In Hochdrehzahlanwendungen, wie z. B. der Werkzeugmaschinenhauptspindel, lassen sich mit fettgeschmierten Hybrid-Spindellagern heute Drehzahlkennwerte realisieren, die bis vor einigen Jahren nur mit Öl-Luft geschmierten Lagern möglich waren. Während der Verzicht auf Druckluft als Fördermedium ökologische und ökonomische Vorteile bringt, ist die mit steigender Drehzahl überproportional sinkende Fettgebrauchsdauer der zentrale Nachteil der Fettschmierung. Dieses Problem lässt sich grundsätzlich durch den Einsatz von Fettnachschmiersystemen lösen. Die heute verfügbaren Fette mit höchster Drehzahleignung sind jedoch nur bedingt für den Einsatz in Fettnachschmiersystemen geeignet. Gleichzeitig ist nicht vollständig erforscht, wie die Fettzufuhr in das Lager optimal zu gestalten ist.
Die Zielsetzung des Forschungsvorhabens war ein erweiterter Einsatzbereich fettgeschmierter Hybrid-Spindellager durch den Einsatz eines Fettnachschmiersystems. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde eine verbesserte Systematik der Fettnachschmierung entwickelt und untersucht, wie sich die Verweildauer des Schmierfettes im Nachschmiersystem auf dieses auswirkt.
Im Vorhaben wurden in einem ersten Schritt drei Schmierfette mit Hilfe eines Prüfstandes bis zu sechs Monaten den Belastungen eines Fettnachschmiersystems ausgesetzt. Es zeigte sich eine teilweise starke Entölung der Versuchsfette, welche zu einer Blockade der Schmierleitungen führen können. Eine Schädigung des Fettes an sich konnte nicht festgestellt werden. Bei Versuchen auf einem Wälzlagerprüfstand konnte keine starke Beeinflussung der kurzzeitigen Drehzahleignung festgestellt werden, auch wenn einige Versuche Anzeichen eines baldigen Ausfalls zeigten.
Die Entölung in Folge der durch das Nachschmiersystem hervorgerufenen Belastungen konnten durch die Optimierung eines Schmierfettes reduziert werden. Die Optimierungsmaßnahmen umfassten eine Verkürzung der Verdickerkettenlänge und das Hinzufügen von Additiven. Eine Schädigung durch das Nachschmiersystem konnte auch bei diesem Schmierfett nicht nachgewiesen werden.
Die Versuche zur Entwicklung der Schmierstrategie zeigten, dass das Einbringen von Schmierfett in ein Lager bei 24.000 1/min möglich ist. Es wurde weiterhin deutlich, dass die Nachschmierung bei offenen Wälzlagern sowie hohen Drehzahlen eher ausgetragenes Schmierfett ersetzen muss, als gealtertes auszutauschen. Ebenso zeigte sich die Gefahr einer Rückförderung von gealtertem Schmierfett in den Wälzkontakt durch eine axiale Fettzufuhr, sodass eine radiale Zufuhr ins Lager zu bevorzugen ist.
Mit der entwickelten Schmierstrategie und dem optimierten Schmierfett ließ sich eine deutlich höhere Gebrauchsdauer als bei der Verwendung einer Lebensdauerschmierung erreichen.