Schmierverfahren erklärt: Von Grenzschmierung bis Vollschmierung und warum dies wichtig ist

Ungeplante Ausfallzeiten, hohe Energiekosten und vorzeitige Lagerausfälle – oft liegt die Ursache dafür in etwas so Grundlegendem wie unzureichenden Schmierpraktiken. Das Verständnis, wie sich Schmierfilme unter verschiedenen Bedingungen verhalten, ist der Schlüssel zur Lösung dieser Probleme und zur Optimierung der Maschinenleistung.

Schmierung ist der Prozess der Verringerung von Reibung und Verschleiß zwischen zwei beweglichen Oberflächen durch die Verwendung eines Schmierstoffs. Ein wirksamer Schmierfilm verhindert den direkten Kontakt von Metall auf Metall und schützt vor Beschädigungen, Wärmeentwicklung und vorzeitigem Ausfall.

Neben der Verringerung der Reibung trägt eine ordnungsgemäße Schmierung zu folgenden Vorteilen bei:
• Wärmeableitung
• Geräuschreduzierung
• Korrosionsschutz
• Abdichtungsleistung
• Entfernung von Verunreinigungen

Der Zustand des Schmierfilms bestimmt maßgeblich den Schutzgrad und wird durch Faktoren wie Geschwindigkeit, Belastung, Temperatur und Viskosität beeinflusst. Schmierstoffe mit MicPol®-Technologie enthalten mikronisierte Partikel, die Unebenheiten der Oberfläche ausfüllen. Sie sind zusätzlich polarisiert, sodass sie sich zu einer ultradünnen, dauerhaften Schutzschicht verbinden, die die Reibung der Kontaktflächen minimiert. Diese Reibungsreduzierung verringert den Verschleiß, verlängert die Wartungsintervalle, senkt den Energieverbrauch, reduziert Ausfallzeiten, verbessert die Wärmeableitung, sorgt für einen leiseren Betrieb, erhöht die Korrosionsbeständigkeit und optimiert die Abdichtungsleistung unter allen Bedingungen.

1. Grenzschmierung

Grenzschmierung tritt bei niedrigen Drehzahlen, hohen Belastungen, häufigen Start-Stopp-Zyklen oder bei Temperaturschwankungen auf. In diesem Bereich ist der Schmierfilm extrem dünn oder sogar unterbrochen. Ein direkter Metall-auf-Metall-Kontakt ist unvermeidbar, und die Last wird hauptsächlich von den rauen Oberflächenspitzen, den sogenannten Asperitäten*, getragen.

* Asperitäten: mikroskopisch kleine Unebenheiten der Oberfläche, die selbst auf scheinbar glatten Materialien vorhanden sind.

Eigenschaften:
• Maximaler Metall-auf-Metall-Kontakt
• Kaum bis gar kein Schmierfilm

Technische Auswirkungen:
• Sehr hohe Reibung und beschleunigter Verschleiß
• Risiko von Abrieb, Adhäsionsverschleiß oder Oberflächenermüdung
• Übermäßige Wärmeentwicklung bei fehlendem ausreichendem Schmierfilm

Wartungsansatz:
• Verwendung von Hochleistungsschmierstoffen mit Verschleißschutz- und Extremdruckadditiven (EP)
• Sorgfältige Auswahl der Viskosität: dünnflüssig genug für das Eindringen, dickflüssig genug für den Oberflächenschutz

💡 In Situationen, in denen Grenzschmierung unvermeidbar ist, bieten Interflon Schmierstoffe mit MicPol®-Technologie bewährte Vorteile, da sie an Oberflächen haften und Reibung und Verschleiß deutlich reduzieren – selbst unter hoher Belastung oder rauen Bedingungen.

2. Mischschmierung

Die Mischschmierung ist ein Übergangsbereich, in dem sowohl die Oberflächenrautiefen als auch der Schmierfilm die Last tragen. Dieser Zustand tritt häufig bei variablen Drehzahlen oder schwankenden Lasten auf. Die Reibung nimmt mit zunehmender Dicke des Schmierfilms ab, bis eine Vollfilmschmierung erreicht ist.

Eigenschaften:
• Übergangsphase zwischen Grenzschicht und Vollfilm
• Kein festes Verhältnis: Die Lastverteilung verschiebt sich mit Geschwindigkeit, Last und Temperatur

Technische Auswirkungen:
• Variable Reibungs- und Verschleißraten
• Teilweiser Oberflächenkontakt, abhängig von den Betriebsbedingungen
• Eine wirksame Schmierung erfordert Stabilität unter dynamischen Bedingungen

Wartungsansatz:
• Optimieren Sie nach Möglichkeit die Betriebsbedingungen wie Belastung und Drehzahl.
• Verwenden Sie Schmierstoffe, die ihre Leistung unter schwankenden Bedingungen beibehalten.
• Überwachen Sie Vibrationen, Temperatur und akustische Signale, um Wechsel zwischen den Betriebszuständen zu erkennen.

3. Vollschmierung

In diesem optimalen Zustand sind die beweglichen Oberflächen vollständig durch einen kontinuierlichen Schmierfilm voneinander getrennt. Die Reibung ist minimal und entsteht nur durch den inneren Widerstand des Schmierstoffs selbst.

Eigenschaften:
• 100 % der Last wird vom Schmierstoff getragen 
• Sehr hohe Belastungen möglich ​
• Unter Last kann es zu Oberflächenverformungen kommen (EHL)
• Geringe Reibung, keine Oberflächenbeschädigung

Untertypen:
• Hydrodynamische Schmierung – Filmdruck wird durch Relativbewegung erzeugt (z. B. Gleitlager)
• Elastohydrodynamische Schmierung (EHL) – Filmdruck wird unter hoher Belastung erzeugt, was zu einer elastischen Verformung der Oberflächen führt (z. B. Zahnräder, Wälzlager)

(Optional: Hydrostatische Schmierung – extern unter Druck stehende Schmierung, die angewendet wird, wenn keine Relativbewegung vorhanden ist)

Technische Auswirkungen:
• Minimaler Verschleiß und hohe Energieeffizienz
• Schmierstoffe müssen die Filmintegrität unter Druck- und Temperaturschwankungen aufrechterhalten
• Das Druck-Viskositäts-Verhalten und die elastische Verformung sind bei EHL-Anwendungen von entscheidender Bedeutung

Wartungsansatz:
• Regelmäßige Überwachung des Schmierstoffzustands und Viskositätsanalyse
• Sicherstellung einer gleichmäßigen und ausreichenden Schmierstoffversorgung unter allen Lastbedingungen
• In bestimmten Fällen können feste Schmierstoffkomponenten den Schmierfilm weiter stabilisieren und verstärken

Zusammenfassung

Eine effektive Schmierung ist mehr als nur das Auftragen von Öl oder Fett. Jedes Schmierkonzept stellt spezifische Anforderungen an die Auswahl des Schmierstoffs, die Anwendung und die Wartungsstrategie.

• Grenzschmierung erfordert Schutz vor direktem Kontakt, um Verschleiß und Oberflächenbeschädigungen zu minimieren.
• Mischschmierung erfordert Flexibilität bei wechselnden Belastungen und Geschwindigkeiten.
• Vollschmierung bietet optimalen Schutz, vorausgesetzt, der Film wird korrekt aufgebaut und aufrechterhalten.

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