DE2728249C3 - Gleitlagerung - Google Patents
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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 Metallteilchen 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 ^s 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 ir. der Anlaufphase verursachten Metallteilchen gelangen ins
Schmieröl und wirken 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 ΙΟμιτι) 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 μιη), da bessere Filter nicht zur Verfügung stehen und
auch nur Strömungsverluste verursachen würden.
Es ist ferner bekannt, mittels eines an ströniungsgünstigem
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 einem nichtmagnetischen Werkstoff bestehende Teile in
der Umgebung des Legers, 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 Mehrflächengleitlager 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 J5 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,
*o die nichtmagnetisch sind.
F i g. 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 nichtmagnetische Werkstoffe vorhanden.
Beim Zusammenbau der Lagerungen wird nun beispielsweise die Befestigungsschraube 12 eingeschraubt
und die Lagerschale 20 in das Gehäuse 14 5ü 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 bo 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 Fortschreif>r>
i'n 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 ^a.
290° Celsius unterzogen. Dadurch bildet sich NickelphosphiL 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 Nickellegierung für die Lagerschalen 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
ίο bei Hochleistungslagern zu einer Erhöhung der
Standzeit, die aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten niedrigen Herstellungskosten bei der Fertigung vorzuziehen
ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
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
Priority Applications (3)
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DE2728249B2 DE2728249B2 (de) | 1979-09-27 |
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ID=6012163
Family Applications (1)
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-
1978
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Also Published As
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