Viskosität von Schmierstoffen

Was ist das und warum ist es wichtig?

Viskosität lässt sich am besten mit „Zähflüssigkeit“ oder „Dicke“ übersetzen. Ein Schmierstoff mit einer höheren Viskosität ist zähflüssiger - und damit dicker - als ein Schmierstoff mit einer niedrigeren Viskosität. Die Größe "Viskosität" existiert in einer dynamischen und einer kinematischen Variante, auf die wir später in diesem Text näher eingehen. Die Einheit für die dynamische Viskosität ist die Millipascalsekunde (mPa s) oder das gebräuchlichere Centipoise (cP). Die kinematische Viskosität wird im SI-System in Quadratmillimetern pro Sekunde (mm²/s) oder dem gebräuchlicheren Centistoke (cSt) angegeben.

Was ist Viskosität? 

Die Viskosität beschreibt die inneren Reibungskräfte zwischen Flüssigkeitsschichten, die sich aneinander vorbei bewegen. Je höher die Reibungskräfte sind, desto schwieriger ist es für die Flüssigkeit zu fließen, d. h. sie ist zähflüssiger - mit anderen Worten, desto höher ist ihre Viskosität. Bei geringeren Reibungskräften fließt die Flüssigkeit leichter, und die Viskosität ist geringer. Es ist wichtig zu wissen, dass die Viskosität eines Schmierstoffs keine konstante Eigenschaft ist; sie ändert sich je nach Temperatur.

Für Schmierstoffe ist die Viskosität zusammen mit dem Viskositätsindex ein entscheidender Parameter. Ein Schmierstoff darf bei normalen Betriebstemperaturen nicht zu dünn werden, da er sonst seinen Schmierfilm verliert und keinen ausreichenden Schutz mehr bietet. Gleichzeitig darf er aber auch nicht zu dick sein, da dies zu unnötiger innerer Reibung führen würde. Da die Viskosität temperaturabhängig ist und von der Qualität des Öls (einschließlich Partikeln und Abbauprodukten) beeinflusst wird, erfordert die Auswahl eines Schmierstoffs mit der richtigen Viskosität spezielle Kenntnisse.

Dynamische und kinematische Viskosität

• Die dynamische Viskosität beschreibt die Kraft, die erforderlich ist, um einen Schmierstoff zum Fließen zu bringen, d. h. die Kraft, die erforderlich ist, um die inneren Reibungskräfte zu überwinden. Sie wird auch als absolute Viskosität bezeichnet.
• Die kinematische Viskosität beschreibt, wie schnell ein Schmierstoff fließt, wenn eine bestimmte Kraft aufgebracht wird. Dieser Wert wird berechnet, indem die dynamische Viskosität durch die Dichte des Schmierstoffs dividiert wird. Im Wesentlichen ist die kinematische Viskosität ein Verhältnis zwischen Viskosität und Dichte. Die Tatsache, dass die kinematische Viskosität am häufigsten verwendet wird, hat historische Gründe.

Viskositätsklassen 

Die Viskosität von Industrieschmierstoffen wird in ISO-Viskositätsklassen definiert, die die Viskosität bei 40 °C, einer üblichen Betriebstemperatur, messen. Ein Schmierstoff mit ISO VG 68 hat zum Beispiel eine Viskosität von 68 cSt bei 40°C, mit einer Marge von ±10%. Es gibt auch andere Normen, wie z. B. AGMA für Industriegetriebeöle und SAE für Automobilanwendungen, mit separaten Klassifizierungen für Motor- und Getriebeöle.

Es ist wichtig zu verstehen, dass diese Klassen weder einen Hinweis auf die Qualität des Öls als Schmiermittel geben, noch die Viskosität bei anderen Temperaturen als 40°C berücksichtigen. Daher ist die Bestimmung der richtigen Viskositätsklasse nur ein Teil des Prozesses; Erfahrung und Wissen sind unerlässlich, um die richtige Wahl zu treffen.

Viskositätsindex 

Noch wichtiger als die Viskosität ist der Viskositätsindex. Dieser Index gibt an, wie stark sich die Viskosität bei Temperaturschwankungen verändert. Ein Schmierstoff mit einem niedrigen Viskositätsindex wird bei kleinen Temperaturschwankungen schnell dünner oder dicker, was zu einer eingeschränkten Leistung bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen führt. Ein höherer Viskositätsindex bedeutet, dass die Viskosität über einen größeren Temperaturbereich hinweg stabiler bleibt, was bei wechselnden Bedingungen oft wünschenswert ist.

Die Bedeutung der Viskosität bei Schmierstoffen 

Die Viskosität und der Viskositätsindex sind direkte Indikatoren für die Leistung eines Schmierstoffs. Schmierstoffe mit niedriger Viskosität, ähnlich wie Wasser, werden häufig bei niedrigen Temperaturen, geringeren Lasten und niedrigeren Drehzahlen verwendet, z. B. in Hydrauliksystemen. Schmierstoffe mit hoher Viskosität eignen sich besser für Anwendungen mit hoher Belastung, wie z. B. Getriebe und andere stark belastete Industriekomponenten.

Die Wahl des richtigen Schmierstoffs mit der passenden Viskosität und dem passenden Viskositätsindex hängt von verschiedenen Faktoren ab. Bei neuen Anwendungen oder bei der Fehlersuche ist es ratsam, sich von einem Experten beraten zu lassen und dabei alle Aspekte zu berücksichtigen, einschließlich Belastungsmuster, Umweltfaktoren und Sicherheitsanforderungen.

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