DIN 51354 Prüfung von Schmierstoffen - Bestimmung der Scherstabilität polymerhaltiger Schmieröle

Die vom Deutschen Institut für Normung (DIN) veröffentlichte Norm „DIN 51354 Prüfung von Schmierstoffen – Bestimmung der Scherstabilität polymerhaltiger Schmieröle“ besteht aus den folgenden, unter gleichem Titel veröffentlichten Unterabschnitten:

• Die Norm „DIN 51354-1 Teil 1: KRL-Prüfverfahren (FZG-Zahnradmaschine)“ beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Scherstabilität von polymerhaltigen Schmierölen. Polymerhaltige Öle, wie z. B. Mehrbereichsmotorenöle und Hydraulikflüssigkeiten, können unter mechanischer Belastung durch Polymerabbau an Viskosität verlieren. Der KRL-Test bewertet, inwieweit die Viskosität unter definierten Bedingungen abnimmt.

Der KRL-Test ist als Kugellager-Rollenlager-Einlauftest bekannt. Für diese Tests wird ein modifizierter FZG-Getriebeprüfstand verwendet. Während des Tests wird das Öl in einem Rollenlagerprüfstand hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Nach einer festgelegten Anzahl von Zyklen wird der Viskositätsverlust (üblicherweise bei 100 °C) gemessen. Der prozentuale Verlust der kinematischen Viskosität wird berechnet und zur Beurteilung der Scherstabilität des Öls verwendet.

Dieser Standard wird für Motoröle, Hydraulikflüssigkeiten und Getriebeöle verwendet, die den Viskositätsindex verbessern. Dieser Test ist besonders wichtig für die Qualitätskontrolle und Produktentwicklung von Schmierstoffformulierungen, bei denen die langfristige Beibehaltung der Viskosität unter mechanischer Belastung entscheidend ist.

Für Unternehmen, die mit Schmiermitteln oder mechanischen Systemen arbeiten, die eine konstante Leistung unter Belastung erfordern, ist die Norm DIN 51354-1 einer der grundlegenden Standards zur Gewährleistung der Produktzuverlässigkeit.

• Die Norm „DIN 51354-2 Teil 2: Schallscherprüfverfahren“ beschreibt ein Schallscherprüfverfahren zur Beurteilung der mechanischen Scherstabilität polymerhaltiger Schmierstoffe. Diese Norm gilt für Öle wie Mehrbereichsmotorenöle, Hydraulikflüssigkeiten und andere Schmierstoffe, die Viskositätsindexverbesserer (Polymere) enthalten. Sie bewertet, wie Polymermoleküle durch mechanische Beanspruchung durch Ultraschallenergie aufgebrochen werden. Die Ergebnisse zeigen die Widerstandsfähigkeit des Öls gegen Viskositätsverlust unter dieser Belastung.

Bei diesen Tests kommt ein Gerät zum Einsatz, das Ultraschallenergie nutzt (ein sogenanntes Schallschergerät). Während des Tests wird eine Schmierstoffprobe für einen bestimmten Zeitraum Schallenergie ausgesetzt. Nach dem Test wird die kinematische Viskosität (üblicherweise bei 100 °C) gemessen. Der Viskositätsverlust (in Prozent) wird berechnet. Das Ergebnis stellt den Scherstabilitätsindex dar; je geringer der Viskositätsverlust, desto stabiler ist das Öl unter mechanischer Belastung.

Dieser Standard wird bei der Entwicklung von Motorölen und Hydraulikflüssigkeiten, der Qualitätskontrolle von Mehrbereichsölen und der Bewertung von Viskositätsindexverbesserern (VII) verwendet.

Der Vergleich dieser beiden Standards führt zu folgenden Ergebnissen:

• Die Art der mechanischen Beanspruchung ist Wälzlager (FZG-Zahnradprüfvorrichtung) beim KRL-Test (DIN 51354-1), Ultraschallenergie (Schallprüfung) beim Schallgleittest (DIN 51354-2).
• Die Testdauer beträgt beim KRL-Test typischerweise Stunden, beim Schallschertest weniger (Minuten).
• Die Simulation der realen Welt ist beim KRL-Test hoch (getriebeähnliche Bedingungen), beim Sonic-Shear-Test niedriger (idealisierte Laborbedingungen).
• Die Messung des Viskositätsverlustes ist mit beiden Prüfverfahren möglich.

Die Norm DIN 51354 ist wichtig, da sie Methoden zur Bestimmung der Verschleißschutzeigenschaften von Schmierstoffen bereitstellt. Diese Norm definiert wiederholbare und standardisierte Prüfverfahren zur Messung der Wirksamkeit eines Schmierstoffs zum Schutz von Gleitflächen vor Verschleiß. Diese Norm wird aus folgenden Gründen als notwendig erachtet:

• Konsistenz und Vergleichbarkeit: Ohne einen Standard testen Hersteller und Labore Schmierstoffe möglicherweise auf unterschiedliche Weise, wodurch die Ergebnisse nicht vergleichbar sind. Die Norm DIN 51354 stellt die Konsistenz der Ergebnisse in verschiedenen Tests und Laboren sicher.
• Qualitätskontrolle: Hilft Schmierstoffherstellern, die Qualität und Leistung ihrer Produkte zu beurteilen und aufrechtzuerhalten. Stellt sicher, dass die Produkte die Mindestleistungskriterien erfüllen.
• Produktentwicklung: Ingenieure und Chemiker nutzen Daten, um bessere Schmierstoffe mit höherer Verschleißfestigkeit zu entwickeln.
• Branchenspezifikation: Viele Branchen (Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Fertigung) geben bei der Auswahl von Schmierstoffen für Maschinen harmonisierte Daten in der Norm DIN 51354 vor.
• Sicherheit und Zuverlässigkeit: Durch die Gewährleistung eines geringen Verschleißes unter Last werden die Lebensdauer und Sicherheit der Maschine erhöht, was bei Anwendungen mit hoher Last oder hoher Geschwindigkeit von entscheidender Bedeutung ist.

Die DIN 51354-Norm wird im Allgemeinen für Getriebe- und Motoröle für Kraftfahrzeuge, Industrieschmierstoffe für Lager und Getriebe sowie Hydraulik- und Turbinenöle verwendet. Für Unternehmen, die Schmierstoffprüfungen oder Maschinenkonstruktionen durchführen, trägt die Einhaltung dieser Norm dazu bei, die Langlebigkeit, Effizienz und Branchenakzeptanz ihrer Produkte zu gewährleisten.

Unser Unternehmen unterstützt seit Jahren Unternehmen aller Branchen mit einem breiten Spektrum an Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten. Unser starkes Mitarbeiterteam verfolgt die weltweiten Entwicklungen in Wissenschaft und Technik aufmerksam und verbessert sich kontinuierlich. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen nach DIN 51354 „Prüfung von Schmierstoffen – Bestimmung der Scherstabilität polymerhaltiger Schmieröle“ an.