Schmierfilmstärke

Schmierfilmstärke bezeichnet die Dicke des Schmierfilms, der sich zwischen zwei Oberflächen bildet, die sich relativ zueinander bewegen. Sie ist ein zentrales Maß für den Schutz vor Verschleiß und die Reibungseigenschaften eines Schmiermittels unter Betriebsbedingungen.

Unter Schmierbedingungen lassen sich verschiedene Reibungs- und Schmierzustände unterscheiden. Hydrodynamische Lubrikation entsteht durch die Relativbewegung der Oberflächen und kann Filme im Bereich mehrerer Mikrometer erzeugen. Elastohydrodynamische Lubrikation tritt bei hohen Drücken auf, reicht von einigen Nanometern bis zu wenigen Mikrometern, und führt zu Verformung der Oberflächen sowie erhöhter Viskosität. Grenzschmierung beschreibt Phasen, in denen der Schmierfilm extrem dünn ist und der Kontakt nahe der Oberflächen stattfindet. Allgemein nimmt die Schmierfilmstärke mit höherer Ölviskosität, steigender Drehzahl oder Spaltbreite zu und sinkt bei steigender Last oder Temperatur; Additive können die Filmstärke durch bessere Benetzbarkeit oder erhöhte Viskosität stabilisieren.

Mess- und Schätzmethoden: Die Schmierfilmstärke wird oft aus tribologischen Berechnungen abgeleitet, die Ölviskosität, Drehgeschwindigkeit, Last und Temperatur berücksichtigen. Direkte Messungen erfolgen mit optischer Interferometrie (white-light interferometry) oder speziellen Sensoren, die den Film im Mikrometer- bis Nanometerbereich erfassen können.

Anwendungen: In Wälz- und Gleitlagern, Zahnrädern, Motoren und Industrieanlagen dient eine ausreichende Schmierfilmstärke dem Verschleiß- und Wärmeschutz. Ingenieure wählen Schmierstoffe und Betriebsbedingungen so aus, dass die gewünschte Filmhöhe über den relevanten Betriebsbereich hinweg erreicht oder geschützt bleibt.

Schmierfilmstärke ist damit ein zentrales Konzept in der Tribologie und der Schmierstofftechnik, das die Leistungsfähigkeit von Maschinen maßgeblich beeinflusst.