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Verfahren für den Betrieb von Wälzlagern oder Wälztrieben.
Da wässerige Flüssigkeiten auf Wälzlagern in Maschinentriebwerken oder auf Wälztriebe bekanntlich zerstörende Wirkungen ausüben, gilt es bisher als undurchführbar, Wälzlager z. B. von Kreiselpumpen für wässerige Flüssigkeiten betriebsicher in der Flüssigkeit selbst laufen zu lassen. Es muss vielmehr auf eine sorgfältige Abdichtung der Wälzlager gegen jeden Zutritt von wässerigen Flüssigkeiten geachtet werden, da andernfalls in kurzer Zeit Zerstörungen an den Wälzflächen der Lager auftreten. So sind beispielsweise Wälzlager an Kühlwasserpumpen für Brennkraftmaschinen von Kraftwagen durch Zutritt des Kühlwassers zur Lagerung gefährdet. Ebenso sind Wälzlager an rotierenden Gaspumpen mit wässerigen Sperrflüssigkeiten durch deren Zutritt zu den Lagern bedroht.
Ferner ist bekannt, dass wässerige Flüssigkeiten die gleitenden Zahnflanken von Zahnradpumpen zerstören und deren Anwendung beispielsweise als Kühlwasserpumpen stark einschränken.
Durch die vorliegende Erfindung wird nun ein einwandfreier Betrieb von Wälzlagern oder Wälztrieben auch in wässerigen Flüssigkeiten ermöglicht, indem man mit Hilfe von Emulgatoren erzeugte wässerige Ölemulsionen verwendet. Die Herstellung solcher wässeriger Ölemulsionen kann in bekannter Weise erfolgen. Grundsätzlich eignen sich dafür alle Öle, die eine genügende Schmierfähigkeit besitzen und frei sind von schädlichen Bestandteilen, z. B. die bekannten Spindelöle. Als Emulgatoren haben sich beispielsweise Alkalisalze von Fettsäuren und Alkalisalze von Mineralölsulfonsäuren bewährt.
Gute Ergebnisse lassen sich mit Gemischen von 15 Teilen sulfonsaurer Mineralölseifen und 81 Teilen Spindelöl in weichem Wasser erzielen. Es hat sich gezeigt, dass sich bei Anwendung solcher Emulsionen auf der Oberfläche der Wälzlager ein ausreichender Schmierfilm bildet, der den einwandfreien Betrieb der Wälzlager in der wässerigen Flüssigkeit ohne weitere Schmiermittel gestattet. Durchweg genügt bereits ein Ölgehalt von etwa 5%, um eine ausreichende Schmierwirkung und ein dauernd betriebssicheres Arbeiten zu gewährleisten. Im allgemeinen lässt sich sagen, dass sich mit steigendem Ölgehalt die Schmierfähigkeit der Emulsion für die Wälzlager erhöht. Gleichzeitig nimmt aber die Zähigkeit der Emulsion zu, wodurch in gewissem Umfange ihre Eignung zur Übertragung von Strömungsenergie und zur Wärmeabfuhr abnimmt.
Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen hat man nach den Gesamterfordernissen des gegebenen Anwendungsfalles die Konzentration des Öles in der wässerigen Flüssigkeit zu wählen.
Abgesehen von dem grundsätzlichen Vorteil der bedeutenden Ersparnis an Schmieröl gestattet die Anwendung der erfindungsgemässen Emulsionen besondere Vorteile, z. B. bei Flüssigkeitsgetrieben nach dem Strömungsprinzip, die insbesondere für den Antrieb von Motorfahrzeugen in neuerer Zeit vielfach zur Anwendung kommen. Bisher verwandte man als Arbeitsflüssigkeit bei derartigen Konstruktionen im wesentlichen wegen der Schmierfähigkeit für die Wälzlager dünnflüssige Öle. Die Verwendung von Ölen ist jedoch hier mit schwerwiegenden Nachteilen verbunden.
Infolge der ungünstigen Wärmeübertragungseigenschaften des Öles ist es nämlich verhältnismässig schwierig, die im Getriebe entstehenden Verlustwärmemengen aus dem Öl herauszukühlen ; man darf dazu meist besonderer, umfangreicher Ölkühler, für die bei Fahrzeugen häufig nicht genügend Raum an geeigneter Stelle zur Verfügung steht. Unter ungünstigen Betriebsverhältnissen entstehen dann-auch trotz Kühlung- leicht unzulässig hohe Öltemperaturen, die die chemische Beständigkeit des Öles gefährden und neben der ständigen Einwirkung des Sauerstoffes der Luft erfahrungsgemäss zu Kraekvorgängen und Alterungserseheinungen im Öl führen. Im schlimmsten Falle unzulässiger Temperatursteigerung kann das Öl nach Überschreiten des Flammpunktes zu brennen anfangen.
Ein anderer Nachteil des Öles als Arbeitsflüssigkeit für Strömungsgetriebe ist sein verhältnismässig niedriges spezifisches Gewicht ; es ist bekannt,
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dass die Anwendung von Arbeitsflüssigkeiten mit höherem Raumgewicht eine Verringerung der Getriebeabmessungen für die gleiche Leistung und Drehzahl des Antriebsmotors ermöglicht. Alle diese Nachteile werden durch die Anwendung der wässerigen Ölemulsionen gemäss der Erfindung leicht vermieden.
Es tritt bei mangelhafter Kühlung keine Alterungs-oder Zersetzungserscheinung ein, wie es bei Ölen der Fall ist. Selbst bei mehrstündigem Kochen zeigte eine Emulsion aus weichem Wasser und 5% Öl weder sofort noch nach mehrtägigem Stehen Zerfalls erscheinungen. Schliesslich tritt selbst bei einem Zusatz von beispielsweise 10% Öl zum Wasser keine betrieblich wesentliche Verminderung der Wärmedurchgangszahl von Kühlvorrichtungen gegenüber dem Betrieb mit reinem Wasser auf. Der bei Anwendung von Ölen in Flüssigkeitsgetrieben bekannte Nachteil des Schäumens fällt fort.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass man beim Betrieb eines Motorantriebsaggregats etwa für Fahrzeuge, bestehend aus wassergekühlter Brennkraftmaschine und Flüssigkeitsgetriebe nach dem Strömungsprinzip, mit einer einzigen Flüssigkeit für den Kühlkreislauf des Motors und für den Arbeitskreislauf des Getriebes auskommen und beide Kreisläufe vereinigen kann. Dies bedeutet konstruktiv den Fortfall eines besonderen Kühlers für die Arbeitsflüssigkeit des Strömungsgetriebes durch eine geringe Vergrösserung des im Fahrzeug an der günstigsten Stelle angeordneten Motorkühlers. Ferner kann die Füllpumpe des Flüssigkeitsgetriebes gleichzeitig auch den Kühlwasserumlauf durch die Brennkraftmaschine und den Kühler bewerkstelligen, so dass sich eine besondere Kühlwasserpumpe am Motor
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Kühlflüssigkeit im Kreislauf haltenden Pumpe.
Eine derartige Anwendungsform der Erfindung wird durch die Abbildung veranschaulicht.
Die Kühlwasser- und Füllpumpe 1 pumpt das warme Wasser-Ölgemisch aus dem Flüssigkeitsbehälter 2 des Flüssigkeitsgetriebes 3 in den Motorkühler 4. Ein Zweig des gekühlten Mediums fliesst aus ihm über ein Einstellventil 5 zur Kühlung des Motorblockes 6. Das warme Wasser tritt oben aus dem Motorblock aus und läuft in den Flüssigkeitsbehälter 2 des Getriebes wieder zurück. Ein anderer Zweig des gekühlten Mediums führt zum Füllstutzen 7 des Flüssigkeitsgetriebes und läuft aus dem Getriebe in den Flüssigkeitsbehälter 2 zurück.
Wie sich gezeigt hat, lassen sich den Wasser-Ölemulsionen für besondere Zwecke ohne weiteres Zusatzstoffe, insbesondere Gefrierschutzmittel, z. B. wasserlösliche Alkohole, wie Glykol, Glycerin od. dgl., zusetzen. Beispielsweise wurde beim Betrieb von Kugellagern, die in erfindungsgemässenWasser- Ölemulsionen laufen, das einwandfreie Arbeiten der Lager durch Zusatz derartiger Stoffe in keiner Weise beeinträchtigt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betrieb von Wälzlagern oder Wälztrieben, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schmierung und gegebenenfalls zur Kühlung eine mit Hilfe von Emulgatoren erzeugte wässerige Emulsion eines Öles mit Schmiervermögen benutzt wird, die gegebenenfalls noch Zusatzstoffe, wie Gefrierschutzmittel, enthält.