DD145556A5 - Lager - Google Patents

Description

, _fl .,, λ _Λ. Berlin, den 17.9,1979 4¥ δ V 'I" 55 .999/27

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Die Erfindung betrifft ein Lager, insbesondere für Bohrturbinen, welches hohe Axial schub e aufzunehmen vermag und die Pührung oder die Auflage von zwei beweglichen Teilen unabhängig von ihrer Relativgeschwindigkeit zueinander gewährleistete

Chareict eristik ,der bekannten t ochnischen _Lösmar;en

Die sehr zahlreichen bekannten Lagerarten erlauben es nicht, wirksan den Verschleiß der Kontaktteile zu verhindern© Dieser Verschleiß muß jedoch ganz besonders vermieden v/erden, wenn die Lager ζ „Β* die Rotoren von Bohrturbinen, tragen« Dieser.Verschleiß kann wegen der Verringerung des zwischen den Schaufeln des Stators und des Rotors vorhandenen ,Spiels schwere Polgen haben, da der Wegfall dieses Spiels zu deren Zerstörung führt.

Es können also nicht die Lösungen angewendet werden, bei denen eins der Kontaktteile ein Verschleißteil ist, das ersetzt v/eu'Clen kann, da dieser Verschleiß zu einer Annähe- rung der Schaufeln führen würde und die bekannten Verschieißschutsüborzüge nur unter ganz bestirnten Bedingungen wirksam sind, die nicht den hohen Belastungen entsprechen, denen Bohrturbinen ausgesetzt sind₀

Um den iJachteil der glatten Pltlchen zu vermeiden^ können Wälzlager verwendet werden^ aber auch hier können die Ein-· satzbodingungeii nicht immer eingehalten werden, da die WiilslGger durch den Bohrschlamm angegriffen v/eräen und ihi'e Dichtlieit nicht erhalten werden kann₀

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Ziel der Erfindung ist eile Bereitstellung eines Lagers, ins besondere für Bohrturbinen, welches hohe Gebrauchswerteigen schaft enaufweist und eixien wirtschaftlichen Einsatz gewährleistet *

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein iiager zu schaffen, mit dem es möglich ist, den Verschleiß der Kontaktflächen im gesamten Tempera.tür- und Druckbereich jenseits der Umv/andlimg von Diamant in Graphit praktisch aufzuheben«;

Erflndungsgemäß wird die Aufga.be dadurch gelöst _f daß die in ständigem Kontakt stellenden Lagerflächen diamantenbe~ setst und eingeschliffen .sind*

Die Erfahrung zeigt, daß unabhängig von der Art der Flächen oder der verwendeten Diasiantenkonkretionen derartige Flächen nach dem Einschleifen de:r beiden Flächen gegeneinander hohen Drücken und hohen Drehzahlen standhalten und ein kaum spürbarer j, praktisch vernacliliissigbarer Verschleiß zu verzeichnen ist s

Außerdem zeigt die Erfahrung;, daß es nicht nur möglich ist$ derartige glatte Flächen mit den vielfältigsten identischen Zusammensetzungen zu verwenden^ sondern daß die so hergestellten Lagerflächen für alle bekannten Lagerarten angewendet werden können_? wobei eine der Flächen die Rolle des eigentlichen Auflagers spielt und die andere Fläche auf der erstgenannten gleitet oder abrollt« Besonders bei hohen Druckkräften und hoher Drehzahl kann ein- Lager verwendet wendenj, das aua einem Auflagekrozis auf Auflagen der gleichen Art wie der Kranz nach Einschleifen aev diamantenbeoetaten

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Kontaktflächen gebildet wird« Das hat den Vorteil, daß durch Verringerung der erhaltenen Temperatur mittels eines, zwischen den Auflagen fließenden Kühlmediums ein größerer Abstand zu. den Umwandlungssonen der Diamanten in Graphit geschaffen werden kann₀

Es ist überhaupt vorteilhaft, die erfindungsgemäßen Lager dort einzusetzen, wo die Flächen der Lager bei hohen Drehzahlen durch einen Film eines flüssigen oder gasförmigen Mediums getrennt sind*

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung haben sich auch Lagerflächen mit Diamantenkonkretionen unterschiedlicher Zusammensetzungen als wirksam erwiesen, bei denen sowohl natürlichen als auch synthetischen Ursprungs verwendet v/erden«

Bs können so Diamantenkränze verwendet werden, die als Auflagen für Laufbahnen aus Diamantenkonkretionen dienen«

Als Zweckmäßig hat sich auch gezeigt, wenn eine Fläche mindest ens eine Laufbahn aus Diamantenkonkretion enthält _s während die andere Fläche aus einer Reihe von Diamanten besteht-j. wobei die Laufbahn durch diese Diamanten eingeschliffen iste

Alle verwendeten Arten von Flächen und Diamantenkonkretionen ähnlicher oder unterschiedlicher Art sowohl in der Zusammensetzung dor verwendeten Lietallpulvcr als auch in den Abmessungen der in aio Diamantenkonkretionen eingefügten oder aber als Auflagen verwendeten Diamanten seigten einen kaum su bemerkenden Verschleiß, sobald d-;.ü Linochieifen'der

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aufeinandergleitenden !Flächen erfolgt war«

Die Erfindung kann vorteilhafterweise für alle Arten von Lager* einschließlich Axiallager_s Spurlager und Lager mit Filmen aus Fluiden_? die· sur Führung und/oder ständigen oder unterbrochenen Auflage für eine andere diamantenbesetzte Fläche dienen«

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sowie anderen Einrichtungen bei denen ein ständiger oder mit erbrochener Reibschluß besteht, angewendet v/erden«,

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert v/erden« Die zugehörige Zeichnung zeigt;

einen schematischen axialen Halbschnitt eines Teiles des Stators und des Rotors einer Bohrturbine«

Im gewählten Beispiel besteht der Stator 1 im dargestellten Bereich aus einem zylindrischen Teil 1„ dessen Achse 3 mit der Achse des zentralen Rotors 4 zusammenfällt«

Der Rotor 4· enthält eine; kreisrunde Stütze 5? unter der ein Kranz 8 aus einer Diamantenkonkretion befestigt oder eingebaut ißtc Die untere Fläche 6 dieses Krauses 8 liegt auf den Flächen 7 einer Reihe von. Auflagen 9 auf» die mit dom Stator 1 verbunden sindο

Die Auflagen S_t die aus einer Diamantenkonkretion gleich der des Kranzea 8 bestelien_? sind an einer ringförmigen Stütze 2 des Stators 1 befestigt oder eingebaut«

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In diesem Beispiel, bei dem nur die axialen Kräfte groß sind, kenn das am Umfang der Stütze 2 angebrachte Lager 10 von beliebiger Art sein» Hierbei ist es auch möglich;, daß ein erfinäungsgemäßes Lager verwendet wird, dessen diamantenbesetate Fläche auf der dem Rotor 4 gegenüberliegenden zylindrischen diamantenbesetzten Fläche eingeschliffen wird"©

Die Zusammensetzung des Kranzes 8 aus Diamantenkonkretion und der Auflagern 9 kann zum Beispiel jede Zusammensetzung von für Bohrwerkzeuge verwendeten Diamantenkonkretionen sein« Erfiiiäirrigsgemäß werden die Flächen 6 und 7 zum Beispiel durch Reiben dieser Flächen gegeneinander bis zum Verschwinden, jeder wahrnehmbaren Verschleißspur eingeschliffen« So ist feat ziis te Ilen, wie oben dargelegt, daß nach erreichtem. Einschleifen ein spürbarer Verschleiß nicht mehr· auftritt_β

Obwohl im allgemeinen das Kinschleifen umso schneller erreicht wird, je gleicher die Zusammensetzungen der Konkretionen und j ο kleiner die /Korngrößen der Diamanten sind, ist es auch möglich, eingeschliffene Flächen, die au keinesn spürbaren Verschleiß mehr führen, zu erhalten, wenn die Korngrößen imterrjchiüdlich sind und die Konkretionen unterschiedlichen Zusaimiiencetklingen entsprechen*

Insbesondere bei der Anwendung dieser Flächen für Bohrturbinenlager ist festzustellen, daß der Bohrschlamm, im Gegeiisats zur zerstörenden V/irkung auf die Lager_s v/enn er als Kühlmittel verwendet wird, keinerlei schädliche Y/irkung auf die'diamantenbesotzten Reibungsflachen hat*

Dor zwischen den Auflagen 9 mit nor Fläche 7 und dom Kranz 8 mit der Fläche- 6 gelaii-,o;jde Bolrr^uhlamra hat nur die einzige wirkujj;"* acli or diese Flachen IcUIiIt₁₁

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Wenn Fluidlager hergestellt v/erden sollen, wird in der gleichen Y/eise verfahren, indem ein Einschleifen der zylindrischen "Lager mit diamantenbesetzten Flächen und der diamantenbesetzten Teile5 die clic Fluidfilme begrenzen, erfolgt«

Obwohl nur eine einsige .Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Lagers für· einen bestimmten Einsatz beschrieben und als Beispiel für Diamantenkcsakretionen nur diejenigen* die üblicherweise in Hochleistungsbohrwerkzeugen verwendet werden, beschrieben wurden^ ist verständlich, daß die Erfindung nicht hierauf begrenzt .ist, da alle diamant enbe setzt en Zusammensetzungen geeignet sind, sobald eine !"'lache einer -solchen Zusammensetzung auf einer anderen Fläche gleicher Art eingescliliffen werden kann«, um den Verschleiß so weit su reduzieren, daß er praktisch nicht mehr spürbar ist_e Es ist im übrigen mÖgliel3._f einen Teil des Einschleifens auf Flächen unterschiediicher Zusaxiiiiensetzung vorzunehmen^ wobei das Einschleifen s",vischen den Flächen des Lagers gleicher Art oder unterschiedlicher Art jedoch entweder sur Realisierung des Fe-Inschliffs oder zur Realisierung des eigentlichen Einschleifens vorgenommen wird«

Als Beispiele für diaTüaz'rtGnbesetE'.te Flächen können insbesondere die in dem fransösisehen Patent Hr, 2^029*963? angemeldet vom Anmelder a?s 'IS^lilixrz 1969«) angeführten Diamanten konkret ionen genannt vieird

Claims (1)

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   Erf liidungs an spi-uch f

   1, Lager, insbesondere für Bohrturbinen,'welches hohe Axialschub e aufzunehmen vermag und die Führung oder die Auflage von zwei'beweglichen Teilen unabhängig von ihrer Relativgeschwindigkeit zueinander gewährleistet, gekennzeichnet dadurch, daß die in ständigem Kontakt stehenden Lager— flächen (6, 7) diamantenbesetzt und eingeschliffen sind.

   Lager nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß jede der diamant enbe set zt en Flächen aus einer Diamantenkonkretion besteht·

   3«· Lager nach Punkt 2_f gekennzeichnet dadurch,, daß die Diamantenkonkretionen der Flachen.(6, 7) identisch sind,

   4* Lager nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Korngröße der Diamanten in den Diamant enkonlcr et ionen der beiden Flächen (6, 7) unterschiedlich ist»

   5e Lager nach einem der Punkte 1 bis 4_S gekennzeichnet da-* durchs, daß die eine Fläche (6) einen mit dem' Rotor (4) verbundener kranz (8) bildet und die andere Fläche (7) mit dem Stator (1) verbunden ißt,

   6_e Lager nach Punkt ¹J, gekennzeichnet dadurch, daß der Diamantenkonkretionskranz des Stators (1) aus Diamantenkonkretionsauflagen gebildet ist«

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   7β Lager nach einem der irunkte 1 bis'6, gekennzeichnet dadurch, daß die diamantenbesetzten Flächen (6, 7) durch einen Pluidfilra oder gasförmigem PiIm getrennt sind*

   8« Lager nach 'Punkt .1, gekennzeichnet dadurch_? daß eine der Kontaktflächen aus mindestens einer Laufbahn einer eingeschliffenen Diamantenflache besteht, wobei die andere Kontakt fläche aus mindestens einer a,uf dieser Laufbaiin gleitenden Diamantenreihe besteht_β