Schmierstoff Widerstandsfähigsten Initialschmierstoffe für Wälzlager in medizintechnischen Geräten

Um die Richtlinien für hygienische Aufbereitung von medizin-technischen Instrumenten erfüllen zu können, müssen nicht nur die Wälzlagerstähle sterilisierbar sein. Auch die Schmierstoffe müssen diesen Anforderungen genügen. GRW Gebrüder Reinfurt verwendet nun Polyharnstoff-verdickte Fette zur Schmierung ihrer Lager.

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GRW - Gebr. Reinfurt GmbH & Co. KG

In der Dental- und Medizintechnik werden hohe Anforderdungen an Initialschmierstoffe für Miniaturkugellager gestellt. GRW Gebrüder Reinfurt hat sich deshalb mit der optimalen Einsatzqualität von Initialschmierstoffen beschäftigt, um eine besondere Widerstandsfähigkeit gegenüber den notwendigen Sterilisationsvorgängen und eine weitere Erhöhung der Lebensdauer unter extremen Umgebungsbedingungen zu erreichen.

Unter 30 Schmierfetten verschiedener Hersteller hat GRW die fünf widerstandsfähigsten Schmierstoffe ermittelt: Demnach sind Polyharnstoff-verdickte Fette auf Mineralöl- oder PAO-Basis für den Einsatz in sterilisationsbedürftigen Medizinprodukten am besten geeignet. Die "Testsieger" setzt das Unternehmen jetzt verstärkt in den eigenen Miniaturkugellagern ein. Sie sollen die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Geräten in Dental- und Medizinanwendungen erhöhen und zur Wirtschaftlichkeit der Lösungen für den Endkunden beitragen.

Auch Schmierstoffe müssen Anforderungen der Sterilisation gewachsen sein

Dentalturbinen werden im Hochgeschwindigkeitsbereich extrem beansprucht. Darüber hinaus werden die verwendeten Schmierstoffe zusätzlich durch die unbedingt erforderlichen aggressiven Sterilisationsprozesse in besonderer Weise angegriffen. Die Richtlinien des Robert-Koch-Instituts für die hygienische Aufbereitung von medizintechnischen Instrumenten stellen hohe Anforderungen an die Miniaturkugellager, die in Dentalturbinen und Winkelstücken zum Einsatz kommen. Die Sterilisation im Autoklaven mit Hilfe von aggressivem Heißdampf können den von GRW verwendeten nichtrostenden Wälzlagerstählen und Käfigmaterialien wenig anhaben – die meisten Schmiermittel sind diesen Anforderungen jedoch nicht gewachsen.

Ein häufiges Nachschmieren der Dentalinstrumente mit Ölsprays würde beim Einsatz des Gerätes für Verunreinigungen sorgen. GRW stellt deshalb hohe Anforderungen an die Initialschmierstoffe hinsichtlich des Oberflächenhaftverhaltens und der Sterilisationsbeständigkeit.

Ein Drittel der Schmierstoffe schieden wegen funktionseinschränkender Veränderungen aus

Insgesamt 30 Schmierstoffe haben die Mitarbeiter der Forschung und Entwicklung beim Wälzlager-Hersteller im Verlauf von rund 1 000 Sterilisationszyklen mit Heißdampf im Hinblick auf die genannten Forderungen geprüft. Elf der zu testenden Fette mussten vorzeitig auf Grund funktionseinschränkender Veränderungen aus dem Versuch genommen werden.

Zu den analytischen und visuellen Untersuchungskriterien der verbleibenden Schmiermittel zählten die Gewichtsveränderungen der offenen Proben, optische Veränderungen ihres Zustandes, rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen sowie Infrarotspektren. Die Wälzlager selbst wurden hinsichtlich ihres Lagerlaufgeräusches (GPR) und ihrem Anlaufreibmomentverhalten untersucht, sowie auf einem praxisnahen Dentalprüfstand einer Lebensdauerprüfung unterzogen.

Die Ergebnisse der verschiedenen Tests bewerteten die Ingenieure bei GRW insbesondere im Hinblick auf das Einsatzgebiet.

Ungeeignet: Lithiumspezialseifen- oder Natriumseifen-verdickte Schmierfette

Auf dem Dentalprüfstand zeigten sich neben den Vorteilen bei der rein dynamisch-mechanischen Prüfung von Lagerlaufgeräuschen und Reibmoment auch eine längere Lebensdauer und damit eine erhöhte Wirtschaftlichkeit der eingesetzten Lager und Schmierstoffe.

Darüber hinaus wurde festgestellt, dass erhöhtes Reibmoment, verursacht durch die veränderte Konsistenz des Schmierfettes, eine deutlich erhöhte Wärmeentwicklung durch Walkarbeit im Lager zur Folge hat. Weniger stark gewichtet wurden die Optik der Schmiermittelproben sowie ihr Masseverlust. Die Infrarotspektroskopie und REM-Analyse dienten hauptsächlich zur Dokumentation von gravierenden Veränderungen.

Fazit der Untersuchung: Die besten Ergebnisse in allen relevanten Belangen lieferten Polyharnstoff-verdickte Fette auf Mineralöl- oder PAO-Basis. Als besonders ungeeignet bezüglich Sterilisierbarkeit identifizierte das GRW-Labor Lithiumspezialseifen- oder Natriumseifen-verdickte Fette, in die der Wasserdampf völlig ungehindert eindringt und deren Haftfähigkeit auf den Funktionsoberflächen des Kugellagers negativ beeinflusst wird. (mi)

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