Oberkörperrotation

Dieser Test bewertet die Schmierleistung von Fett oder Öl unter relativ milden Bedingungen – beispielsweise bei 392 N, 75 °C und 1.200 U/min über einen Zeitraum von einer Stunde. Darüber hinaus wird die Schmierleistung durch die Messung und den Vergleich des Durchmessers der Verschleißspuren an den Kugeln nach dem Test beurteilt. Die Techniker messen den Durchmesser der Verschleißspuren an jeder der drei unteren Kugeln an zwei Stellen, die im Winkel von 90° zueinander liegen. Als Ergebnis wird der Durchschnitt aus sechs Messungen als Verschleißdurchmesser für den Vierkugelversuch angegeben. Die Vierkugel-Prüfmaschine liefert somit hochgradig reproduzierbare Ergebnisse, da die Anpresskraft in Echtzeit präzise geregelt wird.

Der 4-Kugel-EP-Test bewertet die Schmiereigenschaften von Ölen und Fetten unter extremen Druckbedingungen. Die oberste Kugel dreht sich für kurze Zeit mit hohen Drehzahlen und unter hoher Belastung – beispielsweise 1.800 U/min bei 3.000 N für 30 Sekunden. Die Belastung wird anschließend schrittweise oder linear erhöht, bis das Schmierstoffmittel versagt, wobei eine maximale Belastbarkeit von bis zu 10.000 N erreicht werden kann. Das Versagen wird folglich durch das Verschweißen der vier Kugeln, sichtbaren Rauch oder einen plötzlichen Anstieg der Reibung bzw. des Drehmoments festgestellt. Daher wird der Test beim Auftreten des Versagens automatisch beendet. Schmierstoffe werden somit anhand ihrer Fähigkeit bewertet, den Test bei den aufgebrachten Belastungen ohne Versagen zu bestehen.

Abbildung 1 zeigt die Ergebnisse eines Versuchs mit kontinuierlich ansteigender Belastung, der so konfiguriert war, dass eine linear ansteigende Belastung von 400 N bis 4.000 N aufgebracht wurde. Das parallel gemessene akustische Signal (violett) deutet zudem darauf hin, dass der Funktionsverlust bereits etwas vor Erreichen von etwa 2.800 N einsetzt. Die auf der Grundlage des Reibungskoeffizienten ermittelte zulässige Belastung (grün) beträgt folglich 2.800 N. Ein vollständiges Versagen, das zu einer Verschweißung führte, wurde zusätzlich bei etwa 3.600 N beobachtet. Während des gesamten Versuchs wurde der Reibungskoeffizient zudem in Echtzeit gemessen und mit hoher Präzision aufgezeichnet.

Abbildung 2 zeigt das 3D-Bild der Kugelnarbe. Das Rtec Universal Lambda 3D Profilometer hat das 3D-Verschleißprofil erstellt. Das Profilometer zeigt sowohl den Volumenverschleiß als auch den Durchmesser der Narbe bei rotierenden oder stationären Kugeln an, die mit verschiedenen Testmethoden erzeugt wurden.