DE2728249A1 - Entfernung von schmutzpartikeln und abrieb aus lagerungen - Google Patents

Description

Entfernung von Schmutzpartikeln und Abrieb aus Lagerungen

Die Erfindung betrifft die Entfernung von Schmutzpartikeln und Abrieb aus ölgeschmierten Gleitlagerungen hoher Drehzahl mittels eines an einem stromungsgünstigen Ort angeordneten Magneten.

Bei Zusammenbau und Montage von Hochleistungslagern ist es unvermeidlich, dass sich die einzelnen Bauteile mehr oder weniger untereinander berühren und hierbei Metallpartikel abgerieben werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Bauteile aneinandergefügt werden oder wenn Befestigungselemente wie z. B. Schrauben eingeschraubt werden. Dieser metallische Abrieb lässt sich weder ausblasen noch auf andere Weise entfernen. Hingegen ist es möglich, bei der Montage eine so grosse Sauberkeit walten zu lassen, dass sich keine nichtmetallischen Schmutzpartikeln in der Lagerung befinden.

Während der Anlaufphase eines Lagers tritt im Gebiet der Mischreibung darüber hinaus Abrieb auf, der ebenfalls in das Schmieröl gelangt und von diesem wieder zurück ins Lager gefördert wird,

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Sowohl die bei der Montage wie auch die durch Abrieb in der Anlaufphase verursachten Schmutzpartikän gelangen ins Schmieröl und wirken beim Betrieb des Lagers wie schmirgelndes Material und führen zur Erosion des Lagers. Erodierte Lager erreichen häufig nicht die von ihnen geforderte und berechnete Lebensdauer.

Es ist bekannt, Schmutzpartikeln und Abrieb aus ölgeschmierten Lagerungen durch Sedimentation zu entfernen. Zur Sedimentation der Partikel in öl müssen unbewegte Bereiche vorhanden sein, an denen die Teilchen vorbeigetragen werden und hineingelangen können. Auf diese Weise können Teilchen jeder Korngrösse abgeschieden werden. Bei kleinen Teilchen (z. B. kleiner 10 Ai m) muss aber mit einer sehr grossen Sedimentationszeit gerechnet werden. Hinzu kommt, dass es konstruktiv nicht immer möglich ist, besondere Sedimentationszonen bei Lagerungen vorzusehen.

Es ist weiter bekannt, durch Anbringung von Spaltfiltern im Strömungsbereich des Schmieröls metallische und nichtmetallische Teilchen aus dem Öl-Umstrom zu entfernen. Allerdings gilt dies nur für grössere Teilchen (Korngrösse schätzungsweise grosser 20 ja m), da bessere Filter nicht zur Verfügung stehen und auch nur Stromungsverluste verursachen würden.

Es ist ferner bekannt, mittels eines Magneten die magnetischen Teilchen aus dem Lageröl zu entfernen. Dieses Prinzip hat insbesondere bei der magnetischen Ölablasschraube im Motorenbau Anwendung gefunden.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schmutzpartikel und Abrieb aus Lagerungen zu entfernen, deren Bauteile zumindest teilweise aus nichtmagnetischen Werkstoffen wie z. B. Aluminium und Kupfer bestehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die unmagnetischen Bauteile des Lagers, insbesondere die Lagerschalen sowie die übrigen unmagnetischen Teile in der Umgebung des Lagers wie z. B. Gehäuseteile, Halte- und Befestigungselemente und insbesondere die Teile der Lagerung, die mit dem Schmieröl in Berührungskontakt gelangen können, vor dem Zusammenbau der Lagerung vollständig mit einer magnetischen Schicht überzogen werden. Bewährt haben sich hierbei überzüge aus Nickel oder Chrom.

Der Gegenstand der Erfindung ist bei sämtlichen Hochleistungslagern anwendbar. Beispielsweise werden Mehrflächengleitlager und aus Kugel und Kalotte bestehende Spiralrillenkalottenlager genannt, wie sie z. B. bei Spinnturbinen Anwendung finden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben werden.

Es zeigen:

Figur 1 ein Spiralrillenkalottenlager in Schnittansicht und Figur 2 ein Radiallager in Schnittansicht.

Fig. Ί zeigt einen Schnitt durch die Lagerung einer Spindel von Spinnturbinen, wobei das Gehäuse 2 aus Aluminium, ein Kühler 4 aus Kupfer, eine Laufkugel 6 und eine Spindel 8 aus Stahl, eine

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Kalotte IO aus einer Kupfer-Berylliumlegierung und eine Befestigungsschraube 12 aus Messing bestehen. Die Lagerung besteht folglich zum Teil aus Bauteilen, die magnetisch sind und zum anderen Teil aus Bauteilen, die unmagnetisch sind.

Fig. 2 zeigt ein Radiallager in Schnittansicht, das aus einem Aluminiumgehäuse 14, einer Viskodichtung 16 aus Messing, einer Stahlwelle 18 und aus einer Lagerschale 20 aus Kupfer-Beryllium besteht. Es sind folglich ebenfalls magnetische und unmagnetische Werkstoffe vorhanden.

Beim Zusammenbau der Lagerungen wird nun beispielsweise die Befestigungsschraube 12 eingeschraubt und die Lagerschale 20 in das Gehäuse 14 eingepresst, wodurch magnetische und nichtmagnetische Schmutzpartikeln entstehen. Während des Anfahrens der Lager tritt im Gebiet der Mischreibung darüber hinaus magnetischer und unmagnetischer Abrieb zwischen den Lagerflächen auf, der zusammen mit den zuerst erwähnten Schmutzpartikeln in den Schmierölreislauf 22, 24 gelangt. Die Partikeln gelangen nun bei jedem Umströmen des Öls durch das Lager hindurch und führen hier zur Erosion an den Gleitflächen.

Ordnet man nun in den Lagerungen einen Magneten 26, 28 an, so können magnetische Metallpartikeln dem Ölstrom entzogen werden. Hierdurch wird die Erosion an den Lagergleitflächen jedoch nur unwesentlich vermindert, da z. B. Aluminium- und Kupfermetallteilchen weiter im Ölstrom bleiben und für ein Fortschreiten der Erosion sorgen.

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Werden nun erfindungsgemäss sämtliche Bauteile der Lagerungen beispielsweise mit einer Nickelschicht überzogen, so werden Verschmutzung und Abrieb vollständig aus dem Ölstrom entfernt, noch bevor Erosion auftreten oder fortschreiten kann.

Die Beschichtung erfolgt mit rein Nickel oder mit einer aushärtbaren Nickellegierung (z. B. bekannt unter dem Warenzeichen Kanigen). Die aushärtbare Nickellegierung ist normalerweise unmagnetisch. Sie besteht aus Nickel mit hohem Phosphoranteil. Die Nickellegierung wird einer Wärmebehandlung bei ca. 290° Celsius unterzogen. Dadurch bildet sich Nickelphosphit. Die Legierung erhält eine Härte von etwa 1000 Vickers. Gleichzeitig erfolgt eine Verarmung des Phosphoranteils wodurch das Nickel seine magnetischen Wirkungen entfalten kann. Bei Beschichtung von Lagerbauteilen wie Lagerschalen erreicht man durch die Wärmebehandlung eine hohe Härte und Abriebsfestigkeit, so dass die Verwendung von Kanigen für die Lagerschalen vorteilhaft ist, während für die anderen Bauteile ein Nickelüberzug aus rein Nickel ausreichend sein kann.

Erfindungsgemäss werden insbesondere sämtliche unmagnetischen Bauteile des Lagers vollständig mit dem magnetischen Überzug versehen. Dies verteuert zwar die Herstellung der gesamten Lagerung, führt aber bei Hochleistungslagern zu einer Erhöhung der Standzeit, die aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten niedrigen Herstellungskosten bei der Fertigung vorzuziehen ist.

20. Juni 1977
KJ 10/PaL/eh

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Claims (1)

1. 27

   DORNIER SYSTEM GUBH
   Friedrichshafen

   Reg. S 287

   Patentansprüche

   M..yEntfernung von Schmutzpartikeln und Abrieb aus ölgeschmierten Gleitlagerungen hoher Drehzahl mittels eines an einem strömungsgünstigen Ort angeordneten Magneten, dadurch gekennzeichnet, dass die unmagnetischen Bauteile des Lagers, insbesondere Lagerschalen, sowie die übrigen unmagnetischen Teile in der Umgebung des Lagers wie z. B. Gehäuseteile, Halte- und Befestigungselemente und die Teile der Lagerung, die mit dem Schmieröl in Berührungskontakt gelangen können, vor dem Zusammenbau der Lagerung vollständig mit einer magnetischen Schicht überzogen werden.

   2. Entfernung von Schmutzteilen und Abrieb aus ölgeschmierten Gleitlagerungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Schicht eine Nickelschicht oder Chromschicht ist.

   20. Juni 1977
   KJ 10/PaL/eh

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