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Elektrisch leitfähiger Schmierstoff macht das Betreiben von Elektromotoren sicherer

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Seit langem ist bekannt, dass es in Elektromotoren zum Auftreten unerwünschter Stromflüsse kommt. Der Effekt ist unabhängig von Größe und Leistung des Motors und tritt z. B. in Lüftermotoren sowie in Fahr- oder Maschinenantriebsmotoren auf. Eine ähnliche Situation ergibt sich durch die Ansammlung statischer Elektrizität an drehenden Teilen.

So trennt in laufenden Wälzlagern ein dünner Schmierfilm die Wälzkörper vom Innen- und Außenring. Dieser Schmierfilm wirkt wie das Dielektrikum eines Kondensators. Im Betrieb lädt die Rotorspannung den „Kondensator“ Außenring/Innenring – Dielektrikum – Wälzkörper auf. Wird die Durchschlagspannung des Schmierfilms überschritten, erfolgt die Entladung durch einen plötzlich auftretenden, kapazitiven Strom. Dessen Stärke hängt von mehreren Parametern (Viskosität, Temperatur, Art des Schmierstoffs, Schmierfilmdicke) ab.

Dabei kommt es zu einem Funkendurch-schlag, der primär zur Kraterbildung auf der Oberfläche des Lagermaterials führt, und sekundär eine Riffelstruktur durch das Überrollen der Krater durch die Wälzkörper verursacht. Gleichzeitig wird durch die hohen Temperaturen beim Funkenüberschlag auch der Schmierstoff geschädigt. Es kommt zur thermischen Zersetzung sowie zu unerwünschten Reaktionen zwischen den Inhaltsstoffen des Schmierstoffs.
Abhilfe kann zum einen durch isolierend beschichtete Lager geschaffen werden, zum anderen auch durch den Einsatz elektrisch leitfähiger Schmierstoffe, die einen kontinuierlichen Stromabfluss ermöglichen. Hierzu wurden bisher einige Produkte auf der Basis leitfähiger Feststoffe, speziell leitfähiger Ruße, vorgestellt. Diese Schmierstoffe sind allerdings tiefschwarz gefärbt und machen damit die Begutachtung der Lager im verbauten Zustand unmöglich. Zugleich kann auch der Zustand des Schmierstoffs selbst nicht beurteilt werden.
Grundsätzlich entsteht Leitfähigkeit in fes-ten und flüssigen Medien auf zwei unterschiedlichen Wegen. In Feststoffen, z. B. Metallen, erfolgt der Ladungstransport durch frei bewegliche Elektronen (sog. Elektronengas) innerhalb der Gitterstruktur der Metallatome, und in Flüssigkeiten durch Ionen, d. h. geladene Teilchen, die durch Dissoziierung gelöster Stoffe entstehen. Die Leitfähigkeit ist in solchen Systemen zwar erheblich geringer als etwa in Metallen, jedoch völlig ausreichend zur Ableitung von Strömen, wie sie in den oben beschriebenen technischen Anordnungen auftreten.
Die Lubricant Consult GmbH, bekanntfür die Entwicklung hochleistungsfähiger Schmierstoffe, auch für ungewöhnliche Anwendungsbereiche, hat diesen neuen Weg zur Lösung des Problems beschritten. Die Spezialisten des Unternehmens aus Maintal entwickelten einen Schmierstoff, der seine Leitfähigkeit erstmals nicht durch dispergierte Feststoffe erhält. Dies ermöglicht, deren unerwünschte Eigenschaften, z. B. Abrasivität, zu vermeiden.
Lösliches Salz-Öl-System
Die Basis des neuen Schmierstoffs Turmopol Grease Elf bildete die Entwicklung eines löslichen Salz-Öl-Systems, dessen Leitfähigkeit etwa mit der wässriger Salzlösungen vergleichbar ist. Die Verdickung erfolgte mit einem ausgewählten Natrium-Schicht-Silikat. Die Formulierung liefert eine Leitfähigkeit von 100-300 µS/cm bei Raum-temperatur. Bei Erwärmung steigt der Leitwert deutlich an und kehrt bei Abkühlung in Form einer Hysteresekurve zum Ausgangswert zurück. Bei Abkühlung unter Raumtemperatur zeigt sich ein umgekehrtes Verhalten. Grund ist die jeweilige Konsistenzänderung, welche die Beweglichkeit der Ladungsträger steuert. Erwärmung über einen längeren Zeitraum oder Lagerung bei Raumtemperatur beeinflussen die Leitfähigkeit nicht negativ.
Trotz Einsatzes einer Salzlösung wird dieser neue Schmierstoff keinesfalls zur Quelle von Korrosion. Eine Kombination aus Antikorrosiva sorgt dafür, dass Metalloberflächen auch bei erhöhten Temperaturen nicht angegriffen werden.
Lubricant Consult GmbHTel. 06109/76500, Fax 06109/765051
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