Tropfpunkt
Erscheinungsjahr: 2005
Der Tropfpunkt – ein wichtiger Messwert für Schmierfette
Maschinenelemente werden meist dann mit einem Schmierfett geschmiert, wenn eine kontinuierliche Versorgung der Schmierstelle mit Öl technisch nicht oder nur mit hohem Aufwand machbar ist. Wenn ein Öl von der Schmierstelle abtropfen oder gar herauslaufen würde und die bewegten Teile dann trocken laufen, wird anstelle des Öls ein Fett verwendet. Ganz wichtig ist dabei, dass das Fett auch bei ansteigenden Temperaturen nicht „wegschmilzt“, sondern daran haftet!
Schmierfette sind keine chemisch reinen Stoffe. Sie bestehen bis zu 95 % aus additivierten Grundölen. Das Grundöl wird vom Verdicker eingebettet, ähnlich wie bei einem Schwamm, und dadurch am Weglaufen gehindert. Als Grundöle kommen alle Typen von Mineral- und Syntheseölen mit unterschiedlichen Additiv-Kompositionen zum Einsatz. Als Verdicker werden meist so genannte Metallseifen auf der Basis von z.B. Lithium, Kalzium, Natrium oder Aluminium bzw. Kombinationen aus diesen Seifen verwendet. Die eigentlich pulverartigen Rohmaterialien bilden in einem Kochprozess diese „schwammartige“ Verdickerstruktur. Das während des Fettkochens zugegebene Öl wird vom Verdicker aufgenommen und festgehalten, um dann im Einsatz bei definierten Bedingungen das Öl an der Schmierstelle entsprechend wieder freisetzen zu können.
Der Tropfpunkt wird vor allem für Frischfette, aber auch für Gebrauchtfette (mindestens 3g Fett sind für die Bestimmung notwendig) ermittelt. Diese Werte sind Indikatoren für eine Identitätsprüfung bzw. erlauben einen Hinweis, ob ein Fett den gestellten Anforderungen überhaupt oder noch gerecht werden kann.
Der Tropfpunkt ist nicht zu verwechseln mit der Temperatureinsatzgrenze für ein Schmierfett! Der Tropfpunkt gibt die Temperatur in °C an, bei der eine kleine Schmierfettmenge unter definierten Prüfbedingungen einen lang ziehenden Tropfen bildet. Die Bestimmung ist in der DIN ISO 2176 geregelt.
Im Test wird der Endpunkt eines Erweichungsprozesses unter statischen Bedingungen ermittelt. Dazu wird eine kleine Fettmenge in einen Nippel gefüllt, in dem sich ein Thermometer befindet. Nun wird das Fett kontinuierlich erwärmt, bis sich an der unteren Öffnung des Nippels ein Tropfen bildet. Dieser Tropfen kann aus geschmolzener Verdickerseife oder aber auch aus Öl bestehen. Die Temperatur, bei der das Abtropfen beginnt, wird als Tropfpunkt bezeichnet. Eine Aufheizung der Fette bis zu 300°C stellt für heutige Tropfpunktmessgeräte kein Problem dar.
Mit der Bestimmung des Tropfpunktes wird also nur ermittelt, ob ein Schmierfett bei einer bestimmten Einsatztemperatur noch nicht abtropft. Mit der maximalen Einsatztemperatur hat der Tropfpunkt nicht mehr gemeinsam, als dass die zulässige Temperatur immer deutlich unterhalb des Tropfpunktes liegen sollte. Wie weit unterhalb, ist vom Grundöltyp und der eingesetzten Verdickerseife abhängig. In der Praxis liegen zwischen Tropfpunkt und empfohlener Schmierstellentemperatur oft über 50 °C. Schmierfette haben keinen Schmelzpunkt wie z.B. tierische oder pflanzliche Fette. Sie werden nicht gleichmäßig dünner, sondern mit steigenden Temperaturen erweichen sie je nach Verdickertyp mehr oder weniger stark.
Die obere Temperaturgrenze eines Fettes wird u.a. bestimmt durch die Oxidation des Grundöls und die Zerstörung des Verdickers, nicht aber durch den Tropfpunkt. In der Praxis droht am Ende dieses Prozesses ein Abtropfen des Fettes von der Schmierstelle.
Wird bei der Analyse eines Gebrauchtfettes ein niedrigerer Tropfpunkt als beim Frischfett ermittelt, kann dies auf zwei Probleme hinweisen:
- es hat eine Vermischung mit einem Fett stattgefunden, das einen anderen Verdickertyp enthält. Beim Mischen von unterschiedlich aufgebauten Fetten wird das Gemenge fast immer weicher, zum Teil sogar suppig oder klumpig, aber nie fester.
- das Fett wurde so stark beansprucht, dass der aus dem Seifengerüst bestehende Verdicker, d.h. der „Trägerschwamm“, durch Scherung so stark in Mitleidenschaft gezogen wurde, dass das Öl davon nicht mehr gehalten werden kann.
In beiden Fällen ist eine Problemlösung nur durch Ersetzen des vorhandenen Fettes oder durch verstärktes Nachschmieren mit identischem Fett-Typ in kürzeren Intervallen zu erreichen.
