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Diese und andere Kombinationen unterscheiden sich untereinander wesentlich in ihrer Verwcndbarkeit, da eine Schmierstelle möglichst reproduzierbar und leicht austauschbar sein soll und vor allem keine andersartigen als durch das Schmiermittel bedingten Effekte die Messergebnisse bestimmen sollen. Eine besonders praktische Anordnung der Schmierstellen ist bei dem Prüfgerät von G. D. Boerlage (USA.- Patentschrift Nr. 2,019. 948) vorgesehen. Er verwendet als Lager drei symmetrisch und fest angeordnete Kugeln od. dgl., auf denen der kugelförmige Auslauf eines Rotationskörpers drehbar ist.
Noch grössere Schwierigkeiten bewirkt die Messung der Reibungswerte selbst, da man zusätzliche Reibungsstellen vermeiden muss aus Gründen, die einleuchtend sind, insbesondere wenn man berücksichtigt, dass die Reibung in bestimmten Grenzen geschwindigkeitsabhängig ist und die Ruhereibung sehr hohe Werte annehmen kann. Die letztgenannten Einflusse sind naturgemäss auch bei den zu untersuchenden mit dem entsprechenden Schmierstoff benetzten
Schmierstellen selbst zu beachten.
Erfindungsgemäss wurde obige Aufgabe so gelost, dass auf einen, in einem Lager mit Punktoder Linienberührung ohne Lageänderung der Drehachse frei drehbaren Rotationskörper axialsymmetrisch stufenlos regelbare und messbare
Kräfte zur Einwirkung gebracht werden, wodurch eine freie Rotation des Rotationskörpern ohne ein Gegenlager ermöglicht wird bzw. sich das Gegenlager auf ein praktisch reibungsloses
Führungslager beschränken kann. Die Grösse der einwirkenden axialsymmetrischen Kräfte wird so gewählt, dass sich der Rotationskörper gleichförmig bewegt, d. h., dass eine geringfügige
Herabsetzung oder Erhöhung der einwirkenden
Kräfte einen Stillstand bzw. eine beschleunigte
Bewegung hervorruft.
Bei einer Ausführungsform des Erfindung- gedankens wird die gleichförmige Bewegung des Rotationskörpers mittels eines stufenlos regelbaren und messbaren Luftstromes erzeugt, welcher aus zwei oder mehreren axialsymmetrisch angeordneten Düsen-ut ein auf der Achse des
Rotationskörpers befindliches Windrad einwirkt.
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Der Rotationskörper selbst ist mit seinem kugelförmig gestalteten Achsenende auf ein aus drei an den Ecken eines gleichseitigen Dreieckes festangeordneten, sich berührenden Kugeln bestehendes Lager frei drehbar aufgesetzt.
Weiters ist vorgesehen, dass sich das Lager in einem Wärmeschrank befindet. Damit ist die Möglichkeit gegeben, bei allen interessierenden
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verhältnisse zu untersuchen. Das Lager kann samt seinem Aufnahmebehälter aus dem Wärmeschrank herausgenommen werden. Dies ist zweckmässig mit Rücksicht auf die vollständige Reinigung des Lagers vom Versuchsöl durch Lösungsmittel in einem Extraktionsapparat.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gerätes nach der Erfindung schematisch dargestellt. Es besteht aus drei Kugeln (Kugellagerkugeln) 1, 2, 3, die als Führungslager dienen.
Eine vierte Kugel 4 dient als Gleitkörper. Es handelt sich demnach um eine DreipunktBerührung, die hohe, auf die drei Berührungsstellen gleichmässig verteilte spezifische Drucke und eine gute Reproduzierbarkeit der Schmierstellen trotz grosser Glattheit derselben erlaubt.
Die drei unteren Kugeln 1, 2, 3, sind an den Enden eines gleichseitigen Dreieckes fest in einem mit dem zu prüfenden Schmierstoff gefüllten Napf 5 angeordnet, der sich innerhalb eines Wärmeschrankes 6 befindet. Die vierte
Kugel 4 ist mit der mit einem Windrad 7 versehenen Rotationsachse 9 verbunden und läuft frei-nur durch ein Gegenlager 8 lose geführt- im erwähnten Dreikugellager. Das Windrad 7 ist axialsymmetrisch durch in der Zeichnung nicht dargestellte Gewichtsscheiben beliebig be- lastbar und wird mittels zwei oder mehrerer axialsymmetrisch angeordneter Düsen 10 mit
Luft angetrieben.
Mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Strömungsmessers oder eines Mano- meters kann der Luftstrahl so geregelt werden, dass entsprechend der zu überwindenden Reibung, das Windrad 7 einschliesslich der Kugel 4 gerade in einer langsamen gleichförmigen Bewegung erhalten wird. Die Reibung im Gegenlager ist dabei vernachlässigbar. Das Gesamtgewicht des aus Kugel 4 und Laufrad 7 bestehenden
Gleitkörpers kann vermittels der erwähnten Gewichtsscheiben- je nach dem zu unter- suchenden Schmierstoff und den Schmier- bedingungen-geregelt werden. Ausserdem können die an den Schmierstellen auftretenden spezifischen Drucke durch die Grösse der verwendeten Kugeln variiert werden.
Um das Rad in Bewegung zu setzen (Überwindung der Ruhcreibung) ist zusätzlich eine von der Hand mit einem Gummiball zu bedienende, in der Zeichnung nicht dargestellte Düse vorgesehen. Durch beispielsweise elektrolytisches Überziehen der Kugellagerkugeln mit verschiedenen anderen Metallen besteht die Möglichkeit, auf leichteste Art verschiedene Werkstoffe zu untersuchen. Für die Messungen wird die Vorrichtung im allgemeinen zuerst mit einem indifferenten Eichöl (Bezugsöl) geeicht.
Um die hohen spezifischen Drucke (zwischen
103 und 104 kg pro cm2 an deI') Beriihrungs- orten der Kugel 4 mit den Kugeln 1-3) bedarfs- weise bis auf Null erniedrigen zu können, wird am oberen Teil der Welle des Windrades 7 ein axialsymmetrisch angeordneter Schwimmer angebracht, der in eine ebenfalls axialsymmetrisch angeordnete, mit einer Mikrometerschraube längs der Achse auf und ab bewegbare Rinne taucht. Durch Füllen der letzteren mit einer geeigneten Flüssigkeit-vorzugsweise Quecksilber-ist es möglich, das Gewicht des Laufrades 7 durch den entstehenden Auftrieb kon- tinuierlich bis zum Wert Null zu kompensieren.
Mit dem erfindungsgemässen Gerät kann die Reibung, die Filmfestigkeit, die Ruhereibung, der Verschleiss usw. geprüft werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Untersuchung des Schmierverhaltens von Schmier- und Werkstoffen, insbesondere im Gebiet extremer Schmierbedingungen, mit Hilfe eines in einem Lager mit Punkt-oder Linienberührung ohne Lageänderung der Drehachse frei drehbaren Rotationskörpers, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Achse des beliebig belastbaren Rotationskörpers ein Windrad befestigt ist, auf welches ein stufenlos regelbarer, axialsymmetrischer Luftantrieb wirkt.