Wie man den Stick-slip-Effekt bei Gewindespindeln vermeidet

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Mangelschmierung kann Auslöser für Kaltverschweißung sein

Im schlimmsten Fall kann Mangelschmierung sogar Mikro- beziehungsweise Kaltverschweißungen verursachen: durch sogenanntes Fressen der Muttern mit schweren Folgeschäden, die bis zum Anlagenausfall reichen. In diesem Fall spielt die Werkstoffpaarung des Spindel-Muttern-Systems eine entscheidende Rolle. So kann bei einer Paarung aus Sphäroguss und Stahl der Eisenanteil in beiden Werkstoffen eine Kaltverschweißung begünstigen.

Bei einer Kombination von Bronze und Stahl lässt sich dagegen die Kaltverschweißung generell ausschließen. Um die gefürchtete Mangelschmierung und den Stick-slip-Effekt zu vermeiden, sind folgende Kriterien zu beachten: die Verträglichkeit des Schmierstoffs mit elastomeren Werkstoffen, die Oberfläche der Gewindespindeln, das Nachfließverhalten, die Ölabgabe und der Korrosionsschutz.

Der Schmierstoff muss bei Gewindespindeln nachweislich mit den Faltenbalg- und Dichtungswerkstoffen verträglich sein. Ist das nicht der Fall, kann der Schmierstoff diese Werkstoffe beeinträchtigen. Das Ergebnis: Porosität, Risse oder Auswerfungen. Die Folgen wären Leckagen mit Schmierstoffverlust oder das Eindringen von Schmutz. In beiden Fällen kann der Faltenbalg oder das Dichtungssystem seine Funktion nicht mehr – wie gewünscht – erfüllen.

Es ist also sinnvoll, Verträglichkeitsuntersuchungen zwischen Schmierstoff und Faltenbalg- oder Dichtungswerkstoffen durchzuführen – bei zulässiger Obergrenze der Gebrauchstemperatur und einer Mindestdauer von 168 h. Nur so erhält man Gewissheit über die erforderliche Funktionssicherheit. Laut dem Faltenbalghersteller MFB-Technik sind die Berücksichtigung äußerer Umwelteinflüsse bei der Auswahl elastomerer Werkstoffe wichtig, weil Temperatur und chemische Stoffe die Lebensdauer von Faltenbälgen beeinflussen. Oftmals werden diese Einflüsse jedoch von Kunden vernachlässigt.

Mikroskopisch kleine Taschen halten Schmierstoff auf den Flanken

Die Oberflächentopographie der Gewindespindeln und Muttern trägt dazu bei, dass der Schmierstoff dort bleibt, wo er gebraucht wird (Bild 2). Sie wird beim Spindelhersteller Bornemann Gewindetechnik im Wirbelverfahren in die Oberflächen eingearbeitet. Es entstehen mikroskopisch kleine Schmiertaschen auf der Gewindeoberfläche. Diese Schmiertaschen sorgen dafür, dass der Schmierstoff bei hoher Flächenbelastung nicht weggedrückt wird, sondern in den „Tälern“ der Oberfläche verbleibt. Diese Vertiefungen werden von den Tragflanken der Gewindeprofile nicht berührt (Bild 3).

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