Schmierfette

Definition – Was sind Schmierfette

Physikalische Definition:
Schmierfette sind Dispersionen, genauer Suspensionen, d.h. Gemische aus einer festen und einer flüssigen Phase

Definition nach DIN 51 825
Schmierfette sind konsistente Schmierstoffe, die aus Mineralöl und/oder Syntheseöl sowie einem Dickungsmittel bestehen

Definition nach ASTM
Schmierfette sind feste bis halbflüssige Stoffe, die durch Dispersion eines Eindickungsmittels in einem flüssigen Stoff entstehen. Andere Zusatzstoffe, die besondere Eigenschaften verleihen, dürfen enthalten sein.

Vereinfachte Definition
Schmierfette sind durch Dickungsmittel am Wegfließen gehinderte Schmieröle

Wichtige Forderungen an Schmierfette

• Geeignete physikalische, chemische und technologische Eigenschaften für den betreffenden Anwendungsfall
• Aufrechterhaltung der Eigenschaften über lange Gebrauchszeiten trotz ungünstiger Temperatur- und Umgebungseinflüsse
• Abdichtung gegen Schmutz, Wasser und andere Verunreinigungen
• Widerstand gegen Leckagen, Abtropfen und Abscheidern
• Tolerierung geringer Feuchtigkeitsmengen
• Allgemeine Schmierungseigenschaften: Reibungs- und Verschleißschutz, Rost- und Korrosionsschutz, Verträglichkeit mit Konstruktions- und Dichtungsstoffen

Hauptsächliche Nachteile der Schmierfette

• keine Kühlwirkung
• keine Säuberungswirkung

Vergleich Schmierfette – Schmieröle

Eigenschaften	Vorteile	Nachteile
Disperses System	Sehr variabel	instabiler
Strukturviskosität	Bei Mischreibung bei wechselnden Drehzahlen	Schmierfettumlauf nicht möglich
Fließgrenze (plastischer Körper)	Kein Ablaufen Vorratsschmierung	Reinigung schwierig
Haftvermögen	Bei offenen Reibstellen, wenig Wartung nötig, guter Korrosionsschutz	Hartnäckige Verschmutzung

Synthetische Schmierfette

Notwendiger Einsatz synthetischer Schmierfette, wenn die Grenzen der mineralölbasischen Schmierfette überschritten sind:

• Einsatztemperaturen (hohe und tiefe Temperaturen)
• Einsatz bei sehr tiefen Drücken (Vakuum)
• Beständigkeit gegenüber umgebenden Medien
• Besondere Anforderungen an niedrige Reibung und geringe Geräusche
• Physiologische Unbedenklichkeit (Lebensmittel, Genussmittel, Getränke, Pharmazie, Kosmetik)
• Lebensdauerschmierung

Nachstehend werden die Einteilung der Schmierfette sowie die wichtigsten chemisch-physikalischen und mechanisch-dynamischen Prüfmethoden beschrieben.

Konsistenz-Einteilung für Schmierfette nach DIN 51 818

Die Einteilung der Schmierfette erfolgt nach der Walkpenetration in NLGI-Klassen und dient zur Differenzierung der Schmierfette nach ihrer Konsistenz (Verformbarkeit) und ihrer Struktur.

NLGI-Konsisten-Klasse Nr.	Walkpenetration nach DIN ISO 2137 Einheiten*)	Visuelle Beurteilung der Verformbarkeit		Verwendung
000 00	445-475 400-430	ähnlich sehr dickem Öl sehr weich		Getriebefette
0 1	355-385 310-340	weich
2 3 4	265-295 220-250 175-205	salbenartig beinahe fest fest		Wälzlagerfette Gleitlagerfette
5 6	130-160 85-115	sehr fest		Blockfette

NLGI: National Lubricating Grease Institute

*) 1 Einheit = 0,1 mm

Bestimmung der Konuspenetration nach DIN ISO 2137

Die Penetration eines Schmierfettes ist die Tiefe – gemessen in 0,1 mm – die ein Standardkonus unter genau beschriebenen Bedingungen in das Schmierfett einsinkt.

Beispiel: eine Einsinktiefe von 40 mm entspricht 400 Einheiten.

Bei der Bestimmung der Walkpenetration (P_w) wird gegenüber der Ruhpenetration (P_u) die Schmierfettprobe vor der Messung in einem Schmierfett-Kneter mechanisch beansprucht. Hieraus leitet sich die Walkstabilität eines Schmierfettes ab.

Walkstabilität = P_w - P_u

Dickungsmittel

Schmierfette lassen sich nach der Seifenart einteilen in:

• Lithium-, Calcium-, Natriumseifen,
• Lithium-, Calcium-, Natriumkomplexseifen etc.,
• Nichtseifen-Eindicker (Gele) u.a.

Die unter Verwendung dieser Eindicker hergestellten Schmierfette besitzen in der Regel folgende charakteristische Merkmale:

Seifenart	Gebrauchs- Temperaturbereich (°C)	Verhalten gegenüber Wasser
Lithium	-30 bis +140	beständig
Calcium	-30 bis +60	abweisend
Natrium	-30 bis +100	nicht beständig
Lithiumkomplex	-30 bis +160	beständig
Calciumkomplex	-30 bis +140	beständig
Natriumkomplex	-30 bis +120	nicht beständig
Gel	-20 bis +160	beständig

Bestimmung des Tropfpunktes nach DIN ISO 2176

Der Tropfpunkt ist die Temperatur, bei der ein Schmierfett im Laufe der Bestimmung unter den genormten Prüfbedingungen ein bestimmtes Fließvermögen erreicht und aus dem Prüfgerät heraustropft.

Anmerkung: Der Tropfpunkt hat begrenzte Aussagekraft bezüglich des Schmierfett-Verhaltens in der Praxis.

Prüfung der Korrosionswirkung von Schmierfetten auf Kupfer nach DIN 51 811

Dieses Prüfverfahren dient zur Feststellung, inwieweit Schmierfette auf Kupfer korrosiv wirken. Zu diesem Zweck wird ein geschliffener Kupferstreifen 24 h lang in einer auf Prüftemperatur gebrachten Schmierfettprobe belassen. Anschließend wird sein Korrosionsgrad nach der Verfärbung beurteilt. Der Korrosionsgrad wird unter Nennung der Prüftemperatur angegeben.

Korrosionsgrad	Bedeutung	Beschreibung
1	Leichte Anlauffarben	Schwach orange, kaum verändert gegenüber einem frisch geschliffenen Kupferstreifen Dunkelorange
2	Mäßige Anlauffarben	Weinrot Lavendelblau Vielfarbig mit Lavendelblau und/oder silbernem Überzug auf Weinrot Silbern Messingfarben oder golden
3	Starke Anlauffarben	Magentafarbener (anilinrotfarbener) Überzug auf messing- farbenem Streifen Vielfarbig mit rotem und grünem Schimmer (pfauenartig), aber nicht grau
4	Korrosion	Durchsichtig schwarz, dunkelgrau oder braun mit pfauen- artigem, kaum grünem Schimmer Graphitschwarz oder glanzlos schwarz Glänzend oder pechschwarz

Bestimmung des Gehaltes an festen Fremdstoffen nach DIN 51 813 Teil 1

Bei dieser Prüfung werden 500 g Schmierfett durch ein Prüfsiebgewebe gepresst. Das auf dem Prüfsieb verbleibende mit den Fremdstoffen angereicherte Schmierfett wird in einem Lösmittel-Essigsäuregemisch gelöst und durch einen Filtertigel filtriert. Nach Auswaschen und Trocknung des Rückstandes wird durch Differenzwägung der Anteil an festen Fremdstoffen bestimmt.

Bestimmung des Wassergehaltes nach DIN ISO 3733

Das Prüfgerät besteht aus einem Destilliergefäß, dass die Schmierfettprobe in einem nicht mit Wasser mischbaren Lösemittel enthält. Durch Erhitzen wird Lösemittel und das im Schmierfett befindliche Wasser abdestilliert, in der Destillationsvorlage gesammelt und getrennt. Das Wasser sammelt sich in der Messröhre der Vorlage während das Lösemittel in das Destillationsgefäß zurückfließt.

Bestimmung der Ölabscheidung nach DIN 51 817

Für die Bestimmung der Ölabscheidung aus Schmierfetten wird ein Gefäß mit einem Drahtsiebboden verwandt. Das befüllte Prüfgefäß wird auf einen Ölauffangbehälter gesetzt und die Probe mit einem Gewichtsstück beschwert. Danach wird das Prüfgerät auf Prüftemperatur gebracht. Nach einer bestimmten Prüfdauer wird die Menge des Öles ermittelt, die durch den Drahtsiebboden abgeschieden wurde.

Bezeichnung der Schmierstoffe und Kennzeichnung der Schmierstoffbehälter, Schmiergeräte und Schmierstellen nach DIN 51 502

Schmierfette werden durch Kurzbezeichnungen wir folgt klassifiziert:

	Kennbuchstabe für die Schmierfettart nach Tab. 6, Spalte 2, z.B. Schmierfette für Wälzlager, Gleitlager und Gleitflächen	K
	Zusatz-Kennbuchstabe nach Tab. 7, z.B. Festschmierstoff-Zusatz	KF
	Zusatz-Kennbuchstabe für Schmierfette aus Syntheseölbasis nach Tab. 7, z.B. Esteröle	KE
	Konsistenz-Kennzahl (NLGI-Klasse) nach Tab. 1, z.B. 2	K2
	Zusatzbuchstabe nach Tab. 8, der die obere Gebrauchstemperatur nach DIN 51 806 und/oder 51 821 mit der Bewertung des Verhaltens gegenüber Wasser nach DIN 51 807 Teil 1 erfasst, z.B. N = obere Gebrauchstemperatur von +140°C und Bewertungsstufe 0 oder 1	KFE 2 N
	Zusatzkennzahl nach Tab. 9, Spalte 1, der die untere Gebrauchstemperatur nach DIN 51 805 (Spalte 2) festlegt, z.B. -20 = untere Gebrauchstemperatur von -20°C	KFE 2 N -20
	Zusatzkennbuchstabe P für Hochdruck- und Verschleißschutzeigenschaften	KP

In DIN 51 825 und DIN 51 821 sind ergänzend zu DIN 51 502 Anforderungen an Schmierfette geregelt.

Kennbuchstaben für Schmierfette

Schmierfettart	Kennbuchstabe(n)
Schmierfette für Wälzlager, Gleitlager und Gleitflächen nach DIN 51 825	K
Schmierfette für geschlossene Getriebe nach DIN 51 826	G
Schmierfette für offene Getriebe, Verzahnungen (Haftschmierstoffe ohne Bitumen)	OG
Schmierfette für Gleitlagerungen und Dichtungen	M

Zusatz-Kennbuchstaben für Schmierfette

Stoffart	Kennbuchstabe(n)
Festschmierstoff-Zusatz (z.B. MoS2, Graphit)	F
Esteröle	E
Fluorkohlenwasserstofföle	FK
Polyglycolöle	PG
Silikonöle	SI
EP-Zusatz	P

Zusatzbuchstabe für Schmierfette

Zusatzbuchstabe nach DIN 51 502	Obere Gebrauchs- temperatur °C	Verhalten gegenüber Wasser nach DIN 51 807 Teil 1 Bewertungsstufe DIN 51 807
C	+60	0-40 oder 1-40
D		2-40 oder 3-40
E	+80	0-40 oder 1-40
F		2-40 oder 3-40
G	+100	0-90 oder 1-90
H		2-90 oder 3-90
K	+120	0-90 oder 1-90
M		2-90 oder 3-90
N	+140	nach Vereinbarung
P	+160	nach Vereinbarung
R	+180	nach Vereinbarung
S	+200	nach Vereinbarung
T	+220	nach Vereinbarung
U	oberhalb +220	nach Vereinbarung

Zusatzkennzahlen für Schmierfette

Zusatzkennzahlen nach DIN 51 502	Untere Gebrauchstemperatur °C
-10	-10
-20	-20
-30	-30
-40	-40
-50	-50
-60	-60

Anwendungen von Schmierfetten

Schmierfristen

Die wirtschaftlichsten Schmierfristen und die zur Nachschmierung benötigte Menge an Schmierfett sind weitgehend von den Betriebsbedingungen der Schmierstelle abhängig, wie: Betriebstemperatur, Drehzahl, Lagerbelastung, Umgebungseinflüsse, Abdichtung. In Einzelfällen geben die Lager-Hersteller Auskunft über die Nachschmier-Intervalle.