-
Die Erfindung betrifft eine Maschine, die ein Fanglager zum Auffangen einer Rotorwelle der Maschine aufweist.
-
Zur Lagerung der rotierenden Rotorwelle bei einer Maschine werden heutzutage immer öfter Magnetlager zur betriebsmäßigen Lagerung der Rotorwelle eingesetzt, die mit Hilfe magnetischer Felder die rotierende Rotorwelle in einem Schwebezustand halten. Bei Ausfall des Magnetlagers, z. B. infolge eines Stromausfalls, fällt die Rotorwelle in ein Fanglager und wird von diesem aufgefangen. Ein Fanglager dient solchermaßen zum Auffangen der Rotorwelle. Das Fanglager übernimmt bis zu einem vollständigen Anhalten der Rotorwelle temporär die Lagerung der Rotorwelle. Fanglager müssen zum Einen den Stoß beim Absturz der rotierenden Rotorwelle in das Fanglager aushalten und zum Anderen ein sicheres Austrudeln der Rotorwelle in dem Fanglager gewährleisten. Der Lagerring des Fanglagers weist hierzu einen im Vergleich zum Rotorwellendurchmesser geringfügig größeren Innendurchmesser auf, so dass die Rotorwelle im Normalbetrieb, d. h. bei aktivem Magnetlager das Fanglager nicht berührt. Üblicherweise ist das Fanglager im Bereich des jeweiligen Endes der Rotorwelle im Ständergehäuse der Maschine untergebracht.
-
Bei handelsüblichen Fanglagern sind nach erfolgtem Auslauf der Rotorwelle häufig Aufschweißungen vom Material des Fanglagers an der Rotorwelle vorhanden. Dies hat zur Folge, dass die Rotorwelle oftmals nach einem Absturz der Rotorwelle in das Fanglager ausgebaut, abgedreht und gereinigt werden muss.
-
Es sind Fanglager in Form von Wälzlagern bekannt. Dabei ist der Außenring des Wälzlagers mit dem Lagerschild verbunden, wobei der Innendurchmesser des Innenrings des Wälzlagers etwas größer als der Außendurchmesser der Rotorwelle ist. Die Rotorwelle fällt beim Abstürzen in den Innenring des Wälzlagers, wobei nach sehr kurzer Zeit der Innenring und die Wälzkörper des Wälzlagers beschleunigt werden, und die Rotorwelle anschließend ausläuft. Das Problem von Aufschweißungen von Fanglagermaterialen auf der Rotorwelle tritt hierbei nicht auf. Jedoch sind Fanglager in Form von Wälzkörperlagern für hohe Rotorgewichte (größer ca. 5.000 kg) (System S2M, Vniiem), wie sie z. B. bei Windkraftgeneratoren auftreten, nicht gut geeignet.
-
Aus der
US 7,449,249 B2 ist ein Lager, das mit einer Legierung beschichtet ist, bekannt.
-
Aus der
DE 10 2006 060 021 A1 und der
DE 10 2005 059 544 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung von Lagern mit einer Zinnlegierung, die maximal 91 Gew.-% Zinn enthält und mittels Kaltgasspritzen aufgebracht wird, bekannt.
-
Zur Beschichtung von Lagern sind aus dem Standard ASTM B-23 Zinngehalte bis 93 Gew.-% Zinn bekannt.
-
Weiterhin sind Legierungen für Gleitlager vor allem aus Bronzen, Blei- oder Aluminiumbasislegierungen bekannt, wobei gelegentlich Festschmierstoffe in die Metallmatrix eingelagert sind. Die bekannten Legierungen für Gleitlager sind durchweg hochbelastbar gegenüber Stauchung und Schlag und bilden Oberflächen mit geringem Reibungskoeffizienten gegenüber der Rotorwelle aus und bleiben während ihres Einsatzes formstabil und vor allem fest. Das ist auch notwendig, denn sie lagern die Rotorwelle während der gesamten Einsatzdauer. Demgegenüber hat ein Fanglager nur die Aufgabe, einen abstürzenden Rotor aufzufangen und auslaufen zu lassen, ohne dass dabei Schaden entsteht.
-
Weiterhin sind aus der Internetseite
http://en.wikipedia.org/wiki/White_metal Gleitlagerbeschichtungen mit einem Zinngehalt von bis zu 93 Gew.-% Zinn bekannt.
-
Weiterhin ist aus der Internetseite
http://www.balverzinn.com/deutsch/sn100c_information.php die Zinnlegierung Sn-0,7Cu-Ni (Sn100C) und deren Verwendung als Lot bekannt.
-
Weiterhin sind aus der Veröffentlichung „Comparing SAC and SnCuNi Solders in Lead-Free Wave Soldering Process”, Elina Havia, Henri Montonen, Elmar Bernhardt, Matti Alatalo, NEXT 2005, Zinnlegierungen aus Zinn, Kupfer und Nickel bekannt.
-
Weiterhin ist der Einsatz von Fanglagern in Form von Trockengleitlagern aus der
EP 411 695 und der
WO 1996/001956 (System Waukesha) bekannt. Die Rotorwelle fällt dabei direkt in einen festen Ring, der aus einzelnen beschichteten Lagerschalen besteht, und läuft dort aus. Diese Anordnung ist für hohe Rotorgewichte geeignet, aber das Material des Rings schmilzt dabei lokal auf und haftet anschließend an der Rotorwelle. Durch die vorhandene Materialpaarung ist die Haftung wie eine Aufschweißung. Da dadurch die Reibverhältnisse gravierend geändert werden, muss die Rotorwelle ausgebaut und die Aufschweißungen an der Rotorwelle abgedreht (mittels einer Drehbank) werden.
-
Aus der
EP 0 411 695 A2 ist eine Anordnung bekannt, bei der eine rotierende Welle mittels eines Magnetlagers gelagert wird, wobei die Anordnung ein Fanglager aufweist.
-
Aus der
DE 82 06 353 U1 ist eine Gleitlagerschale, insbesondere für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einer Stahlstützschale, einer Tragschicht, eventuell einer oder mehreren Bindungs- und/oder Sperrschichten sowie einer Gleitschicht aus Weißmetall-Lagerlegierung auf Zinn-Basis mit 0 bis maximal 2 Gew.-% Kupfergehalt bekannt.
-
Aus der
DE 10 2007 043 941 B3 ist ein Gleitelement mit einer formgebenden Trägerschicht und einer darauf aufgebrachten Gleitschicht bekannt.
-
Aus der
DE 10 2004 043 914 A1 ist ein Gleitlagerbauteil mit einer aufgebrachten Schicht aus Lagermetall und ein Verfahren zum Aufbringen einer Schicht aus Lagermetall bekannt. Die Schicht aus Lagermetall wird dabei mittels Kaltgasspritzens aufgebracht.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Maschine zu schaffen, die ein Fanglager aufweist, bei dessen Gebrauch keine festen Anhaftungen von Material des Fanglagers auf einer Rotorwelle und/oder einer Lagerbuchse der Maschine auftreten, und das eine gute Schmierung gewährleistet.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Maschine, wobei die Maschine als Elektromotor oder Generator oder Kompressor oder Verdichter oder als Turbine ausgebildet ist, wobei die Maschine ein Fanglager zum Auffangen einer Rotorwelle der Maschine aufweist, wobei das Fanglager einen Lagerring aufweist, wobei der Lagerring an der Oberfläche der Innenseite des Lagerrings eine Schicht aus einer Zinnlegierung aufweist, wobei die Zinnlegierung mehr als 93% Gew.-% Zinn enthält.
-
Das erfindungsgemäße Fanglager ist insbesondere auch für den Einsatz bei rotierenden Maschinen, deren Rotorwelle ein hohes Gewicht aufweist, geeignet.
-
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Zinnlegierung mindestens 0,27 Gew.-% Antimon und/oder mindestens 0,3 Gew.-% Bismut und/oder mindestens 0,01 Gew.-% Blei enthält. Durch diese Legierungsbestanteile kann bei Einsatztemperaturen des Fanglagers unter 13°C eine mögliche allotrope Modifikationsumwandlung in pulverförmiges sogenanntes α-Zinn („Zinnpest”) sicher verhindert werden.
-
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Zinnlegierung aus der Legierung Sn-0,7Cu-Ni besteht. Diese Legierung, die aus Zinn, Kupfer, und Nickel (0,7 Gew.-% Kupfer und geringen Mengen von Nickel) besteht, ist auch unter dem Handelnamen SN100C bekannt und wird als Lot in der Elektroindustrie verwendet. Die Zinnlegierung Sn-0,7Cu-Ni ist besonders wenig korrosiv gegenüber rostfreiem Stahl und 30 aufgrund ihrer Bestandteile sowie aufgrund Ihrer rasch zunehmenden Verbreitung als Lot für die Elektronikindustrie besonders kostengünstig. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Zinnlegierung Sn-0,7Cu-Ni gegebenenfalls noch zusätzlich eine Dotierung mit Germanium aufweisen kann, so dass die Legierung noch zusätzlich in geringen Spuren Germanium aufweisen kann.
-
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Schicht aus der Zinnlegierung mindestens eine Dicke von 200 μm aufweist, da dann die Zinnlegierung viele Stürze der Rotorwelle in das Fanglager aushält, bevor der Lagerring und damit das Fanglager 5 verschlissen ist.
-
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn zwischen der Schicht aus der Zinnlegierung und einem Trägermaterial des Lagerrings eine weitere Schicht aus einem Material angeordnet ist, das sich farblich von der Farbe der Zinnlegierung und der Farbe des Trägermaterials unterscheidet. Da das Fanglager einem Verschleiß ausgesetzt ist, ist es vorteilhaft, eine andersfarbige weitere Schicht zwischen der auf der Oberfläche des Lagerrings angeordneten Schicht aus der Zinnlegierung und dem Trägermaterial einzuführen. Hierdurch kann an einer Farbänderung der Oberfläche der Innenseite des Lagerrings der Grad der Abnutzung des Lagerrings und damit des Fanglagers erkannt werden. Hierdurch können mittels einer einfachen Sichtprüfung des Fanglagers, ohne das hierzu ein Ausbau des Fanglagers notwendig ist, der Grad der Abnutzung des Fanglagers und der optimale Zeitpunkt für einen Wechsel des Fanglagers bestimmt werden.
-
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Material der weiteren Schicht aus Kupfer oder Rotguss oder Bronze oder Messing besteht. Kupfer, Rotguss, Bronze und Messing unterscheiden sich farblich von der Farbe der Zinnlegierung und der Farbe des üblicherweise verwendeten Trägermaterials Stahl.
-
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die weitere Schicht eine Dicke von mindestens 50 μm aufweist, da eine solche Schichtdicke besonders schnell und leicht auf das Trägermaterial aufgebracht werden und visuell gut erfasst werden kann.
-
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die weitere Schicht auf das Trägermaterial des Lagerrings kaltgas-gespritzt ist, da sich mittels Aufspritzen über eine Kaltgasspritzanlage, die weitere Schicht einfach und kostengünstig auf das Trägermaterial des Lagerrings aufbringen lässt
-
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Zinnlegierung auf das Trägermaterial des Lagerrings oder auf die weitere Schicht kaltgas-gespritzt ist, da sich mittels Aufspritzen über eine Kaltgasspritzanlage die Zinnlegierung einfach und kostengünstig auf das Trägermaterial des Lagerrings oder auf die weitere Schicht aufbringen lässt.
-
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine schematisierte Ansicht einer Maschine, die das erfindungsgemäße Fanglager aufweist,
-
2 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Fanglagers und der Rotorwelle der Maschine,
-
3 einen Ausschnitt eines Lagerringes des Fanglagers,
-
4 einen stark vergrößerten Ausschnitt des Lagerrings des Fanglagers,
-
5 eine Draufsicht auf die Innenseite des Lagerrings in einem unabgenutzten Zustand des Lagerrings und
-
6 eine Draufsicht auf die Innenseite des Lagerrings in einem abgenutzten Zustand des Lagerrings.
-
In 1 sind in Form einer schematisierten Darstellung die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente einer Maschine 1 dargestellt, die im Rahmen des Ausführungsbeispiels als Generator oder Elektromotor ausgebildet ist. Andere Elemente der Maschine wie z. B. Ständer, Läuferjoch etc. sind der Übersichtlichkeit halber und da zum Verständnis der Erfindung unwesentlich nicht in 1 dargestellt. Die Maschine 1 weist einen rotierbar angeordnete, mittels eines Magnetlagers 4 gelagerte Rotorwelle 3 auf, die im Betrieb der Maschine 1 um eine Rotationsachse R rotiert. An die Rotorwelle 3 ist dabei im Rahmen des Ausführungsbeispiels an der Position des erfindungsgemäßen Fanglagers 2 eine Lagerbuchse 5 drehfest befestigt. Die Lagerbuchse 5 muss dabei nicht unbedingt vorhanden sein.
-
Das Magnetlager 4 hält die Rotorwelle 3 mittels eines geregelten Magnetfeldes in einem Luftspalt 18 in Schwebe.
-
Neben dem Magnetlager 4, weist die Maschine 1 ein erfindungsgemäßes Fanglager 2 auf, das bei einem Versagen des Magnetlagers 4 die Rotorwelle auffängt, wenn diese in das Fanglagerfällt und die Lagerung der Rotorwelle 3 bis zum Stillstand der Rotorwelle 3 übernimmt. Ein solches Versagen des Magnetlagers 4 kann z. B. bei einem Ausfall der Stromversorgung der Maschine 1 und damit des Magnetlagers 4 auftreten.
-
Das erfindungsgemäße Fanglager 2 weist zur Aufnahme der Rotorwelle 3 einen Lagerring 6 auf, wobei die Rotorwelle 3 im Rahmen des Ausführungsbeispiels zusammen mit der Lagerbuchse 5 in den Lagerring 6 eingeführt ist.
-
Weiterhin weist das Fanglager 2 einen Trägerring 7 auf, an dem mittels Schrauben 15 der Lagerring 6 befestigt ist. Um das Fanglager 2 ist ein Lagergehäuse 8 angeordnet. Weiterhin weist die Maschine ein ruhendes Maschinengehäuse 17 auf, an dem das Lager 2 befestigt ist, wobei die Befestigung zwischen Fanglager 2 und dem Maschinengehäuse 17 der Übersichtlichkeit halber in 1 nicht dargestellt ist.
-
Zwischen dem Lagerring 6 und der Lagerbuchse 5 ist ein Luftspalt 9 angeordnet, der etwas breiter ist als der Luftspalt 18.
-
Bei einem ordnungsgemäß funktionierenden Magnetlager 4 hat der Lagerring 6 keine Berührung mit der Lagerbuchse 5. Bei einem Versagen des Magnetlagers 4, z. B. infolge eines Stromausfalls, fällt die Rotorwelle 3 in das Fanglager 2 hinein und es kommt zu einem mechanischen Kontakt zwischen der Lagerbuchse 5 und dem Lagerring 6. Durch die dabei auftretende Reibung zwischen der immer noch rotierenden Lagerbuchse 5 und dem Lagerring 6 entsteht Wärme und es kommt zu einem Aufschmelzen der Oberfläche der Innenseite 10 des Lagerrings 6, d. h. der Oberfläche der der Rotorwelle 3 zugewandten Seite des Lagerrings 6.
-
Bei handelsüblichen Fanglagern verschweißt das solchermaßen verflüssigte Material des Lagerringes 6 mit der Lagerbuchse 5 oder, falls keine Lagerbuchse 5 vorhanden ist, sondern die Rotorwelle 3 direkt in den Lagerring 6 gesteckt ist, mit der Rotorwelle 3, da Lagerbuchse, Rotorwelle und der Lagerring im Allgemeinen alle aus Stahl bestehen. Da sich infolge die Reibverhältnisse gravierend ändern, muss die Rotorwelle und/oder die Lagerbuchse oftmals anschließend ausgebaut und die Aufschweißungen z. B. durch Abdrehen entfernt werden. Handelsübliche Fanglager sind somit schnell verschlissen. Es sei dabei an dieser Stelle angemerkt, dass infolge eines möglichen seitlichen Auslaufens des verflüssigten Materials des Lagerringes aus dem Fanglager, trotz Verwendung einer Lagerbuchse, Aufschweißungen des Materials an der Rotorwelle entstehen können.
-
Hier nun setzt die Erfindung an. Erfindungsgemäß weist die Innenseite 10 des Lagerrings 6 an ihrer Oberfläche eine Schicht aus einer Zinnlegierung auf, die mehr als 93% Gew.-% Zinn enthält. Die Zinnlegierung schmilzt infolge der anfänglichen Reibungswärme und ihres im Vergleich zu Zinnlegierungen, die bei handelsüblichen Gleitlagern verwendet werden, hohen Zinngehalts beim Aufsetzen der rotierenden Rotorwelle gut auf und bildet einen gut schmierenden Flüssigmetallfilm. Dadurch nimmt die Reibung stark ab und damit der Wärmestrom durch den Lagerring 6. Im dem sich spontan einstellenden Gleichgewicht zwischen Reibung und Schmierung läuft die Rotorwelle 3 bis zur ihrem Stillstand unschädlich aus und hinterlässt eine glatt geriebene, aus der Zinnlegierung bestehende Oberfläche an der Innenseite 10 des Lagerrings 6, die danach sofort ein erneutes Hochfahren der Maschine 1 gestattet.
-
Die erfindungsgemäße Zinnlegierung geht weiterhin keine schweißende Verbindung mit Stahl ein, sondern stößt diesen ab, so dass keine Aufschweißungen an der Rotorwelle 3 und der Lagerbuchse 5, die einen Ausbau des Fanglagers notwendig machen oder zumindest den Verschleiß erhöhen, entstehen.
-
Durch die erfindungemäße Zinnlegierung wird somit ein verschleißarmes Fanglager geschaffen, das viele Abstürze der Rotorwelle in das Fanglager erlaubt, bis die Zinnlegierung abgenutzt ist.
-
Erfindungsgemäß enthält die Zinnlegierung mehr als 93% Gew.-% Zinn, wobei die übrigen Legierungsbestanteile z. B. aus Antimon und/oder Bismut und/oder Blei bestehen können, wobei Blei vorzugsweise als natürliches Begleitelement in technischem Reinzinn enthalten ist.
-
Zur Unterdrückung der bei Einsatztemperaturen unter 13°C möglichen allotropen Modifikationsumwandlung in pulverförmiges α-Zinn („Zinnpest”) enthält die Zinnlegierung im Rahmen einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung mindestens 0,27 Gew.-% Antimon und/oder mindestens 0,3 Gew.-% Bismut und/oder mindestens 0,01 Gew.-% Blei, wobei Blei vorzugsweise als natürliches Begleitelement in technischem Reinzinn enthalten ist.
-
So kann die Zinnlegierung z. B. aus 93% Gew.-% Zinn und 7,0 Gew.-% Bismut bestehen oder z. B. aus 93% Gew.-% Zinn, 4% Antimon und 3% Bismut oder z. B. aus 99,99 Gew.-% Zinn und 0,01 Gew.-% Blei. Es sind hier die verschiedensten Kombinationen mit Anteilen von Antimon, Bismut und/oder Blei möglich.
-
Weiterhin kann die Zinnlegierung auch alternativ oder zusätzlich zu Antimon und/oder Bismut und/oder Blei als Legierungsbestanteile z. B. Kupfer und/oder Nickel aufweisen und/oder andere chemische Elemente aufweisen.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zinnlegierung aus der Legierung Sn-0,7Cu-Ni besteht. Diese Legierung die aus Zinn, Kupfer, und Nickel (0,7 Gew.-% Kupfer und geringe Mengen von Nickel) besteht ist auch unter dem Handelnamen SN100C (siehe z. B.
http://www.balverzinn.com/deutsch/sn100c_information.php) bekannt und wird als Lot in der Elektroindustrie verwendet. Die Zinnlegierung Sn-0,7Cu-Ni ist besonders wenig korrosiv gegenüber rostfreiem Stahl und aufgrund ihrer Bestandteile, sowie aufgrund Ihrer rasch zunehmenden Verbreitung als Lot für die Elektronikindustrie besonders kostengünstig. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Zinnlegierung Sn-0,7Cu-Ni gegebenenfalls noch eine zusätzliche Dotierung mit Germanium aufweisen kann, so dass die Legierung noch zusätzlich in sehr geringen Spuren Germanium aufweisen kann.
-
Weiterhin sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Zinnlegierung z. B. auch in Form der Legierungen Sn-3,8Ag-0,7Cu, Sn-0,5Cu und Sn-3,5Ag ausgebildet sein kann. Nachteilig bei diesen drei Legierungen ist jedoch, dass diese bei Einsatztemperaturen unter 13°C zu einer allotropen Modifikationsumwandlung in pulverförmiges α-Zinn („Zinnpest”) neigen.
-
In 3 ist in Form einer schematisierten perspektivischen Darstellung ein Ausschnitt des Lagerringes 6 dargestellt. Der Lagerring 6 besteht aus einem Trägermaterial 11, das im Allgemeinen in Form von Stahl vorliegt. An der Oberfläche der Innenseite 10 des Lagerrings 6 weist der Lagerrings 6 eine Schicht 12 aus der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Zinnlegierung auf. Vorzugsweise weist die Schicht 12 aus der Zinnlegierung eine Dicke von mindestens 200 μm auf.
-
Die Schicht 12 aus der Zinnlegierung kann dabei direkt auf das Trägermaterial 11 aufgebracht sein oder aber wie im Rahmen des Ausführungsbeispiels auf eine weitere Schicht 13 aufgebracht sein. Die weitere Schicht 13 bildet eine Zwischenschicht, die zwischen der Schicht 12 der Zinnlegierung und dem Trägermaterial 11 angeordnet ist. Die weitere Schicht 13 besteht dabei aus einem Material, das sich farblich von der der Farbe der Zinnlegierung und von der Farbe des Trägermaterials 11 unterscheidet. Vorzugsweise besteht dabei die weitere Schicht 13 z. B. aus Kupfer, das z. B. auf das Trägermaterial 11 kaltgas gespritzt ist, d. h. mittels Kaltgasspritzen auf das Trägermaterial aufgebracht wurde. Kupfer unterscheidet sich farblich sehr deutlich von der Zinnlegierung und dem üblicherweise als Trägermaterial verwendeten Stahl. Anstelle von Kupfer kann das Material der weiteren Schicht aber auch z. B. aus Rotguss oder Bronze oder Messing bestehen, wobei diese Materialien ebenfalls mittels Kaltgasspritzen auf das Trägermaterial aufgespritzt sein können. Die vorzugsweise vorhandene weitere Schicht 13 dient als optischer Verschleißindikator und verhindert als Haftvermittlungsschicht, dass die Zinnlegierung im aufgeschmolzenen Zustand sich lokal vollständig vom Trägermaterial 11 ablösen kann. Die weitere Schicht 13 weist dabei vorzugsweise eine Dicke von mindestens 50 μm auf.
-
In 4 ist der Schichtaufbau der Innenseite 10 des Lagerrings 6 noch einmal im Detail dargestellt. Auf das Trägermaterial 11 ist eine weitere Schicht 13 angeordnet, die im Rahmen des Ausführungsbeispiels aus Kupfer besteht. Über der weiteren Schicht 13 ist die Schicht 12 aus der Zinnlegierung angeordnet. Die Zinnlegierung wird dabei bei der Herstellung des Lagerringes auf die weitere Schicht 13 oder, falls die weitere Schicht 13 nicht vorhanden ist, direkt auf das Trägermaterial 11 kaltgas-gespritzt, wodurch sich der Lagerring und solchermaßen das Fanglager besonders einfach und kostengünstig herstellen lassen.
-
Durch das Aufbringen der Schicht 12 und/oder der weiteren Schicht 13 mittels Kaltgasspritzen können Vorbehandlungen der Oberfläche der Innenseite 10 des Lagerrings 6 vermieden werden, die bisher bei Gussverfahren mit ökologisch bedenklichen Beizmitteln notwendig waren. Das aufwendige Gussverfahren mit eingeschränkter, ungleichförmiger Qualität wird im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung durch das einfachere Kaltgasspritzen ersetzt. Die Verarbeitung durch Kaltgasspritzen erzeugt vorteilhaft tendenziell kompressive Verspannungen in der Schicht 12 aus der Zinnlegierung, welche der Entstehung von Zinnpest entgegenwirken, statt diese zu fördern. Das Beschichtungsergebnis wird nicht mehr von der Form des Lagerrings 6 beeinflusst. Weiterhin kann das Kaltgasspritzverfahren nach wiederholbaren Parametern normierbar durchgeführt werden. Es ist sogar eine Reparatur verschlissener Beschichtungen oder eine Neubeschichtung des Trägermaterials und/oder der weiteren Schicht vor Ort an der Maschine mit mobilen Kaltgasspritzgeräten möglich. Der Lagerring kann somit einfach runderneuert werden und das sogar vor Ort an der Maschine.
-
In 5 ist eine Draufsicht auf die Schicht 12, im Falle eines noch nicht verschlissenen erfindungsgemäßen Fanglagers, dargestellt. Der Betrachter sieht von außen eine geschlossene Schicht 12 aus der Zinnlegierung, die die Farbe der Zinnlegierung aufweist.
-
Im Falle eines verschlissenen Lagers, bei dem die Schicht 12 schon abgenutzt ist, kann der Betrachter Bereiche 14 erkennen, bei denen infolge der Abnutzung die weitere Schicht 13, die eine andere Farbe aufweist als die Zinnlegierung und das Trägermaterial, zu sehen ist, was in 6 dargestellt ist. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels kann im Falle einer fortgeschrittenen Abnutzung der Betrachter die Farbe des Kupfers erkennen, die sich klar von der Farbe der Zinnlegierung und dem Stahl, aus dem üblicherweise das Trägermaterial besteht, unterscheidet. Wartungspersonal wird es hierdurch vor Ort an der Maschine möglich, durch einen einfachen Blick von außen in den Luftspalt 9 hinein ein verschlissenes Fanglager zu erkennen, ohne das dieses erst umständlich zur Kontrolle aus der Maschine 1 ausgebaut werden muss. Solchermaßen wird eine einfache Überwachung des Verschleißzustands des erfindungsgemäßen Fanglagers ermöglicht.
-
Wie schon oben ausgeführt findet bei der Materialpaarung Zinnlegierung – Stahl kein Veschweißen statt, vielmehr stößt die Stahloberfläche die Zinnlegierung ab. Dieser Effekt würde sich nachteilig auswirken, sollte lokal einmal an einer Stelle die Schicht aus der Zinnlegierung bis auf das Trägermaterial durchschmelzen. Da die weitere Schicht jedoch mit dem Trägermaterial kaltverschweißt ist, schmilzt diese selbst nicht auf, und kann auch nicht durch Schmelzen der Zinnlegierung restlos von dieser befreit werden, denn die initiale Belotung der Oberfläche der weiteren Schicht kann praktisch nicht rückgängig gemacht werden. Die weitere Schicht hält also die geschmolzene Zinnlegierung auf dem Trägermaterial fest, selbst wenn die Zinnlegierung bis zum Trägermaterial hin durchschmilzt. Der Lagerring wäre dann zwar verschlissen, hätte diesen Einsatz aber durchgestanden, ohne die Zinnschicht zu verlieren, d. h. die geschmolzene Zinnlegierung ist anschließend nicht auf der Rotorwelle und/oder der Lagerbuchse verteilt.
