Getriebeöle
Mehr Leistung. Weniger Platz. Höhere Anforderungen.
Der moderne Getriebebau muss immer höhere Leistungen und Drehmomente übertragen – bei gleichzeitig kleineren Baugrößen und geringerem Gewicht. Neue Getriebekonstruktionen und Werkstoffe, moderne Oberflächentechnologien und aufwändige Fertigungsverfahren sind dafür ebenso entscheidend wie optimal abgestimmte Hochleistungsschmierstoffe.
Mit der steigenden Leistungsfähigkeit von Zahnradgetrieben wachsen auch die Anforderungen an deren Schmierung. Besonders wichtig sind ein zuverlässiger Verschleiß- und Fressschutz sowie eine hohe thermische Stabilität. Denn die entstehende Verlustwärme muss über zunehmend kleinere Gehäuseoberflächen abgeführt werden. Dadurch steigen die Betriebstemperaturen – und mit ihnen die Belastungen für Getriebe und Schmierstoff.
Unsere Getriebeöle
Langzeitschmierung von schwer belasteten Getrieben
Getriebeöle von VÖLKEL sind Hochleistungsschmierstoffe für anspruchsvolle Anwendungen und tragen dazu bei, Verschleiß zu reduzieren, die Betriebssicherheit zu erhöhen und Instandhaltungskosten zu senken. Sie bieten eine hohe Fress- und Graufleckentragfähigkeit sowie zuverlässigen Verschleiß- und Korrosionsschutz.
Ein hoher Viskositätsindex und ein gutes Viskositäts-Temperatur-Verhalten sorgen für zuverlässige Schmierung über einen breiten Temperaturbereich. Gleichzeitig zeichnen sich unsere Getriebeöle durch eine hohe Stabilität gegenüber Scherkräften, Alterung und Oxidation aus. Damit eignen sie sich insbesondere für die Langzeitschmierung schwer belasteter Getriebe unterschiedlichster Baugrößen und Konstruktionen.
Für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie stehen entsprechend zertifizierte H1-Getriebeöle zur Verfügung. Spezielle Getriebeöle auf Polyglykolöl-Basis, teilweise mit unserer EX-Technologie, bieten darüber hinaus eine hohe mechanische und thermische Stabilität und eignen sich dadurch auch für anspruchsvolle Hochtemperaturanwendungen.
Grundsätzlich kann eine effiziente Getriebeschmierung sowohl mit Ölen als auch mit Getriebefetten bzw. Getriebefließfetten erfolgen. Im Getriebebau überwiegt jedoch die Ölschmierung – und auf diese konzentrieren wir uns im Folgenden.
Die Eigenschaften von Getriebeölen
Die Leistungsfähigkeit eines Getriebeöls wird maßgeblich durch die Auswahl und Abstimmung von Grundölen und Additiven bestimmt. Führende Getriebehersteller definieren hierfür hohe Anforderungen, die sich auch in internationalen Normen und Spezifikationen widerspiegeln. Zu den wesentlichen Eigenschaften zählen:
• thermische Stabilität über einen weiten Temperaturbereich
• gutes Viskositäts-Temperatur-Verhalten
• hohe Alterungsbeständigkeit
• zuverlässiges Tieftemperaturverhalten
• Korrosionsschutz gegenüber Stahl und Buntmetall
• kontrolliertes Schaumverhalten
• gute Elastomerverträglichkeit
• Verträglichkeit mit Innenlackierungen
• zuverlässiger Verschleißschutz
• effektiver Schutz vor Fressen und Graufleckigkeit
Getriebeöl passgenau für Ihre Anforderungen
Als Spezialschmierstoffhersteller stimmen wir unsere Getriebeöle gezielt auf Getriebeart und -geometrie sowie auf die jeweiligen Betriebs- und Umgebungsbedingungen ab. Auf dieser Basis lassen sich Grundöltyp, Viskosität und Verschleißschutz optimal auf die jeweilige Anwendung ausrichten.
Eine sorgfältige Schmierstoffauswahl erfüllt dabei wesentliche Aufgaben:
• Reibung reduzieren
• Verschleiß minimieren
• Verschleißpartikel und Kontaminationen aufnehmen
• Wärme zuverlässig abführen
• eine ausreichende Tragfähigkeit des Schmierfilms gewährleisten
Was moderne Hochleistungsgetriebe fordern
Betriebstemperaturen
Eine genaue Beurteilung der Temperaturverhältnisse an Zahnrädern und Lagern sowie im Getriebeschmierstoff selbst ist eine wesentliche Voraussetzung für ein zuverlässiges tribologisches Konzept. Je nach Bauart, Belastung und eingesetztem Schmierstoff können die Öltemperaturen in Industriegetrieben zwischen +20 °C und +150 °C liegen.
Konstruktive Einflüsse und die Erwärmung durch die Betriebsumgebung wirken sich unmittelbar auf die Öltemperatur aus. Im Volllastbetrieb liegt sie in der Regel höher als im Teillast- oder intermittierenden Betrieb.
Entscheidend ist, dass bei der Erwärmung einzelner Getriebe- und Anbauteile, beispielsweise Pumpen oder Filtereinsätzen, die zulässigen Grenztemperaturen des Getriebeöls nicht überschritten werden. Auch bei der Auswahl der geeigneten Viskosität spielen die Ölsumpftemperatur beziehungsweise die Temperatur des eingespritzten Öls eine wichtige Rolle. Überdurchschnittlich hohe oder stark schwankende Temperaturen während des Betriebs können auf bestehende oder sich anbahnende Schäden hinweisen.
Viskositätsauswahl
Die richtige Viskosität gehört zu den wichtigsten Kriterien bei der Auswahl von Zahnrad-Getriebeölen, da sie maßgeblich zur Stabilität des Schmierfilms beiträgt. Mit steigender Viskosität des Grundöls nimmt in der Regel auch die Schmierfilmdicke zu. Dadurch können Verschleißschutz, Dämpfungsvermögen und Fresstragfähigkeit verbessert werden.
Die Viskosität eines Öls verändert sich jedoch mit den Betriebsbedingungen: Mit steigender Temperatur nimmt sie ab, während sie unter zunehmender Druckbelastung ansteigt. Eine zu hohe Viskosität kann insbesondere bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten durch erhöhte Plansch- und Quetschverluste zu einer stärkeren Erwärmung führen. Eine zu niedrige Viskosität begünstigt dagegen Mischreibung und kann dadurch den Verschleiß erhöhen.
Wie stark sich die Viskosität mit der Temperatur verändert, wird durch den Viskositätsindex (VI) beschrieben. Je höher der VI eines Getriebeöls ist, desto geringer fällt seine temperaturbedingte Viskositätsänderung aus und desto flacher verläuft die Viskositäts-Temperatur-Kennlinie. Dieses Verhalten wird sowohl durch die verwendete Grundölart – beispielsweise Mineralöl, Polyalphaolefin, Ester oder Polyglykol – als auch durch entsprechende Additive, sogenannte VI-Verbesserer, beeinflusst.
Alterungsverhalten
Hohe Temperaturen, Luftkontakt und der Kontakt mit metallischen Katalysatoren wie Kupfer oder Eisen können die chemische Struktur eines Getriebeöls verändern und damit dessen Alterung beschleunigen. Wie schnell dieser Prozess abläuft, hängt wesentlich vom Aufbau des Getriebeöls sowie von Höhe und Dauer der Temperatureinwirkung ab. Auch Verunreinigungen durch Wasser, Rost, Verschleißpartikel oder Staub können die Ölalterung zusätzlich fördern. Geeignete Additive helfen dabei, diesen Prozess gezielt zu verlangsamen.
Die Alterung eines Getriebeöls kann sich unter anderem durch Veränderungen der Viskosität, die Bildung korrosiver Säuren sowie durch Ablagerungen bemerkbar machen. Diese können lack-, gummi- oder schlammartig sein und beispielsweise Ölleitungen, Einspritzdüsen oder Filter beeinträchtigen beziehungsweise verstopfen.
Mit zunehmender Ölalterung können auch wichtige Eigenschaften wie Demulgier- und Schaumverhalten, Korrosions- und Verschleißschutz sowie teilweise das Luftabscheidevermögen negativ beeinflusst werden. Das Alterungsverhalten von Ölen wird unter anderem nach ASTM D 2893 geprüft.
Tieftemperaturverhalten
Abhängig von der verwendeten Grundölart können Getriebeöle bei tiefen Temperaturen durch stark ansteigende Viskosität oder durch die Kristallisation enthaltener Paraffine zunehmend schwer fließfähig werden. Der Pourpoint dient dabei als wichtiger Anhaltspunkt für das Tieftemperatur-Fließverhalten eines Öls. Er wird nach ISO 3016 bestimmt und bezeichnet die niedrigste Temperatur, bei der das Öl unter festgelegten Prüfbedingungen noch selbstständig fließt.
Damit sich beim Start zuverlässig und schnell ein ausreichender Schmierfilm aufbauen kann, sollte die niedrigste Betriebstemperatur eines Getriebes – häufig zugleich die Starttemperatur – stets einige Grad oberhalb des Pourpoints liegen.
Synthetische Getriebeöle weisen im Vergleich zu Mineralölen in der Regel ein deutlich besseres Tieftemperaturverhalten auf. Aufgrund ihres hohen Viskositätsindexes bleiben sie bei niedrigen Temperaturen fließfähiger als Mineralöle gleicher Nennviskosität. Ihr Pourpoint liegt entsprechend niedriger und kann je nach Grundöl und Formulierung Werte von unter -50 °C erreichen.
Schaumverhalten
Getriebeöle sollen eingetragene Luft möglichst schnell abscheiden und gleichzeitig die Bildung von stabilem Oberflächenschaum verhindern. Schaum entsteht, wenn Luftbläschen im Öl an die Oberfläche steigen und dort nicht ausreichend schnell zerfallen. Besonders bei tauchgeschmierten Getrieben mit mittleren bis hohen Umfangsgeschwindigkeiten kann der kontinuierliche Öl-Luft-Eintrag die Schaumbildung begünstigen. Auch Verunreinigungen durch Wasser, Staub, Rostpartikel oder Alterungsrückstände können die Schaumneigung erhöhen.Übermäßige Schaumbildung kann wichtige Eigenschaften des Öls beeinträchtigen, darunter die Alterungsstabilität und die Wärmeabfuhr. Zudem kann Schaum über die Entlüftung austreten. Bei einer Druckumlaufschmierung besteht darüber hinaus die Gefahr, dass die Ölpumpe Schaum ansaugt, wodurch Geräusche oder Schäden an der Pumpe entstehen können.
Anti-Schaum-Additive können die Schaumbildung reduzieren. Eine zu hohe Konzentration dieser Additive kann jedoch wiederum das Luftabscheidevermögen beeinträchtigen. Das Schaumverhalten von Schmierölen wird unter anderem nach ISO 6247 oder ASTM D 892 bestimmt. Der praxisnahe Flender-Schaumtest nach ISO 12152 untersucht unter getriebenahen Bedingungen die Luftaufnahme, die Bildung von Öl-Luft-Dispersionen sowie Schaumbildung und Schaumabbau.
Elastomerverträglichkeit
Elastomere in dynamischen und statischen Dichtungssystemen, beispielsweise Radialwellendichtringe (RWDR) oder O-Ringe, müssen mit dem eingesetzten Getriebeöl und dessen Additiven verträglich sein. Bei den im Getriebe auftretenden Temperaturen dürfen sie weder verspröden noch erweichen, da andernfalls die Dichtwirkung beeinträchtigt werden kann. Vorzeitiger Verschleiß von Radialwellendichtringen kann zu Leckagen, erhöhtem Reinigungsaufwand und im ungünstigsten Fall zu aufwändigen Getriebereparaturen führen.
Die statische Elastomerverträglichkeit wird für Getriebeanwendungen in Anlehnung an ISO 1817 untersucht, die dynamische Verträglichkeit in Anlehnung an DIN 3761. Bei gezielter Abstimmung von Schmierstoff, Dichtungswerkstoff und Betriebsbedingungen können lange und störungsfreie Laufzeiten erreicht werden.
Schutz vor Fresschäden
Mit dem FZG-Fresstest nach ISO 14635-1 wird geprüft, wie zuverlässig ein Getriebeöl die Zahnflanken vor Fressschäden schützt. Die Schadenskraftstufe KS 12 gilt dabei als Mindestanforderung für Schmieröle CLP nach DIN 51517-3 und EP-Öle nach AGMA 9005/E02.
Getriebeöle von VÖLKEL® mit EX-Technology übertreffen diese Anforderungen und erreichen höhere Fresskraftstufen. Damit bieten sie auch bei hohen Belastungen und extremen Stoßbeanspruchungen einen zuverlässigen Schutz der Verzahnung.
Schutz vor Graufleckenbildung
Mit dem Graufleckentest nach FVA 54/7 wird beurteilt, wie zuverlässig ein Getriebeöl vor Graufleckenschäden schützt. Abhängig von der erreichten Schadenskraftstufe wird die Graufleckentragfähigkeit als gering, mittel oder hoch eingestuft.
Getriebeöle von Völkel mit EX-Technology erreichen die Schadenskraftstufe KS 10 und werden damit einer hohen Graufleckentragfähigkeit zugeordnet.
Schutz der Wälzlager
Neben der Verzahnung müssen auch die Wälzlager eines Getriebes zuverlässig vor Verschleiß und vorzeitiger Ermüdung geschützt werden. Denn Schäden an den Lagern können zu einem frühzeitigen Ausfall des gesamten Getriebes führen.
Der Einfluss eines Getriebeöls auf das Verschleißverhalten von Wälzlagern wird unter anderem im FAG FE8-Verschleißtest nach DIN 51819-3 untersucht. Getriebeöle von Völkel übertreffen die Anforderungen dieser Prüfung für Schmieröle CLP. In der FE8-Lebensdaueruntersuchung erreichen sie darüber hinaus eine rechnerische Lagerlebensdauer, die deutlich über den Mindestanforderungen liegt.
Verträglichkeit mit Innenlackierungen
Getriebegehäuse aus Grauguss oder Stahl werden häufig mit einem Innenanstrich versehen, um sie während Lagerung, Transport oder längerer Stillstandzeiten vor Korrosion zu schützen. Branchenübliche Grundierungen sind gegenüber mineralischen Getriebeölen bis etwa +100 °C in der Regel beständig.
Bei Öltemperaturen über +100 °C kann die Beständigkeit gegenüber synthetischen Getriebeölen, insbesondere Polyglykolölen, jedoch eingeschränkt sein. Innenlackierungen können erweichen, Blasen bilden, sich auflösen oder ablösen. Dadurch können beispielsweise Ölleitungen, Filter oder Entlüftungsbohrungen verstopfen und Betriebsstörungen oder Getriebeschäden entstehen.
Zweikomponentenlacke auf Epoxidharzbasis weisen in der Regel auch bei höheren Betriebstemperaturen eine gute Beständigkeit gegenüber unterschiedlichen Grundölarten auf.
Korrosionsschutz
Ein zuverlässiger Korrosionsschutz trägt wesentlich zur Funktionssicherheit und Lebensdauer eines Getriebes bei. Dabei müssen sowohl Stahloberflächen geschützt als auch Kupfer und andere Buntmetalle berücksichtigt werden.
Schutz vor Stahlkorrosion
Von außen eingedrungenes oder durch Luftfeuchtigkeit entstandenes Kondenswasser kann in Verbindung mit Sauerstoff zur Rostbildung an unzureichend geschützten Stahloberflächen führen. Korrosionsprodukte und vom Öl mitgeführte Rostpartikel können in den Zahneingriff oder die Lager gelangen, dort abrasiv wirken und den Verschleiß erhöhen. Zudem kann Rostbildung die Alterungsstabilität und das Demulgiervermögen des Getriebeöls beeinträchtigen sowie die Schlammbildung begünstigen.
Zum Schutz der Stahloberflächen werden Getriebeöle mit Korrosionsinhibitoren formuliert. Diese polaren Additive benetzen die Metalloberfläche und bilden einen wasserabweisenden Schutzfilm, der der Rostbildung entgegenwirkt.
Schutz vor Kupferkorrosion
Auch bei Verwendung von EP-Additiven dürfen Getriebeöle Bauteile aus Kupfer oder kupferhaltigen Werkstoffen nicht korrosiv angreifen. Das gilt insbesondere für Kupferlegierungen wie Messing oder Bronze. Die Verträglichkeit des Getriebeöls mit Kupfer wird im Kupferkorrosionstest nach ISO 2160 untersucht. Getriebeöle von Völkel, die den CLP-Anforderungen nach DIN 51517-3 entsprechen, sind nicht kupferkorrosiv.
Hochleistungsgetriebeöle – Mineralöle oder Syntheseöle
Für die Schmierung geschlossener Industriegetriebe werden auch heute noch häufig mineralische Getriebeöle eingesetzt. Synthetische Getriebeöle bieten sich insbesondere dann an, wenn Mineralöle aufgrund hoher Temperaturen, hoher Umlaufgeschwindigkeiten oder starker Gleitbeanspruchungen an ihre Leistungsgrenzen stoßen.
Als synthetische Grundöle haben sich in Zahnradgetrieben vor allem Polyalphaolefine (PAO), Polyglykole (PG) und Ester (E) etabliert. Ihre unterschiedlichen Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten werden im Folgenden näher erläutert.
Polyalphaolefinöle (PAO)
Polyalphaolefine (PAO) ähneln Mineralölen in ihrem chemischen Aufbau und werden auch als synthetische Kohlenwasserstoffe (SHC) bezeichnet. Ihre Verträglichkeit mit Dichtungsmaterialien und Lacken sowie Entsorgung und Wiederaufbereitung sind weitgehend mit denen mineralischer Öle vergleichbar. Bei einer Umölung von Mineralöl auf PAO sind sie zudem mit verbleibenden Mineralölresten mischbar.
Mit ausgewählten FDA-konformen Grundölen und entsprechend abgestimmten Additiven können Getriebeöle auf PAO-Basis auch als H1-Schmierstoffe für Anwendungen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sowie bei entsprechenden Erstausrüstern registriert werden.
PAO-basierte Getriebeöle zeichnen sich durch eine hohe Alterungsstabilität aus, wodurch sich die Ölwechselintervalle deutlich verlängern lassen. Darüber hinaus bieten sie ein besonders gutes Tieftemperaturverhalten.
Polyglykolöle (PG)
Polyglykolöle (PG) ermöglichen sehr niedrige Reibungszahlen und eignen sich daher besonders für Getriebe mit hohen Gleitanteilen, beispielsweise Schnecken- und Hypoidgetriebe. Mit einer gezielt abgestimmten Additivierung bieten sie einen hohen Verschleißschutz, auch bei anspruchsvollen Materialpaarungen wie Stahl und Bronze.
Bestimmte Polyglykolöle können mit geeigneten Grundölen und entsprechender Additivierung als H1-Schmierstoffe für die Lebensmittelindustrie formuliert und registriert werden. Sie erfüllen die Anforderungen gemäß FDA 21 CFR §178.3570 und können beispielsweise bei NSF International, InS Services oder 2Probity registriert werden. H1-Schmierstoffe sind für Anwendungen vorgesehen, bei denen ein unbeabsichtigter Kontakt mit Lebensmitteln, Kosmetika, Arzneimitteln oder Tierfutter nicht vollständig ausgeschlossen werden kann. Ergänzend sollte eine entsprechende Risikoanalyse, beispielsweise im Rahmen eines HACCP-Konzeptes, erfolgen.
Polyglykole sind im Allgemeinen nicht mit mineralischen Ölen mischbar. Bei einer Umölung sollte eine Vermischung daher vermieden werden. Aufgrund ihrer hohen Alterungsstabilität eignen sich Polyglykolöle zudem für Anwendungen bei hohen Getriebetemperaturen.
Esteröle (E)
Synthetische Esteröle entstehen aus Verbindungen von Säuren und Alkoholen. Durch die Vielzahl möglicher Strukturen lassen sich ihre chemisch-physikalischen Eigenschaften und damit auch ihr Schmierverhalten gezielt beeinflussen.
Viele Esteröle zeichnen sich durch eine hohe thermische Stabilität und ein sehr gutes Tieftemperaturverhalten aus. In industriellen Getriebeanwendungen kommen vor allem biologisch schnell abbaubare Esteröle zum Einsatz, deren Leistungsfähigkeit an die von Polyalphaolefinen und Polyglykolen heranreichen kann.
Esteröle sind mit Mineralölen und Polyalphaolefinen mischbar, mit Polyglykolen jedoch nur eingeschränkt.
Mehr Wirkungsgrad – weniger Verluste
Synthetische Getriebeöle auf Basis von Polyalphaolefinen, Estern oder Polyglykolen weisen aufgrund ihrer Molekularstruktur eine geringere Verzahnungsreibung auf als mineralische Getriebeöle. Je nach Anwendung kann die Reibung gegenüber einem mineralischen EP-Getriebeöl um mehr als 30 % reduziert werden. Dadurch lassen sich Verzahnungsverluste verringern und der Wirkungsgrad des Getriebes erhöhen.
Besonders bei Getrieben mit hohen Gleitanteilen, beispielsweise Schnecken- oder Hypoidgetrieben, sind gegenüber mineralischen Getriebeölen Wirkungsgradsteigerungen von mehr als 20 % möglich. Selbst bei konstruktionsbedingt bereits sehr effizienten Stirnrad- und Kegelradgetrieben können synthetische Getriebeöle den Wirkungsgrad um bis zu 1 % verbessern. Was zunächst gering erscheint, kann abhängig von Nennleistung und Anzahl der eingesetzten Getriebe zu erheblichen Energieeinsparungen führen.
Die geringere Reibung kann zudem die Öltemperatur senken. Bei Stirnradgetrieben ist beispielsweise eine Reduzierung von +85 °C mit Mineralöl auf +80 °C mit einem synthetischen PAO-Getriebeöl möglich. Niedrigere Betriebstemperaturen können den Energieverbrauch reduzieren, die Lebensdauer von Getriebe und Schmierstoff unterstützen und den Wartungsaufwand verringern.
Vorteile synthetischer Getriebeöle
Synthetische Getriebeöle bieten gegenüber Mineralölen einen breiten Gebrauchstemperaturbereich und können – abhängig von Anwendung und Betriebsbedingungen – weitere Vorteile bieten:
• bis zu 3- bis 5-fach längere Ölwechselintervalle bei vergleichbarer Öltemperatur
• höherer Wirkungsgrad
• hoher Verschleißschutz
• besseres Kaltstartverhalten bei gleicher Nennviskosität ( ISO VG )
• geringerer Kühlbedarf durch niedrigere Betriebstemperaturen im Volllastbetrieb
• mögliche Energiekosteneinsparungen durch geringere Verzahnungsverluste und reduzierte Reibung
Lebensdauer bei allen Betriebs- und Umgebungsbedingungen
Die hohe Alterungsstabilität synthetischer Getriebeöle ermöglicht längere Ölwechselintervalle und kann dazu beitragen, Produktionsausfallzeiten zu reduzieren sowie Rohstoffe und Ressourcen zu schonen. Unter geeigneten Betriebsbedingungen ist in bestimmten Anwendungen sogar eine Lebensdauerschmierung möglich. Völkel bietet hierfür eine breite Auswahl synthetischer Hochleistungs-Getriebeschmierstoffe. Abgestimmt auf Herstellervorgaben und das jeweilige Anwendungsprofil stehen Getriebeöle, Getriebefließfette und Getriebefette für unterschiedlichste tribologische Anforderungen zur Verfügung.
Für Getriebeanwendungen in der Lebensmittel-, Pharma- und Medizintechnik bieten wir zahlreiche H1-registrierte Schmierstoffe, die die Anforderungen gemäß FDA 21 CFR §178.3570 erfüllen. Darüber hinaus sind Produkte verfügbar, die für den Einsatz im Rahmen von HACCP-Konzepten geeignet sind sowie Halal- und Koscher-Anforderungen erfüllen. Für besonders anspruchsvolle Anwendungen, beispielsweise in Reinräumen oder der Luft- und Raumfahrt, kommen chemisch inerte und besonders verdampfungsarme PFPE-Getriebeschmierstoffe aus unserer LUBRIFLUOR-Reihe zum Einsatz.
Getriebe – unterschiedliche Bauformen für eine maximale Effizienz
In Industrieanlagen kommen zahlreiche Getriebetypen in unterschiedlichen Baugrößen und Leistungsbereichen zum Einsatz. Zu den verbreitetsten Bauformen zählen Stirnrad-, Kegelrad-, Planeten-, Schnecken- und Hypoidgetriebe. Je nach Konstruktion übernehmen sie unterschiedliche Aufgaben – etwa die Änderung von Drehzahl, Drehrichtung oder Kraftfluss.
Getriebe übertragen und wandeln Bewegungen, Kräfte und Drehmomente. Dabei reicht das Spektrum von kleinen Antrieben mit wenigen Watt bis hin zu leistungsstarken Industriegetrieben im Megawattbereich. Gleichzeitig werden moderne Getriebe zunehmend kompakter, wodurch die Leistungs- und Energiedichte steigt. Auch bei hohen Wirkungsgraden entsteht durch unvermeidbare Reibungsverluste Wärme, die zuverlässig abgeführt werden muss. Mit zunehmender Leistungsdichte steigen daher auch die Anforderungen an Schmierung und Wärmeabfuhr. Entscheidend ist eine bedarfsgerechte Versorgung der Schmierstellen mit Getriebeöl.
In vielen Getrieben kommt eine Ölbadtauchschmierung zum Einsatz. Bei größeren oder schnelllaufenden Getrieben wird dagegen häufig eine Druckumlaufschmierung verwendet, um Schmierstoffversorgung und Wärmeabfuhr zuverlässig sicherzustellen.
Was Getriebeöle leisten müssen
Bei jedem Zahneingriff muss sich der Schmierfilm neu aufbauen. Gleichzeitig verändern sich die Gleitgeschwindigkeiten im Schmierspalt kontinuierlich und die Zahnflanken sind hohen Flächenpressungen ausgesetzt. Ein gewisser Anteil an Mischreibung lässt sich deshalb nicht vollständig vermeiden.
Für die Auslegung eines Getriebeöls müssen sowohl physikalische Eigenschaften wie Viskosität, Viskositätsindex und Viskositäts-Druck-Verhalten als auch Grundölart und Additivierung gezielt auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden. Dabei spielen neben der Konstruktion des Getriebes auch fertigungsbedingte Faktoren wie Härte und Oberflächengüte der Zahnflanken sowie Betriebsbedingungen wie Belastung, Lastwechsel, Temperatur, Drehzahl und Stoßbelastungen eine Rolle.
Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Getriebekonstruktionen und Einsatzbedingungen sind definierte Mindestanforderungen an Getriebeöle unerlässlich. Diese sind unter anderem in DIN 51517 festgelegt. Für besondere Anwendungen können darüber hinaus herstellerspezifische Prüfungen und Feldtests erforderlich sein. DIN 51509 beschreibt die Auswahl von Schmierstoffen für Zahnradgetriebe; Teil 1 gilt für Schmieröle, Teil 2 für plastische Schmierstoffe wie Fließfette und Fette. Auch die Wahl der geeigneten Viskositätsklasse richtet sich nach Bauart und Betriebsbedingungen des Getriebes. Niedrigere ISO-VG-Klassen von 22 bis 68 kommen vor allem bei schnelllaufenden Getrieben zum Einsatz, während in vielen Industrieanwendungen höhere Viskositätsklassen von ISO VG 220 bis 680 verwendet werden.
Neben der richtigen Schmierstoffauswahl haben auch die Betriebsbedingungen erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer von Öl und Getriebe. Eine dauerhaft zu hohe Öltemperatur beschleunigt die Alterung des Schmierstoffs und kann zugleich auf Störungen im Getriebe hinweisen. Ebenso wichtig sind eine ausreichende Ölreinheit und der vom Hersteller vorgegebene Ölstand. Ein zu niedriger Ölstand kann Mangelschmierung verursachen, während ein zu hoher Ölstand erhöhte Planschverluste und eine stärkere Belastung des Schmierstoffs zur Folge haben kann. Bei größeren Ölfüllmengen ermöglichen regelmäßige Gebrauchtölanalysen eine kontinuierliche Zustandsüberwachung. Veränderungen des Schmierstoffs können so frühzeitig erkannt und Wartungsmaßnahmen gezielter geplant werden.
