1、Prfung von Schmierstoffen Bestimmung der scheinbaren Viskositt von Getriebe- len bei niedriger Temperatur mit dem Brookfield- Viskos i m et er (FI U ss i g ke i t s bad m et h o d e) Testing of lubricants; procedure for measurement of low temperature apparent viscosity by means of the Brookfield vis
2、cometer (liquid bath method) Essais des lubrifiants; determination de la mesure de la viscosit apparente des lubrifiants basses tempratures au moyen du viscosimbtre Brookfield (mthode bain liquide) Zusammenhnge mit den Normen CEC L-18-A-79 herausgegeben von Co-Ordinating European Council (CEC) und h
3、erausgegeben von der American Society for Testing and Materials (ASTM), ANSI/ASTM D 2983-80 siehe Erluterungen. Mae in mm DIN - 51 398 1 Anwendungsbereich Getriebele, le fr automatische Getriebe und andere Ole, bei denen das Tieftemperaturverhalten unter niedri- gen Geschwindigkeitsgefllen von prakt
4、ischer Bedeutung ist. 2 Zweck Das Verfahren nach dieser Norm dient zur Bestimmung der scheinbaren Viskositt im Bereich von 1 bis 200 Pa. s bei niedrigen Temperaturen (- 40 OC bis O OC) unter niedrigen, jedoch nicht definierten Geschwindigkeits- gefallen mit dem Brookfield-Viskosimeter. Die ermittelt
5、e scheinbare Viskositt It Rckschlsse auf das praktische Verhalten der in Abschnitt 1 genannten le bei niedrigen Temperaturen zu und dient bei Getriebe- len zur Einstufung in die SAE-Viskosittsklassen. 3 Begriff Scheinbare Viskositt im Sinne dieser Norm ist die unter den festgelegten Prfbedingungen e
6、rhaltene Viskositt in Pascalsekunden (Pa SI. Viele Getriebele sind irn interessierenden Temperatur- bereich keine newtonschen Flssigkeiten (siehe DIN 1342 und DIN 51 550). Ihre scheinbare Viskositt ist vom Ge- schwindigkeitsgeflle in der Flssigkeit abhngig. Es ist deshalb nicht zu erwarten, da die n
7、ach diesem Verfah- ren gewonnen, speziellen Ergebnisse mit den nach anderen Verfahren (z. B. nach DIN 51 569 und DIN 51 377) er- mittelten Werten bereinstimmen. 4 Einheit Pascalsekunde (Pa .s) mPa . s = 1 CP (Zentipoise) Pas = 1 mPas (Millipascalsekunde) 5 Kurzbeschreibung des Verahrens Die zu unter
8、suchende Probe wird in einem Flssigkeits- bad nach vorgegebener Abkhlrate 1 OC/min auf die Prf- temperatur abgekhlt. Nach der Abkhl- und Temperier- Zeit wird die Viskositt direkt mit dem Brookfield- Viskosimeter gemessen. 6 Bezeichnung Bezeichnung des Verfahrens zur Bestimmung der schein- baren Visk
9、ositt von Getriebelen bei niedriger Tempe- ratur mit dem Brookfield-Viskosimeter (A): Prfung DIN 51 398 - A 7 Gerte 7.1 Die isolierte Spindel wird in Bild 1 gezeigt. Zur zustz- lichen Isolierung ist ein Gummiring auf dem Griffteil an- gebracht. Es sind nur Spindeln zu verwenden, die einen Spindelsch
10、lag von maximal 0,15 mm aufweisen. Anmerkung: Bestimmung des Spindelschlages an einer Brookfield-Viskosimeter mit isolierter Spindel 1) Drehbank 7.2 Prfglser, Stopfen, Prfglasabdeckung, Spindel- halter (siehe Bild 2) 7.3 Prfglashalter 7.4 Dewar-Gef (siehe Bild 3) Durchsichtiges Dewar-Gef, flache For
11、m, mit einem Mindestinhalt von 6 L. Als Khlmedium kann Methanol oder Ethanol verwendet werden. Das Gef ist mit einem 1 ) ber die Bezugsquellen gibt Auskunft: D IN-Bezugsquellen fr normgerechte Erzeugnisse im DIN Burggrafenstrae 4-10, 1000 Berlin 30 Fortsetzung Seite 2 bis 8 Normenausschu Materialprf
12、ung (NMP) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Fachausschu Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des NMP Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GrnbH. Berlin 30 07.83 DIN 5 7 398 Jut 1983 Preisgr. 7 Vertr.-Nr. 0007 DIN1 DIN 53398 83 m 2794442 0084855 405 m Thermo- meter Seite 2 DIN 51 398
13、 Me- bereich in OC Deckel aus isolierendem Material versehen, der das Ein- setzen von maximal 12 Prfglsern gestattet. 7.5 Ternperaturberwachungseinrichtung und Diese Vorrichtung mu in der Lage sein, das Khlbad mit einer Abkhlgeschwindigkeit von (1 f 0.1) OC/min auf die Prftemperatur herunterzukhlen.
14、 Die Temperatur mu auf * 0,05 OC eingehalten werden. Anmerkung: Die Einhaltung der vorgeschriebenen Ab- khlrate von 1 OC/min ist uerst wichtig. Unter- schiedliche Abkhlraten fhren zu deutlich unter- schiedlichen Viskosittswerten. -regeleinrichtung 7.6 Thermometer 1) Fr die Temperaturen von -18 OC bi
15、s -40 OC sind die in der Tabelle 1 aufgefhrten geeichten Thermometer zu verwenden. Tabelle 1. Thermometer I 1 Skalen- te lu ngswert in OC 0,05 E intauch- tief e ganz eintauchend Zur Ermittlung der Temperatur im Prfglas ist ein mit geeichten Thermometern zu prfendes Stabthermometer mit einem Bereich
16、von O bis -40 OC zu verwenden. Neben der sich aus der Kalibrierung ergebenden Temperaturab- weichung vom richtigen Wert ist auch eine Fadenkorrek- tur vorzunehmen. 8 Probenahme nach DIN 51 750 Teil 1 und Teil 2 9 Vorbereitung der Prfung 2) Die Apparatur wird mindestens jhrlich mit folgenden Bezugsle
17、n 1) berprft: Brookfield Viscosity Standards Reference Oil N 27 B und N 115 B 10 Durchfhrung 10.1 Drei Prfglser werden bis zur Markierung (etwa 27 ni) mit dem zu prfenden l gefllt. Anmerkung: das erste Prfglas dient zur Ermittlung der maximal mglichen Spindeldrehzahl bei der Prf- temperatur, whrend
18、die anderen fr die Viskosi- ttsmessung verwendet werden. 10.3 Die Prfglser im Prfglasstnder werden 30 min in einem Wrmeschrank einer Temperatur von (50 it 2) OC augesetzt und danach 30 min auf Raumtemperatur (18 bis 28 OC) nach DIN 50 014 abgekhlt. 10.4 Die Prfglser werden in das auf (20 f 2) OC ein
19、- gestellte Dewar-Gef eingesetzt und mit der Prfglas- abdeckung abgedeckt. Das Khlmittelniveau mu sich min. 30 mm oberhalb des lniveaus befinden. 10.5 Ein Thermometer zur Beobachtung der Abkhl- rate wird in das Khlbad gehngt. Danach wird das zur Messung der Prftemperatur zu verwendende Thermo- meter
20、 in ein zustzliches, lgeflltes Temperaturprfglas anstelle der Spindel eingesetzt und in das Khlbad ein- gehangen. 10.6 Bis zur Prftemperatur wird das Bad mit einer Ab- khlgeschwindigkeit von (1 * 0,l) OC/min herunterge- khlt (siehe hierzu Anmerkung zum Abschnitt 7.5). 10.7 Nach Erreichen der Prftemp
21、eratur auf f 0.3 OC im Temperaturprfglas wird zwei Stunden temperiert. 10.8 Durch kurzzeitiges Einschalten des in der Waage befindlichen Viskosimeters wird die Spindel befestigt. Es ist darauf zu achten, da das zu prfende l sowenig wie mglich bewegt wird. Danach wird die Eintauchtiefe bis zur Niveau
22、marke eingestellt. 10.9 Die Spindel im Prfglas wird zentriert. 10.10 Von der niedrigsten Drehzahl ausgehend wird die fr die Probe hchstmgliche Spindeldrehzahl ermittelt. Sofern die Anzeige bei einer Drehzahl noch unterhalb 70 liegt, ist zu prfen, ob eine Messung bei der nchst- hheren Drehzahl mglich
23、 ist. Gem der sich ergeben- den Drehzahl wird bei den anderen beiden Prfglsern nach a), b), c) oder d) verfahren. a) Fr eine Spindeldrehzahl von 60 min-I : Nachdem sich die Spindel 15 bis 20 cgedreht hat, wird sie angehalten. Die Anzeige wird auf 0.1 gerundet ab- gelesen. Dieser Vorgang wird dreimal
24、 wiederholt und der arithmetische Mittelwert dieser drei Werte einge- tragen (wenn die Differenzen unter 0,5 liegen). Bei einer Spindeldrehzahl von 60 min- sind vom arith- metischen Mittelwert der drei Anzeigen 0,4 Skalen- teile abzuziehen. Nachdem sich die Spindel 20 bis 30 s gedreht hat, wird wie
25、unter a) beschrieben verfahren, jedoch ohne Abzug von 0,4 Skalenteilen. c) Fr Spindeldrehzahlen von 12 bis 3 min- : Nachdem sich die Spindel maximal 2 min gedreht hat, wird der Maximalwert der Skalenanzeige eingetragen. Die Spindel so lange drehen lassen, bis sich die Skalen- anzeige vollstndig stab
26、ilisiert hat. Eingetragen wird der Maximalwert. b) Fr eine Spindeldrehzahl von 30 min- : d) Fr Spindeldrehzahlen unter 3 min-I : 10.2 In die Prfglser werden die Stopfen eingesetzt und danach die Spindeln eingebracht. 1 ) Siehe Seite 1 2) Siehe auch CEC-L-18, Anhang 1 Aus der nachstehenden Tabelle 2
27、sind die fr die einzel- nen Spindeldrehzahlen anzustrebenden Bereiche fr die Skalenanzeige zu entnehmen: Tabelle 2. min- Anzustrebende Bereich fr die Bereiche fur die scheinbare Skalenanzeige Viskositt Skaienteile (SkT) Pa.s I - 3 ,O 6 .O 10 bis 98 1 ,O bis 50 bis 100 ber 100 bis 200 50 bis 100 ber
28、50 bis 100 Die Messung der scheinbaren Viskositt nach der Tempe- rierzeit hat innerhalb von 60 min zu erfolgen. unter 10 10 bis 100 10.11 Nach jeder Einzelmessung wird die Temperatur im Temperaturprfglas ermittelt. Whrend der Mezeit von maximal 60 min soll sich die Temperatur nicht mehr als 0,1 OC v
29、erndern. 0,Ol o. 1 10.12 Fr Viskosittsmessungen bei anderen Tempera- turen sind neue Proben des zu prfenden Oles zu ver- wenden. 11 Auswertung 11 .I Messung nach Gleichung (1) berechnet: Die scheinbare Viskositt lap in Pa. s wird fr jede (1 1 vap = A . K H i er in bedeuten : A Skalenanzeige K Faktor
30、 fr die Funktion der Spindeldrehzahl Tabelle 3. Faktoren als Funktion der Spindeldrehzahl K-Faktor Spindeldrehzahl in min- 4 12 I 0,5 I I 02 I 30 60 I 0,l I 2794442 QOBWL 341 m DIN 51 398 Seite3 Die Viskosittswerte der Messungen der beiden Prfglaser werden gemittelt. 11.2 Die gemessenen Viskositten
31、werden ber die Temperatur auf halblogarithmischem Papier oder - zur Erzielung eines genaueren Ergebnisses - auf einen ver- grerten Teil eines Bogens nach Bild 4 aufgetragen. Die Daten sind aufzutragen, auch wenn die Prftempe- raturen die gleichen sind wie die Nenntemperaturen. Durch die aufgetragene
32、n Punkte ist dann die gnstigste Linie zu ziehen und die scheinbare Viskositt qaP in Pa. s bei der jeweiligen Nenntemperatur anzugeben. 11.3 Sofern eine lineare Abhngigkeit der Kurve, auf- getragen im Bild 4, zu erkennen ist, ist die rechnerische Auswertung der optimalen Geraden mit der einfachen lin
33、earen Korrelation nach der Gleichung (2) vorzuziehen. Hierin bedeuten: Y 1nq lap ) “) Faktoren aus der Korrelationsrechnung b x 1nT T Temperatur in Kelvin ln Logarithmus zur Basis e (natrlicher Logarithmus) y=a+bx (2) Pa s 12 Angaben des Ergebnisses Unter Hinweis auf diese Norm ist als Ergebnis der
34、Be- stimmung die scheinbare Viskositt qap in Pa. c, gerundet nach der folgenden Tabelle 4, anzugeben. Mit dem Er- gebnis ist die jeweils verwendete Spindeldrehzahl mit an- zugeben. Tabelle 4. Scheinbare Viskositt vap in Pa . s Ergebnis I gerundet auf I ber 100 I 1 I Beim Runden auf die letzte anzuge
35、bende Stelle ist DIN 1333 Teil 2 zu bercksichtigen: Beispiel einer Ergebnisangabe: Temperatur = -34 OC Spindeldrehzahl = 30 min- errechnetes Ergebnis = 12,380 Pas Scheinbare Viskositt va, nach DIN 51 398 bei -34 OC: vap (30 min-, -34 OC) = 12,4 Pa. s 13 Przision (nach DIN 51 848 Teil 3) Zum Beurteil
36、en der Zuverlssigkeit von Ergebnissen werden folgende Merkmale benutzt: DIN3 DIN 53398 83 Seite 4 DIN 51 398 Wiederholbarkeit r (ein Beobachter, ein Gert) Werden von einem Beobachter zwei Ergebnisse unter Wiederholbedingungen ermittelt, so werden beide Er- gebnisse als annehmbar und normgerecht betr
37、achtet, wenn ihr Unterschied unterhalb des nach Gleichung (3) ermittelten Wertes liegt. r = 0,064 (-0) Og2 Pa . s (3) Vergleichbarkeit R (verschiedene Beobachter, verschiedene Gerte) Wird in zwei verschiedenen Laboratorien je ein Ergebnis unter Vergleichbedingungen bei gleicher Spindeldrehzahl ermit
38、telt, so werden beide Ergebnisse als annehmbar und normgerecht betrachtet, wenn ihr Unterschied unterhalb des nach Gleichung (4) ermittelten Wertes liegt. R = 0,125. (“P) 1258 Pa . s (4) In der nachstehenden Tabelle 5 sind fr einige Viskosi- ttswerte die Wiederholbarkeiten und Vergleichbarkeiten in
39、Pa. s und % angegeben. I Bild 1. Isolierte Spindel 2794442 0084857 288 Tabelle 5. Schein bare Fr Einzelmessungen bei einer Temperatur kann keine Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit angegeben wer- den. Spindel0 berteil ;$- m Spindelunterteil P3,15 1 1 rendes Material Zwischenstck e e O DIN1 DIN 513
40、98 83 2794442 0084858 114 M DIN 51 398 Seite 5 Spindelhalter t =10 $jJ Prfglasabdecku ng Bild 2. Prfglas Prfglasstopfen Prfglasabdec ku ng Spindelhalter (Glaskuppe u. a.) 34 DIN1 DIN 53398 83 M 2794442 0084859 050 = Seite 6 DIN 51 398 I I Priifgiasstopfen I _ Prfglas dargestellt drehbar -z 215 I Bil
41、d 3. Dewar-Gef a 200 Pa.s 100 90 80 70 60 50 40 30 20 t I; .% 8 07 6 5 4 c Y vi .- 3 2 1 DIN1 DIN 5L398 83 277l/l/l/2 008Li860 872 DIN 51 398 Seite 7 Scheinbare Viskositt nach Brookfield Temp era t u r Bild 4. Papier zum Auftragen der gemessenen Viskositten ber die Temperatur DINI DIN 53398 83 27944
42、42 00848bL 709 Seite 8 DIN 51 398 Zitierte Normen und andere Unterlagen DIN 1333 Teil 2 Zahlenangaben; Runden DIN 1342 Viskositt newtonxher Flssigkeiten DIN 7168 Teil 1 Allgemeintoleranzen; Lngen- und Winkelmae DIN 50 014 Klimate und ihre technische Anwendung; Normalklimate DIN 51 377 Prfung von Sch
43、mierstoffen; Bestimmung der scheinbaren Viskositt von Motoren-Schmierlen bei niedriger Temperatur, mit dem Cold-Cranking-Simulator DIN 51 550 Viskosimetrie; Bestimmung der Viskositt; Allgemeine Grundlagen DIN 51 569 Prfung von Minerallen, flssigen Brennstoffen und verwandten Flssigkeiten; Messung de
44、r Visko- sitt mit dem Vogel-Ossag-Viskosimeter; Temperaturbereich: -55 bis ungefhr + 10 OC DIN 51 750 Teil 1 Prfung von Minerallen; Probenahme; Allgemeines . DIN 51 750 Teil 2 Prfung von Minerallen; Probenahme; Flssige Stoffe DIN 51 848 Teil 3 Prfung von Minerallen; Prffehler; Berechnung von Prffehl
45、ern ANSI/ASTM D 2983-80 Standard Test Method for Low-temperature viscosity of automotive fluid lubricants measured by Brookfield Viscometer (D: Prfverfahren fr die Viskositt bei niedriger Temperatur von flssigen Kraftfahrzeug-Schmierstoffen gemessen mit dem Brookfield Viskosimeter) Procedure for mea
46、surement of low temperature apparent viscosity by means of the Brookfield viscometer (liquid bath method) (D: Bestimmung der scheinbaren Viskositt von Getriebelen bei niedriger Temperatur mit dem Brookfield-Viskosimeter (Flssigkeitsbadmethode) CEC L-l-A79 Erluterungen Die vorliegende Norm wurde vom
47、Arbeitsaucschu NMP 661 ,Prfung von Schmierlen, sonstigen Olen und Paraffinen“ im Fachausschu Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des Normenausschusses Materialprfung (NMP) ausgearbeitet. Dieses Prfverfahren wurde in Anlehnung an das CEC-Testverfahren L-l8-A79 aufgestellt. Beide Verfahren sind bis
48、auf geringe Unterschiede nahezu identisch. Mit dem Verfahren in der Norm ANSI/ASTM D 2983-80 werden ebenfalls Brook- field-Viskosittswerte von Getriebelen bei niedriger Temperatur gemessen. Nach der ANSI/ASTM-Norm erfolgt die Abkhlung und Temperierung der Proben in einem Luftbad. Aufgrund der sich e
49、rgebenden schnelleren Abkhlung nach den Bedingungen in der ANSI/ASTM-Norm fallen die Viskosittswerte geringfgig hher aus. Zur Verbesserung der Przision und aufgrund der gnstigeren Handhabung haben sich CEC und DIN fr eine geregelte Flssigkeitsbadkhlung entschieden. In dem ASTM verffentlichten Entwurf 4-1 (Brookfiel
