DE102012113226B3

DE102012113226B3 - Signaling system for bearing shafts, has receiver-ring, which is formed to bearing failure of shaft, where ring is provided on inner side with fixed adhering wear-resistant layer

Info

Publication number: DE102012113226B3
Application number: DE201210113226
Authority: DE
Inventors: Werner Schütze; Alexander Slaza
Original assignee: Phitea GmbH
Current assignee: Phitea GmbH
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-06-12
Anticipated expiration: 2032-12-29

Abstract

The signaling system (1) has a receiver-ring (10), which is formed to a bearing failure of a shaft (2). The ring is provided on an inner side with a fixed adhering wear-resistant layer. The wear-resistant layer has structure manufactured by a laser and is applied on a gel. A formed point-shaped exposure is distributed by the ring. An independent claim is included for a receiver ring.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sicherungssystem bzw. Auffanglager für Wellen mit einem Auffangring, welcher in einem Störungsfall in der Lage ist, eine Welle bei einem Lagerdefekt aufzufangen um weitere Schäden an Lager und Welle möglichst zu begrenzen.The present invention relates to a safety system or receiving storage for waves with a collecting ring, which is able to catch a shaft in case of failure in a fault in order to limit further damage to the bearing and shaft as possible.

Derartige Sicherungssysteme kommen insbesondere bei Lagern zum Einsatz, welche durch eine Störung komplett ausfallen können, wie beispielsweise Magnetlager, bei denen der Stromfluss in einem Teil oder allen Spulen ausfällt, oder beispielsweise bei Luftlagern, bei denen durch eine Stromunterbrechung der zur Lagerung notwendige Luftstrom ausfällt. Aber auch andere Lagerungen können über ein solches Sicherungssystem verfügen, um die Welle dann abzufangen, wenn sie zu einer beliebigen Seite, beispielsweise in Richtung der Schwerkraft aus dem Lager „fällt”.Such security systems are used in particular for bearings, which can fail completely due to a fault, such as magnetic bearings in which the flow of electricity in one part or all coils fails, or for example in air bearings, which fails due to a power interruption necessary for storage air flow. However, other bearings may also have such a safety system to intercept the shaft as it "drops" to any side, for example in the direction of gravity, from the bearing.

Ein derartiges Sicherungssystem ist z. B. in DE 10 2006 017 933 A1 offenbart, welches ein Fanglager mit einem an einen Stator montierten Außenring aufweist, in dem ein drehbarer Ring gleitend geführt ist.Such a security system is z. In DE 10 2006 017 933 A1 discloses a fishing camp having a stator mounted on an outer ring in which a rotatable ring is slidably guided.

Aus dem Stand der Technik sind Auffangringe bekannt, welche in einem Abstand von 1 bis 2 mm von der Welle angeordnet sind. Im Störungsfall sollen diese die Welle auffangen. Gehalten werden derartige Ringe gemäß dem Stand der Technik von Lager-Pads, welche ihrerseits auf Federn sitzen und dazu ausgebildet sind, den Ring federnd gelagert rotationssymmetrisch in Bezug auf die Wellenachse zu halten und zu lagern.From the prior art collecting rings are known, which are arranged at a distance of 1 to 2 mm from the shaft. In case of failure, they should catch the wave. Are kept such rings according to the prior art of bearing pads, which in turn sit on springs and are designed to hold the ring spring-mounted rotationally symmetrical with respect to the shaft axis and to store.

Bei Auffangringen gemäß dem Stand der Technik fällt die Welle im Störungsfall zwar innerhalb eines Bruchteils einer Sekund in den Ring, die Welle hat sich jedoch in dieser Zeit schon mehrere Male um die eigene Achse gedreht. Gemäß dem Stand der Technik ist vorgesehen, dass sich der Ring durch die aufgrund der Relativgeschwindigkeit entstehende Reibung auf etwa die Drehzahl der Welle beschleunigt. Da jedoch die Relativgeschwindigkeit zwischen Ring und Welle sehr hoch sein kann, wird bei der ersten Berührung der Welle mit dem Ring, welche auf einer fast punktförmigen Fläche stattfindet, die mechanische und thermische Belastung sehr stark, es kommt zu starken Schwingungen der Welle und es kann zu einem starken Erhitzen des Ringes kommen. Eine Beschädigung der Welle und eine weitere Beschädigung des Lagers kann dabei nicht ausgeschlossen werden.In collecting rings according to the prior art, the wave falls in case of failure, although within a fraction of a second in the ring, the shaft has been rotated at this time several times around its own axis. According to the prior art, it is provided that the ring accelerates to approximately the rotational speed of the shaft as a result of the friction arising due to the relative speed. However, since the relative speed between ring and shaft can be very high, the first contact of the shaft with the ring, which takes place on a nearly punctiform surface, the mechanical and thermal stress is very strong, it comes to strong vibration of the shaft and it can come to a strong heating of the ring. Damage to the shaft and further damage to the bearing can not be ruled out.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Sicherungssystem für eine Welle bereit zu stellen, welche in der Lage ist, die durch die drehende Welle auftretenden Kräfte sicher aufzufangen und eine weitere Schädigung der Welle und des Lagers im Störungsfall zu vermeiden.The invention is based on the object to provide a safety system for a shaft, which is able to safely absorb the forces occurring by the rotating shaft and to avoid further damage to the shaft and the bearing in case of failure.

Diese Aufgabe wird durch ein Sicherungssystem für Wellen gemäß Anspruch 1 gelöst, welches einen Auffang-Ring nach Anspruch 6 umfasst.This object is achieved by a shaft securing system according to claim 1 comprising a catching ring according to claim 6.

Die Welle ist bevorzugt im Bereich des Rings und bevorzugt ca. 1 mm nach jeder Seite überstehend mit Messing beschichtet (aufgerieben). Die Messingbeschichtung sichert die erste Notlaufeigenschaft (Messingnotlauflager). Anstelle von Messing können aber auch andere selbständig schmierenden Beschichtungen, wie beispielsweise Molybdänsulfid zum Einsatz kommen.The shaft is preferably in the region of the ring and preferably about 1 mm to each side protruding coated with brass (rubbed). The brass coating secures the first emergency running feature (brass emergency storage). Instead of brass, however, other self-lubricating coatings such as molybdenum sulfide can be used.

Die Ringoberfläche ist erfindungsgemäß auf der Innenseite beschichtet und vorzugsweise aus mehreren übereinander angeordneten Schichten aufgebaut:
Erfindungsgemäß ist der Ring auf seiner Innenseite mit einer verschleißarmen Schicht versehen, welche mittels Laser strukturiert ist. Dem Fachmann ist hierbei bekannt, wie eine Strukturierung beschaffen ist, welche mittels Laser erzeugt wurde.The ring surface is according to the invention coated on the inside and preferably constructed of several superimposed layers:
According to the invention, the ring is provided on its inside with a low-wear layer, which is structured by means of laser. The person skilled in the art is aware of how a structuring is created which was generated by means of a laser.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Ring aus mehreren Schichten aufgebaut. Bevorzugt ist der Ring aus zwei oder drei Schichten aufgebaut. Wenn er aus zwei Schichten aufgebaut ist, ist die erste Schicht des Rings durch das Grundmaterial des Rings gebildet, indem mittels Laserimpulsen im Bereich von 7 bis 15 μm, bevorzugt 10 μm das Grundmaterial aufgeschmolzen und geglättet ist. Darauf ist dann die verschleißarme Schicht aufgebracht.According to a further embodiment, the ring is composed of several layers. Preferably, the ring is constructed of two or three layers. If it is composed of two layers, the first layer of the ring is formed by the base material of the ring by means of laser pulses in the range of 7 to 15 .mu.m, preferably 10 .mu.m, the base material is melted and smoothed. Then the low-wear layer is applied.

Bei der Ausführungsform, bei der der Ring aus drei Schichten gebildet ist, ist die erste Schicht des Rings wiederum durch das Grundmaterial des Rings gebildet, indem mittels Laserimpulsen im Bereich von 7 bis 15 μm, bevorzugt 10 μm das Grundmaterial aufgeschmolzen und geglättet ist. Die zweite Schicht ist aus der geglätteten Oberfläche der ersten Schicht gebildet indem diese zusätzlich in einem Bereich von 3 bis 5 μm mittels Laserimpulsen mikrogehärtet ist. Auf der gehärteten Schicht ist eine fest haftende verschleißarme dritte Schicht aufgebracht, die eine Schichtdicke von 1 bis 2 μm, bevorzugt 1,5 μm aufweist.In the embodiment in which the ring is formed of three layers, the first layer of the ring is again formed by the base material of the ring, by means of laser pulses in the range of 7 to 15 microns, preferably 10 microns, the base material is melted and smoothed. The second layer is formed from the smoothed surface of the first layer by additionally microcuring it in a range of 3 to 5 μm by means of laser pulses. On the cured layer, a firmly adhering low-wear third layer is applied, which has a layer thickness of 1 to 2 microns, preferably 1.5 microns.

Vorzugsweise ist die dritte, strukturierte Schicht aus Diamant, Titan, Tantal oder Wolframcarbid oder ähnlichen Hartstoffen, wie Titannitrid oder Siliziumcarbid, Glasstahl (bevorzugt aus dem Grundmaterial erzeugt) aufgebaut. Die dritte Schicht kann auch erzeugt sein, indem in einem Grenzbereich der darunter liegenden vorzugsweise mikrogehärteten Schicht Titan-, Tantal-, Wolframcarbid Partikel oder Titannitrid eingebracht ist.The third, structured layer is preferably made of diamond, titanium, tantalum or tungsten carbide or similar hard materials, such as titanium nitride or silicon carbide, glass steel (preferably produced from the base material). The third layer can also be produced by introducing titanium, tantalum, tungsten carbide particles or titanium nitride into a boundary region of the underlying, preferably micro-hardened, layer.

Diese Oberflächen-Schicht ist mittels Laserimpulsen strukturiert, vorzugsweise mit einer Periode von zwischen 500 und 700 nm und besonders bevorzugt von in etwa 600 nm und einer Tiefe von vorzugsweise 200 bis 500 nm. Es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass diese Strukturierung die Reibung erheblich mindert. This surface layer is structured by means of laser pulses, preferably with a period of between 500 and 700 nm and more preferably of about 600 nm and a depth of preferably 200 to 500 nm. It has surprisingly been found that this structuring considerably increases the friction decreases.

Als Struktur sind gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen eine Ripple-Struktur, eine Ripple Struktur, eine Doppelripple Struktur oder eine unterbrochene Doppelripple Struktur vorgesehen. Vorzugsweise ist die Doppelripple Struktur v-förmig ausgebildet. Aber auch eine unterbrochene Doppelripple Struktur oder eine einfache Ripple Struktur kann gemäß weiterer Ausführungsformen v-förmig ausgestaltet sein.As a structure, according to various embodiments, a ripple structure, a ripple structure, a double ripple structure or an interrupted double ripple structure are provided. Preferably, the double ripple structure is V-shaped. But even a broken double ripple structure or a simple ripple structure can be designed in accordance with V-shaped embodiments according to further embodiments.

Zischen dem Ring und der Welle ist erfindungsgemäß ein Gel aufgebracht. Durch die Strukturierung des Rings wird das Gel zwischen Ring und Welle gehalten und wirkt sich dadurch stabilisierend aus. Vorzugsweise ist das Gel auf dem Ring mit einer Schichtdicke von bevorzugt 0,2 bis 0,5 mm aufgetragen. Das Gel wird vorzugsweise aus Silikatgel gebildet und beinhaltet gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen 5 bis 10 Volumenprozent Graphit vorzugsweise zusätzlich 5 bis 10 Volumenprozent Molybdänsulfid und vorzugsweise zusätzlich 5 bis 10 Volumenprozent Glyzerin. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn Graphit in dem Gel vorhanden ist. Graphit hat insbesondere ganz am Anfang der Beschleunigung des Rings aus der Haftreibung heraus sehr gute Schmier-Eigenschaften. Molybdänsulfid erreicht seine besten Schmiereigenschaften bei höheren Drehzahlen. Die Verwendung von Glyzerin hat sich als vorteilhaft herausgestellt, um die anderen Schmiermittel auch bei längerem Gebrauch gleitfähig zu halten.Hissing the ring and the shaft, a gel is applied according to the invention. By structuring the ring, the gel is held between the ring and shaft and thus has a stabilizing effect. Preferably, the gel is applied to the ring with a layer thickness of preferably 0.2 to 0.5 mm. The gel is preferably formed from silicate gel and, according to various embodiments, preferably contains 5 to 10 volume percent graphite, preferably 5 to 10 volume percent molybdenum sulfide, and preferably additionally 5 to 10 volume percent glycerin. It has proven advantageous if graphite is present in the gel. Especially at the very beginning of the acceleration of the ring from static friction, graphite has very good lubricating properties. Molybdenum sulfide achieves its best lubricating properties at higher speeds. The use of glycerin has been found to be beneficial in keeping the other lubricants lubricious even over extended periods of use.

Die Kombination aus Beschichtung der Welle, des Rings sowie die Verwendung des Gels führen im Anwendungsfall dazu, dass die Welle bei dem Fall in den Ring zunächst die Gelschicht erreicht und nicht wie aus dem Stand der Technik direkt auf den Ring fällt. Dabei wird durch das Drehen der Welle der gesamte Umfang der Welle im Bereich des Rings mit dem Gel bedeckt. Der Kontakt des Rings mit der Welle ist nicht mehr weitestgehend punktförmig. Die Flächenpressung ist dadurch wesentlich verringert, die Beschleunigung des Ringes setzt durch die verminderte Reibung nicht mehr schlagartig ein, wodurch wiederum die mechanische und thermische Energiefreisetzung im Ring wesentlich verringert ist.The combination of coating the shaft, the ring as well as the use of the gel in the application lead to the fact that the wave first reaches the gel layer in the fall into the ring and does not fall directly on the ring as in the prior art. By rotating the shaft, the entire circumference of the shaft in the area of the ring is covered with the gel. The contact of the ring with the shaft is no longer largely punctiform. The surface pressure is thereby significantly reduced, the acceleration of the ring is no longer abruptly due to the reduced friction, which in turn substantially reduces the mechanical and thermal energy release in the ring.

Dadurch bleiben die Wellenschwingungen in einem beherrschbaren Bereich. Die Welle und der Ring werden auch bei einem mehrfachen Kontakt nicht beschädigt.As a result, the wave vibrations remain within a manageable range. The shaft and the ring are not damaged even with multiple contact.

Bei den Ausführungsformen, bei denen die dritte Schicht eine Ripple-, Doppelripple- oder unterbrochene Doppelripple-Struktur aufweist, bildet sich im Verlauf der Drehzahlverringerung der Welle eine selbststabilisierende, schmierende Schicht heraus. Selbst bei einer im Wesentlichen punktförmigen Beschädigung der strukturierten Oberfläche bildet sich im Verlauf der weiteren Drehungen wieder eine selbstschmierende Schicht durch die vorgesehenen Materialien und Strukturen. Der Ring und die Welle können deshalb auch nach Beseitigung des Störfalles weiter verwendet werden.In the embodiments in which the third layer has a ripple, double ripple or discontinuous double ripple structure, a self-stabilizing lubricating layer forms during the speed reduction of the shaft. Even with substantially punctiform damage to the structured surface, a self-lubricating layer again forms in the course of the further rotations due to the materials and structures provided. The ring and the shaft can therefore continue to be used even after the accident.

Vorzugsweise weist der Ring auf seiner Außenseite ebenfalls eine mittels Laser strukturierte Oberfläche auf. Dabei sind gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Oberflächen/Schichten/Gele für die Außenseite des Rings vorgesehen, wie diese vorangehend für die Innenseite es Rings beschrieben wurden. Dabei kann die Außenseite durchaus eine andere Oberflächenstruktur, Beschichtung oder ein anderes Gel aufweisen als die Innenseite des Rings.The ring also preferably has a surface structured by means of a laser on its outside. In this case, according to different embodiments, the same surfaces / layers / gels are provided for the outside of the ring, as have been described above for the inside of the ring. The outside may well have a different surface structure, coating or other gel than the inside of the ring.

Vorzugsweise weist die äußere Oberfläche eine v-förmige Strukturierung auf, welche zu einer v-förmigen auf der Oberfläche der Pads aufgebrachten Strukturierung korrespondiert, jedoch in die entgegengesetzte Richtung ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist die v-förmige Struktur des Rings so ausgerichtet, dass sich der Ring in Richtung der beiden offenen Schenkel des „v” dreht.Preferably, the outer surface has a V-shaped structuring which corresponds to a V-shaped structuring applied to the surface of the pads, but is oriented in the opposite direction. Preferably, the V-shaped structure of the ring is oriented so that the ring rotates in the direction of the two open legs of the "v".

Gemäß eines selbständigen erfinderischen Aspektes der Erfindung ist der Ring in wenigstens einem weiteren Ring gelagert, welcher sich durch einen Drehen des durch die Welle in Bewegung gesetzten inneren Rings ebenfalls zu drehen beginnt, wobei bevorzugt zwischen dem inneren und dem äußeren Ring ebenfalls eine hydrodynamische Lagerung vorgesehen ist.According to an independent inventive aspect of the invention, the ring is mounted in at least one further ring which also begins to rotate by rotating the inner ring set in motion by the shaft, preferably also providing a hydrodynamic bearing between the inner and outer rings is.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Zeichnungen anhand der Beschreibung hervor.Further details of the invention will become apparent from the drawings with reference to the description.

Dabei sollen die in den beschriebenen Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmalskombinationen nicht limitierend auf die Erfindung wirken, vielmehr sind auch die Merkmale der unterschiedlichen Ausführungen miteinander kombinierbar. In den Zeichnungen zeigen:In this case, the feature combinations disclosed in the described embodiments should not limit the invention, but also the features of the different embodiments are combined. In the drawings show:

1 ist eine perspektivische nicht maßstabsgerechte Darstellung des erfindungsgemäßen Sicherungssystems, 1 is a perspective not to scale representation of the security system according to the invention,

2 eine schematische perspektivische Darstellung des Schichtaufbaus des erfindungsgemäßen Rings mit laserstrukturierter dritter Schicht, 2 a schematic perspective view of the layer structure of the ring according to the invention with laser-structured third layer,

3 Draufsicht auf die mit einer Ripple Struktur versehene Oberfläche des Rings, 3 Top view of the ripple-structured surface of the ring,

4 eine Darstellung einer Doppelripple Struktur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 4 a representation of a double ripple structure according to an embodiment of the invention,

5 eine Ausschnittdarstellung einer unterbrochenen Doppelripple Struktur. 5 a detail of a broken double ripple structure.

1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Sicherungssystems 1 mit einer Welle 2, welche von einem Magnetlager 4 gelagert ist. Sollte das Magnetlager 4 ausfallen, verhindert der Lagerring 10, dass die Welle 2 beispielsweise in Richtung der Schwerkraft aus dem Magnetlager 4 fällt. Der Auffangring 10 wird dabei von mehreren Lagerpads 3 federnd gelagert. Sollte die Welle 2 in den Lagerring 10 fallen, so wird die zu erwartende punktförmige Belastung durch das auf der Oberfläche des Rings 10 aufgetragene Gel über den gesamten Ring 10 abgeführt. Der Ring 10 fängt dabei an, sich zu drehen und die Lagerpads 3 reiben auf der Außenseite des Lagerrings 10. Die Außenseite, sowie die Innenseite des Rings 10 sind mit einer v-förmigen Ripplestruktur versehen, wobei die geöffneten Schenkel der v-förmigen Struktur auf der Innenseite des Rings 10 entgegen der Drehrichtung der Welle 2 ausgerichtet sind und auf der Außenseite des Rings 10 in Richtung der Drehrichtung der Welle 2 ausgerichtet sind. 1 shows a schematic representation of the security system according to the invention 1 with a wave 2 which from a magnetic bearing 4 is stored. Should the magnetic bearing 4 fail, prevents the bearing ring 10 that the shaft 2 for example, in the direction of gravity from the magnetic bearing 4 falls. The catching ring 10 is doing of several storage pads 3 spring-mounted. Should the wave 2 in the bearing ring 10 fall, so the expected punctiform load is due to the on the surface of the ring 10 applied gel over the entire ring 10 dissipated. The ring 10 starts to turn and the bearing pads 3 rub on the outside of the bearing ring 10 , The outside, as well as the inside of the ring 10 are provided with a V-shaped rippling structure, wherein the opened legs of the V-shaped structure on the inside of the ring 10 against the direction of rotation of the shaft 2 are aligned and on the outside of the ring 10 in the direction of the direction of rotation of the shaft 2 are aligned.

Auf der Innenseite der Lagerpads 3 ist ebenfalls eine v-förmige Ripplestruktur aufgebracht, wobei die Schenkel entgegen der Schenkel auf der Außenseite des Rings 10 ausgerichtet sind. Durch eine derartige Ausrichtung der Strukturierung wird das Gel selbst stabilisierend zwischen sowohl Welle 2 und Ring 10, als auch zwischen Ring 10 und Lagerpads 3 gehalten.On the inside of the bearing pads 3 is also applied a V-shaped Ripplestruktur, wherein the legs against the legs on the outside of the ring 10 are aligned. By such alignment of the structuring, the gel itself stabilizes between both shaft 2 and ring 10 , as well as between ring 10 and storage pads 3 held.

2 ist eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Rings 10 gemäß einer ersten Ausführungsform, bei dem die Oberflächen-Schicht 13 mit einer Ripple Struktur 14 versehen ist. Insgesamt weist der Ring 10 drei Verschiedene Schichten 11, 12, 13 auf, wobei die ersten beiden Schichten 11, 12 aus dem Grundmaterial des Rings 1, in diesem Fall Duplex Stahl hergestellt sind. Die erste Schicht 11 hat in diesem Fall eine Dicke von 10 μm und ist durch Aufschmelzen des Grundmaterials mit einem Laser und anschließendem Glätten entstanden. 2 is a schematic representation of a section of the ring according to the invention 10 according to a first embodiment, wherein the surface layer 13 with a ripple structure 14 is provided. Overall, the ring points 10 three different layers 11 . 12 . 13 on, with the first two layers 11 . 12 from the base material of the ring 1 , in this case duplex steel are made. The first shift 11 has in this case a thickness of 10 microns and has arisen by melting the base material with a laser and then smoothing.

Die zweite Schicht 12 besteht wiederum aus dem Grundmaterial des Rings 10 und ist durch eine Mikrohärtung der geglätteten ersten Schicht 11 mittels Laserimpulsen in einer Tiefe von 3 bis 5 μm hervorgegangen.The second layer 12 again consists of the base material of the ring 10 and is by micro-hardening the smoothed first layer 11 emerged by means of laser pulses at a depth of 3 to 5 microns.

Die dritte Schicht 13 besteht aus Titannitrid, hat eine Schichtdicke von 1,5 μm und ist mittels eines Laserstrahls so bearbeitet, dass die Oberfläche der dritten Schicht 13 eine Ripple Struktur 14 mit einem Spur-Abstand S von 450 nm aufweist.The third layer 13 consists of titanium nitride, has a layer thickness of 1.5 microns and is processed by means of a laser beam so that the surface of the third layer 13 a ripple structure 14 having a track pitch S of 450 nm.

Aus der Draufsicht gemäß 3 wird deutlich, dass die Ripple Struktur 14 parallel zur Achse des Rings ausgerichtet ist, sodass die Relativbewegung des Rings gegenüber der Bewegungsrichtung B der Welle im Wesentlichen orthogonal gegenüber der Ripple Struktur 14 verläuft.From the top view 3 it becomes clear that the ripple structure 14 is oriented parallel to the axis of the ring, so that the relative movement of the ring relative to the direction of movement B of the shaft substantially orthogonal to the ripple structure 14 runs.

4 zeigt einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rings 10, bei dem die dritte Schicht 13 eine Doppelripple Struktur aufweist. Dabei sind die Spuren jeweils 45° gegenüber der axialen Richtung des Rings 10 ausgerichtet Die Spurbreite S gemäß 4a beträgt hierbei ebenfalls 450 nm. Der Kantenwinkel β der Doppelripple-Struktur gemäß 4b beträgt in etwa 30°. 4 shows a section of a second embodiment of the ring according to the invention 10 in which the third layer 13 has a double ripple structure. The tracks are each 45 ° relative to the axial direction of the ring 10 aligned The track width S according to 4a is here also 450 nm. The edge angle β of the double ripple structure according to 4b is about 30 °.

5 zeigt einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Rings 10 in einer Ausführungsform, bei dem die dritte Schicht 13 mit einer unterbrochenen Doppelripple-Struktur versehen ist. Bei dieser Struktur verlaufen die Berge B und Täler T der Ripple Struktur v-förmig im Winkel α von 90° aufeinander zu, und treffen sich. Die jeweiligen Spuren sind dabei in einem Winkel von etwa 45° gegenüber der axialen Richtung des Rings 10 ausgerichtet. 5 shows a section of the ring according to the invention 10 in an embodiment wherein the third layer 13 is provided with a broken double ripple structure. In this structure, the mountains B and valleys T of the ripple structure are V-shaped at an angle α of 90 ° to each other, and meet. The respective tracks are at an angle of about 45 ° relative to the axial direction of the ring 10 aligned.

Zwischen jeweils zwei Ripple Strukturen (eine Ripple Struktur besteht aus einem Berg B und zwei Tälern T) ist ein Abstand von 1,5 cm eingehalten. Diese unterbrochene Doppelripple-Struktur führt zu einem Aufschwimmen der Welle 2 insbesondere wenn die Ripple-Strukturen v-förmig entgegen der Bewegungsrichtung B der Welle 2 zusammenlaufen.Between each two ripple structures (a ripple structure consists of a mountain B and two valleys T) is maintained a distance of 1.5 cm. This interrupted double ripple structure leads to a floating of the wave 2 in particular if the ripple structures are V-shaped against the direction of movement B of the shaft 2 converge.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Sicherungssystemsecurity system
22: Wellewave
33: Lagerpadsbearing pads
44: Wellenlagershaft bearing
1010: Auffangringsurraound
1111: Schicht 1 aus GrundmaterialLayer 1 of base material
1212: Schicht 2 aus GrundmaterialLayer 2 of base material
1313: Schicht 3 aus TitannitridLayer 3 of titanium nitride
1414: Ripple StrukturRipple structure
TT: Wellenberg der Ripple-StrukturWellenberg of the ripple structure
BB: Wellental der Ripple-StrukturWellental of the ripple structure
αα: Winkel zwischen V-förmiger Ripple-StrukturAngle between V-shaped ripple structure
ββ: Kantenwinkel der Doppel-Ripple-StrukturEdge angle of the double ripple structure
BB: Bewegungsrichtung der WelleDirection of movement of the shaft

Claims

Security system ( 1 ) for supported shafts with at least one shaft ( 2 ), a collecting ring ( 10 ), which is designed to, in case of bearing failure, the shaft ( 2 ), the ring ( 10 ) on its inside with a firmly adhering low-wear layer ( 13 ), which has a structure made by laser ( 14 ) and on which a gel is applied, which is adapted to move one through the shaft ( 2 ) suddenly pick up punctiform load and over the ring ( 10 ) distributed.

Security system ( 1 ) for shafts according to claim 1, characterized in that the shaft in the region of the ring ( 10 ) is provided with brass or another self-lubricating coating.

Security system ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the low-wear layer ( 13 ) of the collecting ring ( 10 ) is structured by a ripple structure by means of laser.

Security system ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the collecting ring ( 1 ) under the low-wear layer ( 13 ) over a layer ( 11 ) of molten and smoothed starting material of the collecting ring ( 10 ).

Security system ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the molten and smoothed layer ( 11 ) of the starting material in a low-wear layer ( 11 ) adjacent area ( 12 ) is micro-hardened.

Collecting ring ( 10 ) in a security system with the features of claim 1, which on the inside with a low-wear layer ( 13 ), which is a laser-made structuring ( 14 ) having.

Collecting ring ( 10 ) according to claim 6, characterized in that the low-wear layer ( 13 ) on a fused and smoothed layer ( 11 ) of the starting material of the ring ( 10 ) is applied.

Collecting ring ( 10 ) according to claim 7, characterized in that the molten and smoothed layer ( 11 ) in one area ( 12 ) which is connected to the low-wear layer ( 13 ) is bordered, micro-hardened.

Collecting ring ( 10 ) according to one of claims 6 to 8, characterized in that the ring ( 10 ) on the structured ( 14 ) Surface of the wear-resistant layer ( 13 ) has a layer of a stabilizing gel.