DE2728249B2 - Gleitlagerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine ölgeschmierte Gleitlagerung einer mit hoher Drehzahl umlaufenden Welle, mit einem an einem strömungsgünstigen Ort angeordneten Magneten zum Ausscheiden magnetischer Metallteilchen, wie Abrieb, aus dem Schmieröl.

Bei Zusammenbau und Montage von Hochleistungslagern ist es unvermeidlich, daß sich die einzelnen Bauteile mehr oder weniger untereinander berühren und hierbei Mel:allteilchen 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 Schmutzteilchen in der Lagerung befinden.

Während der Anlaufphase eines Gleitlagers tritt im Gebiet der Mischreibung darüber hinaus Abrieb auf, der ebenfalls in das Schmieröl gelangt und von diesem wieder zurück ins Gleitlager gefördert wird. Sowohl die bei der Montage wie auch die durch Abrieb in der Anlaufphase verursachten Metallteilchen gelangen ins Schmieröl und v/irken beim Betrieb des Gleitlagers wie schmirgelndes Material und führen zur Erosion des Lagers. Erodierte Lager erreichen häufig nicht die von ihnen geforderte: und berechnete Lebensdauer.

Es ist bekannt, Schmutzteilchen und Abrieb aus ölgeschmierten Lagerungen durch Sedimentation zu entfernen. Zur Sedimentation der Teilchen 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 ΙΟμιη) 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 größer 20 urn), da bessere Filter nicht zur Verfügung stehen und auch nur Strömungsverluste verursachen würden.

Es ist ferner bekannt, mittels eines an strömungsgünstigem Ort angeordneten Magneten magnetische Metallteilchen, wie Abrieb, aus dem Schmieröl zu entfernen. Dieses Prinzip hat insbesondere bei der magnetischen ölablaßschraube im Motorenbau Anwendung gefunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, 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 aus einem nichtmagnetischen Werkstoff bestehende Bauteile des Lagers, insbesondere Lagerschalen, aus einen nichtmagnetischen Werkstoff bestehende Teile in der Umgebung des Lagers, wie z. B. Gehäuseteile, Halte- und Befestigungselemente, und die Teile der Lagerung, die mit dem Schmieröl in Berührung gelangen, vollständig mit einer vor dem Zusammenbauen der Teile aufgebrachten Schicht aus einem magnetischen Werkstoff überzogen sind.

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

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Spiralrillenkalottenlager in Schnittansicht und

F i g. 2 ein Radiallager in Schnittansicht.

F i g. 1 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 Kalotte 10 aus einer Kupfer-Berylliumlegierung und eine Befestigungsschraube 12 aus Messing bestehen. Die Lagerung besteht folglich zum Teil aus Werkstoffen, die magnetisch sind und zum anderen Teil aus Werkstoffen, die nichtmagnetisch sind.

F i g. 2 zeigt ein Radiallager in Schnittansicht, das aus einem Aiuminiumgehäuse 14, einer Viskodichtung 16 aus Messing, einer Stahlwelle 18 und aus einer Lagerschale 20 aus Kupfer-Beryllium besteht. Es sind folglich ebenfalls magnetische und nichtmagnetische 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 Metallteilchen entstehen. Während des Anfahrens der Lager tritt im Gebiet der Mischreibung magnetischer und nichtmagnetischer Abrieb zwischen den Lagerflächen auf, der zusammen mit den zuerst erwähnten Metallteilchen in den Schmierölkreis 22,24 gelangt. Die Metallteilchen gelangen nun bei jedem Umlauf 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 Metallteilchen 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.

Werden nun beispielsweise sämtliche Bauteile der Lagerungen beispielsweise mit einer Nickelschicht überzogen, so werden bei der Montage entstandene

Metallteilchen 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. 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 oben genannter aushärtbaren NickeUegierung für die Lagerschaien vorteilhaft ist, während für die anderen Bauteile ein Nickelüberzug aus reinem Nickel ausreichend sein kann.

Erfindungsgemäß werden insbesondere sämtliche

nichtmagnetischen Bauteile des Lagers vollständig mit

dem magnetischen Überzug versehen. Dies verteuert zwar die Herstellung der gesamten Lagerung, führt aber

κι bei Hochleistungslagern zu einer Erhöhung der Standzeit, die aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten niedrigen Herstellungskosten bei der Fertigung vorzuziehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. ölgeschmierte Gleitlagerung einer mit hoher Drehzahl umlaufenden Welle, mit einem an einem strömungsgünstigen Ort angeordneten Magneten zum Ausscheiden magnetischer Metallteilchen, wie Abrieb, aus dem Schmieröl, dadurch gekennzeichnet,, daß aus einem nichtmagnetischen Werkstoff bestehende Bauteile des Lagers, insbesondere Lagerschalen, aus einem nichtmagnetischen Werkstoff bestehende Teile in der Umgebung des Lagers, wie z. B. Gehäuseteile, Halte- und Befestigungselemente, und die Teile der Lagerung, die mit dem Schmieröl in Berührung gelangen, vollständig mit einer vor dem Zusammenbauen der Teile aufgebrachten Schicht aus einem magnetischen Werkstoff überzogen sind.

2. Gleitlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte magnetische Schicht eine Nickelschicht oder Chromschicht ist.