Spezialschmierstoffe für Elektromobilität und Industrie 4.0

Der Wechsel zu neuen Antriebskonzepten in der Automotive-Industrie einerseits und zu neuen Konzepten wie "Industrie 4.0" andererseits, bei denen die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine sowie zwischen Maschine und Maschine einen deutlich größeren Raum als bisher einnehmen wird, verlangt auch neue Schmierstoffe und Schmierstoffkonzepte. Bei Automobilentwicklern gelangen zunehmend 48-Volt-Bordnetze zur Spannungsversorgung in den Fokus, da mit ihnen die zunehmende Zahl elektrischer Verbraucher bei gleichzeitig geringeren Kabelquerschnitten, Bauteilabmessungen und geringerem Gewicht betrieben werden. Bei rein elektrisch betriebenen Fahrzeugen liegt die Spannung bei 400 Volt und darüber. In elektrischen Antrieben wie Elektromotoren und Generatoren von Fahrzeugen und Anlagen im Hochvoltbereich entstehen deutlich stärkere Wechselfelder als bei konventionellen Anlagen oder Kraftfahrzeugen, die nicht im Hochvoltbereich arbeiten.

Bei den Leistungsstellern, mit denen die Motorleistung gesteuert wird, kann es zu „parasitären“ Streuströmen kommen, die elektrische Überschläge und Stromdurchgänge in Wälzlagern bewirken können. Die sich hierbei ergebende Wärme kann zu Entladungskratern, punktuellen Verschweißungen, Schmelzmarken sowie zur Oxidation und zum Verbrennen des Schmierfetts führen. Letztlich kann es zur Zerstörung des Lagers kommen.

Gegenmaßnahmen sind Isolierkörper bzw. elektrisch isoliert eingebaute Wälzlager und ein neues Schmierstoffkonzept, das auf leitfähigen Additiven basiert. Mit dem Projekt "Steigerung der Produktionseffizienz durch Online-Messung elektrischer Eigenschaften leitfähiger Schmierstoffe" sollen Erkenntnisse speziell für den Bereich "Industrie 4.0" gewonnen werden. Hierbei soll ein Sensorsystem im laufenden Produktionsprozess die Leitfähigkeit der in Anlagen eingesetzten Schmierfette, deren Temperatur sowie den Verschleiß von Schmierstoff und geschmiertem Wälzlager messen. Zusätzlich sollen später eine kontinuierliche Zustandsüberwachung und eine optimierte zustandsorientierte Lastregelung online ermöglicht werden.

BECHEM wird in diesem Projekt mit der Entwicklung des Spezialschmierstoffs und dessen Anpassung an das Sensorsystem betraut. Weitere Projektpartner des durch Mittel des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderten Projektes sind u. a. die Unternehmen Eich Rollenlager GmbH, Hattingen (Wälzlager), die Triboot, Technologies GmbH, Mülheim a. d. Ruhr (IT, Software), die Turck duotec GmbH, Halver (Sensoren), die Fachhochschule Südwestfalen und die 4Inno Ingenieurgesellschaft mbH, Olpe (Elektronikentwicklung).