schlüsselwörter CO 2 , Nachhaltigkeit, Reibung, Verschleiß, Tribologie, Wedges, Gesellschaft für Tribologie The importance of tribology for reducing CO 2 emissions and for sustainability goals The global community has set itself the goal of stabilizing greenhouse gas emissions at the 2004 level in order not to exceed the climate targets of 500 ppm CO 2 in the atmosphere and a mean surface temperature increase of 2 °C by 2054. Tribology is a not directly visible consequence of human activities and is divided into energy consumption due to friction losses and additional resource consumption through wear and failures of machine elements. The broad range of solutions offered by tribology to reduce CO 2 and increase sustainability is presented in detail. Consistent application of the existing technologies results in a medium/ long-term reduction potential of > ~11 gigatons of CO 2 or > ~ 29 % of the 37.9 gigatons of CO 2 emitted globally 2019. Keywords CO 2 , sustainability, friction, wear, tribology, wedges, GfT, German, Society for Tribology Kurzfassung Abstract * Dr.-Ing. Mathias Woydt, Orcid-ID: http: / / orcid.org/ 0000-0002-0599-0109 MATRILUB, Berlin TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 52 Aus Wissenschaft und Forschung 53 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0027 70 percent of equipment failures is blamed on lubrication breakdown and wear loss; … Whereas reduction of friction is at the very core of improving fuel economy and reducing greenhouse gas emissions; …“. Diese Resolutionen wurden nicht beschlossen. Zuvor schon beinhaltete die industrielle Initiative -Industrial Innovationvon U.S. Präsident Jimmy Carter vom 31.10.1979 Querschnittstechnologien von volkswirtschaftlicher Bedeutung [7], wie Tribologie (Reibung, Schmierung und Verschleiß). Durch Veränderungen in den politischen Machtverhältnissen bliebt dieser Ansatz ohne Beachtung. Unter der Annahme eines 30-40 %igen Einsparpotentiales errechnet sich dann auf dieser Basis das mögliche Einsparpotential an Primärenergie durch Reibungsminderungen auf 10-13 %. 2.2 Verschleiß und Kosten Spontanversagen und Verschleiß sind tribologische Versagensmechanismen, welche Ersatz- und Instandsetzungsgeschäfte generieren, aber auch den Ressourcenverbrauch durch neues Equipment und Konsumgüter anheizen. Durch das Ersatz- und Instandsetzungsgeschäft entsteht ja kein neuer Primärnutzen, weil die Maschinen ohne Reibung und Verschleiß nicht ausgefallen oder verschlissen wären. Die Kommission für Schmierungstechnik (KfS) innerhalb der staatlichen Plankommission der Deutschen Demokratischen Republik (DDR) bezifferte für 1960 in einer vorsichtigen Hochrechnung das Einsparpotential in der Industrie als Folgen von Verschleiß und Havarien mit etwa 1,25 % des Bruttoinlandproduktes [8,9]. Die Materials Group des United States Office of Technology Assessment (OTA) bezifferte für 1975 die Kosten für Instandsetzungen und Reparaturen [10,11] für Automobile, Flugzeugen und Eisenbahnen, 2 Die volkswirtschaftlichen Bedeutungen 2.1 Energie und Reibung Die aus der Vergangenheit bekannten Studien (Siehe Tabelle 1) zur Bedeutung der Tribologie fokussierten sich auf monetäre Betrachtungen und Energieverbrauch. Die erste international bekannt gewordene Tribologiestudie von Sir Peter Jost (1966) bezifferte das Einsparpotential in Großbritannien an Primärenergie auf 5 % [3, 4] und die Studie aus 1977 der A.S.M.E. (USA) sogar mit 10,9 % [5]. Die U.S. Advanced Research Projects Agency-Energy (A.R.P.A.-E) [6] identifizierte 2016 für die USA ein volkswirtschaftliches Einsparpotential von 24,1 Exajoules (EJ) bzw. 24 % von Primärenergieverbrauch der USA durch tribologische Maßnahmen. Die Studien unterscheiden sich durch die einbezogenen Wirtschaftsbereiche. Dennoch ergibt sich ein Gesamtbild und gestützt durch neuere Studien können diese Studienergebnisse in CO 2 -Äquivalente umgewandelt werden, da in der Primärenergieerzeugung ein fossiler und damit CO 2 -Anteil steckt, je nach dem Energiemix der Volkswirtschaft. Im Jahr 2019 betrug der fossile Anteil an der weltweiten Primärenergieerzeugung 86 %. Der Import von Energieträgern, aber auch anderer Ressourcen, belastet die Handelsbilanz einer Volkswirtschaft. Daher hatte das Thema „Energieeffizienz“ wieder die amerikanische Politik erreicht. Die Resolutionen #916 vom 28.09.2016 bzw. #306 vom 02.05.2017 des House of Representatives stellen „die Bedeutung der Tribologie für die Wirtschaft und Wettbewerbsfähigkeit der Vereinigten Staaten“ fest (hierzu auszugweise Zitate): „Whereas approximately a third of the world’s primary energy consumption is attributed to friction, and about Studie Erscheinungsjahr Einsparpotentiale an Energie Ökonomische Einsparpotentiale an Reibung und von Verschleiß in % vom Energieverbrauch in EJ bezogen auf den Verbrauch an Primärenergie 2017 in % vom BIP in Mrd. US-$ bezogen auf das jeweilige BIP von 2019 Deutschland (DDR) 1960 >1,25 % Jost (G.B.) 1966 5 % 0,4 EJ 2 % 2 % = 56,6 Mrd. $ O.T.A. of U.S. Congress 1976 0,86 % 1 % = 214 Mrd. $ A.S.M.E. (USA), Pinkus&Wilcock 1977 10,9 % 11,2 EJ (von 103 EJ) BMFT (DE) 1976 >1,5 %* 1 % = 34,3 Mrd. €* China (acht Industriebranchen) 2006 1,55 % 1,55%= 225 Mrd. $ A.R.P.A.-E (USA) 2016 24,0 % 24,1 EJ (von 102,9 EJ) Tabelle 1: Die volkswirtschaftliche Bedeutung (Historische Studien) TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 53 1,55 % des BIP (Bruttoinlandsprodukt 2006 von 2.774 Milliarden US-Dollar) entspricht [13]. Die volkswirtschaftlichen Einsparpotentiale in den USA, nicht Gesamtaufwendungen und rein monetär gesehen, liegen zwischen 0,86 bis 2,4 % des jeweiligen Bruttoinlandproduktes bzw. im zweibis dreistelligen Milliardenbereich. Aus dem damit zusammenhängenden Aus Wissenschaft und Forschung 54 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0027 also allein nur für „Transportation“, auf 46,8 Milliarden US-$ oder >2,4 % der Bruttoinlandproduktes und sah ein Einsparpotential von 25-30 %. Die Chinese Tribology Institution (CTI) [12] bezifferte 2006 die möglichen Ersparnisse für acht Branchen (Metallurgie, Energiewirtschaft, Eisenbahn, Automobilindustrie, Landwirtschaft, Schifffahrt) 41,4 Milliarden US-Dollar pro Jahr zu Preisen von 2006, was Einsparungen in China von Globales Ziel Zielvorgaben Attribute und Beiträge #3 Ein gesundes Leben für alle Menschen jeden Alters gewährleisten und ihr Wohlergehen fördern #3.9 Verschmutzung und Verunreinigung von Luft, Wasser und Boden erheblich zu verringern Bioschmierstoffe: Minderung der Partikelemissionen über verschleißbeständigere Werkstoffe. Harte Dünnschichten zum Ersatz von Chrom VI+ . #7 Zugang zu bezahlbarer, verlässlicher, nachhaltiger und moderner Energie für alle sichern #7.2 Bis 2030 den Anteil erneuerbarer Energie am globalen Energiemix deutlich erhöhen Energieeffizienz; Langlebige Getriebe und Lager in Windenergieanlagen, Rekuperation #7.3 Bis 2030 die weltweite Steigerungsrate der Energieeffizienz verdoppeln Energieeffizienz durch Reibungsminderung bedeutet eine CO 2 - Reduktion #8 Dauerhaftes, inklusives & nachhaltiges Wirtschaftswachstum, produktive Vollbeschäftigung und menschenwürdige Arbeit für alle fördern #8.4 Bis 2030 die weltweite Ressourceneffizienz in Konsum und Produktion Schritt für Schritt verbessern und die Entkopplung von Wirtschaftswachstum und Umweltzerstörung anstreben, im Einklang mit dem Zehnjahres-Programmrahmen für nachhaltige Konsum- und Produktionsmuster … Ressourceneffizienz durch Verschleißschutz; adaptive Zustandsüberwachung, Tribotronik Produktivitätssteigerung von Baumaschinen durch effiziente Bio-Hydraulikfluide #9 Eine widerstandsfähige Infrastruktur aufbauen, inklusive und nachhaltige Industrialisierung fördern und Innovationen unterstützen #9.4 Bis 2030 die Infrastruktur modernisieren und die Industrien nachrüsten, um sie nachhaltig zu machen, mit effizienterem Ressourceneinsatz und unter vermehrter Nutzung sauberer und umweltverträglicher Technologien und Industrieprozesse, wobei alle Länder Maßnahmen entsprechend ihren jeweiligen Kapazitäten ergreifen Verschleißschutz= Materialeffizienz und Ressourcenschonung sowie Minderung von Feinstaub durch weniger Verschleißpartikel #12 Nachhaltige Konsum- und Produktionsmuster sicherstellen #12.2 Bis 2030 die nachhaltige Bewirtschaftung und effiziente Nutzung der natürlichen Ressourcen erreichen. Schmierstoffe und Additive auf Basis nachwachsender Rohstoffe #12.4 Bis 2020 einen umweltverträglichen Umgang mit Chemikalien und allen Abfällen während ihres gesamten Lebenszyklus in Übereinstimmung mit den vereinbarten internationalen Rahmenregelungen erreichen und ihre Freisetzung in Luft, Wasser und Boden erheblich verringern, um ihre nachteiligen Bioschmierstoffe, verschleißarme Bremssysteme und Reifen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt auf ein Mindestmaß zu beschränken. #12.5 Bis 2030 das Abfallaufkommen durch Vermeidung, Verminderung, Wiederverwertung und Wiederverwendung deutlich verringern. Verschleißschutz= technische Langlebigkeit und Lebensdauerverlängerungen mindern das Abfallaufkommen, Re-raffinate - Zweitraffination von Gebrauchtöl #13 Umgehend Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels und seiner Auswirkungen ergreifen* Energieeffizienz durch Reibungsminderung bedeutet eine CO 2 - Reduktion, Schmierstoffe aus nachwachsenden oder wiedergewonnenen Rohstoffen Tabelle 2: Die Ausstrahlung der Tribologie auf die 17 globalen Nachhaltigkeitsziele in der Agenda 2030 der Vereinten Nationen vom September 2015 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 54 Ressourcenverbrauch kann man auf die resultierenden CO 2 -Emissionen aus der Extraktion, der Weiterverarbeitung und der Herstellung von Materialien schließen. Die volkswirtschaftlichen Gesamtaufwendungen für Verschleiß spannen einen Rahmen von >2,4 % bis hin zu 12 % von Bruttoinlandsproduktes [14], je nach dem betrachteten Industrie-& Warenkorb. 3 Die Umweltpolitischen Ziele 3.1 Das „Wedges“-Modell nach Socolow und Pacala Das „Wedges“-Modell der Princeton-Professoren Socolow und Pacala [15] von 2004 beinhaltet Arbeitsachsen, um die Treibhausgasemissionen in den nächsten 50 Jahren ab 2004 (KYOTO-Protokoll) auf dem Niveau von 2004 zu stabilisieren und die Klimaziele von 500 ppm CO 2 in der Atmosphäre und die mittlere Oberflächentemperaturerhöhung von 2 °C nicht zu überschreiten. Je nach „Schule“ erscheinen 7, 12 oder 31 Wedges [16] notwendig. • Ein „Wedge“ entspricht 1 Gigatonne Kohlenstoff/ Jahr oder 3,67 Gigatonnen CO 2 / Jahr. Die globalen, energiebedingten (Öl, Gas und Kohle) CO 2 -Emissionen betrugen 2018 (ohne die int. Luftfahrt) 33,3-33,9 Gigatonnen CO 2 . Unter Einbeziehung industrieller Nichtverbrennungsprozesse, wie der Baustoffproduktion (Zement, Ziegeln), erreichten 2018 die globalen CO 2 -Emission 37,9 Gigatonnen. 3.2 Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen Das globale Verständnis von Nachhaltigkeit in ihrem Wesen und in ihrem Nutzen muss sich an den 17 Nachhaltigkeitszielen (SDG= Sustainable Development Goals) der Vereinten Nationen von 2015 orientieren [17], die sich in 169 Zielvorgaben aufgliedern. Tabelle 2 fasst die direkten und indirekten Ausstrahlungen der Tribologie auf sechs der 17 globalen Nachhaltigkeitsziele mit den konkreten Beiträgen zusammen. 4 CO 2 -Minderungspotentiale durch Tribologie 4.1 CO 2 -Minderungspotentiale durch Reibungsminderung Die Minderungspotentiale an Primärenergie durch Reibungsminderung (Siehe Tabelle 1) haben eine große Spannbreite von 8,6 % (Holmberg, 2017) [18], 8 % (Holmberg, 2019) [19], 10,9 % (A.S.M.E., 1977) [5], 13 % (U.S. Congress, 2016) und sogar 24 % (A.R.P.A.-E, 2017) [6].  Unter der Annahme, dass die Reibungsverluste um 30-40 % gesenkt werden können, betragen die mittel- und langfristigen, globalen Einsparpotentiale auf Basis von 33,3 bzw. 37,9 Gigatonnen CO 2 -Emissionen (Siehe Fußnote 3) als möglicher und vernünftiger Beitrag der Tribologie (hier: Reibungsminderungen) 2,66-4,93 Gigatonnen CO 2 pro Jahr bzw. ca.1 Wedge. Die Bundesregierung (BR) hat zum Ziel, die Treibhausgasemissionen bis 2030 auf <563 Megatonnen CO 2 - Äquivalente [20] bzw. um dann -342 Megatonnen CO 2 (Basis: 2018) oder von -242 Megatonnen CO 2 (Basis: 2019) zu mindern. Bis 2040 sollen die CO 2 -Emissionen auf < 375 Megatonnen absolut sinken. Die Anwendung des zuvor genannten Schemas auf die CO 2 -Emissionen von Deutschland von 805 Megatonnen 2019 ergeben durch Reibungsminderungen rechnerische Minderungspotentiale von 64-104 Megatonnen CO 2 oder 26-43 % der bis 2030 angestrebten Minderungsmengen der Bundesregierung. Eine konsequent angewandte Reibungsminderung, im Wesentlichen mit verfügbaren Technologien, trägt beträchtlich zur Erfüllung oder Übererfüllung der CO 2 - Minderungsziele bei. Bedauerlich ist, dass die möglichen Beiträge durch die Tribologie bislang in der umweltpolitischen Diskussion unbeachtet blieben. 4.2 Reibungsbedingte CO 2 -Minderungen in der Fahrzeugtechnik Der umfangreiche Forschungscluster „Low Friction Power Train“ [21] der FVV/ FVA ermittelte verschiedene Maßnahmenkombinationen, welche 12,1 % als maximal mögliche Minderung des Kraftstoffverbrauchs durch Reibungsreduzierungen für einen Benzinmotor erzielten. In der Tabelle 3 werden diese maximalen Minderungen im Kraftstoffverbrauch auf den Kraftstoffabsatz angewandt, um eine Aussage zum Minderungspotential an CO 2 zu erhalten. Aus Wissenschaft und Forschung 55 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0027 Kraftstoffsorte Kraftstoffinlandsabsatz 2019 in Millionen Tonnen [22] 12,1% max. mögliche Minderung des Kraftstoffverbrauchs durch Reibungsminderungen im Fahrzeug In Millionen Tonnen In Milliarden Litern CO 2 -Minderung [Millionen Tonnen] Benzin 17,97 2,17 2,89 6,69 Diesel 38,85 4,70 5,63 15,27 Gesamt    21,96 Hinweis: Auf Basis der EU-weiten CO 2 Grenzwerte für Fahrzeugflotten ab 2020: 1 L Benzin= 2,317 kg CO 2 ; 1 L Diesel= 2,714 kg CO 2 . Dichten von Normkraftstoffen nach EN16528 bei 15°C: Benzin= 0,720- 0,775 g/ cm²; Diesel= 0,820-0,945 g/ cm² Tabelle 3: Reibungsminderungspotentiale im Verbrennungsmotor mit ihrer Auswirkung auf die CO 2 -Emissionen TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 55 dert sich der Kraftstoffverbrauch um ca. 0,80-1,60 % [28, 2 9 ], je nach Fahrzyklus. In einer weiteren konservativen Annahme von 1 % Kraftstoffersparnis durch einen deutlich angehobenen Viskositätsindex ergibt sich für Deutschland eine weitere Ersparnis an CO 2 von weiteren 1,64 Megatonnen CO 2 . Das für 2030 zu erreichende Sektorziel des Verkehrs an den Klimazielen der Bundesregierung beträgt 95-98 Megatonnen CO 2 -Äquivalenten absolut, was einer Minderung um -65,6 bis -68,6 Gigatonnen CO 2 -Äquivalenten entspricht. Durch eine gedankliche Addition des Maßnahmenkataloges aus dem Forschungscluster „Low Friction Power Train“ mit dünnviskoseren Ölen und Ölen mit deutlich angehobenem Viskositätsindex ergibt sich ein Minderungspotential für Reibungssenkungen von >14 % des Kraftstoffverbrauchs. Diese >14 % entsprechen einem CO 2 -Minderungspotential im Verkehr von >22,9 Megatonnen oder 33-35 % der noch zu leistenden CO 2 -Minderung bis 2030. Bezieht man das Minderungspotential im Kraftstoffverbrauch durch Reibungssenkungen von >14 % auf den Inlandsabsatz von Kraftstoffen [22] 2019 (Siehe Tabelle 4) mit ein, so ergäben sich sogar >25,4 Megatonnen weniger CO 2 . 4.3 CO 2 -Minderungspotentiale durch Verschleißschutz und Zustandsüberwachung Ausgangspunkt für die Quantifizierung des Beitrages vom Verschleißschutz und der Zustandsüberwachung auf die CO 2 -Emissionen ist der Ressourcenverbrauch, insbesondere derjenige mit einem Bezug zur Tribologie. Der Material-Fußabdruck der Menschheit 2017 erreichte 92,1 Gigatonnen an Masse zzgl. 8,6 Gigatonnen Rezyklaten und im Stoffstrom von 100,6 Gigatonnen stecken unweigerlich CO 2 -Emissionen durch Extraktion, Weiterverarbeitung und Produktion (Siehe Tabelle 5). Der Beitrag von Lebensdauerverlängerungen infolge eines verbesserten Verschleißschutzes und modernen Zustandsüberwachungen ist derzeit nur schwer abzuschätzen, da die eingesparten Tonnagen an CO 2 -Emissionen Aus Wissenschaft und Forschung 56 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0027 Der Forschungscluster „Low Friction Power Train“ betrachtete Schmierstoffaspekte nicht. Insofern ergeben sich weitere Beiträge zur Reibungsminderung durch Schmierstoffe über zwei Achsen: 1. Niedrigviskosere Öle und/ oder 2. Öle mit einem hohen Viskositätsindex 1 . Es besteht Übereinstimmung in den verschiedenen systematischen Untersuchungen zum Einfluss der Motorölviskosität auf den Kraftstoffverbrauch in genormten Fahrzyklen, sowohl bei PkWs, als auch bei Nutzfahrzeugen, dass mit abnehmender Viskosität der Kraftstoffverbrauch sinkt, wobei der absolute Beitrag zusätzlich von der Motorenkonstruktion und werkstofflichen Ausgestaltung abhängt. Tabelle 4 beziffert die möglichen Kraftstoffersparnisse durch die Absenkung der „high temperature, high shear“-Viskosität (HTHS bei 150 °C) um 1 mPas. Die klimawirksamen CO 2 -Emissionen des Straßenverkehrs in Deutschland betrugen 2019 ca. 163,6 Megatonnen CO 2 -Äquivalenten [20, 23]. Wendet man eine konservative Annahme von 1 % Kraftstoffersparnis durch eine Viskositätsabsenkung um 1 mPas an, so ergibt sich für Deutschland eine weitere Ersparnis an CO 2 von zusätzlichen >1,64 Megatonnen CO 2 durch dünnviskosere Schmierstoffe. Bei transienten Betriebsweisen in der Öltemperatur (Kurzstrecken, kalt-warm-kalt-Fahrprofile) eröffnen Motorenöle mit hohem Viskositätsindex Vorteile in der Reibungsminderung ohne Kompromisse bei der Schmierfilmhöhe (Verschleißschutz), weil deren Viskosität viel weniger von der Öltemperatur abhängt. Dies bedeutet, dass man bei tiefen Temperaturen ziemlich dünnviskos verbleibt, obwohl man bei hohen Öltemperaturen dieselbe Viskosität bzw. Schmierfilmhöhe höherviskoser Öle besitzt. Durch den hohen VI ist die optimale Rheologie und damit die Energieeinsparung über einen weiten Arbeitstemperaturbereich gegeben. Durch eine beispielsweise Anhebung des Viskositätsindex eines Motorenöles durch strukturell angepasste Viskositätsindex Verbesserer von z. B. von 164 auf ca. 240 min- 1 Der Viskositätsindex (VI) ist ein Maß zur Stabilität der Viskosität mit ansteigender Öltemperatur. Bei jedem Schmierstoff nimmt mit ansteigender Öltemperatur die Viskosität (Zähigkeit) um Zehnerpotenzen ab. Ein hoher VI bedeutet, dass die Abnahme der Viskosität mit zunehmender Öltemperatur geringer ist. Studie Testzyklus Kraftstoffersparnis in % pro Absenkung der dynamischen Viskosität HTHS bei 150°C [% FE pro HTHS 150C in mPas] R.I. Taylor et al., 2004 PkW (M111) ~1,6 Van Dam et al., 2009 LkW (13 mode ESC cycle) ~0,8 M. Carvalho et al., 2014 PkW (NEDC) ~1,5 Luther et al., 2016 PkW (NEDC, 1,8L Otto) ~2,85 Luther et al., 2016 PkW (NEDC, 1,0L Diesel) ~4,00 Tabelle 4: Zusammenhänge zwischen Viskosität (HTHS) und Einsparungen im Kraftstoffverbrauch (FE= Fuel economy) [24,25,26,27] und Ressourcen den jeweiligen Stoffströmen nicht unmittelbar zugerechnet werden können und nicht quantifizierbar sind (Siehe Tabelle 5). Biomassen können erst einmal als CO 2 -neutral eingestuft werden und die Schmierungstechnik kann hier als Endabnehmer für Kraftsto dynami [% FE p senkung der ei 150°C TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 56 Schmierstoffe und Additive auf Basis nachwachsender Rohstoffe auftreten. 15,047 Gigatonnen an fossilen Energieträgern, die zumeist in der Mobilität oder Energieerzeugung verbrannt werden, sind quasi „weg“ und die Tribologie kann den Primärenergiebedarf durch Reibungsminderung reduzieren (Siehe Kapitel 2.1). Nichtmetallische Mineralien (Baustoffe, mineralische Rohstoffe), wie Sand, Kies und Kalkstein, etc., stellen dann mehr als die Hälfte des gesamten Materialeinsatzes dar, wo die Tribologie allenfalls über langlebigere Fahrbahnbeläge interagieren kann (Minderung an Feinstaub). Dennoch wird hier schon intuitiv klar, dass durch Lebensdauerverlängerungen automatisch auch CO 2 -Ein- Aus Wissenschaft und Forschung 57 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0027 2 Es gibt verschieden zusammengesetzte Emissionsmengen. Die Treibhausgasemissionen in Deutschland betrugen 2018 858,3 Megatonnen CO 2 -Äquivalenten oder 755,3 Megatonnen CO 2 (ca. 88 %) und mit Berücksichtigung des Luftverkehrs 888,3 Megatonnen CO 2 -Aquivalente. Die Treibhausgasemissionen gingen 2019 auf 805 Mega-tonnen CO 2 -Äquivalente (ohne Luftfahrt) bzw. 683,8 Megatonnen CO 2 zurück. 3 Es gibt verschieden zusammengesetzte Emissionsmengen. Die globalen, energiebedingten (Öl, Gas und Kohle) CO 2 - Emissionen betrugen 2018 (ohne die int. Luftfahrt) 33,3-33,9 Gigatonnen CO 2 . Unter Einbeziehung indus-trieller Nicht- Extraktion nach Materialgruppe Gigatonnen Bezug zur Tribologie Globale Rohstoffentnahme 92,063 Rezyklate 8,600 Re-Raffination von Gebrauchtölen Gesamter Stoffstrom 100,663 Mineralische Rohstoffe (nichtmetallisch) -43,834 Lebensdauerverlängerungen von Fahrbahnbelägen Biomassen jeglicher Art -24,062 Schmierstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe Fossile Energieträger -15,047 Reibungsminderung senkt den Primärenergieverbrauch Potentieller Ressourcenpool für Maßnahmen über Verschleißschutz 17,735 Eine abgenommene Verdoppelung der Nutzungsdauer von Maschinen, Anlagen und Konsumgüter halbiert den Ressourcenverbrauch Primärmetall CO 2 -Äquivalent [Tonne Metall] Globale Produktion 2018 in tausend Tonnen Rechnerische CO 2 -Emissionen aus der Primärerzeugung in tausend Tonnen Titan 45 7.200 324.000 Nickel 42 2.330 97.860 Chrom 25 12.300 307.500 Magnesium 20-26 1.100 >22.000 Aluminium 14 (EU27) 64.800 64.814 Zink 9,8 13.400 131.320 Molybdän 3,4-14,8 259 881-3.788 Kupfer* 5,5-9,5 23.600 129.800- 224.200 Plastik + ~3,4 360.000 ~1.224.000 Stahl (Eisen) >1,8 1.808.000 >3.254.400 Zement 0,6-1,3 4.200.000 2.520.000-5.460.000 Zum Vergleich Deutschland 2019 2 805.000 Globale CO 2 - Emissionen 2018 3 37.900.000 Tabelle 5: Globale Rohstoffentnahme 2017 [31, 32] Tabelle 6: Durchschnittliche CO 2 -Emissionen bei der Primärerzeugung einer Tonne Primärmetall und -werkstoff [33,34,35,36,37,38] *aus Konzentraten, „open pit“ Mine; + Plastik= Thermoplaste, Polyurethane, Duroplaste, Elastomere, Klebstoffe, Beschichtungen und Dichtungsmittel sowie Polypropylen‐Fasern. Rechnerische C aus der Primä tausend Tonnen 2.520.00 2.520.00 2.520.00 verbrennungsprozesse, wie der Baustoffproduktion (Zement, Ziegeln), erreichten 2018 die globalen CO 2 - Emissionen 37,9 Gigatonnen. Die gesamten, globalen Treibhausgasemissionen betrugen 2018 ca. 51,8 Gigatonnen CO 2 -Äquivalenten (U.N. Emissions Gap Report 2019). Die Differenz zu den CO 2 -Emissionen ergibt sich u.a. aus dem Anteil an anthro-pogenen, nicht CO 2 - Treibhausgasemissionen (CH4, N2O, SF6, FKW, NF3). Mit Einbeziehung der Emissionen aus Landnutzung, Landnutzungsänderungen und Forstwirtschaft emittierte die Menschheit 2018 55,3 Gigatonnen CO 2 -Äquivalenten an Treibhausgasen. uchtölen gen von fe t den oppelung der hinen, Anlagen rt den Extraktion n Globale Roh Rezyklate Gesamter St Mineralische metallisch) Biomassen je Fossile Energ Potentieller Maßnahmen (Bio)‐Schmierstoffe auf Basis TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 57 2. Feinstaubemissionen durch Bremsenabrieb (2017) betrugen in Deutschland ca. 111.000 Tonnen [44]. Straßenbahnen und Eisenbahnen tragen auch zu den Partikelemissionen bei über: a. Pentographen (Stromabnehmer), b. Radreifen (auch wenn aus Stahl! ) und c. Bremsen. Zur Minderung des Bremsenabriebs hat PORSCHE erstmals Ende 2017 eine mit Hartmetall beschichtete Graugussbremsscheibe (Porsche Surface Coated Brake (PSCB)) vorgestellt, welche ca. 90 % weniger „Bremsstaub“ generiert [45]. Derartige Lösungsansätze sollten breit angewandt werden, da sie Minderungspotentiale beim fahrzeugbedingten Feinstaub von 50-75 % versprechen. Reifen und Bremsen werden auch in batterie- und mit Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeugen vorhanden sein. Verschleißbeständigere Werkstoffe leisten einen Beitrag zur Minderung der Feinstaubbelastungen und mindern den Eintrag von Mikroplastik in die Umwelt. 5 Schlussfolgerungen Die CO 2 - und Nachhaltigkeitsdebatte verkennt den Wirkzusammenhang zwischen Reibung und CO 2 -Emissionen und die Verbindung zwischen Verschleißschutz und Nachhaltigkeit. Beide erreichten bislang nicht die politische Diskussion. Die Tribologie offeriert bedeutende CO 2 -Minderungspotentiale von ca. 3 Wedges durch: a. CO 2 -Minderung durch Reibungsminderungen (Energieeffizienz) und b. Minderung des Materialfußabdruckes (Ressourcenschonung, Materialeffizienz). Ein angenommenes Einsparpotential von 30-40 % der Reibungsverluste mindert die globalen CO 2 -Emissionen um 2,66-4,93 Gigatonnen CO 2 pro Jahr. Eine hypothetische Verdoppelung der allgemeinen Lebensdauer über Verschleißschutz und Condition-Monitoring erspart rechnerisch ca. 8,8 Gigatonnen Ressourcen pro Jahr verbunden mit einem Äquivalent von >1 Tonne CO 2 pro Tonne Ressource/ Grundstoff. In der Addition ergeben sich mittel-/ langfristige Minderungspotentiale durch Tribologie von >11 Gigatonnen CO 2 oder >29 % von den 2019 global emittierten 37,9 Gigatonnen CO 2 bzw. >1,1 Gigatonnen CO 2 von den 2018 emittierten 3,76 Gigatonnen CO 2 der EU27 (ohne G.B.). Aus Wissenschaft und Forschung 58 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0027 sparungen einhergehen, da weniger Produkte ersetzt werden müssen. Die Ressourcenfrage ist der CO 2 -Thematik bislang untergeordnet, wenn auch die Prognosen von einer Steigerung des Materialfußabdruckes von den derzeitigen 92,1 Gigatonnen (2017) auf über 190 Gigatonnen (2060) ausgehen [30]. Dies erklärt sich durch einen weiteren Zuwachs der Weltbevölkerung und durch einen allgemeinen Wohlstandszuwachs. Eine angenommene Verdoppelung der allgemeinen Nutzungsdauer von Maschinen, Anlagen und Konsumgütern durch die Technologien des Verschleißschutzes erspart rechnerisch ca. 8,87 Gigatonnen an Ressourcen pro Jahr (Siehe Tabelle 5). Folglich sind Maßnahmen zur verschleißbedingten Verlängerung der Nutzungsdauer mehr als geboten, um den Materialfußabdruck durch Verschleißschutz zu senken. In der Gewinnung von Grundstoffen (Metalle, Kunststoffe, Zement) aus Ressourcen, wie Erze, Mineralien und Rohöl, entstehen CO 2 -Emissionen. Bei den Metallen müssen die zumeist oxidischen, aber auch sulfidischen, Erze zu Metall reduziert werden, sodass CO 2 und auch SO 2 entstehen (Siehe Tabelle 6). Der globale Materialfußabdruck der „Metalle“ 2017 betrug 9,120 Gigatonnen [39]. Bei der Gewinnung von Metallen, die zur Herstellung von Maschinenelementen bzw. Reibstellen (Tribosysteme) notwendig sind, entstehen Prozessemissionen, welche sich aus einem kumulierten Energieaufwand (KEA) und Rohstoffaufwendungen (KRA) in der Gewinnungsphase zusammensetzen sowie als CO 2 - Äquivalent darstellen. Tabelle 4 fasst die CO 2 -Äquivalente für ausgewählte Metalle und Grundstoffe zusammen. Man kann konservativ mindestens eine Tonne CO 2 pro Tonne Metall/ Grundstoff annehmen. Eine hypothetische Verdoppelung der allgemeinen Lebensdauer erspart rechnerisch ca. 8,87 Gigatonnen an Ressourcen pro Jahr verbunden mit einem Äquivalent von > 8,87 CO 2 -Emissionen oder ca. 2 Wedges, da entsprechend weniger Neuanschaffungen notwendig werden. 4.4 Verschleißschutz und Feinstaubemissionen Feinstaubemissionen fallen unter das Nachhaltigkeitsziel SDG #3 und #9 der Vereinten Nationen. Zirka 90 % der Partikelemissionen des Straßenverkehrs sind „nontailpipe“ [40]. Reifen und Straßen generieren in ganz Europa ca. 1 kg PM 10 Feinstaub 4 pro Einwohner und Jahr, während es in dem Ballungsraum von Paris (Îlede-France) ca. 1,8 kg pro Einwohner und Jahr sind. 1. Feinstaubemissionen durch Reifenabrieb [41, 42]: a. Europäischen Union= ca. 1.327.000 Tonnen [43] b. Deutschland= 133.000 Tonnen bzw. ca. >160 Gramm Reifenabrieb pro Straßenmeter 4 PM 10 = particulate matters < 10 µm. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 58 Literatur [1] M. Woydt, T. Gradt, T. Hosenfeldt, R. Luther, A. Rienäcker, F.-J. Wetzel and Chr. 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Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0028 Vorstellung eines allgemeinen Verfahrens zur Bestimmung der Gebrauchsdauer von Schmierfetten in Wälzlagern Frank Reichmann* Zur Bestimmung der Gebrauchsdauer von Schmierfetten in Wälzlagern stehen nur sehr grobe Verfahren zur Verfügung, bei denen durch Abschätzung einer Vielzahl von Faktoren nahezu jedes Ergebnis errechnet werden kann. In diesem Vortrag wird ein allgemeines Verfahren vorgestellt, bei dem diese Abschätzung weitgehend entfallen und sich mit wenigen konkreten Technikumsversuchen die notwendigen Daten für eine Gebrauchsdauerberechnung beschaffen lassen. Das Verfahren unterscheidet drei Mechanismen, die die Schmierfettgebrauchsdauer limitieren: Verlust, Verunreinigung und Alterung. Die Schmierfristen sind so zu wählen, dass Verlust vollständig kompensiert wird. Ferner sind die Schmierfristen so zu wählen, dass Verunreinigung verhindert wird. Schließlich sind die Schmierfristen noch so zu wählen, dass die Fettgebrauchsdauer aufgrund von Alterung nicht erreicht wird. Ein Betriebsbereich mit geringer Ausfallwahrscheinlichkeit aufgrund von Alterung wird eingegrenzt von der Haltbarkeit des Schmierfettes, seiner Geschwindigkeitsgrenze und einer einfachen reziprok proportionalen Funktion. Die Drehzahlgrenze kann durch eine Prüfung im bekannten FAG WS22 Spindellagerprüfstand ermittelt werden. Ein Minderungsfaktor für hohe Temperaturen kann mit der Dauergrenztemperatur und der Aktivierungsenergie eines Schmierfettes ermittelt werden. Die Dauergrenztemperatur wird für jedes Schmierfett aus FE9-Prüfläufen ermittelt. Für die Aktivierungsenergie werden Richtwerte zur Verfügung gestellt, die eine konservative Berechnung des Minderungsfaktors ermöglichen. Schließlich wird noch ein Minderungsfaktor für hohe Lagerlasten diskutiert. Weitere Minderungsfaktoren erscheinen bei diesem Vorgehen nicht mehr notwendig zu sein. Schlüsselwörter Aktivierungsenergie, Alterung, Arrhenius, Dauergrenztemperatur, Drehzahlgrenze, Drehzahlkennwert, Fettalterung, Fettgebrauchsdauer, Gebrauchsdauer, Geschwindigkeitsgrenze, Nachschmierung, Schmierfettalterung, Schmierfettgebrauchsdauer, Schmierfrist Introduction of a general procedure to predict the service life of lubricating greases in rolling bearings For the calculation of the service life of greases in rolling bearings there are only very rough procedures available. Those require the assumption of various correction factors that may lead to almost any result. In this paper a general procedure is introduced that hardly requires these assumptions but offers a calculation based on a few technical test methods. This procedure differentiates three mechanisms limiting the grease life: loss, contamination and aging. Relubrication intervals are to be selected to compensate losses completely. Furthermore, re-lubrication intervals are to be selected to avoid contamination. Finally, re-lubrication intervals are to be selected in order not to reach the end of the service life of the grease due to aging. A low failure probability due to aging of the grease is limited by the shelf life of the grease, its speed limit and a simple inverse proportional mathematical equation. The speed limit may be detected by a test run with the well-known FAG WS22 spindle bearing test rig. A reduction factor for high temperatures may be calculated with the long term temperature and the activation energy of the grease. The long term temperature results from the FE9 test run with each grease. For the activation energy a guideline is given to allow a conservative calculation. Finally, a reduction factor for high bearing loads is discussed. Further reduction factors do not appear to be necessary for the procedure introduced in this paper. Keywords activation energy, aging, Arrhenius, greases, lubrication, lubrication interval, re-lubrication, service life, speed factor, speed limit Kurzfassung Abstract * Dipl.-Ing. Frank Reichmann Global Head Engineering & Maintenance CARL BECHEM GMBH, 58089 Hagen TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 61 und Luftströmung ist das Ausmaß des Einflusses auf die Schmierfrist durchaus umstritten, sie wirken aber in derselben Weise schmierfristmindernd wie Temperatur und Verschmutzungen, die bekanntermaßen einen gravierenden Einfluss auf die Schmierfrist haben. Zudem ist nicht nachvollziehbar, warum sich bestimmte Einflüsse gegenseitig verstärken sollten. Wenn z.B. ein erhöhter Fettaustritt bei senkrechter Welle zu einer Halbierung der Schmierfrist führt (Minderungsfaktor: 0,5) und eine erhöhte Temperatur aufgrund beschleunigter Alterung ebenfalls eine halbierte Schmierfrist verlangt (nochmal 0,5), dann müsste die Schmierfrist nicht auf 25 % herabgesetzt werden, weil beide Mechanismen durch eine einmalige Halbierung der Schmierfrist gleichzeitig aufgefangen werden. Gemäß dieser Überlegung erscheint es sinnvoll zu sein, die Mechanismen, die die Fettgebrauchsdauer limitieren, voneinander zu trennen. Derzeit gibt es verschiedene Bestrebungen, die Vorhersage der Gebrauchsdauer von Schmierfetten in Wälzlagern zu verbessern. So wurde bei der Forschungsvereinigung Antriebstechnik (FVA) das Projekt T-1541 beantragt, bei dem insbesondere der Einfluss von Kinematik und Last auf die Fettalterung in Wälzlagern untersucht werden soll. Auch im Rahmen des hier vorgestellten Verfahrens wird sich noch zeigen, dass in diesem Bereich tatsächlich erheblicher Klärungsbedarf besteht. Parallel dazu wurde das FVA-Projekt T-1545 beantragt, bei dem es allgemein um die Alterung von Schmierfetten geht. Mit der Alterungsbeständigkeit von Schmierfetten beschäftigt sich derzeit auch ein Normarbeitskreis (NAK) des Fachausschuss Mineralöl- und Brennstoffnormung - FAM im Normenausschuss (NMP) des DIN. Insbesondere wird dabei die Alterung in Folge einer Reaktion des Schmierfettes mit Sauerstoff betrachtet. Dabei wird das Fett unter Kontakt mit Metallen bei verschiedenen Temperaturen in einen sogenannten OIT-Test (Oxidation Induction Time) geprüft. Mittels dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) lässt sich die Zeit bis zum Eintritt der Oxidation feststellen und in einem sogenannten Arrhenius Plot über der Temperatur auftragen. Damit können die sogenannten Aktivierungsenergien bestimmt werden, mit denen mittels der Arrhenius- Gleichung für beliebige Temperaturkollektive die Reaktionszeiten berechnet werden, bis die Alterung (Oxidation) eingetreten ist. Auf der 57. Tribologie-Fachtagung wurde von Dornhöfer [5] bereits 2016 über ein ganz ähnliches Vorgehen berichtet. Es werden Fettproben in einer dünnen Schicht (1 mm) auf einer Glas- (kein katalytischer Effekt), Stahl- oder Messingplatte in einem Trockenschrank mit erhöhter Temperatur gelagert. In bestimmten Zeitabständen werden kleine Proben zur Bewertung der Schmierfähigkeit entnommen. Die Gebrauchsfähigkeit nach der Alterung wird mit rheologischen Messungen beurteilt. Zur Aus Wissenschaft und Forschung 62 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0028 Einleitung und Problemstellung Ein übliches Verfahren zur Berechnung der Gebrauchsdauer von Schmierfetten wird im GfT-Arbeitsblatt 3 in seiner noch aktuellen Fassung von September 2006 [1] vorgestellt. Wälzlagerhersteller geben in ihren Katalogen ebenfalls Verfahren für die Gebrauchsdauerberechnung an. Die Verfahren nach GfT-Arbeitsblatt 3 und die Katalogverfahren einiger führender Wälzlagerhersteller [2, 3] sind sehr ähnlich aufgebaut und unterscheiden sich kaum voneinander. Neben diesen etablierten Verfahren gibt es in der Literatur weitere Vorschläge, die aber weitaus weniger verbreitet sind. Das GfT-Arbeitsblatt 3 in seiner aktuellen Version von 2006 arbeitet mit den folgenden Begriffen: Fettgebrauchsdauer ist die Zeit vom Anlauf bis zum Ausfall eines Wälzlagers als Folge des Versagens des Schmierfettes. Üblicherweise gibt man die Fettgebrauchsdauer mit 10 %iger oder 50 %iger Versagenswahrscheinlichkeit als F10 und F50 an. Die Schmierfrist t f ist die Zeit, nach der das Lager spätestens mit Fett nachgeschmiert werden muss. Dieser Wert orientiert sich an der Fettgebrauchsdauer und sollte eine zusätzliche Sicherheit beinhalten. Häufig empfiehlt man: (1) Die verminderte Schmierfrist t qf ist eine reduzierte Schmierfrist, die sich nach Multiplikation mit i-vielen Minderungsfaktoren f i (GfT: i = 5) ergibt, die Verschmutzungen (Staub und Feuchtigkeit), Stöße, Schwingungen, höhere Lagertemperaturen, hohe Belastungen, den Einfluss von Luftströmungen durch das Lager oder senkrechte Wellen betrachten. Für i = 5 gilt: (2) Für die Fettgebrauchsdauer F10 und Schmierfrist t f stehen kaum Daten zur Verfügung. Im GfT-Arbeitsblatt 3 und in einigen Wälzlagerkatalogen [2, 3, 4] lassen sich Diagramme für diese Zeiten in Abhängigkeit der Drehzahlkennwerte finden. Diese sind aber immer nur für bestimmte Schmierfette gegeben oder sollen pauschal für alle Schmierfette gelten, was unrealistisch ist. Die Fettgebrauchsdauer F10 könnte aus FE9-Prüfläufen gewonnen werden, diese gelten dann aber nur für die kinematischen Bedingungen des Prüflaufs. Es wird kein Verfahren zur Übertragung auf eine andere Lagerbauart, -größe und -drehzahl angeboten. Die Werte für die Minderungsfaktoren f 1 bis f 5 werden nur grob abgeschätzt, aber verändern das Ergebnis der verminderten Schmierfrist t qf um Größenordnungen. Bei einigen Minderungsfaktoren, wie Vibrationen, Lagerlast t f = 0,5 . F10. t fq = t f . f 1 . f 2 . f 3 . f 4 . f 5 . TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 62 Bewertung der Schmierfähigkeit als Funktion der Alterungszeit wurde in diesem Fall willkürlich eine Anlaufschubspannungsgrenze von 10.000 Pa festgelegt. Damit werden Wertepaare aus Alterungstemperatur und Alterungszeit generiert, die in einen Arrhenius Plot eingetragen werden können, aus dem dann wiederum die Aktivierungsenergie für die Alterung des geprüften Schmierfettes abgelesen werden kann. Mit der Aktivierungsenergie kann die Gebrauchsdauer nicht nur für eine bestimmte Temperatur, sondern auch für ein komplexes Temperaturkollektiv berechnet werden. Dornhöfer schlägt schließlich die Angabe von Aktivierungsenergien auf technischen Datenblättern der Schmierstoffe vor (abhängig vom Katalysator) und fordert dafür ein genormtes Verfahren. Mechanismen mit limitierender Wirkung auf die Fettgebrauchsdauer Grundsätzlich kann die Gebrauchsdauer von Schmierfetten in Wälzlagern durch die folgenden Mechanismen limitiert werden: • Verlust • Verunreinigung • Alterung Verluste können durch Leckagen oder die Verdampfung von Bestandteilen des Schmierfetts bei erhöhten Temperaturen auftreten. In solchen Fällen sinken definitionsgemäß die Schmierfrist und damit die Fettgebrauchsdauer. Verunreinigungen durch Staub, Wasser oder Chemikalien stören die Funktion des Schmierstoffs und verkürzen die Lagerlebensdauer drastisch. Ist keine Nachschmierung erfolgt, so entspricht sie definitionsgemäß der Fettgebrauchsdauer. Mit Verunreinigungen ist in diesem Zusammenhang immer gemeint, dass Fremdstoffe von außen in das Lager eindringen und in das Schmierfett gelangen. Diese Fremdstoffe können: • Staub, • Wasser (mit weiteren Verunreinigungen), • andere Schmierstoffe oder • andere Substanzen sein. Aufgrund der Rotation des Wälzlagers und der dadurch hervorgerufenen Überrollungen unterliegt das Fett im Lager einer permanenten Scherung. Dies ruft eine mechanische Alterung hervor. Zusätzlich, insbesondere bei höheren Temperaturen, reagiert der Sauerstoff der Umgebungsluft chemisch mit den Bestandteilen des Fetts. Dieser Effekt soll thermische Alterung genannt werden. Die beiden Mechanismen Verlust und Verunreinigung sind durch einen stofflichen Austausch des Schmierfettes mit der Wälzlagerumgebung gekennzeichnet. Damit sind sie in einem hohen Maße von der Abdichtung des Wälzlagers abhängig. Bei einer starken Überspülung mit Wasser treten beide Mechanismen in Kombination auf, einerseits gelangt Wasser in das Lager und mischt sich mit dem Schmierfett, andererseits wird Fett aus dem Lager ausgewaschen. Daher lassen sich diese beiden Mechanismen nicht immer trennen. Bei einer perfekten Abdichtung des Wälzlagers können beide Mechanismen nicht auftreten. In diesem Fall wird die Fettgebrauchsdauer ausschließlich durch die Alterung des Schmierfetts bestimmt. Daher muss der Mechanismus der Alterung klar von den Mechanismen Verlust und Verunreinigung getrennt werden. Die thermische Alterung ist stark temperaturgetrieben (Arrhenius). Es ist bekannt, dass die Wälzlagerwerkstoffe (Stahl, Messing, usw.) einen starken katalytischen Effekt haben können (siehe Einleitung). Es kann auch nicht ausgeschlossen werden, dass die Scherung einen katalytischen Effekt hat. Daher können die Mechanismen der mechanischen Alterung und der thermischen Alterung nicht voneinander getrennt werden. Beide Formen der Alterung können jedoch auch unabhängig voneinander ablaufen. Schmierfristen bei Verlust und Verunreinigung Die Schmierfristen sind grundsätzlich immer so zu wählen, dass Verlust vollständig kompensiert wird. Ferner sind die Schmierfristen so zu wählen, dass Verunreinigung verhindert wird. Wird ein Wälzlager mit Wasser überspült, wie es z.B. bei Anlagen der Stahlindustrie häufig der Fall ist, so treten die Mechanismen Verlust und Verunreinigung kombiniert auf. Einerseits dringt Wasser in das Wälzlager ein, andererseits wird Schmierfett aus dem Lager ausgewaschen. Die dynamische Wasserbeständigkeit nach DIN 51807-2 [6] misst die Auswaschung von Schmierfett aus einem Wälzlager unter vorgegebenen Bedingungen. Basierend darauf kann eine grobe Abschätzung der Nachschmierrate (Nachschmiermenge pro Zeit) erfolgen. Wenn die aufgrund der Auswaschung erforderlichen Schmierfristen die Schmierfristen aufgrund der Alterung deutlich unterschreiten, dann ist eine genauere Betrachtung der Alterung nicht mehr erforderlich. Beim Vergleich zweier Schmierfette sinkt die Schmierfrist reziprok mit steigender Auswaschung, sofern Alterung nicht betrachtet werden muss. Reicht die vorhandene Abdichtung des Wälzlagers nicht aus, um eine Verunreinigung zu verhindern, so kann diese Verunreinigung mit Nachschmierung verhindert werden. Aus Wissenschaft und Forschung 63 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0028 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 63 dort auch ein Beispiel für einen reziprok proportionalen Ansatz, wie er eigentlich für die Lagerlebensdauer verwendet wird. Es wird nun vorgeschlagen, für jedes Schmierfett zwei Grenzwerte der Gebrauchsdauer einzuführen: 1. Die maximal mögliche Gebrauchsdauer wird in jedem Fall durch die Haltbarkeit des Fettes beschränkt, die vom Schmierfetthersteller anzugeben ist. 2. Jedes Schmierfett hat eine Geschwindigkeitsgrenze, die nicht überschritten werden darf. Diese Grenze muss durch geeignete Prüfläufe festgelegt werden. Zwischen diesen Grenzwerten wird nun mit der reziprok proportionalen Funktion der denkbar einfachste und konservativste Ansatz gewählt. Dies ist in Bild 2 dargestellt. Wählt man den Ansatz (3) so grenzt dieser zusammen mit der Haltbarkeit und der Geschwindigkeitsgrenze ein Gebiet mit extrem geringer Ausfallwahrscheinlichkeit ein. Sollen auch höhere Ausfallwahrscheinlichkeiten zugelassen werden, so könnte alternativ auch die Gleichung oder verwendet werden. Es ist dabei aber zu berücksichtigen, dass diese mit einer höheren Ausfallwahrscheinlichkeit verbunden ist, die nicht quantifiziert werden kann. F = 2 x 10 9 / ( k f . n . d m ) F = 3 x 10 9 / ( k f . n . d m ) F = 10 9 / ( k f . n . d m ) Aus Wissenschaft und Forschung 64 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0028 Dabei hat sich die Daumenregel bewährt, dass täglich ein Zentimeter Fett über die zu dichtende Fläche gepresst werden soll. Wenn die sich dadurch ergebende Nachschmiermenge deutlich größer als die Nachschmiermenge ist, die sich aufgrund von Alterung ergibt, so muss Alterung nicht weiter betrachtet werden. Fettgebrauchsdauer bei mechanischer Alterung Mit dem Drehzahlkennwert k f · n · d m können die kinematischen Bedingungen des Wälzlagers zusammenfassend bewertet werden. Dabei ist: k f : Faktor der Lagerbauart (aus Wälzlagerkatalogen) n: Wälzlagerdrehzahl [min -1 ] d m : mittlerer Wälzlagerdurchmesser [mm] d m = 0,5 · (D + d) D: äußerer Wälzlagerdurchmesser [mm] d: innerer Wälzlagerdurchmesser [mm] Der Drehzahlkennwert hat die Einheit [mm/ min] aber wird oft dimensionslos angegeben. Bei einigen Betrachtungen verwendet man die einfachere Form n · d m . Die Lagerlebensdauer L (Ermüdungslebensdauer) nach DIN 281 [7] entspricht einer Anzahl von Umdrehungen des Wälzlagers. Daher ist die Lebensdauer L von Wälzlagern reziprok proportional zu der Lagerdrehzahl n (L ~ n -1 ). Nach Lugt [8] wird allgemein angenommen, dass die Fettgebrauchsdauer F eine exponentielle Funktion der Lagerdrehzahl n ist. In Bild 1 ist dieser von Lugt genannte Ansatz zusammen mit Vorschlägen von Wälzlagerherstellern [3, 4] dargestellt. Zusätzlich findet man Bild 1: Gängige Ansätze zur Fettgebrauchsdauer über dem Drehzahlkennwert TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 64 Bestimmung der Geschwindigkeitsgrenze von Schmierfetten Ein geeigneter Testapparat zur Bestimmung der Geschwindigkeitsgrenze von Schmierfetten müsste einen Aufbau mit einem Wälzlager haben, bei dem stufenweise die Drehzahl erhöht werden kann, bis Versagen eintritt. Beim Erreichen der Geschwindigkeitsgrenze des Fettes tritt Versagen üblicherweise nicht unmittelbar ein. Stattdessen wird zuerst ein Anstieg der Betriebstemperatur des Wälzlagers beobachtet. Erreicht diese Temperatur einen bestimmten Grenzwert, der fettabhängig ist, dann tritt eine beschleunigte thermische Alterung des Fettes auf. Daher erscheint das Erreichen einer zuvor festgelegten Temperaturgrenze ein sinnvolles Versagenskriterium zu sein. Der FAG WS 22 Spindellagerprüfstand ist ein Testapparat, den es schon sehr lange gibt und mit dem man die beschriebene Prüfung durchführen kann. Jede Testeinheit verfügt über 2 Prüflager. Es können Vollmetalllager des Typs FAG B 7006 C.T oder Hybridlager des Typs FAG HCB 7006 C.T.P4S.UL verwendet werden, beide haben einen mittleren Wälzlagerdurchmesser von d m = 42,5 mm. Die Raumtemperatur wird auf 20 bis 25 °C geregelt und die Prüflager werden mit jeweils 4 g Fett befüllt. Dann wird nach einer kurzen Einlaufprozedur der Prüfstand relativ zügig auf eine Drehzahl nahe der erwarteten Drehzahlgrenze hochgefahren. Danach erfolgt alle 24 h eine Erhöhung der Drehzahl um 2.000 min -1 , bei Wälzlagertemperaturen nahe eines Wertes von 30 °C über der Raumtemperatur kann auf Schritte von 1.000 min -1 verringert werden. Die Geschwindigkeitsgrenze wird willkürlich als die Drehzahl definiert, bei der die gemessene Wälzlagertemperatur die Raumtemperatur um 30 °C übersteigt. Für das Vollmetalllager wird eine maximale Drehzahl bei n = 40.000 min- 1 erreicht, mit dem Hybridlager sind auch deutlich höhere Drehzahlen möglich. In älteren Veröffentlichungen [4] wurde für derartige Vollmetall- Spindellager ein Faktor der Lagerbauart von k f = 0,75 angegeben. Da dies zu einer niedrigeren und damit konservativeren Drehzahlgrenze führt, wird vorgeschlagen, diesen Wert zu übernehmen. Aus einem Temperaturvergleich verschiedener Prüfläufe ergibt sich für das Hybridlager ein Faktor der Lagerbauart von k f = 0,66. In Bild 3 ist ein Prüflauf des FAG WS22 Spindellagerprüfstands mit Hybridlagern dargestellt. Der Mittelwert der Temperatur beider Prüflager erreicht den Grenzwert von 30 °C Differenz zur Raumtemperatur bei 48.000 min -1 . Damit ergibt sich für die Drehzahlgrenze n · d m = 2.000.000, bzw. k f · n · d m = 1.320.000. Fettgebrauchsdauer bei thermischer Alterung Bei der thermischen Alterung handelt es sich um eine chemische Reaktion der Bestandteile des Schmierfettes mit dem Luftsauerstoff. In der einschlägigen Literatur der Chemischen Reaktionstechnik [9] wird die Geschwindigkeitskonstante k einer chemischen Reaktion durch den Arrheniusansatz beschrieben. Es gilt: (4) k = k 0 exp E A RT - Aus Wissenschaft und Forschung 65 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0028 Bild 2: Definition eines Betriebsbereiches mit geringer Ausfallwahrscheinlichkeit TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 65 natürlichen Logarithmus der Alterungszeit ln t über dem Kehrwert der Temperatur 1/ T auf und erhält eine Gerade, deren Steigung E A / R ist. Daraus lässt sich die Aktivierungsenergie E A ermitteln. Die in FE9-Prüfläufen ermittelten Fettgebrauchsdauern F10 und F50 können als bestimmte Alterungszustände des Schmierfettes verstanden werden, da sie den Zustand der Fette repräsentieren, bei dem das Lager mit der jeweiligen Wahrscheinlichkeit ausfällt. Daher ist es vorstellbar, F10 und F50 über dem Kehrwert der jeweiligen Prüftemperatur in einem Arrhenius Plot aufzutragen. In Tabelle 1 sind die FE9-Ergebnisse eines Schmierfettes mit einem synthetischen Grundöl bei 4 verschiedenen Temperaturen zu finden. Diese Ergebnisse aus Tabelle 1 findet man in Bild 4 in einem Arrhenius Plot aufgetragen. Es zeigt sich, dass sich die FE9-Ergebnisse sehr gut mit dem Arrheniusansatz abbilden lassen. Die Erfahrung zeigt aber, dass sich Aus Wissenschaft und Forschung 66 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0028 Darin ist k 0 der sogenannte Häufigkeitsfaktor und E A ist die sogenannte Aktivierungsenergie. Beide Größen sind Konstanten der betrachteten chemischen Reaktion, sie hängen also vom jeweiligen Schmierfett ab, welches mit dem Luftsauerstoff reagiert. T ist die Temperatur in Kelvin und R die universelle Gaskonstante mit R = 8,314 J/ (mol K)). Wenn t die Zeit ist, nach der ein bestimmter Reaktionsfortschritt erreicht wurde, z.B. ein bestimmter Alterungszustand des Schmierfettes, dann ist k · t eine Konstante und es gilt: (5) Setzt man (4) in (5) ein, so ergibt sich nach Umstellung: (6) C fasst die bisherigen Konstanten zusammen. Beim sogenannten Arrhenius Plot trägt man nun, wie bei den Alterungsversuchen von Dornhöfer [5] beschrieben, den k . t = const ln t = + C RT E A Bild 3: Prüflauf des FAG WS22 Spindellagerprüfstands mit Hybridlagern Tabelle 1: FE9-Ergebnissen eines synthetischen Schmierfettes TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 66 die Prüftemperaturen über einen Bereich von mindestens 50 °C erstecken müssen, damit vertrauensvolle Ergebnisse für die Aktivierungsenergie gewonnen werden. Im vorliegenden Beispiel ergibt sich für die Fettgebrauchsdauer F10 eine Aktivierungsenergie von E A = 78 kJ/ mol und für F50 eine Aktivierungsenergie von E A = 73 kJ/ mol. Der Mittelwert liegt damit ca. bei E A = 75 kJ/ mol. Ist nun die Aktivierungsenergie E A bekannt, so lässt sich aus nur einem FE9-Lauf für eine bestimmte Temperatur die Fettgebrauchsdauer auch bei jeder andere Temperatur berechnen. Dies ist in Bild 5 dargestellt und es zeigt sich, dass man ein konservatives Ergebnis erhält, wenn man mit einer Aktivierungsenergie E A,calc rechnet, die unter der tatsächlichen Aktivierungsenergie E A,real > E A,calc liegt. Dies gilt für den Fall, dass von einer hohen Prüftemperatur des FE9-Laufs auf eine niedrigere Temperatur zurückgerechnet wird, was der Normalfall sein dürfte. Für den üblichen FE9- Lauf mit einer Drehzahl von n = 6.000 min -1 ergibt sich ein Drehzahlkennw e rt v o n k f · n · d m = 441.600. Nach dem konservativen Ansatz in Gleichung (3) errechnet sich damit eine Fettgebrauchsdauer von F = 2.264,5 h. Unterhalb der Temperatur T LT , bei der im FE9-Lauf mit dem Arrheniusansatz eine Fettgebrauchsdauer von F = 2.264,5 h erreicht wird, wirkt die thermische Alterung daher nicht mehr verkürzend auf die Fettgebrauchsdauer und sie muss deshalb nicht mehr weiter betrachtet werden. Diese Temperatur T LT soll hier Dauergrenztemperatur genannt werden. Ist die Aktivierungsenergie E A bekannt, so lässt sich aus nur einem FE9-Lauf die Dauergrenztemperatur T LT berechnen, wie das in Bild 5 dargestellt ist. Auch hier zeigt sich, dass man ein konservatives Ergebnis erhält, wenn man mit einer Aktivierungsenergie E A,calc rechnet, die unter der tatsächlichen Aktivierungsenergie E A,real > E A,calc liegt. Für das untersuchte Schmierfett mit dem synthetischen Grundöl wurde eine Aktivierungsenergie von E A = 75 kJ/ mol festgestellt. Aufgrund des synthetischen Grundöls kann davon ausgegangen werden, dass dieser Wert bereits relativ niedrig ist. Daher wird dieser Wert für alle Berechnungen mit mineralölbasischen Schmierfetten vorgeschlagen. Für andere synthetische Schmierfette könnte eine Aktivierungsenergie von E A = 70 kJ/ mol herangezogen werden, für extrem temperaturbeständige Schmierfette (z.B. PTFE/ PFPE) könnte mit E A = 60 kJ/ mol gerechnet werden. Basierend auf Gleichung (6) ergibt sich für zwei verschiedene Reaktions- Aus Wissenschaft und Forschung 67 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0028 Bild 4: Arrhenius Plot mit FE9-Ergebnissen Bild 5: Berechnung der Fettgebrauchsdauer F für jede Temperatur TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 67 liegen. Ihre exakte Vorhersage erscheint mit einfachen Methoden nicht möglich zu sein und war auch nicht Ziel dieses Verfahrens. Es ist unstrittig, dass die Abhängigkeit der Schmierfettgebrauchsdauer einer genaueren Untersuchung bedarf. Der einfache reziprok proportionale Ansatz, der hier vorgestellt wird, stellt eine zusammenfassende Vereinfachung von Erfahrungswerten aus der Literatur dar und hat keinen wissenschaftlichen Hintergrund. Ferner bietet das hier vorgestellte Verfahren nur Vorschläge zur Abschätzung der Aktivierungsenergie, die zur Berücksichtigung des thermischen Einflusses benötigt wird. Einen Vorschlag, diese mit einem vertretbaren Aufwand zu bestimmen, bietet dieser Artikel nicht an. Auch dies sollte Gegenstand zukünftiger Untersuchungen sein. Die Aktivierungsenergie dient zur Bestimmung des Minderungsfaktors für hohe Temperaturen. Dieser gilt streng genommen nur für die Bedingungen des FE9-Laufs, wird bei dem hier vorgestellten Verfahren aber unverändert auf die Bedingungen des betrachteten Wälzlagers übertragen. Auch dieses Vorgehen ist diskussionswürdig und bedarf einer weiteren Untersuchung. Ferner ist der Einfluss der Wälzlagerlast auf die Schmierfettgebrauchsdauer genauer zu untersuchen und ggfs. ist ein geeignetes Verfahren zur Bestimmung eines entsprechenden Minderungsfaktors festzulegen. Schließlich ist zu prüfen, ob weitere Minderungsfaktoren berücksichtigt werden müssen. Literatur [1] Gesellschaft für Tribologie: Arbeitsblatt 3, September 2006, GfT Gesellschaft für Tribologie e.V. [2] Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG: Rolling Bearings, Issued: 2014, April [3] SKF: Hauptkatalog, Druckschrift 6000/ 2 DE, November 2012, SKF Gruppe, 2012 [4] FAG Kugelfischer Georg Schäfer AG: Schmierung von Wälzlagern, Schweinfurt 2002, Publ.-Nr. WL 81 115/ 4 DA [5] Gerd Dornhöfer: Ermittlung der Schmierfettgebrauchsdauer mit zeitraffender Prüfmethode und Übertragbarkeit auf reales Temperaturkollektiv, 57. Tribologie-Fachtagung in Göttingen, 2016 [6] DIN 51 807 Teil 2: Prüfung des Verhaltens von Schmierfetten gegenüber Wasser, Dynamische Prüfung, Beuth Verlag GmbH, 1990 [7] DIN ISO 281: Wälzlager - Dynamische Tragzahlen und Lebensdauer, Beuth Verlag GmbH, 2010 [8] Piet M. Lugt: Grease lubrication in rolling bearings, John Wiles & Sons, 2013 [9] Manfred Baerns, Hanns Hofmann, Albert Renken: Chemische Reaktionstechnik, Georg Thieme Verlag Stuttgart, New York, 1987 [10] Richard Karbacher, Erich Kleinlein, Horst Kröner: Ermittlung der Fettgebrauchsdauer von Hochleistungsschmierfetten für Wälzlager, 13th International Colloquium Tribology, January 15 - 17, 2002-03-15 Aus Wissenschaft und Forschung 68 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DOI 10.30419/ TuS-2020-0028 zeiten t 1 und t 2 mit t (T 1 ) = t 1 und t (T 2 ) = t 2 die folgende Gleichung: (7) Ist nun F M die Fettgebrauchsdauer bei rein mechanischer Alterung mit F M = F(T ≤ T LT ) und F T die Fettgebrauchsdauer bei thermischer Alterung mit F T = F(T > T LT ), so ergibt sich mit (8) ein Minderungsfaktor f T für erhöhte Temperaturen T > T LT . Mit dem Minderungsfaktor f T wird der Einfluss der thermischen Alterung im FE9-Test proportional auf andere Drehzahlkennwerte übertragen. Dieser Ansatz ist durchaus diskussionsbedürftig. Lasteinfluss und weitere Minderungsfaktoren f In die Lagerlebensdauer L geht die Lagerlast in dritter Potenz ein (bei Kugellager, bei Rollenlager sogar noch höher). Eine Halbierung der Lagerlast führt zu einer 8-fach längeren nominellen Lagerlebensdauer. Bei den Katalogverfahren der Wälzlagerhersteller [2, 3, 4] wird der Lagerlast i.d.R. auch ein großer Einfluss auf die Fettgebrauchsdauer zugeschrieben. Auch dieser Ansatz ist diskussionsbedürftig. Es liegen Untersuchen vor, bei denen festgestellt wurde, dass der Lasteinfluss „mäßig bis gering“ ist [10]. Ferner überschreiten die Hertzschen Pressungen in Wälzlagern üblicherweise selten Werte von 1500 MPa. Diese wirkt außerdem nur auf ein sehr kleines Schmierstoffvolumen. Daher könnte der Lasteinfluss auch aus Sicht einer theoretischen Betrachtung evtl. nur gering sein. An dieser Stelle wird vorgeschlagen, bei geringer Ausfallwahrscheinlichkeit (Fettgebrauchsdauer F = 10 9 / (k f · n · d m )) und mäßigen Werte P/ C < 0,25 den Lasteinfluss zu vernachlässigen. Bei höheren Lasten kann ein Minderungsfaktor f L = 0,5 berücksichtigt werden. Diskussion Das in diesem Artikel vorgestellte Verfahren zur Berechnung der Gebrauchsdauer von Schmierfetten in Wälzlagern wird hiermit zur Diskussion gestellt. Ziel war ein Berechnungsverfahren, für das in der Praxis alle benötigten Größen zur Verfügung stehen oder mit vertretbarem Aufwand beschafft werden können. Die Berechnungsergebnisse sollen den Anwender vor allem vor unerwartet kurzen Fettgebrauchsdauern oder Schmierfristen schützen. Lange Fettgebrauchsdauern dürften erheblichen statistischen Schwankungen untert 1 / t 2 = exp (1/ T 2 - 1/ T 1 ) R E A f T (T) = F T / F M = exp (1/ T - 1/ T LT ) R E A TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 68 Nachrichten 69 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 Als Ende Januar 2020 das Call-for-Papers zur 61. Tribologie-Fachtagung verschickt wurde, kursierten zwar schon Meldungen über die Verbreitung eines neuartigen Corona-Virus in China, jedoch konnte sich wahrscheinlich noch niemand, außer einigen Experten vielleicht, vorstellen, welche Folgen dies für unser tägliches Leben und vor allem für Veranstaltungen haben würde. So stand dann auch für die GfT im Mai die Entscheidung an, ob und in welcher Form die Fachtagung 2020 stattfinden sollte. Zu diesem Zeitpunkt war noch nicht abzusehen, ob Ende September die Pandemie bereits vergessen sein würde oder ob eine zweite Welle drohte. Ebenso war nicht abzusehen, ob und mit wieviel Teilnehmern eine Veranstaltung in Göttingen möglich sein würde. Als sich dann die Reiseverbote von Firmen und Hochschulen häuften, musste die schwere Entscheidung getroffen werden, die Präsenz-Tagung in Göttingen abzusagen und auf ein reines Online-Format zu setzen. Ich denke, die weitere Entwicklung hat gezeigt, wie richtig dieser Entschluss war. Mit der Entscheidung für eine Online-Tagung kamen jedoch ganz neue Herausforderungen auf die GfT zu. Es gab keinen zentralen Veranstaltungsort, von dem aus die Tagung per Live-Stream übertragen wurde. Alle Vorträge wurden dezentral an Computern an den jeweiligen Arbeitsplätzen bzw. dem Home-Office gehalten. Die meisten Teilnehmer hatten zwar bereits Erfahrungen mit Online-Meetings, eine gesamte Tagung mit mehreren Parallel-Sessions professionell zu organisieren war jedoch noch einmal „eine Nummer größer“. Insbesondere die Anforderung, dass eine Teilnahme nicht nur für Zuhörer, sondern auch für Sprecher und Moderatoren mit unterschiedlichen Systemen an unterschiedlichen Standorten möglich sein musste, war anfänglich unterschätzt worden. Hier gilt ein besonderer Dank der Firma Aixzellent, die seit Jahren Partner der GfT für das Web Hosting ist und die gesamte Online-Tagung realisiert und betreut hat. Plenarveranstaltung Die Plenarveranstaltung am 28. September begann mit der Begrüßung durch Dr. Christoph Wincierz, dem Vorsitzenden des GfT-Vorstands. Dabei hob er hervor, wie ungewöhnlich es ist, die Tagung allein vor seinem Computer sitzend zu eröffnen, statt persönlich in die Gesichter der Teilnehmer zu blicken. Er spann dann den Bogen der technologischen Entwicklung von den Anfängen der Rundfunktechnik zu Beginn des 20. Jahrhunderts bis hin zu den Möglichketen, die das Internet heute bietet, wobei er eine Parallele zur Corona-Pandemie zog, die aufgrund des rasanten Fortschritts der wissenschaftlichen Forschung heutzutage besser beherrschbar ist, als die Grippe-Pandemien der damaligen Zeit. In Bezug auf die Tagung verschwieg Dr. Wincierz nicht die Vorbehalte, die im Vorstand anfänglich gegenüber einer Online-Tagung bestanden. Die weitere Entwicklung und vor allem die unerwartet hohe Zahl von fast 200 Teilnehmern zeigte jedoch, dass die Entscheidung zu Gunsten dieser Form die Richtige war. Im ersten Plenarvortrag wurde die GfT-Studie „Tribologie in Deutschland - Querschnittstechnologie zur Minderung von CO 2 -Emissionen und zur Ressourcenschonung“ vom GfT-Vorstandsmitglied Dr. Woydt ausführlich vorgestellt. Darin schildern führende Experten aus ihrer Sicht die gegenwärtige Situation des Fachgebiets und geben einen Ausblick auf die Zukunft. Unter anderem wird in der Studie dargelegt, dass sich, allein durch Ausschöpfung der technisch verfügbaren Möglichkeiten zur Reibungsminderung im Straßenverkehr, bis zu 22 Millionen Tonnen CO 2 pro Jahr einsparen lassen. Die Studie ist kostenfrei in deutscher und englischer Fassung von der GfT-Webseite herunterzuladen und steht auch in französischer Sprache zur Verfügung. Zum Ende seines Vortrags wies Dr. Woydt auf die nachfolgende Studie zum Thema „Verschleißschutz und Nachhaltigkeit“ hin, die kurz vor der Fertigstellung steht (siehe Seite 50). Mitteilungen der GfT 61. Tribologie-Fachtagung - 2020 auch online erfolgreich Nach der Verleihung der GfT-Preise und des Georg-Vogelpohl-Ehrenzeichens folgten noch zwei weitere Plenarvorträge. Wie bereits im letzten Jahr war Prof. Harry TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 69 Nachrichten 70 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 van Leeuwen, Universität Eindhoven, mit einem Plenarvortrag vertreten, diesmal über den nachhaltigen Einfluss von Prof. Harmen Block auf die Tribologie. Abgeschlossen wurde die Plenarveranstaltung mit einem Gemeinschaftsvortrag von Dr. Markus Matzke (Robert Bosch GmbH) und Dr. Thilo Krapfl (Evonik Operations GmbH) mit dem Titel „Life cycle analysis of an efficient hydraulic fluid“. GfT-Förderpreise Im Jahr 2020 wurden eine Mastersowie eine Doktorarbeit mit dem Förderpreis der GfT ausgezeichnet. Den Preis in der Kategorie 2 (Master-/ Diplomarbeiten) erhielt Herr Georg Oidtmann für seine Arbeit „Numerische Untersuchung der Einflüsse einer begrenzten Ölmenge auf die Schmierfilmausbildung in Wälzkontakten“. Für seine Dissertation mit dem Titel „Entwicklung eines TEHD- Tribosimulationsmodells für Radialwellendichtringe“ wurde Herr Dr. Stefan Thielen mit dem GfT-Förderpreis in der Kategorie 1 ausgezeichnet. Kurzfassungen der Arbeiten finden Sie in Heft 4 von Tribologie und Schmierungstechnik. Georg-Vogelpohl-Ehrenzeichen Das Georg-Vogelpohl-Ehrenzeichen, die höchste deutsche Auszeichnung auf dem Gebiet der Tribologie, wurde 2020 Prof. Dr. Evert Muijderman verliehen. Er war unter anderem Gruppenleiter für Tribologie und Mechanik im Philips Forschungslabor in Eindhoven sowie Professor an der TH Delft und der TU Eindhoven. Mit seinem Namen ist z. B.die Entwicklung von Spiralrillenlagern verbunden, die millionenfach in Festplattenlaufwerken zu finden sind. Die Laudatio wurde von Harry van Leeuwen gehalten und ist in dieser Ausgabe abgedruckt (siehe Seite 4). Spezielle Sessions Auch im Online-Format konnte eine eigene Session zum DFG-Schwerpunktprogramm 2074 „Fluidfreie Schmiersysteme mit hoher mechanischer Belastung“ mit 12 Vorträgen stattfinden. Ebenfalls zum wiederholten Mal war das vom BMWi geförderte Forschungsfeld „Tribologie“ mit 5 Vorträgen vertreten. Zu Beginn dieser Session sprach Dr. Gordon Kaußen, der Leiter des Fachbereichs „Energieeffizienz in der Industrie“ beim Projektträger Jülich, ein Grußwort. In seinem Fachbereich ist auch das Forschungsfeld Tribologie angesiedelt. Fachvorträge Berücksichtig man die durch die Corona-Pandemie gegebenen Umstände, so konnte die GfT mit einem Tagungsprogramm, das insgesamt 75 Vorträge in fünf Parallelsitzungen umfasste, mehr als zufrieden sein. Am stärksten waren die Themen „Tribologische Systeme“ und „Maschinenelemente und Antriebstechnik“ vertreten. Die Gesellscha昀 für Tribologie e.V. Herrn Dr. Stefan Thielen „Entwicklung eines TEHD-Tribosimula�onsmodells für Radialwellendichtringe“ GfT-Förderpreis 2020 in der Kategorie 1 - Disserta�on Gö ngen, den 28. September 2020 Der Vorsitzende der Gesellscha昀 für Tribologie e.V. Gesellscha昀 für Tribologie e.V. Die Gesellscha昀 für Tribologie e.V. Herrn Georg Oidtmann „Numerische Untersuchung der Einflüsse einer begrenzten Ölmenge auf die Schmierfilmausbildung in Wälzkontakten“ GfT-Förderpreis 2020 in der Kategorie 2 - Master-/ Diplomarbeiten Gesellscha昀 für Tribologie e.V. Gö ngen, den 28. September 2020 Der Vorsitzende der Gesellscha昀 für Tribologie e.V. Fric琀on, Lubrica琀on and Wear Forschung und prak琀sche Anwendungen Research and Prac琀cal Applica琀ons Gesellscha昀 für Tribologie e.V. 23. bis 25. September 2019 in Gö ngen 60. Tribologie-Fachtagung 2019 Reibung, Schmierung und Verschleiß Fric琀on, Lubrica琀on and Wear Forschung und prak琀sche Anwendungen Research and Prac琀cal Applica琀ons Fric琀on, Lubrica琀on and Wear Forschung und prak琀sche Anwendungen Research and Prac琀cal Applica琀ons ONLINE Die Spannbreite der Vorträge in diesen Sessions reichte von grundsätzlichen Betrachtungen zu den Reibungsgesetzen von Coulomb und Amonton (V. Popov, TU Berlin) bis zu sehr praxisnahen Beiträgen wie dem dynamischen Reibverhalten von Schraubverbindungen beim Anziehen mit einem Schlagschrauber (A. Wettstein, KIT). Ebenfalls traditionsgemäß stark vertreten waren die Bereiche Schmierstoffe und Kunststoff-Komposite. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 70 Nachrichten 71 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 Als neues Thema war „Haptik und taktile Wahrnehmung von Oberflächen“ aufgenommen worden. Dort gab es je einen Beitrag zu Materialschädigungen auf Touchscreens, Reibung und Wahrnehmung durch Fingerspitzen und dem Problem, die Haptik, bzw. Aussehen und Gefühl bei der Berührung von Oberflächen, messtechnisch zu erschließen. Alle drei Vorträge waren sehr interessant und weckten die Hoffnung auf zukünftig mehr Vorträge zu diesem Thema. Das Tagungsprogramm wurde auch im Online-Format von Werner Stehr mit einem seiner sehr anschaulichen und humorvollen Vorträge abgeschlossen. Diesmal ging es um nichts Geringeres als die Grenze der tribologischen Prüfung. Wer allerdings philosophische Betrachtungen über die Beschränkungen experimentellen Tuns erwartet hatte, wurde enttäuscht. Es ging vielmehr ganz praktisch um Reibungstests bei 120 °C, in gesättigter Kraftstoffatmosphäre, ein Thema mit Sprengkraft im wahrsten Sinne des Wortes. Deshalb wurden die ersten Versuche dafür auch aus Vorsicht ins Freie verlegt. Wie eingangs erwähnt, war die Tagung mit knapp 200 Teilnehmern auch im Online-Format erfolgreich. In seinem Schlusswort dankte Dr. Wincierz allen Teilnehmern, Vortragenden und der Firma Aixzellent für ihre Beiträge zum Gelingen der Tagung und beendete die Veranstaltung mit der Hoffnung, die Teilnehmer zur 62sten Tribologie-Fachtagung vom 27.- 29. September 2021 wieder persönlich in Göttingen begrüßen zu können. Wie bei vielen ähnlichen Veranstaltungen inzwischen üblich, verzichtet die GfT auf die Herausgabe von gedruckten Tagungsbänden. Alle Beiträge werden jedoch als pdf-Downloads sowie in einem Gesamt-Tagungsband zur Verfügung gestellt, der für interessierte Nichtteilnehmer bei der Geschäftsstelle der Gesellschaft für Tribologie e.V. (Adolf-Fischer-Str. 34, 52428 Jülich, Tel.: +49 (0)2461 340 79 38, E-Mail: tribologie@gft-ev.de, Internet: www.gft-ev.de) erhältlich ist. Thomas Gradt TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 71 Nachrichten 72 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 Mitteilungen der GfT Der grundlegende Erfolgsbaustein klingt zunächst simpel: Die Technik muss stimmen. Dafür ist es jedoch ratsam, einen technischen Berater an der Seite zu haben, der beim Erarbeiten individueller Lösungen beratend und umsetzend zur Seite steht. Denn dabei warten besondere Herausforderungen. eigens für die Tagung angemieteten Server blieben alle Daten der Tagung bei der GfT e.V. Zu den Grundfunktionen des Tools zählen außerdem folgende Punkte: • Übertragung von Audio und Video, • Rollenkonzept, das Moderierende und Präsentierende von Teilnehmenden unterscheidet, • Screen Sharing, • Chat-Funktion, • Abstimmungsfunktion, • Breakout-Räume, • ausreichende Kapazitätsgrenzen. Nach der Wahl des passenden Tools mussten die nötigen technischen Rahmenbedingungen geschaffen werden. Dabei war vor allem die Teilnehmendenzahl entscheidender Faktor. Damit ein störungsfreier Ablauf sichergestellt werden konnte, mussten entsprechend ausreichende Serverkapazitäten gemietet werden. Eine besondere Herausforderung stellte dabei die Auftaktveranstaltung, die bis zu 200 gleichzeitig Teilnehmende erwartete. Um einen reibungslosen Ablauf ermöglichen zu können, wurde diese Veranstaltung zusätzlich per Videostream in einen zweiten Raum übertragen, in den die Teilnehmenden zu Beginn der Veranstaltung automatisiert zugeteilt wurden. Da geschützte (Unternehmens-)Netzwerke für Videotools zu Problemen werden können, fanden zudem im Voraus zwei technische Generalproben für Moderierende und Präsentierende sowie für die Teilnehmenden statt. Hier konnte nicht nur der jeweilige Zugang, sondern auch die Funktionalitäten des Tools ausreichend getestet werden. Digitale Tagung der GfT e.V. mit BigBlueButton und aixzellent Covid19 stellt uns alle weiterhin vor große Herausforderungen. Durch weitreichende Reisebeschränkungen und strenge Auflagen können zurzeit nicht nur der alltägliche Betrieb, sondern auch zahllose Veranstaltungen und Tagungen nicht wie geplant stattfinden. Doch sie müssen nicht ersatzlos entfallen. Um weiterhin vernetzt und über aktuelle Forschung auf dem neusten Stand zu bleiben, gibt es alternative Formate der Vernetzung im digitalen Raum. Die GfT e.V. hat sich dazu entschieden, ihre jährliche Fachtagung als Online Event mit der Unterstützung von aixzellent stattfinden zu lassen. Wir fassen zusammen, worauf es in der Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung einer erfolgreichen Tagung ankommt. Zu Beginn stand die Wahl des passenden Tools. Für die Tagung der GfT e.V. fiel diese auf das Open-Source- Tool BigBlueButton. Ausschlaggebend für diese Entscheidung war zum einen der Faktor der Individualisierbarkeit, der hier deutlich mehr Möglichkeiten bietet, als es bei der Nutzung kommerzieller Tools möglich ist. So konnte das Foyer der Fachtagung um die jeweiligen Sponsoren-Logos erweitert und die Räume der Veranstaltungen individuell angepasst werden. Dabei wurde großen Wert daraufgelegt, dass die virtuelle Tagung nicht nur in Umfang und Ablauf, sondern auch gestalterisch und vom Wording weitestgehend ihrem analogen Pendant entsprach. Zum anderen spielte das Thema Datenschutz nach DSGVO ebenfalls bei der Entscheidung eine Rolle. Auch hier konnte BigBlueButton punkten: Durch die TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 72 Nachrichten 73 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 Folgende Arbeiten fanden im Voraus in enger Zusammenarbeit der GfT e.V. und aixzellent ebenfalls statt: • Verfassen und Bereitstellen von Bedienungsanleitungen, • Einrichten eines individuellen Foyers, • Hinterlegen von Präsentationen, Dokumenten und Materialien in der eigenen Veranstaltungscloud, • Teilnehmendenmanagement: Registrierung, Einladung, Zuordnung bestimmter Rechte, Versand von Zugangsdaten und weiteren Infos, • Einrichten eines Tagungsbüros. Nachdem zu Beginn bereits die meiste Vorarbeit geleistet wurde, fand während der Tagung - neben dem klassischen Tagungsablauf - ein enger technischer Support statt. Neben der Betreuung eines Notfalltelefons fanden die Aufzeichnung von Sitzungen und die Überwachung der Systeme laufend statt. Und die Vorarbeit hat sich gelohnt: Die Fachtagung der GfT. e.V. wurde ein voller Erfolg. Nur eines der vielen positiven Feedbacks: „Im Vergleich zu ähnlichen Veranstaltungen wurde unsere Tagung als viel professioneller empfunden.“ Vorstand der GfT e.V. Bei der Nachbereitung der Veranstaltung stand letztlich vor allem die technische Aufbereitung der einzelnen Vorträge als Videos im Fokus. Wichtig war hier das Thema Urheberrecht: Vortragsvideos können nicht ohne die entsprechende Einwilligung der Urhebenden zur Verfügung gestellt werden. Daher wurden nur die Vorträge als Videos aufbereitet, deren Einverständnis vorlag. Zusammenfassend lässt sich sagen: Die grundlegende Technik sowie die richtige Vorarbeit sind ein entscheidender Faktor zu erfolgreichen digitalen Events. Individualisiertes Foyer der GfT-Tagung 2020 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 73 Nachrichten 74 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 welche gerne die Weihnachtszeit in südlichen Gefilden verbringen, haben wir einige tribologische Hinweise zum Sonnenschutz. Wie mögen Sie ihre Schokolade am liebsten? Eine knackige dunkle Schokolade oder eher eine weiche Vollmilchschokolade, die auf der Zunge zergeht? Jeder hat seine Präferenzen, was den Geschmack der Schokolade angeht, aber auch das Mundgefühl spielt eine wichtige Rolle beim Genuss. Diese Analogie lässt sich auch auf Pflegeprodukte wie z. B. Sonnencreme übertragen, hier sind Kriterien wie Geruch, Haptik und nicht zuletzt der Schutzfaktor von Bedeutung. An dieser Stelle lassen sich nun einige Eigenschaften triologisch charakterisieren. Der Genuss der Schokolade beginnt mit dem ersten Abbeißen von der Tafel und dem damit verbundenen charakteristischen „Knacken“. Danach beginnt die Schokolade ihre tribologische Reise. Der Mund kann in verschiedene tribologische Systeme unterteilt werden - dies soll in Bild 1 verdeutlicht werden. Das betrachtete Tribosystem ist die Zunge mit den entsprechenden Rezeptoren für die sensorische Wahrnehmung der Schokolade, die gegen den Gaumen bewegt wird. Entsprechend der Wechselwirkungen zwischen Zunge, Gaumen und dem Lebensmittel entsteht ein spezifisches Reibverhalten. Dieses Reibverhalten soll in tribologischen Untersuchungen charakterisiert werden und so Korrelationen zwischen tribologischen Größen und der sensorischen Wahrnehmung eines Lebensmittels aufzeigen. Der Schwerpunkt der „Jungen Tribologen“ liegt auf der Annäherung junger Wissenschaftler an das Gebiet der Tribologie. Damit möchte der Arbeitskreis das Gebiet der Tribologie und die permanente Verbreitung des tribologischen Wissens unterstützen. Zusätzlich wollen wir jungen Menschen eine Plattform bieten, um ein Netzwerk für den Erfahrungs- und Wissensaustausch in einer lockeren und freundlichen Atmosphäre aufzubauen, und durch einfach gestaltete Experimente die Tribologie einem breiten Publikum näherbringen. Die Organisation, Gestaltung und Umsetzung tribologischer Experimente wird aktuell von fünf Mitgliedern der Arbeitsgruppe verantwortet. In der Regel wird jährlich ein Experiment auf der Tribologie-Fachtagung in Göttingen einem breiten Publikum vorgestellt, zusätzlich dienen diese auch als Vorführobjekt an Universitäten und Hochschulen. Mit den Experimenten werden grundlegende tribologische Problemstellungen untersucht, um unterschiedliche Auswirkungen der tribologischen Systemelemente aufzuzeigen. Bisher wurden bereits fünf Generationen von Experimenten aufgebaut. Die vierte und fünfte Generation wollen wir nun vorstellen: Passend zu Jahreszeit beschäftigt sich dieser Beitrag mit kalorienorientierter Tribologie und für diejenigen Leser, Mitteilungen der GfT | Junge Tribologen Spiel, Spaß und Spannung im Auftrag der Tribologie - Experimente der Jungen Tribologen - Bild 1: Tribologisches System Mund TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 74 Nachrichten 75 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 Zur Charakterisierung wurde eine Tribozelle von Anton Paar herangezogen; Test-Setup, Probenpräparation und Belastungskollektiv sind in Bild 2 dargestellt. Ziel des Experimentes war es, die Eigenschaften von unterschiedlichen Schokoladen in dem natürlich gegebenen tribologischen System „Mund“ mittels der Kenntnis zum Verhalten tribologischer Kenngrößen zu quantifizieren. Als Kenngrößen zählen im vorliegenden Experiment die folgenden: • die Reibungszahl (als Kenngröße zur Quantifizierung von Reibung zwischen Festkörper und Festkörper, deren Oberflächen durch einen Zwischenstoff voneinander getrennt werden) • die Viskosität (als Kenngröße zur Quantifizierung von Reibung in Flüssigkeiten) Neben der Quantifizierung dieser Kenngrößen mussten die Teilnehmer ebenso das qualitative Verhalten der Kenngrößen in Abhängigkeit vom Einfluss der folgenden Parameter abschätzen: • Kraft (als Parameter, der die Belastung der Schokolade während des Kauens widerspiegelt) • Relativgeschwindigkeit (als Parameter, der die Geschwindigkeit des Kauens der Schokolade und somit auch die Zungenbewegung widerspiegelt) • Spalthöhe (als Parameter des Abstandes zwischen Zunge und Gaumen) • Stoff- und Formpaarung (als Parameter, der die Oberflächenbeschaffenheit und die Festkörpereigenschaften von Zunge und Gaumen widerspiegelt - z. B. Rauigkeit und Festigkeit) • Additive (als Parameter, der die Eigenschaften der Schokoladenbeschaffenheit bestimmt) Das Experiment wurde an unterschiedlichen Arten von Schokoladen durchgeführt, wobei die Teilnehmer die quantitative und qualitative Zuordnung anhand eines Fragebogens (Bild 3) vornehmen mussten. Hierfür wur- Bild 2: Test-Setup, Probenpräparation und Belastungskollektiv - „Tribo-Chocolate“ TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 75 Nachrichten 76 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 den den Teilnehmern die ermittelten Stribeckkurven zur Verfügung gestellt. Neben schokoladenen Aussichten soll nun die Sonnenseite der Tribologie betrachtet werden. Hierfür wurde ein Experiment mit dem Namen „Anti- Skin-Wear“ entwickelt. Ziel war es, die Eigenschaften von unterschiedlicher Sonnencreme mit tribologischen Kennwerten zu quantifizieren. Diese Kennwerte wurden dann, durch Teilnahme am Experiment über das natürliche tribologische System „Haut“ überprüft. Eine Korrelation zwischen wissenschaftlich ermittelten Kennwerten und den Probandendaten wurde anschließend mit einem Fragenbogen überprüft. Bild 4 zeigt hierbei das Test-Setup, die Proben und das Belastungskollektiv. Besonders hervorzuheben ist die Verwendung von künstlicher Haut, um sicherzustellen, dass eine Korrelation der Haptik zwischen dem Teilnehmer und den ermittelten Daten gegeben war. Auch hier wurde den Teilnehmern ein Fragebogen (Bild 5) zur Verfügung gestellt, um das tribologische „Fingerspitzengefühl“ abzufragen. Diese zwei Experimente verdeutlichen wieder, dass Tribologie einfach mehr ist als nur Maschinenelemente und für diverse Fragestellungen herangezogen werden kann. Abschließend kann gesagt werden, dass auch die Jungen Tribologen bei der Entwicklung der Experimente an ihre Leistungsgrenzen gestoßen sind. Zu viel Schokolade an einem Tag sorgt nicht immer für gute Laune, und ein perfekter Sonnenschutz ist auch nicht mit einer erhöhten Menge an Sonnencreme gegeben! An dieser Stelle danken wir der Firma Anton Paar und Florian Rummel für die Unterstützung und Bereitstellung der Messmittel. Mit viel Kreativität und körperlichem Einsatz versuchen die Jungen Tribologen mit ihren Experimenten auch andere Technologien und Märkte für dieses interdisziplinäre Fachgebiet zu gewinnen. Hierbei wurde mit einfachen Experimenten und Beispielen die Tribologie „erlebbar“ und „schmackhaft“ umgesetzt, um weiterhin die Sensibilität und das Bewusstsein für dieses Wissenschaftsgebiet zu fördern, denn „Tribologie ist mehr als nur …“ Autoren: Anton Kalimullin, Sebastian Wandel, Max Baumann, Dennis Mallach, Stephan Henzler, Florian Rummel Bild 4: Test-Setup, Probenpräparation und Belastungskollektiv - „Anti-Skin-Wear“ Bild 5: Fragebogen - „Anti-Skin-Wear“ TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 76 Nachrichten 77 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 Mitteilungen der ÖTG Ehrungen und Jubiläen Die ÖTG-Ehrenmitgliedschaft wurde Prof. Friedrich Franek für seine jahrzehntelange Tätigkeit im Dienste der ÖTG überreicht. Die Funktion des ÖTG-Obmanns übte Prof. Franek 33 Jahre aus! Für seine außerordentlichen Verdienste um die Tribologie und die ÖTG wurde ihm überdies der Tribolino 2020 in Gold verliehen. Der Tribolino ist eine Auszeichnung der ÖTG für herausragende, nachhaltige Leistungen im Bereich der Tribologie bzw. im Umfeld der Tribologie, insbesondere betreffend fachspezifische Ausbzw. Weiterbildung, Öffentlichkeitsarbeit, Zustandekommen von Forschungskooperationen, Initiierung von Forschungsprojekten und finanzielle Förderung der Vereinstätigkeit. Wir gratulieren herzlichst! ÖTG-Symposium am 19. November 2020 Überreichung der Urkunde zur Ehrenmitgliedschaft an Prof. Friedrich Franek (links) durch den ÖTG-Obmann Prof. Andreas Pauschitz (rechts) Tribolino 2020 in Gold verliehen an Prof. Friedrich Franek Des Weiteren sind wir stolz auf folgende Jubiläen der ÖTG-Mitgliedschaft: • Castolin GmbH - 40 Jahre • SKF Österreich AG - 30 Jahre • Wieland Austria GmbH, Werk Enzesfeld - 30 Jahre • Collini Wien GmbH - 20 Jahre • W&H Dentalwerk Bürmoos GmbH - 20 Jahre Fachtagung Die Tribologie ist prädestiniert für das Bereitstellen maßgeschneiderter Lösungen, zumal die Interdisziplinarität in der Natur der Tribologie liegt. Nichtsdestotrotz kann sich der Tribotechniker zunehmend moderner Technologien bedienen, die im Entwicklungsprozess oder in der Anwendung eingesetzt werden können; die künstliche Intelligenz sei hier hervorgehoben. Lösungsmöglichkeiten der Symbiose aus Tribologie und modernen wissenschaftlichen Methoden aufzuzeigen, war die Motivation des diesjährigen ÖTG-Symposiums, das dem Motto „Effizienter durch Kooperation“ gewidmet war. Die diesjährige Fachtagung zur Tribologie in Industrie und Forschung stand im Zeichen der Covid-19-Pandemie und wurde daher erstmals als Online-Konferenz durchgeführt. Etwa 50 TeilnehmerInnen haben die Möglichkeit wahrgenommen, an 4 Plenarvorträgen und 10 Fachvorträgen im Büro oder aus dem Home Office teilzuhaben. Kurzfassungen zu einigen ausgewählten Beiträgen zum ÖTG-Symposium 2020 finden Sie auf den nachfolgenden Seiten. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 77 Nachrichten 78 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 1 Durchführung der Feldstudie 12 PKWs wurden zwischen September 2019 und März 2020 in die Studie einbezogen. Die Flotte umfasst diverse Modelle eines deutschen Herstellers mit Selbstzündungs-Direkteinspritzung (CIDI, „Dieselfahrzeuge“) und Vierzylinder-Turbomotoren mit Direkteinspritzung und Funkenzündung (DISI, „Ottofahrzeuge“) in verschiedenen Leistungsklassen. Die Ottofahrzeuge können hinsichtlich ihrer Nutzung in „Langstreckenfahrzeuge“ und „Kurzstreckenfahrzeuge“ eingeteilt werden, abhängig von Fahrtdauer und Durchschnittsgeschwindigkeit. Bild 1 zeigt die Zusammenstellung der Flotte. Mittels integrierten Flottenverfolgungssystems wurden Daten, wie Fahrgeschwindigkeiten und Kilometerzählerstände, mit einem Abtastintervall von 10 Sekunden sowie Beginn und Ende jeder Fahrt aufgezeichnet. Die gesammelten 48 Gebraucht-Motorölproben wurden hinsichtlich ihrer chemisch-physikalischen Änderungen mit folgenden Methoden der Ölzustandsanalyse charakterisiert: • Kraftstoffverdünnung mittels Gaschromatographie und Flammenionisationsdetektion • Kinematische Viskosität (40 °C, 100 °C) und Viskositätsindex mittels Stabinger-Viskometer • Oxidation, Nitration, Rußgehalt, Restmengen von Antioxidantien und Verschleißschutzadditiv mittels Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie • Neutralisationszahl (NZ) und Gesamtbasenzahl (TBN) mittels Titration • Elementzusammensetzung mittels optischer Emissionsspektroskopie Überdies wurde eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) durchgeführt. Diese ist eine explorative Methode, bei der eine Dimensionsreduktion und eine Darstellung der Daten durch Linearkombination erfolgt. Der sogenannte Score-Plot bildet die Objekte (hier die gesammelten Ölproben) in einem neuen Koordinatensystem als Punkte ab. Aus der Lage der Punkte zueinander können Ähnlichkeiten bzw. Unterschiede zwischen den Ölproben abgeleitet werden. 2 Ergebnisse und Schlussfolgerungen Hinsichtlich Viskosität zeigten Diesel- und Langstrecken-Ottofahrzeuge nur geringfügige Änderungen, wohingegen bei Kurzstrecken-Ottofahrzeugen eine signifikante Verringerung beobachtet wurde. Dies ist auf unterschiedliche Kraftstoffverdünnungen zurückzuführen. Weiters wurde bei Dieselfahrzeugen ein höherer Rußgehalt, jedoch geringere Oxidation und Nitration sowie ein langsamerer Abbau der Antioxidantien und des Verschleißschutzes beobachtet. Trotz des schnelleren Additivabbaus zeigten Ottofahrzeuge geringeren Verschleiß Mitteilungen der ÖTG Feldstudie über die Motorölalterung in Personenkraftwagen Adam Agocs, András Lajos Nagy, József Perger, Jan Rohde-Brandenburger, Bettina Ronai, Charlotte Besser, Nicole Dörr* Wichtige Anforderungen an moderne Verbrennungsmotoren sind geringere Emissionswerte durch verringerten Kraftstoffverbrauch, höhere Leistungsdichte und längere Wartungsintervalle. Daher steigen die Anforderungen an alle Maschinenkomponenten, einschließlich der Motoröle. Der Ölzustand - bestimmt durch Additivabbau, Bildung von Alterungsprodukten und Kontaminationen - hat großen Einfluss auf die tribologische Leistungsfähigkeit [1-4]. Da die Ölalterung von zahlreichen Betriebsparametern abhängt, sind dazu Untersuchungen im realen Betrieb notwendig. Eine umfangreiche Feldstudie ausgewählter PKWs wird präsentiert, in der chemische Ölzustandsindikatoren mit Betriebsparametern korreliert werden. Schlüsselwörter Motoröl, Ölalterung, Flottenversuch, Verschleiß, Verbrennungsmotor Kurzfassung * Adam Agocs, BSc 1,2 , András Lajos Nagy 3 , Dr. József Perger 4 , Dr. Jan Rohde-Brandenburger 3 , Bettina Ronai, BSc 1,2, Dr.rer.nat. Mag. Charlotte Besser 1 , Priv.Doz. Dr.techn. DI Nicole Dörrr 1 1 AC2T research GmbH, 2700 Wiener Neustadt, Österreich 2 TU Wien, Institut für Chemische Technologien und Analytik, 1060 Wien, Österreich 3 Széchenyi István Universität, Lehrstuhl für Verbrennungsmotoren und Antriebstechnologie, 9026 Győr, Ungarn 4 AUDI HUNGARIA Zrt, 9027 Győr, Ungarn TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 78 Nachrichten 79 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 (Eisengehalt in den Ölen), was darauf hindeutet, dass in beiden Motortypen unterschiedliche Verschleißmechanismen vorherrschen. So wurde festgestellt, dass der Verschleiß in Ottomotoren überwiegend durch den Abbau des Verschleißschutzadditivs bedingt ist, bei Dieselfahrzeugen hauptsächlich von Ruß und seinen abrasiven Effekten beeinflusst wird. Bild 2 zeigt einen PCA Score-Score-Plot, in dem die Ölproben den 3 Kategorien Kurz- und Langstrecken-Ottofahrzeuge sowie Dieselfahrzeuge zugeteilt sind. PC1 entspricht dem chemischen Alterungsverlauf (zunehmende Oxidation, Nitration und NZ; abnehmende TBN). PC2 wird hauptsächlich durch abnehmende Viskosität und zunehmendem Viskositätsindex beschrieben. Die 3 Gruppen sind deutlich voneinander getrennt, was die oben diskutierten Unterschiede unterstreicht. Ölproben der Langstrecken-Ottofahrzeuge trennen sich entlang PC1 von den Dieselmotorenölen vor allem wegen der schnelleren chemischen Alterung. Außerdem ergibt sich eine Trennung von Kurz- und Langstrecken-Ottofahrzeugen entlang PC2. Grund dafür sind die Änderungen in der Viskosität und dem Viskositätsindex. 3 Danksagung Die präsentierten Ergebnisse wurden in Forschungsprojekten mit finanzieller Unterstützung seitens der beteiligten Projektpartner und des österreichischen COMET- Programms (K2-Projekt InTribology, Nr. 872176) erarbeitet. 4 Literatur [1] Dörr, N. et al.: Engine oils in the field - A comprehensive chemical assessment of engine oil degradation in a passenger car. Tribology Letters 67: 68, 2019 [2] Agocs, A. et al.: Production of used engine oils with defined degree of degradation in a large-scale device. Acta Technica Jaurinensis 13(2), 131-150, 2020 [3] Nagy, A. L. et al.: A friction and wear study of laboratory aged engine oil in the presence of diesel fuel and oxymethylene ether. Tribology-Materials, Surfaces & Interfaces 13(1), 20-30, 2019 [4] Nagy, A. L. et al.: Investigation of Used Engine Oil Lubricating Performance Through Oil Analysis and Friction and Wear Measurements. Acta Technica Jaurinensis 12(3), 237-251, 2019 130 140 155 185 221 SUV Cabrio Limousine Kombi Sportback Diesel Otto Langstrecke Kurzstrecke Leistung (kW) Motortyp Fahrzeugklasse Nutzung Bild 1: Zusammensetzung der untersuchten PKW-Flotte Abnehmende Viskosität Zunehmende Alterung PC1 Scores (44,9 % Varianz) PC2 Scores (19,4 % Varianz) Diesel Langstrecke Otto Kurzstrecke Otto Langstrecke Frischöl Bild 2: PCA Score-Score-Plot, die Ölproben sind den 3 Kategorien Kurzstrecken-Ottofahrzeuge, Langstrecken- Ottofahrzeuge und Dieselfahrzeuge zugeteilt TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 79 Nachrichten 80 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 1 Herangehensweise Um dies zu erreichen, bilden moderne Sensoren ein Sensornetz, aus dem die Daten über Online-Dienste an die wissenschaftlichen Partner zur kontinuierlichen Auswertung übermittelt werden. Zusätzlich werden die Daten visualisiert, um den Anlagenbetreiber über den aktuellen Anlagenzustand in übersichtlicher Weise zu informieren und um kritische Anzeichen sofort zu melden. Basierend auf diesen Lebenszyklusvorhersagen kann der Anlagenbetreiber vorausschauende Instandhaltungsmaßnahmen für eine kostenoptimierte und effiziente Instandhaltung ableiten (Bild 1). 2 Untersuchte Anlage Gutbett-Walzenmühlen werden zum Zerkleinern von grobem Stückgut - durch hohen Druck auf ein Materialbett - verwendet. Dabei ist eine der beiden Rollen fest und die andere beweglich gelagert (Bild 2), wodurch ein konstanter Druck auf das Gut beaufschlagt wird, um das zu mahlende, aus unterschiedlich großen Teilen bestehende Gut zu verarbeiten [1]. Die bewegliche Rolle der Gutbett-Walzenmühle erfährt im Betrieb zusätzlich zur Rollendrehung auch eine „zufällige“ Bewegung normal zur Achsrichtung je nach Größe der aktuell verarbeiteten Materialbrocken. Aufgrund der Abrasivität des Mahlgutes werden die Walzen mit dicken Verschleißschutzschichten ausgestattet. Dies sind zumeist hochverschleißbeständige Auftragsschweißungen [2, 3]. 3 Messkonzept Für die Verschleißmessung wird die Rollenoberfläche mit einem beweglichen Laser-Abstandssensor abgeras- Mitteilungen der ÖTG Monitoring des Verschleißzustandes von Rollenpressen in der Zementindustrie Matthias Maj, Reinhard Grundtner, Martin Kirchgaßner, Markus Varga* Wissen über den aktuellen Anlagenzustand ist für die verarbeitende Industrie von entscheidender Bedeutung, um die Wartung und damit die Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern. Bei stark Verschleißgefährdeten Bauteilen sind spontane Ausbrüche von Schutzschichten besonders kritisch, da sie zu Anlagenausfällen führen und eine sofortige Wartung erfordern können. Das Erkennen erster Anzeichen dieser Fehler würde die zeitgerechte Durchführbarkeit der Instandhaltung deutlich verbessern und so die Anlageneffizienz und Betriebssicher-heit erhöhen. Schlüsselwörter Abrasion, Condition Monitoring, Verschleißsensor, Instandhaltung Kurzfassung * Matthias Maj, MSc 1 , Ing. Reinhard Grundtner, MSc 1 , Dr.mont. DI Martin Kirchgaßner 2 , Dr.mont. Markus Varga, MSc 1 1 AC2T research GmbH, 2700 Wiener Neustadt, Österreich 2 Castolin GmbH, 2355 Wiener Neudorf, Österreich Bild 1: Schema zum Monitoring des Verschleißzustandes TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 80 Nachrichten 81 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 tert. Durch die Drehbewegung der Rolle lässt sich so ein komplettes Bild der Rollenoberfläche zusammensetzen. Um den Verschleiß der Rolle richtig zu berechnen, müssen zusätzlich alle Bewegungen der Rolle kontinuierlich gemessen werden. Dazu werden weitere Distanzsensoren außen am Mühlengehäuse montiert, welche die Bewegungen der Lagerböcke und die Drehbewegung der Rolle erfassen. Dadurch wird jeder erfasste Verschleiß- Messwert in Relation zur Rollenbewegung gesetzt und ein genaues, transientes Oberflächenprofil der gesamten Rolle erstellt, das sich durch Verschleiß kontinuierlich ändert. Durch Langzeitbeobachtungen und typische Schadensfälle kann aus den Messwerten ein Frühwarnsystem entwickelt und eine Lebensdauerprognose errechnet werden [4]. 4 Langzeittest Die meisten Sensoren sind für den Betrieb in staub- und vibrationsbelasteter Umgebung nicht geeignet, und müssen entsprechend geschützt werden. Erste Tests einzelner Sensoren zeigten bereits nach wenigen Einsatzstunden deutliche Verschmutzungen (Bild 3). Dies führte uns zur Umsetzung einer Schutzeinrichtung, welche entsprechend Staub- und Verschleißschutz für die Sensoren bieten muss und selbst ausreichend beständig für die Umgebung ist. Für die Rollenpresse handelt es sich hier um eine gekapselte Linearachse mit Sichtfenster für den Lasersensor [4]. Die Langzeittauglichkeit dieser Lösungen wird kontinuierlich beobachtet und verbessert. 5 Danksagung Diese Arbeit wurde durch das österreichische COMET- Programm (Projekt InTribology Nr. 872176) gefördert und mit Unterstützung des Landes Niederösterreich im Projekt „Digi-Pro“ (WST3-F-5030642 / 004-2018) ermöglicht. Wir danken FOTEC Forschungs- und Technologietransfer GmbH für die Unterstützung im Projekt. 6 Literatur [1] Varga M. et al.: Online wear measurement in harsh environment. Part 2: Application roller press. Tribologie und Schmierungstechnik, 66(4-5), 35-43, 2019 [2] Varga M. et al.: Online wear measurement in harsh environment Part 1: Possible measurements strategies. Tribologie und Schmierungstechnik, 66(4-5), 28-34, 2019 [3] Widder L. et al.: Finite Elemente-Simulation als Werkzeug für ein spannungsgünstiges Design von Hochdruck-Rollenpressen in der Zementindustrie. Berg- und Hüttenmännische Monatshefte, 163 (5), 181-187, 2018 [4] Maj M.: Optische Erfassung von Verschleißplatten. Masterarbeit FH Wiener Neustadt, 2019 Bild 2: Funktionsprinzip einer Gutbett-Walzenmühle und Montagesituation der Laser-Abstandssensoren bei der festen und beweglichen Rolle Bild 3: Zementstaub-Ablagerungen auf dem Laser- Abstandssensor [vgl. 1] TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 81 Nachrichten 82 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 1 Einleitung Bei zahlreichen Anwendungen im Bereich der Materialzerkleinerung und -klassierung sind Anlagenbetreiber gefordert die Effizienz zu steigern und bestehende Verschleißschutzkonzepte zu hinterfragen (Bild 1). Die Kombination verschiedener Verschleißmechanismen, insbesondere von Abrasion und Schlägen, stellt dabei eine besondere Herausforderung dar und limitiert den Nutzen üblicher FeCrC-Hartauftragungen. Bereits in früheren Untersuchungen [1,2] konnte gezeigt werden, dass es durch komplexlegierte Fe-Basis-Hartauftragungen gelingt, aufgrund ihres hohen Hartphasenanteils die Beständigkeit gegen Zwei- und Drei-Körperabrasion zu erhöhen. Weiters kann aufgrund ihrer besonderen Matrixeigenschaften bei gleichzeitiger Schlagbeanspruchung auch die notwendige Zähigkeit erreicht werden. Überdies ist bekannt, dass die Verarbeitungsparameter dieser Legierungen einen erheblichen Einfluss auf die finalen Schichteigenschaften haben. 3 Verschleißcharakterisierung Die Verschleißbelastung wie in typischen Anwendungsszenarien wird mittels zyklischem Schlag-Abrasionstest (High-Temperature Cyclic Impact Abrasion Tester, HT- CIAT, Bild 2) experimentell nachgestellt. Dabei schlägt ein Stößel unter einem Winkel von 45° zyklisch mit definierter Schlagenergie auf die Probe, während in die Verschleißzone Abrasiv eingeleitet wird. Durch die adaptierte Probenform (Keyhole-Probe), welche ohne thermische Schädigung in der Verschleißzone mittels Wasserstrahlschnitts hergestellt wird, ist es möglich, sowohl den Flächenverschleiß als auch den Verschleiß an Bauteilkanten, wie dies beispielsweise beim Klassieren auftritt, zu ermitteln. Die komplex-legierte Hartauftragung wurde typischen Werkstoffen und Hartauftragungen zum Verschleißschutz im Anwendungsfeld gegenübergestellt. Nach dem Schlag-Abrasionstests ergeben sich klare Unterschiede zwischen den untersuchten Legierungen. Das Verschleißausmaß von Hartauftragungen ist wesentlich geringer als von martensitischen oder ferritischen Werk- Komplex-legierte Hartauftragungen erlauben aufgrund ihres hohen Hartphasenanteils und der Matrixeigenschaften die Erhöhung der Abrasionsbeständigkeit und der Schlagfestigkeit. In den Untersuchungen der gegenständlichen Studie wurde ein Testfeld erarbeitet, das es ermöglichen soll, die Parameter und Wärmeführung beim Schweißen hinsichtlich Verschleißbeständigkeit der resultierenden Hartauftragungen zu optimieren. Schlüsselwörter Abrasion, Schlagbeanspruchung, komplex-legierte Hartauftragungen, zyklischer Schlag-Abrasionstest (HT-CIAT) Kurzfassung * Dr.mont. DI Martin Kirchgaßner 1 , Ing. Robert Kirchmayer 1 , DI Christian Katsich 2 , Ing. Harald Rojacz, BSc 2 1 Castolin GmbH, 2355 Wiener Neudorf, Österreich 2 AC2T research GmbH, 2700 Wiener Neustadt, Österreich Mitteilungen der ÖTG Vorteile und Einschränkungen der Verwendung komplex-legierter Hartauftragungen bei der industriellen Verschleißbekämpfung Martin Kirchgaßner, Robert Kirchmayer, Christian Katsich, Harald Rojacz* Bild 1: Anwendungs-beispiele komplex-legierter Hartauftragungen: Mahlen, Sieben, Brechen und Klassieren TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 82 Nachrichten 83 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 stoffen. Es zeigt sich, dass die hartphasenreiche Mikrostruktur weitreichende Vorteile bei der Verschleißresistenz gegenüber Standard-Verschleißwerkstoffen ohne Hartphasen aufweist. In Bild 3 ist als Maß für die Verschleißbeständigkeit die Kantenstabilität anhand von Querschnitten durch die Keyhole-Probe dargestellt. Für die komplex-legierte FeCrC-Hartauftragung zeigt sich die beste Kantenstabilität, wohingegen der konventionelle FeCrC-Werkstoff bereits deutliche Kantenverrundung aufweist. Der ferritische Werkstoff S235 weist sehr hohen Verschleiß und deutliche plastische Verformung auf. Die beiden martensitischen Werkstoffe (HB400, HB470) unterscheiden sich im Verschleißvolumen nur geringfügig, HB400 zeigt jedoch plastische Deformation an der Kante. Mit der komplex-legierten Hartauftragung (FeCrC komplex) kann die Verschleißbeständigkeit gegenüber typischen Hartauftragungen (FeCrC) im Anwendungsfeld um das Doppelte gesteigert werden. 4 Ausblick Aufbauend auf den sehr guten Ergebnissen hinsichtlich Verschleißbeständigkeit und Kantenstabilität werden die Verschleißschutzeigenschaften komplex-legierter Hartauftragungen durch geeignete Werkstoffmodifikationen weiter verbessert. Weiters wird auch der Einfluss der Schweißparameter auf das Verschleißverhalten untersucht. Zur Bewertung der Verschleißschutzeigenschaften wird auf die bewährten Methoden des Testfelds, insbesondere HT-CIAT, zurückgegriffen. 5 Danksagung Die präsentierten Ergebnisse wurden mit finanzieller Unterstützung seitens der beteiligten Projektpartner und des österreichischen COMET-Programms (K2-Projekt InTribology, Nr. 872176) erarbeitet. 6 Literaturhinweise [1] Varga M. et al.: High-temperature wear behaviour of singleand multiphase materials, Berg- und Hüttenmännische Monatshefte, 155, 523-527, 2010 [2] Winkelmann H. et al.: Wear mechanisms at high temperatures. Part 1: Wear mechanisms of different Fe-based alloys at elevated temperatures, Tribology letters 34, 155- 166, 2009 Bild 3: Querschliffe der Versuchswerkstoffe zur Verdeutlichung der Kantenstabilität Bild 2: HT-CIAT Messprinzip und Keyhole-Probe TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 83 Patentumschau 84 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 DE000060129076T2 F16H 61/ 00 Kanehisa, Takanori, Hachioji-shi, Tokyo 192-0916, JP; Katou, Yoshiaki, Fuji-shi, Shizuoka 417-0023, JP JATCO Ltd, Fuji, Shizuoka, JP; Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa, JP Eingangskupplungs-Schmiersteuerungsanlage für ein automatisches Getriebe Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schmierungsregelung bei einer in einem Automatikgetriebe verwendeten. Eingangskupplung und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Schmierungsregelung bei einer elektromagnetischen Eingangskupplung. Im Allgemeinen ist ein Automatikgetriebe eines stufenlosen Typs (ein stufenloses Getriebe) oder eines nicht stufenlosen Typs (eines abgestuften Getriebes) so aufgebaut, um eine Drehung eines Motors als Antriebsquelle über einen Drehmomentwandler zu empfangen. Der Drehmomentwandler überträgt die Antriebskraft zwischen Eingangs- und Ausgangselementen durch eine hydrodynamische Kraft. Der Drehmomentwandler kann eine gleichmäßige Übertragung der Antriebskraft ausführen, aber es wird ein Schlupf zwischen den Eingangs- und Ausgangselementen auftreten, der eine Verschlechterung bei der Kraftstoff-Wirtschaftlichkeit verursacht. DE000060035600T2 C10M 173/ 00 Besse, Michael E., Golden Valley, MN 55427, US; Hei, Kimberely L., Baldwin, WI 54002, US; Herdt, Joy G., Hastings, MN 55033, US; Lokkesmoe, Keith Darrell, Savage, MN 55378, US; Minyu, Li, Oakdale, MN 55128, US; Wei, Guang-Jong Jason, Mendota Heights, MN 55120, US Ecolab Inc., St. Paul, Minn., US Verfahren zur Schmierung zwischen den Behältern und dem Förderband Die Erfindung betrifft Förderband-Schmiermittel und Schmiermittelzusammensetzungen, Anwendungsverfahren, zum Beispiel für die Behandlung oder Schmierung eines Behälters oder von Behältern und von Förderbandoberflächen oder Systemen für Behälter. Die Erfindung betrifft auch Behälter und Förderbandoberflächen oder Systeme, die mit einem Schmiermittel oder einer Schmiermittelzusammensetzung behandelt sind. Der Behälter ist zum Beispiel ein Nahrungsmittel- oder Getränkebehälter. DE102008019744A1 C10M 137/ 02 Baker, John Marshall, Charlottesville, Va., US; Degonia, David J., Midlothian, Va., US; Mathur, Naresh, Midlothian, Va., US; Sheets, Roger M., Glen Allen, Va., US Afton Chemical Corp., Richmond, Va., US 1,3,2-Dioxaphosphorinan, 2-Sulfid-Derivate zur Verwendung als Anti-Verschleiß-Additive in Gleitmittel- Zusammensetzungen Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf nicht azidische, Schwefel und Phosphor enthaltende Verbindungen der Formel I $F1, wobei R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , und R 7 hierin definiert sind. Solche Verbindungen zeigen verbesserte Anti-Verschleiß-Performance und thermische Stabilität in Gleitmittel-Zusammensetzungen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Gleitmittel- Additive, die in einer Gleitmittel-Flüssigkeit verwendet werden können, die zufrieden stellende Anti-Verschleißeigenschaften aufweisen ohne nachteilige Oberflächen- und toxikologische Wirkungen aufweisen. Die Erfindung bezieht sich auch auf die Herstellung derartiger Gleitmittel-Additive und auf Konzentrate, die derartige Gleitmittel-Additive enthalten sowie auf Vorrichtungen, die mit eine Gleitmittel-Flüssigkeit, die derartige Gleitmittel-Additive enthalten, geschmiert sind. DE602004012810T2 B21B 27/ 10 Bourdon, Guillaume, 9840 De Pinte, BE; Uijtdebroeks, Hugo, 3500 Hasselt, BE Centre de Recherches Metallurgiques a.s.b.l., Centrum voor Research in de Metallurgie vzw, Brüssel/ Bruxelles, BE Verfahren und Vorrichtung zur Schmierung von Walzwerkswalzen Diese Erfindung betrifft eine neue Anlage für die Schmierung von Walzen in einer Walzstraße, vorzugsweise einer Warmwalzstraße. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren, das in der Anlage eingesetzt wird. Technologischer Hintergrund und Stand der Technik. Während des Warmwalzens von Stahlbändern durchläuft das Stahlband in jedem Walzgerüst des Fertigwalzwerks einen bestimmten thermomechanischen Weg (Verdünnung, Temperatur), der durch die Reibung zwischen den Arbeitswalzen und dem Band im Zwischenraum zwischen den Walzen beeinflusst wird. Es ist wohlbekannt, dass der thermomechanische Weg einen bedeutenden Einfluss auf die Qualität des Bandes hat (Aussehen der Oberfläche und metallurgische Eigenschaften). DE000069610249T3 B22D 11/ 07 Courbe, Pierre, 490 Spa, BE; Jolivet, Jean-Marc, 57310 Guenange, FR; Naveau, Paul, 4432 Alleur, BE; Perrin, Eric, 57000 Metz, FR; Spiquel, Jacques, 57158 Montigny-lès-Metz, FR Ascometal (S.A.), Puteaux, FR; Centre de Recherches Métallurgiques-Centrum voor Research in de Métallurgie-Association sans but lucratif-Vereniging zonder winstoogmerk, Liége, BE; Immeuble „La Pacific“, Puteaux, FR; SOLLAC (Société Anonyme); Patentumschau TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 84 Patentumschau 85 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 Société Anonyme des Forges et acieries de Dilling, 66763 Dillingen, DE; Sogepass, Amneville, FR; UGITECH, Ugine, FR Verfahren zur Schmierung der Wände einer Stranggusskokille für Metalle und Kokille zur Durchführung dieses Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft das Stranggießen von Metallen und insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Schmierung der Kokillen von Anlagen, die als Stranggussanlagen mit Aufsatz bekannt sind, bei denen ein Abstand zwischen der Oberfläche des flüssigen Metalls in der Kokille von dem Bereich eingehalten wird, an dem die Erstarrung des gegossenen Gegenstandes einsetzt. Die Veröffentlichung FR-A-2704786 beschreibt den Stand der Technik gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 3. DE102010031130A1 B32B 38/ 00 Scharmer, Michael, 35460, Staufenberg, DE MSC Polymer AG, 35460, Staufenberg, DE Mechanische Bearbeitung von flächigen Basismaterialien Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur mechanischen Bearbeitung von flächigen Basismaterialien (2), aufweisend die folgenden Schritte - Aufbringen eines Schmiermittels (8) auf wenigstens eine Seite einer Decklage (6), wobei die Decklage (6) aus einem dünnen und harten Plattenwerkstoff hergestellt ist, - Anbringen der Decklage (6) und einer Unterlage (7) auf gegenüberliegenden Seiten des flächigen Basismaterials (2), wobei die Schmiermittelschicht (8) der Decklage (6) dem flächigen Basismaterial (2) zugewandt oder abgewandt ist, - Mechanische Bearbeitung des flächigen Basismaterials (2) derart, dass das Schmiermittel (8) das Bearbeitungswerkzeug (9) schmiert und/ oder kühlt. Ferner umfasst die Erfindung ein Mehrlagensystem für eine mechanischen Bearbeitung eines flächigen Basismaterials sowie eine Bearbeitungslage für eine mechanischen Bearbeitung der flächigen Basismaterialien. DE102012202720A1 F02M 59/ 44 Boecking, Friedrich, 70499, Stuttgart, DE Robert Bosch GmbH, 70469, Stuttgart, DE Hochdruckpumpe Hochdruckpumpe (1) zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff, z. B. Diesel, umfassend vorzugsweise eine Antriebswelle (2) mit wenigstens einem Nocken (3), ein Gehäuse (8), wenigstens einen Kolben (5), wenigstens einen Zylinder (6) zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens (5), einen Arbeitsraum (29), einen Einlasskanal (22) zum Einleiten des Fluides in den Arbeitsraum (29), einen Auslasskanal (24) zum Ausleiten des Fluides aus dem Arbeitsraum (29), einen Rücklaufkanal (14) zum Ableiten des zwischen dem Kolben (5) und dem Zylinder (6) abströmenden Leckagefluides, wobei der Rücklaufkanal (14) fluidleitend mit dem Einlasskanal (22) verbunden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Hochdruckeinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 13 und einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 15. DE102014220750A1 F02M 59/ 44 Absmeier, Michael, 93413, Cham, DE; Bhat, Uday, Bangalore, IN; Ederer, Andreas, 93194, Walderbach, DE; Nigrin, Uwe, 98693, Ilmenau, DE; Olik, Marcin, 93158, Teublitz, DE; Sailer, Stefan, 93055, Regensburg, DE; Schmidt, Martin, Dr., 93057, Regensburg, DE Continental Automotive GmbH, 30165, Hannover, DE Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine und Anordnung aus Hochdruckpumpe und Motorblock Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe (12) für ein Kraftstoffeinspritzsystem (38) einer Brennkraftmaschine (16), bei der von einem Stößel (22) eine translatorische Bewegung auf einen Kolben (24) übertragen wird, und die eine Pumpenhülse (20) zur Befestigung der Hochdruckpumpe (12) in einem Motorblock (14) einer Brennkraftmaschine (16) mit einer einen Hohlraum (54) umgebende Hohlraumwandinnenfläche (56) zum Aufnehmen und Führen des Stößels (22) an einer Stößelaußenoberfläche (58) und einer Außenumfangsfläche (50), einen Leckagespalt (60) zwischen der Stößelaußenoberfläche (58) und der Hohlraumwandinnenfläche (56), in dem im Betrieb der Hochdruckpumpe (12) ein Schmierstoff (42) zum Schmieren des Stößels (21) fließt, und eine Verbindungsbohrung (62) zum Verbinden der Außenumfangsfläche (50) und der Hohlraumwandinnenfläche (56) und zum Zuführen von Schmierstoff (42) zu dem Leckagespalt (60) aufweist, wobei in der Verbindungsbohrung (62) ein Ventil (66) angeordnet ist. Weiter betrifft die Erfindung eine Anordnung (10) aus einer Hochdruckpumpe (12) und einem Motorblock (14). Erklärung Für jedes veröffentlichte Patent ist der Informationstext nach folgender Reihenfolge gegliedert: Veröffentlichungs-Nummer; IPC - Hauptklasse; Erfinder; Anmelder / Inhaber; Titel der Erfindung / des Patents; Abstract. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 85 1 Normen der Schmierungstechnik 1.1 Nationale Normen und Entwürfe 1.1.1 DIN-Normen E DIN EN ISO 4259-1/ A2: 2020-06 Print: 45,30 EUR/ Download: 37,40 EUR Mineralölerzeugnisse - Präzision von Messverfahren und Ergebnissen - Teil 1: Bestimmung der Präzisionsdaten von Prüfverfahren - ÄNDERUNG 2 (ISO 4259- 1: 2017/ DAM 2: 2020); Deutsche und Englische Fassung EN ISO 4259-1: 2017/ prA2: 2020 Petroleum and related products - Precision of measurement methods and results - Part 1: Determination of precision data in relation to methods of test - AMENDMENT 2 (ISO 4259-1: 2017/ DAM 2: 2020); German and English version EN ISO 4259- 1: 2017/ prA2: 2020 Vorgesehen als Änderung von DIN EN ISO 4259- 1: 2020-02 Erscheinungsdatum: 2020-05-29 Einsprüche bis 2020-07-22 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 4259-3: 2020-05 Print: 98,80 EUR/ Download: 81,60 EUR Mineralölerzeugnisse - Präzision von Messverfahren und Ergebnissen - Teil 3: Monitoring und Management der Präzisionsdaten in Bezug auf Prüfverfahren (ISO 4259-3: 2020); Deutsche Fassung EN ISO 4259-3: 2020 Petroleum and related products - Precision of measurement methods and results - Part 3: Monitoring and verification of published precision data in relation to methods of test (ISO 4259-3: 2020); German version EN ISO 4259-3: 2020 Dieses Dokument legt das Monitoring und das Management der Präzisionsdaten in Bezug auf Prüfverfahren für Mineralölerzeugnisse. DIN EN ISO 4259-3: 2020-08 Print: 96,96 EUR/ Download: 80,07 EUR Mineralölerzeugnisse - Präzision von Messverfahren und Ergebnissen - Teil 3: Monitoring und Management veröffentlichter Präzisionsdaten in Bezug auf Prüfverfahren (ISO 4259-3: 2020); Deutsche Fassung EN ISO 4259-3: 2020 Petroleum and related products - Precision of measurement methods and results - Part 3: Monitoring and verification of published precision data in relation to methods of test (ISO 4259-3: 2020); German version EN ISO 4259-3: 2020 Ersatz für DIN EN ISO 4259-3: 2020-05 Gegenüber DIN EN ISO 4259-3: 2020-05 wurden folgende Korrekturen vorgenommen: a) Anpassung der Übersetzung des deutschen Titels („veröffentlichter“ ergänzt); b) die Übersetzung der Anmerkung in 5.2 wurde angepasst; c) in B.3.1 wurde im dritten Anstrich „Betrag von z > 3,0“ durch „ Betrag von z ≥ 3,0“ ersetzt. Dieses Dokument legt das Monitoring und das Management der Präzisionsdaten in Bezug auf Prüfverfahren für Mineralölerzeugnisse. Z DIN EN ISO 12922: 2013-04 Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Produkte (Klasse L) - Familie H (Hydraulische Systeme) - Anforderungen an Druckflüssigkeiten in den Kategorien HFAE, HFAS, HFB, HFC, HFDR und HFDU (ISO 12922: 2012); Deutsche Fassung EN ISO 12922: 2012 Zurückgezogen, ersetzt durch DIN EN ISO 12922: 2020- 06 DIN EN ISO 12922: 2020-06 Print: 91,60 EUR/ Download: 75,80 EUR Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Produkte (Klasse L) - Familie H (Hydraulische Systeme) - Anforderungen an Druckflüssigkeiten in den Kategorien HFAE, HFAS, HFB, HFC, HFDR und HFDU (ISO 12922: 2020); Deutsche Fassung EN ISO 12922: 2020 Lubricants, industrial oils and related products (class L) - Family H (hydraulic systems) - Specifications for hydraulic fluids in categories HFAE, HFAS, HFB, HFC, HFDR and HFDU (ISO 12922: 2020); German version EN ISO 12922: 2020 Ersatz für DIN EN ISO 12922: 2013-04 Gegenüber DIN EN ISO 12922: 2013-04 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Einleitung und Abschnitt „Begriffe“ wurden ergänzt; b) Überarbeitung der festgelegten Verfahren zur Messung des Wassergehalts in wasserbasierten Flüssigkeiten der Typen HFA/ HFB/ HFC; c) Mitteilung der Statusänderung von ISO 15029-2 „Petroleum and related products - Determination of spray ignition characteristics of fire-resistant fluids - Part 2: Spray test - Stabilised flame heat release spray method“; Normen Normen 86 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 86 Normen 87 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 d) Erhöhung der Anforderung an HFDU-Flüssigkeiten bezüglich der Oxidation; e) Überarbeitung der Fußnote zum aktuellen Stand von ISO 20763 „Petroleum and related products - Determination of anti-wear properties of hydraulic fluids - Vane pump method for HFB/ HFC/ HFD fluid types“. Dieses Dokument legt Anforderungen an Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Produkte der Klasse L, Familie H (Hydraulische Systeme) und dort speziell für die Kategorien HFAE, HFAS, HFB, HFC, HFDR und HFDU fest. Z DIN EN ISO 13517: 2013-08 Metallpulver - Ermittlung der Durchflussrate mit Hilfe eines kalibrierten Trichters (Gustavsson flowmeter) (ISO 13517: 2013); Deutsche Fassung EN ISO 13517: 2013 Zurückgezogen, ersetzt durch DIN EN ISO 13517: 2020- 08 DIN EN ISO 13517: 2020-08 Print: 74,48 EUR/ Download: 61,43 EUR Metallpulver - Ermittlung der Durchflussrate mit Hilfe eines kalibrierten Trichters (Gustavsson-Flowmeter) (ISO 13517: 2020); Deutsche Fassung EN ISO 13517: 2020 Metallic powders - Determination of flow rate by means of a calibrated funnel (Gustavsson flowmeter) (ISO 13517: 2020); German version EN ISO 13517: 2020 Ersatz für DIN EN ISO 13517: 2013-08 Gegenüber DIN EN ISO 13517: 2013-08 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Abschnitt 2 „Normative Verweisungen“ aufgenommen; b) Abschnitt 3 „Begriffe“ aufgenommen; c) Toleranz für die Trichterneigung hinzugefügt; d) Verwendung „Referenzkorn“ anstelle „Chinesisches Schmirgelkorn“; e) Abschnitt „Prüfbericht“: Eintrag c) präzisiert; f) Übersetzung von „Gustavsson flowmeter“ geändert in „Gustavsson-Flowmeter“; g) redaktionelle Überarbeitung der Norm. Dieses Dokument legt ein Verfahren fest zur Ermittlung der Durchflussrate für Metallpulver einschließlich Hartmetallpulver und Gemische aus Metallpulvern mit organischen Zusatzstoffen, z. B. Schmiermitteln, mit Hilfe eines kalibrierten Trichters (Gustavsson flowmeter). Dieses Verfahren ist nur auf Pulver anwendbar, die frei durch die festgelegte Ausflussöffnung des Prüftrichters fließen. E DIN EN ISO 13736: 2020-05 Print: 120,70 EUR/ Download: 99,80 EUR Bestimmung des Flammpunktes - Verfahren mit geschlossenem Tiegel nach Abel (ISO/ DIS 13736: 2020); Deutsche und Englische Fassung prEN ISO 13736: 2020 Determination of flash point - Abel closed-cup method (ISO/ DIS 13736: 2020); German and English version prEN ISO 13736: 2020 Vorgesehen als Ersatz für DIN EN ISO 13736: 2013-08 Erscheinungsdatum: 2020-04-03 Einsprüche bis 2020-05-27 Gegenüber DIN EN ISO 13736: 2013-08 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Verifizierung (7.5) wurde weiter ausgearbeitet; b) Beschreibung der Präzision aktualisiert; c) Einführung von digitalen Kontaktthermometern und generischen Flüssig-in-Glas-Thermometern; d) neuer Anhang E zu Flammpunkten von Chemikalien wurde eingeführt; e) Dokument wurde redaktionell überarbeitet. Dieses Dokument legt ein Verfahren für die manuelle und automatische Bestimmung des Flammpunktes von brennbaren Flüssigkeiten im geschlossenen Tiegel fest, deren Flammpunkt zwischen -30,0 °C und mindestens 75,0 °C liegt. E DIN ISO 14168: 2020-08 Print: 59,66 EUR/ Download: 49,36 EUR Metallpulver, ausgenommen Hartmetalle - Prüfverfahren für Tränkpulver auf Kupferbasis (ISO 14168: 2011); Text Deutsch und Englisch Metallic powders, excluding hardmetals - Method for testing copper-base infiltrating powders (ISO 14168: 2011); Text in German and English Vorgesehen als Ersatz für DIN ISO 14168: 2005-03 Erscheinungsdatum: 2020-07-17 Einsprüche bis 2020-09-10 Gegenüber DIN ISO 14168: 2005-03 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Abschnitt „Normative Verweisungen“ überarbeitet; b) Unterabschnitt 4.3 „Ofen“ überarbeitet; c) Unterabschnitt 5.1, im 1. Absatz letzten Satz erweitert, im 2. Absatz „und der Länge“ gestrichen; d) Unterabschnitt 6.1, 2. Absatz erweitert. Diese Internationale Norm legt ein Verfahren zur Bestimmung der Leistungsmerkmale von Tränkpulvern auf Kupferbasis fest. E DIN EN 15199-4: 2020-08 Print: 112,07 EUR/ Download: 92,74 EUR Mineralölerzeugnisse - Gaschromatographische Bestimmung des Siedeverlaufes - Teil 4: Leichte Fraktionen des Rohöls; Deutsche und Englische Fassung prEN 15199-4: 2020 Petroleum products - Determination of boiling range distribution by gas chromatography method - Part 4: Light fractions of crude oil; German and English version prEN 15199-4: 2020 Vorgesehen als Ersatz für DIN EN 15199-4: 2015-12 Erscheinungsdatum: 2020-07-10 Einsprüche bis 2020-09-03 Gegenüber DIN EN 15199-4: 2015-12 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Algorithmus zum Zusammenführen der Ergebnisse der Lichtendanalyse und der Simdis-Analyse als informativer Anhang hinzugefügt; b) Dokument redaktionell überarbeitet. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 87 Diese Europäische Norm beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Siedeverlaufes von Mineralölerzeugnissen durch Kapillar-Gaschromatographie unter Anwendung der Flammenionisationsdetektion. Die Europäische Norm ist anwendbar auf stabilisierte Rohöle und gilt für den Siedeverlauf und die Wiederfindung bis einschließlich n-Nonan. Ein stabilisiertes Rohöl ist definiert, einen Reid-Dampfdruck von gleich oder kleiner als 82,7 kPa zu haben. E DIN 51639-4: 2020-05 Print: 52,70 EUR/ Download: 43,70 EUR Prüfung von Schmierstoffen - Prüfverfahren - Teil 4: Bestimmung des Pflanzenölanteils in gebrauchten Dieselmotorenölen mittels infrarotspektrometrischem Verfahren Testing of lubricants - Test methods - Part 4: Determination of vegetable oil content in used diesel motor oils using infrared spectrometry Vorgesehen als Ersatz für DIN 51639-4: 2010-02 Erscheinungsdatum: 2020-04-17 Einsprüche bis 2020-06-10 Gegenüber DIN 51639-4: 2010-02 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Anwendungsbereich auf Pflanzenölanteil von 0,5 % (m/ m) bis 15,0 % (m/ m) angepasst; b) Präzision neu berechnet und aktualisiert; c) Dokument redaktionell überarbeitet. Dieses Dokument legt ein infrarotspektrometrisches Verfahren zur Bestimmung des Pflanzenölanteils in gebrauchten Dieselmotorenölen bei Betrieb des Motors mit Pflanzenölen fest. Z DIN 51807-2: 1990-03 Prüfung von Schmierstoffen; Prüfung des Verhaltens von Schmierfetten gegenüber Wasser; Dynamische Prüfung Historisch; kein Bedarf mehr. E DIN 51810-4: 2020-08 Print: 81,94 EUR/ Download: 67,90 EUR Prüfung von Schmierstoffen - Bestimmung der Konsistenz von metallverseiften Schmierfetten mit dem Oszillationsrheometer und dem Messsystem Kegel/ Platte Testing of lubricants - Determination of the consistency of metal saponified lubricating greases using an oscillatory rheometer with a cone/ plate system Erscheinungsdatum: 2020-07-03 Einsprüche bis 2020-08-26 Dieses Dokument legt die Bestimmung der Konsistenz von metallverseiften Schmierfetten mit dem Oszillationsrheometer und dem Messsystem Kegel/ Platte fest. E DIN 51828-1: 2020-07 Print: 51,71 EUR/ Download: 42,88 EUR Prüfung von Schmierstoffen und verwandten Erzeugnissen - Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit - Teil 1: Allgemeines Testing of lubricants and related products - Determination of the biodegradability - Part 1: General working principles Vorgesehen als Ersatz für DIN 51828-1: 2000-11 Erscheinungsdatum: 2020-06-19 Einsprüche bis 2020-08-12 Gegenüber DIN 51828-1: 2000-11 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) normative Verweisungen hinzugefügt; b) Begriffe hinzugefügt; c) Probenahme hinzugefügt; d) die allgemeinen Hinweise zur Einbringung der Proben in die Wasserphase angepasst; e) eine Konditionierung oder Adaption der Prüforganismen ist im Prüfbericht anzugeben; f) allgemeine Hinweise zur Inkubationsdauer hinzugefügt; g) allgemeine Vorgaben zur Ermittlung der Gültigkeit von Messergebnissen hinzugefügt; h) allgemeine Vorgaben zur Ermittlung von Präzisionsangaben hinzugefügt. Diese Norm beschreibt die allgemeinen Arbeitsgrundlagen zur Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit von Schmierstoffen und verwandten Erzeugnissen. 1.1.1.1 Übersetzugen DIN EN ISO 12922: 2020-06 Print: 112,27 EUR/ Download: 92,83 EUR Lubricants, industrial oils and related products (class L) - Family H (hydraulic systems) - Specifications for hydraulic fluids in categories HFAE, HFAS, HFB, HFC, HFDR and HFDU (ISO 12922: 2020) Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Produkte (Klasse L) - Familie H (Hydraulische Systeme) - Anforderungen an Druckflüssigkeiten in den Kategorien HFAE, HFAS, HFB, HFC, HFDR und HFDU (ISO 12922: 2020) 1.1.2 VDI-Richtlinien VDI 3397 Blatt 4: 2020-06 111,90 EUR Kühlschmierstoffe (KSS) - Mikrobiologie in wassergemischten Kühlschmierstoffen - Maßnahmen zur Verlängerung der Anwendungsdauer und der Qualitätserhaltung von wassergemischten Kühlschmierstoffen Metalworking fluids (MWF) - Microbiology in watermiscible metalworking fluids - Measures to extend the duration of use and to preserve the quality of water-miscible metalworking fluids 1.2 Internationale Normen und Entwürfe 1.2.1 EN-Normen E EN ISO 2719/ prA1: 2020-04 Bestimmung des Flammpunktes - Verfahren nach Pensky-Martens mit geschlossenem Tiegel - ÄNDERUNG 1: Korrektur des Thermometers (ISO 2719: 2016/ DAM 1: 2020) Normen 88 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 88 Normen 89 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 Determination of flash point - Pensky-Martens closed cup method - Amendment 1: Thermometers correction (ISO 2719: 2016/ DAM 1: 2020) Vorgesehen als Änderung von EN ISO 2719: 2016-07 Einsprüche bis 2020-07-07 ZE prEN ISO 3104: 2017-10 Mineralölerzeugnisse - Durchsichtige und undurchsichtige Flüssigkeiten - Bestimmung der kinematischen Viskosität und Berechnung der dynamischen Viskosität (ISO/ DIS 3104: 2017) Zurückgezogen, ersetzt durch FprEN ISO 3104: 2020-04 E FprEN ISO 3104: 2020-04 Mineralölerzeugnisse - Durchsichtige und undurchsichtige Flüssigkeiten - Bestimmung der kinematischen Viskosität und Berechnung der dynamischen Viskosität (ISO/ FDIS 3104: 2020) Petroleum products - Transparent and opaque liquids - Determination of kinematic viscosity and calculation of dynamic viscosity (ISO/ FDIS 3104: 2020) Vorgesehen als Ersatz für EN ISO 3104: 1996-02 und EN ISO 3104/ AC: 1999-05; Ersatz für prEN ISO 3104: 2017- 10 E prEN ISO 13736: 2020-04 Bestimmung des Flammpunktes - Verfahren mit geschlossenem Tiegel nach Abel (ISO/ DIS 13736: 2020) Determination of flash point - Abel closed-cup method (ISO/ DIS 13736: 2020) Vorgesehen als Ersatz für EN ISO 13736: 2013-04 Einsprüche bis 2020-07-08 Z EN ISO 14935: 1998-05 Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte - Bestimmung der Nachbrennzeit schwer entflammbarer Flüssigkeiten mit Flammen an einem Docht (ISO 14935: 1998) Zurückgezogen, ersetzt durch EN ISO 14935: 2020-04 ZE FprEN ISO 14935: 2019-12 Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte - Bestimmung der Nachbrennzeit schwer entflammbarer Flüssigkeiten an einem Docht (ISO/ FDIS 14935: 2019) EN ISO 14935: 2020-04 Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte - Bestimmung der Nachbrennzeit schwer entflammbarer Flüssigkeiten an einem Docht (ISO 14935: 2020) Petroleum and related products - Determination of wick flame persistence of fire-resistant fluids (ISO 14935: 2020) Ersatz für EN ISO 14935: 1998-05 1.2.2 ISO-Normen Z ISO 2137: 2007-12 Mineralölerzeugnisse und Schmierstoffe - Bestimmung der Konuspenetration von Schmierfetten und Petrolatum Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 2137: 2020-05 ZE ISO/ DIS 2137: 2019-10 Mineralölerzeugnisse und Schmierstoffe - Bestimmung der Konuspenetration von Schmierfetten und Petrolatum ISO 2137: 2020-05 139,40 EUR Mineralölerzeugnisse und Schmierstoffe - Bestimmung der Konuspenetration von Schmierfetten und Petrolatum Petroleum products and lubricants - Determination of cone penetration of lubricating greases and petrolatum Ersatz für ISO 2137: 2007-12 ZE ISO 2176 DAM 1: 2019-09 Mineralölerzeugnisse - Schmierfette - Bestimmung des Tropfpunktes ISO 2176 AMD 1: 2020-03 19,00 EUR Mineralölerzeugnisse - Schmierfette - Bestimmung des Tropfpunktes Petroleum products - Lubricating grease - Determination of dropping point; Amendment 1 Änderung von ISO 2176: 1995-03 E ISO 2719 DAM 1: 2020-04 19,00 EUR Bestimmung des Flammpunktes - Verfahren nach Pensky-Martens mit geschlossenem Tiegel - Änderung 1: Korrektur des Thermometers Determination of flash point - Pensky-Martens closed cup method - Amendment 1: Thermometers correctio Vorgesehen als Änderung von ISO 2719: 2016-06 Einsprüche bis 2020-07-07 ZE ISO/ DIS 3104: 2017-10 Mineralölerzeugnisse - Durchsichtige und undurchsichtige Flüssigkeiten - Bestimmung der kinematischen Viskosität und Berechnung der dynamischen Viskosität Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 3104: 2020-04 E ISO/ FDIS 3104: 2020-04 139,40 EUR Mineralölerzeugnisse - Durchsichtige und undurchsichtige Flüssigkeiten - Bestimmung der kinematischen Viskosität und Berechnung der dynamischen Viskosität Petroleum products - Transparent and opaque liquids - Determination of kinematic viscosity and calculation of dynamic viscosity Vorgesehen als Ersatz für ISO 3104: 1994-10 und ISO 3104 Technical Corrigendum 1: 1997-07; Ersatz für ISO/ DIS 3104: 2017-10 E ISO 4259-1 DAM 2: 2020-06 19,00 EUR Mineralölerzeugnisse - Präzision von Messverfahren und Ergebnissen - Teil 1: Bestimmung der Präzisionsdaten von Prüfverfahren Petroleum and related products - Precision of measurement methods and results - Part 1: Determination of precision data in relation to methods of test; Amendment 2 Vorgesehen als Änderung von ISO 4259-1: 2017-11 Einsprüche bis 2020-09-02 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 89 Normen 90 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 ZE ISO 12925-1 FDAM 1: 2020-02 Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Erzeugnisse (Klasse L) - Familie C (Getriebe) - Teil 1: Anforderungen an Schmierstoffe für geschlossene Getriebesysteme ISO 12925-1 AMD 1: 2020-05 19,00 EUR Lubricants, industrial oils and related products (class L) - Family C (gears) - Part 1: Specifications for lubricants for enclosed gear systems - Amendment 1: Pour point, according to ISO 3016, of categories CKTG, CKES, CKPG and CKPR - Change of limits Änderung von ISO 12925-1: 2018-01 ZE ISO/ DIS 12925-2: 2020-02 Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Erzeugnisse (Klasse L) - Familie C (Getriebe) - Teil 2: Anforderungen an die Kategorien CKH, CKJ und CKM (Schmierstoffe für offene und halb-geschlossene Getriebesysteme) Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 12925-2: 2020-06 E ISO/ FDIS 12925-2: 2020-06 104,00 EUR Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Erzeugnisse (Klasse L) - Familie C (Getriebe) - Teil 2: Anforderungen an die Kategorien CKH, CKJ und CKM (Schmierstoffe für offene und halb-geschlossene Getriebesysteme) Lubricants, industrial oils and related products (class L) - Family C (gears) - Part 2: Specifications of categories CKH, CKJ and CKM (lubricants open and semi-enclosed gear systems) Ersatz für ISO/ DIS 12925-2: 2020-02 E ISO/ DIS 13736: 2020-04 68,50 EUR Bestimmung des Flammpunktes - Verfahren mit geschlossenem Tiegel nach Abel Determination of flash point - Abel closed-cup method Vorgesehen als Ersatz für ISO 13736: 2013-04 Einsprüche bis 2020-07-08 Z ISO 14935: 1998-05 Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte - Bestimmung der Nachbrennzeit schwer entflammbarer Flüssigkeiten an einem Docht (ISO 14935: 1998) Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 14935: 2020-04 ZE ISO/ FDIS 14935: 2019-12 Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte - Bestimmung der Nachbrennzeit schwer entflammbarer Flüssigkeiten an einem Docht ISO 14935: 2020-04 68,50 EUR Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte - Bestimmung der Nachbrennzeit schwer entflammbarer Flüssigkeiten an einem Docht Petroleum and related products - Determination of wick flame persistence of fire-resistant fluids Ersatz für ISO 14935: 1998-05 ZE ISO/ DIS 23572: 2019-06 Mineralölerzeugnisse - Schmierfette - Probenahme von Fetten ISO 23572: 2020-03 45,00 EUR Mineralölerzeugnisse - Schmierfette - Probenahme von Fetten Petroleum products - Lubricating greases - Sampling of greases ZE ISO/ DIS 23581: 2019-01 Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte - Bestimmung der kinematischen Viskosität - Verfahren mit dem Viskosimeter nach dem Stabinger-Prinzip Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 23581: 2020-04 E ISO/ FDIS 23581: 2020-04 68,50 EUR Mineralölerzeugnisse und verwandte Produkte - Bestimmung der kinematischen Viskosität - Verfahren mit dem Viskosimeter nach dem Stabinger-Prinzip Petroleum products and related products - Determination of kinematic viscosity - Method by Stabinger type viscosimeter Ersatz für ISO/ DIS 23581: 2019-01 Z ISO/ TR 29662: 2009-12 Mineralölerzeugnisse und andere Flüssigkeiten - Leitfaden zur Bestimmung des Flammpunktes Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ TR 29662: 2020-06 ISO/ TR 29662: 2020-06 104,00 EUR Petroleum products and other liquids - Guidance for flash point and combustibility testing Ersatz für ISO/ TR 29662: 2009-12 2 Sonstige tribologisch relevante Normen 2.1 Nationale Normen und Entwürfe 2.1.1 DIN-Normen Z DIN 623-1: 1993-05 Wälzlager; Grundlagen; Bezeichnung, Kennzeichnung Zurückgezogen, ersetzt durch DIN 623-1: 2020-06 DIN 623-1: 2020-06 Print: 98,80 EUR/ Download: 81,60 EUR Wälzlager - Grundlagen - Teil 1: Bezeichnung, Kennzeichnung Rolling bearings - Fundamental principles - Part 1: Designation, marking Ersatz für DIN 623-1: 1993-05 Gegenüber DIN 623-1: 1993-05 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Aufnahme der Normen ISO 199 und ISO 492 in den Abschnitt „Literaturhinweise“; b) Neuer Abschnitt 3 „Begriffe“; b) Anpassung des Aufbaus der Tabelle 1; d) Änderung der Definition und Neustrukturierung des Abschnitts „Benennung“; e) Herausstreichen des Abschnitts „Reihenfolge der Kurzzeichen“; TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 90 Normen 91 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 f) Umstrukturierung und Neuformulierung des Abschnitts „Kurzzeichen“ sowie das Hinzufügen von Beispielen in dieses; g) Ersetzen des Abschnitts „Wärmebehandlung“ durch den Abschnitt „Maßstabilisierung“; h) Neudefinition des Abschnitts „Innere Konstruktion“; i) Überarbeitung der Tabelle 2; j) Ersetzen der Bezeichnung „TN“ durch „T oder P Käfig aus Kunststoff“ im Abschnitt „Käfigwerkstoff“; k) Überarbeitung der Definitionen für Genauigkeiten sowie das Hinzufügen der Kegelrollenlager Genauigkeit P6X; l) Überarbeitung der Definition „CN“ im Abschnitt „Lagerluft“; m) Überarbeitung des Abschnitts „Schmierfettfüllung“ und das Entfernen der entsprechenden Tabelle; n) Überarbeitung der Tabelle im Abschnitt „Übersicht“. Dieses Dokument stellt ein System zum Bilden von vollständigen Normbezeichnungen für Wälzlager auf. Durch die Anwendung dieses Dokuments wird eine einheitliche Bezeichnung für die systematische Benennung und Identifizierung von Wälzlagern erreicht. Z DIN 1498: 1965-08 Einspannbuchsen für Lagerungen Zurückgezogen, ersetzt durch DIN 1498: 2020-08 DIN 1498: 2020-08 Print: 59,66 EUR/ Download: 49,36 EUR Gegenüber DIN 1498: 1965-08 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) normative Verweisungen aktualisiert; b) in Bild 2 Form W mit wellenförmigem Schlitz hinzugefügt; c) Toleranzen für die Maße an den Fasen f1 und f2 und die zugehörigen Winkel festgelegt; d) Angabe der Gewichte in Tabelle 1 entfernt; e) Kennzeichnung von Klammer- und Vorzugsmaßen in Tabelle 1 entfernt; f) Angaben zu Werkstoffen und Ausführungen in neuen Abschnitt 4 „Technische Lieferbedingungen“ überführt (Tabelle 3); g) in Abschnitt 6 die Bezeichnung der Einspannbuchse geändert und an die Praxis angepasst; h) Text aus den Erläuterungen in die Einleitung überführt; i) Norm redaktionell überarbeitet. Diese Norm gilt für Einspannbuchsen für Lagerungen. Sie enthält verschiedene Ausführungen (Schlitzarten), wodurch der Einsatz für unterschiedliche Anwendungsfälle, zum Teil auch für umlaufende Drehbewegung möglich ist. Z DIN 1499: 1965-08 Aufspannbuchsen für Lagerungen Zurückgezogen, ersetzt durch DIN 1499: 2020-08 DIN 1499: 2020-08 Print: 59,66 EUR/ Download: 49,36 EUR Aufspannbuchsen für Lagerungen Tension bush for external application Ersatz für DIN 1499: 1965-08 Gegenüber DIN 1499: 1965-08 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) normative Verweisungen aktualisiert; b) in Bild 2 Form W mit wellenförmigem Schlitz hinzugefügt; c) Toleranzen für das Maß an der Fase f1 und den zugehörigen Winkel festgelegt; d) Angabe der Gewichte in Tabelle 1 entfernt; e) Kennzeichnung von Klammer- und Vorzugsmaßen in Tabelle 1 entfernt; f) Angaben zu Werkstoffen und Ausführungen in neuen Abschnitt 4 „Technische Lieferbedingungen“ überführt (Tabelle 2); g) in Abschnitt 6 die Bezeichnung der Einspannbuchse geändert; h) Teile des Textes aus den Erläuterungen in die Einleitung überführt; i) Norm redaktionell überarbeitet. Diese Norm gilt für Aufspannbuchsen für Lagerungen. Sie enthält verschiedene Ausführungen (Schlitzarten), wodurch der Einsatz für unterschiedliche Anwendungsfälle möglich ist, wie zum Beispiel für umlaufende Drehbewegungen. DIN 3990-16: 2020-05 Print: 157,30 EUR/ Download: 130,10 EUR Tragfähigkeitsberechnung von Stirnrädern - Teil 16: Bestimmung der Graufleckentragfähigkeit von Schmierstoffen im FZG-Prüfverfahren GT-C/ 8,3/ 90 Calculation of load capacity of cylindrical gears - Part 16: Determination of the micro-pitting load-carrying capacity of lubricants using FZG-test-method GT-C/ 8,3/ 90 Dieser Teil der Norm beschreibt den im Rahmen der FVA-Forschungsvorhaben Nr. 54/ I-IV entwickelten FZG-Graufleckentest. Mit Hilfe des Graufleckentestes GT-C/ 8,3/ 90 kann der Einfluss von Schmierstoffen und deren Schmierstoffadditive auf die Entstehung von Grauflecken für einen weiten Anwendungsbereich, z.B. Fahrzeug-, Industrie-, Windkraft- und Schiffsgetriebe quantitativ ermittelt werden. Der Graufleckentest differenziert Schmierstoffe hinsichtlich ihrer Graufleckentragfähigkeit und ermöglicht die Auswahl eines ausreichend tragfähigen Schmierstoffs hinsichtlich Graufleckenbildung E DIN ISO 4384-1: 2020-08 Print: 44,46 EUR/ Download: 36,70 EUR Gleitlager - Härteprüfung an Lagermetallen - Teil 1: Verbundwerkstoffe (ISO 4384-1: 2019); Text Deutsch und Englisch Plain bearings - Hardness testing of bearing metals - Part 1: Multilayer bearings materials (ISO 4384- 1: 2019); Text in German and English Erscheinungsdatum: 2020-07-10 Einsprüche bis 2020-09-03 Gegenüber DIN ISO 4384-1: 2014-07 wurden folgende Änderungen vorgenommen: TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 91 Normen 92 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 a) „Dieser Teil der ISO 4384“ wurde ersetzt durch „In diesem Dokument“; b) ein neuer Abschnitt 3 wurde für die Begriffe hinzugefügt. Dieser Teil der ISO 4384 legt die Parameter für die Härteprüfung von Verbundwerkstoffen für Gleitlager aus Stahl und Lagermetall mit Lagermetallen auf Kupfer- und Aluminium-Basis fest, die nach einem Gieß-, Sinter- oder Plattierverfahren hergestellt wurden. Sie stellt eine Ergänzung der bestehenden ISO-Härteprüfnormen dar und enthält deshalb nur die Erweiterungen und Einschränkungen, die diesen gegenüber zu beachten sind. Das angewendete Prüfverfahren richtet sich nach der Dicke der Lagermetallschicht, ihrer Härte und ihrem Gefügezustand. 2.1.1.1 Übersetzungen DIN ISO 6280: 2020-04 Print: 46,60 EUR/ Download: 42,80 EUR Plain bearings - Requirements and guidance on backings for thick-walled multilayer bearings (ISO 6280: 2018) Gleitlager - Anforderungen an Stützkörper für dickwandige Verbundgleitlager (ISO 6280: 2018) DIN EN ISO 10070: 2020-04 Print: 123,50 EUR/ Download: 102,20 EUR Metallic powders - Determination of envelope-specific surface area from measurements of the permeability to air of a powder bed under steady-state flow conditions (ISO 10070: 2019) Metallpulver - Bestimmung der spezifischen Außenoberfläche durch Messung der Permeabilität von Luft in einem Pulverbett unter gleichförmigen Strömungsbedingungen (ISO 10070: 2019) DIN 21773: 2014-08 Print: 121,19 EUR/ Download: 100,29 EUR Gears - Cylindrical involute gears and gear pairs - Inspection dimensions of tooth thickness Zahnräder - Zylinderräder und Zylinderradpaare mit Evolventenverzahnung - Prüfmaße für die Zahndicke 2.1.2 Stahl-Eisen-Prüfblätter Z SEP 1950: 1997-11 Warmrundlaufprüfung an Turbinenwellen Zurückgezogen, ersetzt durch SEP 1950: 2020-07 SEP 1950: 2020-07 75,00 EUR Warmrundlaufprüfung an Wellen Heat Stability Test on shafts Ersatz für SEP 1950: 1997-11 2.1.3 VDI-Richtlinien E VDI/ VDE 2610: 2020-05 57,00 EUR Format für den Austausch von Verzahnungsdaten - Gear- Data-Exchange-Format (GDE-Format) - Definition Exchange format for gear data - Gear Data Exchange Format (GDE Format) - Definition Einsprüche bis 2020-10-31 VDI 2729 Blatt 2: 2020-05 215,70 EUR Modulare Analyse ebener Gelenkgetriebe mit Dreh- und Schubgelenken - Kinetostatische Analyse Modular analysis of planar linkages with rotating and sliding joints - Kinetostatic analysis 2.1.4 VDMA-Einheitsblätter Z VDMA 23900: 2006-02 Empfehlung eines Produktmodells für Getriebe 2.2 Internationale Normen und Entwürfe 2.2.1 EN-Normen ZE FprEN ISO 4497: 2020-02 Metallpulver - Bestimmung der Teilchengröße durch Trockensiebung (ISO/ FDIS 4497: 2020) EN ISO 4497: 2020-05 Metallpulver - Bestimmung der Teilchengröße durch Trockensiebung (ISO 4497: 2020) Metallic powders - Determination of particle size by dry sieving (ISO 4497: 2020) Ersatz für EN 24497: 1993-04 Z EN ISO 13517: 2013-05 Metallpulver - Ermittlung der Durchflussrate mit Hilfe eines kalibrierten Trichters (Gustavsson flowmeter) (ISO 13517: 2013) Zurückgezogen, ersetzt durch EN ISO 13517: 2020-05 ZE FprEN ISO 13517: 2020-02 Metallpulver - Ermittlung der Durchflussrate mit Hilfe eines kalibrierten Trichters (Gustavsson flowmeter) (ISO/ FDIS 13517: 2020) EN ISO 13517: 2020-05 Metallpulver - Ermittlung der Durchflussrate mit Hilfe eines kalibrierten Trichters (Gustavsson-Flowmeter) (ISO 13517: 2020) Metallic powders - Determination of flow rate by means of a calibrated funnel (Gustavsson flowmeter) (ISO 13517: 2020) Ersatz für EN ISO 13517: 2013-05 ZE prEN 13715: 2018-10 Bahnanwendungen - Radsätze und Drehgestelle - Räder - Radprofile Zurückgezogen, ersetzt durch FprEN 13715: 2020-04 E FprEN 13715: 2020-04 Bahnanwendungen - Radsätze und Drehgestelle - Räder - Radprofile TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 92 Normen 93 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 Railway applications - Wheelsets and bogies - Wheels - Tread profile Vorgesehen als Ersatz für EN 13715+A1: 2010-10; Ersatz für prEN 13715: 2018-10 ZE prEN 15328: 2019-01 Bahnanwendungen - Bremsen - Bremsbeläge Zurückgezogen, ersetzt durch FprEN 15328: 2020-03 E FprEN 15328: 2020-03 Bahnanwendungen - Bremsen - Bremsbeläge Railway applications - Braking - Brake pads Ersatz für prEN 15328: 2019-01 ZE FprEN 15611: 2019-10 Bahnanwendungen - Bremse - Relaisventile EN 15611: 2020-04 Bahnanwendungen - Bremse - Relaisventile Railway applications - Braking - Relay valves Ersatz für EN 15611+A1: 2010-10 DIN EN 15612: 2020-08 Print: 104,51 EUR/ Download: 86,35 EUR Bahnanwendungen - Bremse - Schnellbremsbeschleuniger; Deutsche Fassung EN 15612: 2020 Railway applications - Braking - Brake pipe accelerator; German version EN 15612: 2020 Ersatz für DIN EN 15612: 2011-01 Gegenüber DIN EN 15612: 2011-01 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Titel der Norm wurde geändert; b) normative Verweisungen wurden aktualisiert; c) Begriffe wurden überarbeitet; d) Anforderungen an Konstruktion und Herstellung wurden überarbeitet; e) Anforderungen an Werkstoffe wurden entfernt; f) Anforderungen an die Typprüfungen wurden überarbeitet; g) Anforderungen an Stückprüfung und Abnahme wurden entfernt; h) Anforderungen an die Dokumentation wurden entfernt; i) Anforderungen an Kennzeichnung und Beschriftung wurden überarbeitet; j) Anhang ZA überarbeitet; k) an die aktuellen Gestaltungsregeln angepasst. Dieses Dokument ist anzuwenden für Schnellbremsbeschleuniger zur Entlüftung der Hauptluftleitung von Eisenbahnfahrzeugen bei Auslösen einer Schnellbremsung, ohne Berücksichtigung der Fahrzeugart oder Spurweite. Dieses Dokument legt die Anforderungen an die Konstruktion, Herstellung und Prüfung von Schnellbremsbeschleunigern fest. DIN EN 16185-1: 2020-08 Print: 154,36 EUR/ Download: 127,67 EUR Bahnanwendungen - Bremssysteme für Triebzüge - Teil 1: Anforderungen und Definitionen; Deutsche Fassung EN 16185-1: 2014+A1: 2020 Railway applications - Braking systems of multiple unit trains - Part 1: Requirements and definitions; German version EN 16185-1: 2014+A1: 2020 Ersatz für DIN EN 16185-1: 2015-03 Gegenüber DIN EN 16185-1: 2015-03 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) der Anwendungsbereich wurde angepasst: Änderung „des konventionellen transeuropäischen Eisenbahnsystems“ in „des transeuropäischen Eisenbahnsystems“; b) Anmerkung 1 zu Begriff 3.16 wurde gelöscht; c) ein neuer Unterabschnitt wurde hinzugefügt: 6.2 Relevante Beladungszustände; d) Anhang ZA wurde aktualisiert. Dieses Dokument beschreibt Funktionalität, Einschränkungen, Leistung und Betrieb eines Bremssystems für den Einsatz in selbstfahrenden Zügen mit thermischem oder elektrischem Antrieb, die auf Strecken des transeuropäischen Eisenbahnsystems betrieben werden. Diese Europäische Norm gilt für: - alle neuen Fahrzeugbauarten von selbstfahrenden Zügen mit thermischem oder elektrischem Antrieb, die bei einer Höchstgeschwindigkeit bis 200 km/ h betrieben werden, im Folgenden vereinfachend EMUs/ DMUs genannt; - alle größeren Grundüberholungen der vorstehend aufgeführten Fahrzeuge, wenn diese Neukonstruktionen oder umfassende Änderungen des Bremssystems des betreffenden Fahrzeugs mit einschließen. Diese Norm gilt nicht für: - lokbespannte Züge, die in EN 14198 festgelegt sind; - Fahrzeuge des öffentlichen Nahverkehrs, die in EN 13452-1 festgelegt sind; - Hochgeschwindigkeitszüge, die bei Geschwindigkeiten über 200 km/ h betrieben werden und in EN 15734-1 festgelegt sind. CEN/ TR 17469: 2020-03 Bahnanwendungen - Konstruktionsverfahren von Radsatzwellen Railway applications - Axle design method Z EN 24497: 1993-04 Metallpulver; Bestimmung der Teilchengrößen durch Trockensiebung (ISO 4497: 1983) Zurückgezogen, ersetzt durch EN ISO 4497: 2020-05 2.2.2 ISO-Normen Z ISO 2790: 2004-09 Riementriebe - Schmalkeilriemen für die Automobilindustrie sowie entsprechende Riemenscheiben - Maße Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 2790: 2020-06 ZE ISO/ FDIS 2790: 2020-03 Riementriebe - Schmalkeilriemen für die Automobilindustrie sowie entsprechende Riemenscheiben - Maße ISO 2790: 2020-06 68,50 EUR Riementriebe - Schmalkeilriemen für die Automobilindustrie sowie entsprechende Riemenscheiben - Maße Belt drives - V-belts for the automotive industry and cor- TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 93 Normen 94 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 responding pulleys - Dimensions Ersatz für ISO 2790: 2004-09 Z ISO 2795: 2014-01 Gleitlager - Sinterbuchsen - Abmessungen und Toleranzen Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 2795: 2020-06 ZE ISO/ FDIS 2795: 2020-02 Gleitlager - Sinterbuchsen - Abmessungen und Toleranzen ISO 2795: 2020-06 68,50 EUR Gleitlager - Sinterbuchsen - Abmessungen und Toleranzen Plain bearings - Sintered bushes - Dimensions and tolerances Ersatz für ISO 2795: 2014-01 Z ISO 3547-5: 2007-10 Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 5: Prüfung des Außendurchmessers Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 3547-5: 2020-05 ZE ISO/ FDIS 3547-5: 2020-01 Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 5: Prüfung des Außendurchmessers ISO 3547-5: 2020-05 104,00 EUR Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 5: Prüfung des Außendurchmessers Plain bearings - Wrapped bushes - Part 5: Checking the outside diameter Ersatz für ISO 3547-5: 2007-10 ZE ISO/ FDIS 3547-6: 2020-01 Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 6: Prüfung des Innendurchmessers ISO 3547-6: 2020-05 45,00 EUR Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 6: Prüfung des Innendurchmessers Plain bearings - Wrapped bushes - Part 6: Checking the inside diameter Ersatz für ISO 3547-6: 2007-10 ZE ISO/ FDIS 3547-7: 2020-01 Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 7: Messung der Wanddicke ISO 3547-7: 2020-05 45,00 EUR Gleitlager - Gerollte Buchsen - Teil 7: Messung der Wanddicke Plain bearings - Wrapped bushes - Part 7: Measurement of wall thickness of thin-walled bushes Ersatz für ISO 3547-7: 2007-10 ZE ISO/ DIS 3548-2: 2018-06 Gleitlager - Dünnwandige Lagerschalen mit oder ohne Bund - Teil 2: Messung der Wanddicke Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 3548-2: 2020- 06 E ISO/ FDIS 3548-2: 2020-06 68,50 EUR Gleitlager - Dünnwandige Lagerschalen mit oder ohne Bund - Teil 2: Messung der Wanddicke Plain bearings - Thin-walled half bearings with or without flange - Part 2: Measurement of wall thickness and flange thickness Vorgesehen als Ersatz für ISO 3548-2: 2009-08; Ersatz für ISO/ DIS 3548-2: 2018-06 ZE ISO/ DIS 4468: 2019-04 Gear hobs - Accuracy requirements Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 4468: 2020-04 E ISO/ FDIS 4468: 2020-04 186,80 EUR Gear hobs - Accuracy requirements Vorgesehen als Ersatz für ISO 4468: 2009-06 und ISO 4468 Technical Corrigendum 1: 2009-11; Ersatz für ISO/ DIS 4468: 2019-04 Z ISO 4497: 1983-06 Metallpulver; Bestimmung der Teilchengrößen durch Trockensiebung; Identisch mit ISO 4497: 1983 Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 4497: 2020-04 ZE ISO/ FDIS 4497: 2020-02 Metallpulver - Bestimmung der Teilchengröße durch Trockensiebung ISO 4497: 2020-04 68,50 EUR Metallpulver - Bestimmung der Teilchengröße durch Trockensiebung Metallic powders - Determination of particle size by dry sieving Ersatz für ISO 4497: 1983-06 E ISO/ DIS 6691: 2020-05 68,50 EUR Thermoplastische Polymere für Gleitlager - Klassifizierung und Bezeichnung Thermoplastic polymers for plain bearings - Classification and designation Vorgesehen als Ersatz für ISO 6691: 2000-05 Einsprüche bis 2020-08-04 Z ISO 7902-1: 2013-11 Hydrodynamische Radial-Gleitlager im stationären Betrieb - Kreiszylinderlager - Teil 1: Berechnung Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 7902-1: 2020-06 ZE ISO/ FDIS 7902-1: 2020-02 Hydrodynamische Radial-Gleitlager im stationären Betrieb - Kreiszylinderlager - Teil 1: Berechnung ISO 7902-1: 2020-06 163,00 EUR Hydrodynamische Radial-Gleitlager im stationären Betrieb - Kreiszylinderlager - Teil 1: Berechnung Hydrodynamic plain journal bearings under steady-state TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 94 Normen 95 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 conditions - Circular cylindrical bearings - Part 1: Calculation procedure Ersatz für ISO 7902-1: 2013-11 Z ISO 7902-2: 1998-05 Gleitlager - Hydrodynamische Radial-Gleitlager im stationären Betrieb - Teil 2: Funktionen für die Berechnung von Kreiszylinderlagern Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 7902-2: 2020-06 ZE ISO/ FDIS 7902-2: 2020-02 Gleitlager - Hydrodynamische Radial-Gleitlager im stationären Betrieb - Teil 2: Funktionen für die Berechnung von Kreiszylinderlagern ISO 7902-2: 2020-06 210,40 EUR Gleitlager - Hydrodynamische Radial-Gleitlager im stationären Betrieb - Teil 2: Funktionen für die Berechnung von Kreiszylinderlagern Hydrodynamic plain journal bearings under steady-state conditions - Circular cylindrical bearings - Part 2: Functions used in the calculation procedure Ersatz für ISO 7902-2: 1998-05 Z ISO 7902-3: 1998-07 Hydrodynamische Radial-Gleitlager im stationären Betrieb; Kreiszylinderlager - Teil 3: Betriebsrichtwerte Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 7902-3: 2020-06 ZE ISO/ FDIS 7902-3: 2020-02 Hydrodynamische Radial-Gleitlager im stationären Betrieb - Kreiszylinderlager - Teil 3: Im Berechnungsverfahren verwendete Funktionen ISO 7902-3: 2020-06 68,50 EUR Hydrodynamische Radial-Gleitlager im stationären Betrieb - Kreiszylinderlager - Teil 3: Im Berechnungsverfahren verwendete Funktionen Hydrodynamic plain journal bearings under steady-state conditions - Circular cylindrical bearings - Part 3: Permissible operational parameters Ersatz für ISO 7902-3: 1998-07 E ISO/ DIS 7905-1: 2020-04 68,50 EUR Gleitlager - Gleitlager-Ermüdung - Teil 1: Gleitlager auf Lager-Prüfständen und in Lager-Anwendungen unter hydrodynamischer Schmierung Plain bearings - Bearing fatigue - Part 1: Plain bearings in test rigs and in applications under conditions of hydrodynamic lubrication Vorgesehen als Ersatz für ISO 7905-1: 1995-02 Einsprüche bis 2020-07-23 E ISO/ DIS 7905-2: 2020-03 68,50 EUR Gleitlager - Gleitlager-Ermüdung - Teil 2: Prüfung mit zylindrischem Probestab aus metallischem Lagerwerkstoff Plain bearings - Bearing fatigue - Part 2: Test with a cylindrical specimen of a metallic bearing material Vorgesehen als Ersatz für ISO 7905-2: 1995-02 Einsprüche bis 2020-06-22 Z ISO 9981: 1998-11 Riementriebe - Scheiben und Keilrippenriemen für die Kraftfahrzeugindustrie - Profil PK: Abmessungen Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 9981: 2020-06 ZE ISO/ FDIS 9981: 2020-03 Riementriebe - Scheiben und Keilrippenriemen für die Kraftfahrzeugindustrie - Profil PK: Abmessungen ISO 9981: 2020-06 68,50 EUR Riementriebe - Scheiben und Keilrippenriemen für die Kraftfahrzeugindustrie - Profil PK: Abmessungen Belt drives - Pulleys and V-ribbed belts for the automotive industry - PK profile: Dimensions Ersatz für ISO 9981: 1998-11 Z ISO 10100: 2001-08 Fluidtechnik - Hydrozylinder - Abnahmeprüfung Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 10100: 2020-06 Z ISO 10100 AMD 1: 2012-07 Fluidtechnik - Hydrozylinder - Abnahmeprüfung; Änderung 1 Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 10100: 2020-06 ZE ISO/ DIS 10100: 2019-05 Fluidtechnik - Hydrozylinder - Abnahmeprüfungen ISO 10100: 2020-06 68,50 EUR Fluidtechnik - Hydrozylinder - Abnahmeprüfungen Hydraulic fluid power - Cylinders - Acceptance tests Ersatz für ISO 10100: 2001-08 und ISO 10100 AMD 1: 2012-07 Z ISO 11687-1: 1995-02 Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 1: Stehlager Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 11687-1: 2020-06 ZE ISO/ FDIS 11687-1: 2020-01 Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 1: Stehlager ISO 11687-1: 2020-06 104,00 EUR Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 1: Stehlager Plain bearings - Pedestal plain bearings - Part 1: Pillow blocks Ersatz für ISO 11687-1: 1995-02 Z ISO 11687-2: 1995-02 Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 2: Seitenflanschlager Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 11687-2: 2020-06 ZE ISO/ FDIS 11687-2: 2020-01 Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 2: Seitenflanschlager TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 95 Normen 96 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 ISO 11687-2: 2020-06 68,50 EUR Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 2: Seitenflanschlager Plain bearings - Pedestal plain bearings - Part 2: Side flange bearings Ersatz für ISO 11687-2: 1995-02 Z ISO 11687-3: 1995-02 Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 3: Mittelflanschlager Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 11687-3: 2020-04 ZE ISO/ FDIS 11687-3: 2020-01 Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 3: Mittelflanschlager ISO 11687-3: 2020-04 68,50 EUR Gleitlager - Gehäusegleitlager - Teil 3: Mittelflanschlager Plain bearings - Pedestal plain bearings - Part 3: Centre flange bearings Ersatz für ISO 11687-3: 1995-02 Z ISO 12128: 2001-09 Gleitlager - Schmierlöcher, Schmiernuten und Schmiertaschen - Maße, Formen, Bezeichnung und ihre Anwendung für Lagerbuchsen; Identisch mit Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 12128: 2020-04 ZE ISO/ FDIS 12128: 2020-01 Gleitlager - Schmierlöcher, Schmiernuten und Schmiertaschen - Maße, Formen, Bezeichnung und ihre Anwendung für Lagerbuchsen (ISO 12128: 2018) ISO 12128: 2020-04 Gleitlager - Schmierlöcher, Schmiernuten und Schmiertaschen Anwendung für Lagerbuchsen Plain bearings - Lubrication holes, grooves and pockets - Dimensions, types, designation and their application to bearing bushes Ersatz für ISO 12128: 2001-09 E ISO/ DIS 12130-1: 2020-05 68,50 EUR Plain bearings - Hydrodynamic plain tilting pad thrust bearings under steady-state conditions - Part 1: Calculation of tilting pad thrust bearings Vorgesehen als Ersatz für ISO 12130-1: 2001-11 Einsprüche bis 2020-07-30 E ISO/ FDIS 12131-1: 2020-03 139,40 EUR Plain bearings - Hydrodynamic plain thrust pad bearings under steady-state conditions - Part 1: Calculation of thrust pad bearings Vorgesehen als Ersatz für ISO 12131-1: 2001-04 E ISO/ FDIS 12131-3: 2020-03 45,00 EUR Gleitlager - Hydrodynamische Gleitlager unter stationären Bedingungen - Teil 3: Richtwerte für die Berechnung von Axiallagern Plain bearings - Hydrodynamic plain thrust pad bearings under steady-state conditions - Part 3: Guide values for the calculation of thrust pad bearings Vorgesehen als Ersatz für ISO 12131-3: 2001-04 E ISO/ DIS 12167-2: 2020-06 Gleitlager - Hydrostatische Radial-Gleitlager im stationären Betrieb - Teil 2: Kenngrößen für die Berechnung von ölgeschmierten Gleitlagern mit Zwischennuten Plain bearings - Hydrostatic plain journal bearings with drainage grooves under steady-state conditions - Part 2: Characteristic values for the calculation of oil-lubricated plain journal bearings with drainage grooves Vorgesehen als Ersatz für ISO 12167-2: 2001-12 Einsprüche bis 2020-09-01 Z ISO 13517: 2013-05 Metallpulver - Ermittlung der Durchflussrate mit Hilfe eines kalibrierten Trichters (Gustavsson flowmeter) Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 13517: 2020-04 ZE ISO/ FDIS 13517: 2020-02 Metallpulver - Ermittlung der Durchflussrate mit Hilfe eines kalibrierten Trichters (Gustavsson flowmeter) ISO 13517: 2020-04 45,00 EUR Metallpulver - Ermittlung der Durchflussrate mit Hilfe eines kalibrierten Trichters (Gustavsson flowmeter) Metallic powders - Determination of flow rate by means of a calibrated funnel (Gustavsson flowmeter) Ersatz für ISO 13517: 2013-05 Z ISO/ TR 14521: 2010-11 Getriebe. Tragfähigkeitsberechnung von Schneckengetrieben Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ TS 14521: 2020-04 V ISO/ TS 14521: 2020-04 234,00 EUR Gears - Calculation of load capacity of worm gears Ersatz für ISO/ TR 14521: 2010-11 E ISO/ DIS 16287: 2020-05 68,50 EUR Gleitlager - Buchsen aus thermoplastischen Kunststoffen - Maße und Toleranzen Plain bearings - Thermoplastic bushes - Dimensions and tolerances Vorgesehen als Ersatz für ISO 16287: 2005-02 Einsprüche bis 2020-08-18 E ISO/ DIS 18669-1: 2020-06 68,50 EUR Verbrennungskraftmaschinen - Kolbenbolzen . Teil 1: Allgemeine Spezifikationen Internal combustion engines - Piston pins - Part 1: General specifications Vorgesehen als Ersatz für ISO 18669-1: 2013-07 Einsprüche bis 2020-08-24 Z ISO 18669-2: 2004-09 Internal combustion engines - Piston pins - Part 2: Inspection measuring principles Zurückgezogen, ersetzt durch ISO 18669-2: 2020-04 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 96 Normen 97 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 ZE ISO/ FDIS 18669-2: 2020-02 Verbrennungskraftmaschinen - Kolbenbolzen . Teil 2: Prüfung der Qualitätsmerkmale ISO 18669-2: 2020-04 104,00 EUR Verbrennungskraftmaschinen - Kolbenbolzen - Teil 2: Prüfung der Qualitätsmerkmale Internal combustion engines - Piston pins - Part 2: Inspection measuring principles Ersatz für ISO 18669-2: 2004-09 ISO/ TR 20051: 2020-05 104,00 EUR Spherical plain bearings - Derivation of the load rating factors ZE ISO/ DIS 21250-1: 2019-02 Wälzlager - Geräuschprüfung von Wälzlagerfetten - Teil 1: Grundlagen, Prüfanordnung, Prüfmaschine Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 21250-1: 2020- 04 E ISO/ FDIS 21250-1: 2020-04 104,00 EUR Wälzlager - Geräuschprüfung von Wälzlagerfetten - Teil 1: Grundlagen, Prüfanordnung, Prüfmaschine Rolling bearings - Noise testing of rolling bearing greases - Part 1: Basic principles, testing assembly and test machine Ersatz für ISO/ DIS 21250-1: 2019-02 ZE ISO/ DIS 21250-2: 2019-02 Wälzlager - Geräuschprüfung von Wälzlagerfetten - Teil 2: Prüf- und Bewertungsverfahren BQ+ Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 21250-2: 2020-03 E ISO/ FDIS 21250-2: 2020-03 104,00 EUR Wälzlager - Geräuschprüfung von Wälzlagerfetten - Teil 2: Prüf- und Bewertungsverfahren BQ+ Rolling bearings - Noise testing of rolling bearing greases - Part 2: Test and evaluation method BQ+ Ersatz für ISO/ DIS 21250-2: 2019-02 ISO 21250-2: 2020-07 104,00 EUR Wälzlager - Geräuschprüfung von Wälzlagerfetten - Teil 2: Prüf- und Bewertungsverfahren BQ+ Rolling bearings - Noise testing of rolling bearing greases - Part 2: Test and evaluation method BQ+ ZE ISO/ DIS 21250-3: 2019-02 Wälzlager - Geräuschprüfung von Wälzlagerfetten - Teil 3: Prüf- und Bewertungsverfahren MQ Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 21250-3: 2020- 04 E ISO/ FDIS 21250-3: 2020-04 139,40 EUR Wälzlager - Geräuschprüfung von Wälzlagerfetten - Teil 3: Prüf- und Bewertungsverfahren MQ Rolling bearings - Noise testing of rolling bearing greases - Part 3: Test and evaluation method MQ Ersatz für ISO/ DIS 21250-3: 2019-02 ZE ISO/ DIS 21250-4: 2019-06 Wälzlager - Geräuschprüfung von Wälzlagerfetten - Teil 4: Prüf- und Bewertungsverfahren NQ Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 21250-4: 2020- 04 E ISO/ FDIS 21250-4: 2020-04 68,50 EUR Wälzlager - Geräuschprüfung von Wälzlagerfetten - Teil 4: Prüf- und Bewertungsverfahren NQ Rolling bearings - Noise testing of rolling bearing greases - Part 4: Test and evaluation method NQ Ersatz für ISO/ DIS 21250-4: 2019-06 ZE ISO/ DIS 21866-1: 2019-03 Gleitlager - Automobil-Motorlagerprüfstand mit realen Pleuelstangen - Teil 1: Prüfstand Zurückgezogen, ersetzt durch ISO/ FDIS 21866-1: 2020- 04 E ISO/ FDIS 21866-1: 2020-04 104,00 EUR Gleitlager - Automobil-Motorlagerprüfstand mit realen Pleuelstangen - Teil 1: Prüfstand Plain bearings - Automotive engine bearing test rig using actual connecting rods - Part 1: Test rig Ersatz für ISO/ DIS 21866-1: 2019-03 V ISO/ TS 31657-1: 2020-06 186,80 EUR Plain bearings - Hydrodynamic plain journal bearings under steady-state conditions - Part 1: Calculation of multi-lobed and tilting pad journal bearings V ISO/ TS 31657-2: 2020-06 210,40 EUR Plain bearings - Hydrodynamic plain journal bearings under steady-state conditions - Part 2: Functions for calculation of multi-lobed journal bearings V ISO/ TS 31657-3: 2020-06 210,40 EUR Plain bearings - Hydrodynamic plain journal bearings under steady-state conditions - Part 3: Functions for calculation of tilting pad journal bearings V ISO/ TS 31657-4: 2020-06 45,00 EUR Plain bearings - Hydrodynamic plain journal bearings under steady-state conditions - Part 4: Permissible operational parameters for calculation of multi-lobed and tilting pad journal bearings 3 Vorhaben 3.1 DIN-Normenausschuss Fahrweg und Schienenfahrzeuge (FSF) Bahnanwendungen - Behandlung der Reibung zwischen Rad und Schiene - Teil 1-3: Vorrichtungen und Anwendung - Kraftschlusswerkstoffe; (Europäisches Normungsvorhaben); NA 087-00-03 AA <08701367> Dieses Dokument legt Anforderungen an die Anwendung von Kraftschlusswerkstoffen zwischen der Rad- TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 97 lauffläche und der Schienenoberfläche fest, und umfasst sowohl fahrzeugseitige als auch gleisseitige Lösungen. Dieses Dokument umfasst nur Vorrichtungen und Anwendung von Kraftschlusswerkstoffen an der aktiven Kontaktfläche. Dieses Dokument definiert: - die Eigenschaften, die Kraftschlusswerkstoffsysteme der Fläche zwischen Rad und Schiene erfüllen müssen, zusammen mit geeigneten Inspektions- und Prüfverfahren, die zur Verifikation durchzuführen sind; - alle entsprechenden Begriffe, die spezifisch für die Kraftschlusswerkstoffe der Kontaktfläche zwischen Rad und Schiene sind. Das Dokument ist anzuwenden nur für Vollbahnsystem. AN- MERKUNG 1: Das Dokument kann auch für andere Bahnsysteme angewendet werden, z.B. städtische Schienenbahnen. ANMERKUNG 2: Obwohl Technologien für die Beeinflussung der Kontaktfläche zwischen Rad und Schiene, die nicht zur Anwendung der Werkstoffe gehören, nicht im Anwendungsbereich dieses Dokuments sind, kann dieses Dokument als Anleitung verwendet werden. 3.1.1 Zurückziehung Normenausschuss Materialprüfung (NMP) Rohöl und Mineralölerzeugnisse - Bestimmung der Dichte - U-Rohr-Oszillationsverfahren (ISO 12185: 1996); Deutsche Fassung EN ISO 12185: 1996; (DIN EN ISO 12185: 1997-11); (Europäisches Normungsvorhaben); NA 062-06-84 AA <06234648> Prüfung von Schmierstoffen - Bestimmung der Oxidationsbeständigkeit von Schmierfetten - Beschleunigtes Verfahren; NA 062-06-52 AA <06235636> Prüfung von Mineralölerzeugnissen - Bestimmung des Verdampfungsverlustes - Teil 2: Gaschromatographisches Verfahren; (DIN 51581-2: 1997-05); NA 062-06- 14 AA <06235737> 3.2 DIN-Normenausschuss Materialprüfung (NMP) Prüfung von Schmierstoffen - Prüfung im Mischreibungsgebiet mit dem Schmierstoffprüfgerät nach Brugger - Teil 1: Allgemeine Arbeitsgrundlagen; (DIN 51347-1: 2000-01*DIN 51347-1 Berichtigung 1: 2005- 01); NA 062-06-61 AA <06235673> Prüfung von Schmierstoffen - Prüfung im Mischreibungsgebiet mit dem Schmierstoffprüfgerät nach Brugger - Teil 2: Verfahren für Schmieröle; (DIN 51347-2: 2000-01); NA 062-06-61 AA <06235674> Prüfung von Mineralölerzeugnissen - Bestimmung des Siliciumgehaltes - Teil 4: Direkte Bestimmung durch optische Emissionsspektralanalyse mit induktiv angekoppeltem Plasma (ICP OES); (DIN 51390-4: 2000-11); NA 062-06-42 AA <06235675> Schmierstoffe - Schmierfette K - Einteilung und Anforderungen; (DIN 51825: 2004-06); NA 062-06-52 AA <06235676> Flüssige Mineralölerzeugnisse - Manuelle Probenahme; (DIN EN ISO 3170: 2004-06); (Europäisches Normungsvorhaben); NA 062-06-84 AA <06235898> Dieses Dokument beschreibt die Verfahren, die anzuwenden sind, um manuell Proben von flüssigen Kohlenwasserstoffen, Tankrückständen und Ablagerungen aus feststehenden Tanks, Waggons, Straßenfahrzeugen, Schiffen und Lastkähnen, Fässern und Kanistern oder aus Flüssigkeiten, die durch Rohrleitungen gepumpt werden, zu gewinnen. Mineralölerzeugnisse und Schmierstoffe - Bestimmung der Ölabscheidung von Schmierfetten - Druck-Filtrations-Verfahren; NA 062-06-52 AA <06235904> Dieses Dokument legt die Bestimmung der Ölabscheidung von Schmierfetten mit dem Druck-Filtrations-Verfahren fest. Mineralölerzeugnisse und Schmierstoffe - Bestimmung der Konuspenetration von Schmierfetten und Petrolatum (ISO 2137: 2020); (DIN ISO 2137: 2016-12); NA 062- 06-52 AA <06235980> Dieses Dokument legt mehrere Verfahren zur empirischen Abschätzung der Konsistenz von Schmierfetten und Petrolatum durch Messung der Penetration mit einem Standardkonus fest. Prüfung von Schmierstoffen - Bestimmung der Oxidationsbeständigkeit von Schmierfetten - Teil 1: Beschleunigtes Verfahren; NA 062-06-52 AA <06235981> Dieses Dokument legt ein Verfahren zur Bestimmung der Oxidationsstabilität von Schmierfetten unter beschleunigten Bedingungen bei 140°C und 160°C fest. 3.3 DIN-Normenausschuss Werkstofftechnologie (NWT) Metallpulver, ausgenommen Hartmetalle - Prüfverfahren für Tränkpulver auf Kupferbasis (ISO 14168: 2011); Text Deutsch und Englisch; (DIN ISO 14168: 2005-03); NA 145-01-02 AA <14500181> Diese Internationale Norm legt ein Verfahren zur Bestimmung der Leistungsmerkmale von Tränkpulvern auf Kupferbasis 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 %. Normen 98 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 98 Normen 99 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 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. 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. TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 99 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 werden 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, BEL- GIEN Bezug: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin 5.3 ISO-Normen Herausgeber: International Organization for Standardization, Case postale 56, 1211 GENÈVE 20, SCHWEIZ- Bezug: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin 5.4 VDI-Richtlinien Herausgeber: Verein Deutscher Ingenieure (VDI), Postfach 10 11 39, 40002 Düsseldorf Bezug: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlinoblenz 5.5 Stahl-Eisen-Prüfblätter Herausgeber: Stahlinstitut VDEh, Postfach 10 51 45, 40042 Düsseldorf Bezug: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Stahlinstitut VDEh, Postfach 10 51 45, 40042 Düsseldorf 5.6 VDMA-Einheitsblätter Herausgeber: Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V. (VDMA), Postfach 71 08 64, 60498 Frankfurt am Main Bezug: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Normen 100 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 5-6/ 2020 TuS_5_6_2020.qxp_TuS_Muster_2020 09.12.20 16: 09 Seite 100 Checkliste Autorenangaben Federführender Autor: F Postanschrift F Telefon- und Faxnummer F eMail-Adresse Alle Autoren: F Akademische Grade, Titel F Vor- und Zunamen F Orcid-ID F Institut/ Firma F Ortsangabe mit PLZ Umfang/ Form F bis ca. 3500 Wörter F neue deutsche Rechtschreibung und Kommasetzung bitte nach Duden Daten F Beitrag in WORD und als PDF (beide mit Bildern und Bildunterschriften etc.) F Bilddaten unbedingt zusätzlich als tif oder jpg (300 dpi/ ca. 2000 x 1200 Pixel der Originaldatei) Vektordaten als eps Manuskript F kurzer, prägnanter Titel F deutsche Zusammenfassung, 5 bis 10 Zeilen, ca. 100 Wörter F Schlüsselwörter, 6 bis 8 Begriffe F englisches Abstract, 5 bis 10 Zeilen, ca. 100 Wörter (bitte von einem Muttersprachler prüfen lassen) F Keywords, 6 bis 8 Begriffe F Bilder/ Diagramme/ Tabellen (bitte durchnummerieren und Nummern im Text erwähnen) F Bild- und Diagramm-Unterschriften, Tabellen-Überschriften F Literaturangaben Manuskript und Daten bitte an Dr. Manfred Jungk eMail: manfred.jungk@mj-tribology.com Tel.: +49 (0)6722 500836 Fax: +49 (0)6722 7506685 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. Open Access Der freie Zugang zum Wissen ist uns ein wichtiges Anliegen. Deshalb haben Sie selbstverständlich auch die Möglichkeit, Ihren Beitrag in der Tribologie und Schmierungstechnik sofort allen Interessenten digital zugänglich zu machen. Davon profitieren nicht nur Sie mit einer erhöhten Reichweite, sondern Forscherinnen und Forscher weltweit. Um die hohe Qualität und umfangreiche Indexierung zu garantieren, können wir diesen Service leider nicht kostenlos anbieten. Den vollen OpenAccess-Service erhalten Sie bei uns für eine einmalige Article Processing Charge von nur 1.850,00 €. Herausgeber Dr. Manfred Jungk Verlag expert verlag GmbH Dischingerweg 5 D-72070 Tübingen Tel.: +49 (0)7071 97556 0 Fax: +49 (0)7071 9797 11 eMail: info@verlag.expert www.expertverlag.de Redaktion Dr. rer. nat. Erich Santner eMail: esantner@arcor.de Tel.: +49 (0)2289 616136 Ulrich Sandten eMail: sandten@verlag.expert Tel.: +49 (0)7071 97556 56 Tribologie und Schmierungstechnik Organ der Gesellschaft für Tribologie Organ der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft Organ der Swiss Tribology Ihre Mitarbeit in der Tribologie und Schmierungstechnik ist uns sehr willkommen! ISSN 0724-3472 Daniela Posselt, Michael Adler, Erwin Haberda Zuverlässiger Anlagenbetrieb durch anwendungsbezogene Ölauswahl für Kompressoren Haomiao Yuan, Jian Song The effect of lubrication and thermal aging on the fretting behavior of electrical contacts Christoph Burkhart, Stefan Thielen, Bernd Sauer Online determination of reverse pumping values of radial shaft seals and their tribologically equivalent system Franz Pirker et. al. Tribological Characterisation Services for Materials: i-TRIBOMAT Mathias Woydt Die Bedeutung der Tribologie für die Minderung der CO 2 -Emissionen und für die Nachhaltigkeit Frank Reichmann Vorstellung eines allgemeinen Verfahrens zur Bestimmung der Gebrauchsdauer von Schmierfetten in Wälzlagern Aus Wissenschaft und Forschung Science and Research www.expertverlag.de