VKA-Test

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Öle und Fette, die sehr großen Drücken und Belastungen standhalten müssen, werden bereits in der Entwicklungsphase auf ihre Tauglichkeit geprüft. Sie enthalten Wirkstoffe (EP-Additive), die eine hohe Flächenpressung im Mischreibungsgebiet ermöglichen sollen. Auch im Einsatz befindliche Schmierstoffe sollten regelmäßig dahingehend geprüft werden, ob sie den hohen Anforderungen noch entsprechen. Mit dem VKA-Test werden die Gut- und Schweißkraft als VKA-Wert sowie verschiedene Reib- und Verschleißkennwerte von Schmierstoffen entsprechend der DIN 51350 bestimmt. Je höher die Schweißkraft oder je niedriger die Verschleißkennwerte eines Öls oder Fettes sind, desto besser ist sein Verschleißschutz unter Druckbelastung. Zur Durchführung dieses Tests hat OELCHECK nun einen neuen Vierkugel-Apparat (VKA-110) von Hansa Press im Einsatz.


Der Vierkugel-Apparat im Detail

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Der Vierkugel-Apparat besteht aus einer Lauf- und drei ihr gleichen Standkugeln, einem Antrieb sowie einem Lastarm mit Prüfgewichten. Die verwendeten Chromstahlkugeln sind genormt. Die drei feststehenden Standkugeln sind in einem Kugeltopf eingespannt. Der zu prüfende Schmierstoff wird so lange in den Topf gegeben bis die Standkugeln komplett bedeckt sind (ca. 10 ml). Mit einem am Gehäuse abgestützten Arm wird ein Drehen des Kugeltopfs verhindert. An einer senkrecht gelagerten Prüfspindel, die sich über dem Kugeltopf befindet, wird die Laufkugel eingespannt. Mittels eines Hebelmechanismus wird die Prüfkraft aufgebracht, die durch die aufgelegten Gewichte und die Hebellänge variiert werden kann. Über einen senkrechten Stößel wird die Prüfkraft direkt auf den Kugeltopf übertragen und die Standkugeln gegen die rotierende Laufkugel gepresst. Die durch einen Elektromotor angetriebene Prüfspindel rotiert mit 1450 min-1. Wenn die Kugeln durch Verschweißen den Lauf blockieren, wird die Stromzufuhr automatisch unterbrochen. Das Drehmoment kann kontinuierlich aufgezeichnet werden.


Gut- und Schweißkraft

Bei der Bestimmung der Schweißkraft wird die Prüfkraft stufenweise erhöht bis ein Verschweißen der Kugeln eintritt. Diese Prüfung dauert jeweils 60 s für jede Stufe. Die Gutkraft ist die höchste Stufe, bei der noch kein Verschweißen stattgefunden hat. Die Schweißkraft hingegen ist die Stufe, bei der das Verschweißen aufgetreten ist. Im Diagramm können Sie ein Beispiel sehen, bei dem das Verschweißen der Kugeln nach ca. 10 s eingetreten ist (rote Linien). Dies zeigt sich auch am sprunghaften Anstieg des Momentes. Die grünen Linien zeigen den letzten Lauf ohne Verschweißen (Gutkraft). Bei der Gut- und Schweißkraft wird der VKA-Wert in N (Newton) angegeben.

Verschleißkennwerte

VKA-Messung von Gut- und Schweißkraft

Der sogenannte „Stundentest“ dient dazu, das Langzeitverhalten von Extreme-Pressure (EP)- und Anti-Wear (AW)-Additiven zu ermitteln. Die Laufkugel rotiert mit einer moderaten Belastung von z.B. 150 N für eine Stunde auf den Standkugeln. Die Größe der Verschleißkalotten, die sich auf den drei Standkugeln gebildet haben, wird als mittlerer Verschleißdurchmesser in mm angegeben. Obwohl die Situation im Testgerät nur bedingt auf die Praxis übertragbar ist, stellt der VKA-Test eine wichtige Grundlage zur Beurteilung der Schmierwirkung eines Schmierstoffs bei hoher Druckbelastung dar. Mit dem einfachen und kostengünstigen Test können direkte Rückschlüsse auf das Leistungsvermögen der EP- und AW-Additive gezogen werden.

KRL-Test zur Ermittlung der Viskositätsänderung

VI-Verbesserer, die vor allem in Mehrbereichsmotoren- und Hydraulikölen zum Einsatz kommen, können durch den Betrieb stark geschert werden. Das Öl wird dadurch im Laufe der Zeit dünner. Mit dem Kegelrollenlager-Test (kurz: KRL-Test) wird mit dem Vierkugel-Apparat die Veränderung der Viskosität, die mit der Abnahme der VI-Verbesserer einhergeht, erfasst. Zur Durchführung des Tests wird statt der Kugeln ein Kegelrollenlager eingesetzt, das mit ca. 40 ml Öl gefüllt wird. Das Öl wird mit dem rotierenden Kegelrollenlager bei einer Temperatur von 60 °C und einer konstanten Belastung von 5000 N über eine Zeit von 4, 8 oder 20 Stunden im Tauchschmierverfahren geschert. Als Ergebnis wird der relative Viskositätsabfall bei 100 °C in % angegeben.


Die Tests mit dem VKA-Gerät sind nicht standardmäßig in den all-inclusive Analysensets von OELCHECK enthalten. Sie können den VKA-Test und den KRL-Test bei Bedarf als Einzeltest hinzubuchen.


Quelle


OelChecker Winter 2017, Seite 3