Alterungsuntersuchungen und Methoden zur Alterungsvorhersage für umweltverträgliche Schmierstoffe in neu gestalteten Tribosystemen

Tribologische Kontakte bilden die Grundlage zahlreicher technischer Systeme und Prozesse. Von ihrer optimalen Funktionserfüllung hängt sowohl die Lebensdauer des Systems als auch dessen Effizienz im Umgang mit Ressourcen ab. Daher kommt den Schmierstoffen innerhalb solcher Systeme eine besondere Bedeutung zu. Werden entsprechend des Ansatzes des Sonderforschungsbereichs 442, durch die Funktionalisierung der Oberflächen der Reibpartner Eigenschaften des Schmierstoffs auf die Oberfläche übertragen, so gewinnt die Alterungsbeständigkeit des Schmierstoffs an Bedeutung. Diese Arbeit untersucht vor diesem Hintergrund ausgehend von der allgemeinen Darstellung der chemischen Alterungsmechanismen die Einflüsse der Zusammensetzung der im Sonderforschungsbereich neu synthetisierten Schmierstoffe auf die Standzeit. Um den Einfluss von reibbelasteten tribologischen Kontakten auf das Alterungsverhalten der Schmierstoffe zu untersuchen, wird ein neuer Alterungstest entwickelt. Dieser basiert auf dem Rotating Pressure Vessel Test und enthält zusätzlich eine Scheibe-Scheibe Tribometer. Die Ergebnisse zeigen einen über die Einbringung von zusätzlicher Energie in das System hinausgehenden Einfluss auf die Alterung. Es wird eine Alterungssimulation zur Vorhersage der Standzeit von Flüssigkeiten in hydraulischen Systemen entwickelt. Dem vergleichsweise einfachen Belastungskollektiv modellhafter Alterungstests steht in realen Anlagen eine ungleich komplexere Belastung gegenüber. Kennzahlen fassen diese zusammen und dienen als Eingang für ein neuronales Netz, welches die Eigenschaftsänderung der Flüssigkeit als Reaktion auf die Belastung berechnet. Auf diese Weise kann der Verlauf der Standzeit bestimmenden Eigenschaft der Flüssigkeit berechnet und daraus die Standzeit abgeleitet werden. Mit Hilfe von Prüfstandsversuchen wird das neuronale Netz trainiert und anhand eines Vergleichs eines gemessenen Viskositätsverlauf und eines entsprechend simulierten Verlaufs wird die Funktionsfähigkeit dieses Konzeptes gezeigt.