DE2928506A1

DE2928506A1 - Einrichtung fuer schmierstoff-funktionsuntersuchungen

Info

Publication number: DE2928506A1
Application number: DE19792928506
Authority: DE
Inventors: Hermann Ing Grad Gloeckner; Hermann Dipl Ing Dr Muennich
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1979-07-14
Filing date: 1979-07-14
Publication date: 1981-01-29
Also published as: DE2928506C2

Description

Einrichtung für Schmierstoff-
Funktionsuntersuchungen Die Erfindung bezieht sich auf eine in der Patentanmeldung P 28 31 158 vorgeschlagene Einrichtung für Schmierstoff-Funktionsuntersuchungen, mit der die filmbildenden Eigenschaften eines Schmiermittels im Wälzkontakt ermittelt werden können.
Es sind Prüfmaschinen für Schmierstoffe bekannt, mit welchen das Verhalten von gegeneinander bewegten Werkstücken unter hohen Belastungen untersucht werden kann.
Eine derartige Prüfmaschine ist z. B. der sogenannte Zweischeibenprüfstand, mit dem Reibungszahlen bei bestimmten Betriebsbedingungen rasch und genau gemessen werden können. Zwei zylindrische Scheiben berühren hierbei einander am Umfang und werden unabhängig voneinander stufenlos angetrieben.
Ferner ist durch die DE-PS 930 352 eine Schmierfett-Prüfmaschine bekannt, mit der die Schmierfähigkeit von Fetten durch ihren Einfluß auf das Reibungsmoment und die Betriebstemperatur von Wälzlagern bestimmt wird.
Diese bekannten Einrichtungen weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So sind, um klare Aussagen über die filmbildenden Eigenschaften eines Schmiermittels zu erhalten, langwierige Untersuchungen mit großen Mengen an Schmiermittel erforderlich. Ferner werden mehrere Einrichtungen benötigt, um für verschiedene Lagerarten eine genaue Aussage über die filmbildenden Eigenschaften eines Schmiermittels zu erhalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache Einrichtung für Schmierstoff-Funktionsuntersuchungen zu schaffen, mit der mit einem einzigen Lager die filmbildenden Eigenschaften eines Schmiermittels für verschiedene Lagerarten mit unterschiedlichen Schlupfwerten schnell und ohne großen Bedienungs- und Überwachungsaufwand ermittelt werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebene Einrichtung gelöst. Mit dieser Einrichtung kann auch eine Bestimmung des lastabhängigen Reibungsmomentanteils M 1, der zum größten Teil von dem Gleit/Rollverhältnis der Lagerung abhängt, ermittelt werden.
Ferner ist eine Messung des Reibungsmomentanteils M 1 in Abhängigkeit vom Schlupf möglich.
Die einfache Einstellung von Schlupfwerten beliebiger Größe wird durch die in den Ansprüchen 2 bis 5 beschriebenen Maßnahmen ermöglicht.
Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Prüfeinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Meßlager r Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht der Prüfeinrichtung im Schnitt, Fig. 3 ein Meßlager, bei dem sich die Kegelrollen schlupffrei auf den Laufbahnen abwälzen, Fig. 4 ein Meßlager, bei dem sich die Kegelrollen mit einem bestimmten Schlupf auf den Laufbahnen abwälzen.
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Prüfeinrichtung ist ein als Meßlager ausgebildetes Axial-Kegelrollenlager 1 vorgesehen, das sich über eine Scheibe 2 und eine Isolierscheibe 3 auf einem hydrostatischen Axiallager 4 abstutzt. Das hydrostatische Axiallager 4 ist auf einem Kolben 5 angeordnet, der axial verschiebbar in einem mit dem MaschinengeStell 6 verbundenen Zylinder 7 angeordnet ist. Durch den Kolben 8 wird mittels Drucköl die Belastung auf das Axial-Kegelrollenlager 1 aufgebracht. Das Axial-Kegelrollenlager 1 besteht aus einer bordfreien Gehäuseschei- be 9, einer bordfreien Wellenscheibe 10 und den zwischen den beiden Lagerscheiben angeordneten Kegelrollen 11, deren Drehachsen senkrecht auf der Lagerachse stehen. Die Kegelrollen 11 weisen jeweils eine konzentrische Bohrung 12 auf und sind über zwei Lager 13 radial verschiebbar auf einem Bolzen 14 gelagert, der z. B. durch Schweißen mit einem Ring 15 verbunden ist. Durch Verdrehen der Muttern 16 nach innen bzw.
nach außen werden die Kegelrollen 11 radial nach innen bzw. nach außen verschoben und dadurch der Abstand zwischen der Wellenscheibe 10 und der GehAusescheibe 9 verändert. In der Fig. 3 ist eine Einstellung der Lagerscheiben 9, 10 gezeigt, bei der die gedachten Verlängerungen der Laufflächen 17 nach innen mit der Lagerachse einen Schnittpunkt bilden, so daß die Kegelrollen 11 ohne Schlupf umlaufen. Durch eine radiale Verschiebung der Kegelrollen 11 nach außen verringert sich der Abstand zwischen den Lagerscheiben 9, 10, wodurch sich der Schnittpunkt, wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist, um einen Betrag a von der Lagerachse entfernt. Durch eine entsprechende Einstellung des Abstandes a und der damit verbundenen Anderung der Ablaufgeometrie kann jeder gewünschte Schlupf eingestellt und so das Verhalten der Schmierstoffe unter verschiedenen Scherbedingungen getestet werden.
Die Wellenscheibe 10 des Axial-Kegelrollenlagers 1 stützt sich an einer Scheibe 18 ab, die durch eine Spindel 19 angetrieben wird, welche durch einen stufenlos regelbaren Antriebsmotor 20 in Rotation versetzt wird. Der Drehzahlgeber 21 ist durch einen Treibriemen mit der Spindel 19 verbunden und mißt die jeweilige Drehzahl des Lagers 1. An der Scheibe 22 des hydrostatischen Axiallagers 4 greift eine Biegefeder 23 an, die mit Widerstandsdehnmeßstreifen versehen ist. Diese Widerstandsdehnmeßstreifen sind mit dem Schreiber 24 verbunden. Die Scheibe 2 weist einen Vorsprung auf, der mit einer konzentrischen Bohrung 25 versehen ist. In der Bohrung 25 ist ein kapazitiver Abstandsgeber 26 angeordnet, der mit einer Bezugsfläche in der Bohrung der Scheibe 18 zusammenwirkt und ebenfalls mit dem Schreiber verbunden ist. Dieser Schreiber 24 ist so ausgeführt, daß er die vom Drehzahlgeber 21, von den an der Biegefeder 23 angeordneten Widerstandsdehnmeßstreifen und vom kapazitiven Abstandsgeber 26 ausgesandten Impulse aufnimmt und eine Kurve 27 des Reibungsmomentes in Abhängigkeit von der Drehzahl und eine Kurve 28 mit den Abstandsänderungen der beiden Lagerscheiben über der Drehzahl schreibt.
Die Funktionsuntersuchung von Schmierstoffen erfolgt auf folgende Weise: Zuerst wird der Schlupf des Axial-Kegelrollenlagers 1 durch Verschieben der Kegelrollen 11 in radialer Richtung eingestellt. Die Größe des Schlupfes ist von der Lagerart abhängig. Axial-Zylinderrollenlager haben beispielsweise einen Schlupf von 4% und Pendelrollenlager einen Schlupf von 2%. Es kann somit mit einem Meßlager 1 das Verhalten eines Schmierstoffes für verschiedene Lagerarten getestet werden. Ferner ist es mit der erfindungsgemäßen Einrichtung auch möglich, den Schlupf 0 einzustellen (Fig. 3), der für die Ermittlung der drehzahlabhängigen Reibungsverluste von Bedeutung ist. Weiterhin kann eine Bestimmung des lastabhängigen Reibungsmomentanteils M 1, der zum größten Teil von dem Gleit/Roll-Verhä.ltnis der Lagerung abhängt, durchgeführt werden.
Nach dem Benetzen der Lagerscheiben 9, 10 und der Kegelrollen 11 mit dem zu prüfenden Schmiermittel wird der Motor 20 in Betrieb gesetzt und seine Drehzahl bei einer konstanten Belastung stufenlos von O bis zu einem bestimmten Wert verändert, wobei die Kurven 27, 28 für das Reibungsmoment und die Schmierfilmdicke über der Drehzahl durch den Schreiber 24 aufgezeichnet werden.
Ein Vergleich der Schmierfilmdicke-Geschwindigkeitscharakteristik des zu prüfenden Schmiermittels mit den Charakteristiken von bekannten Schmiermitteln lassen einen Schluß auf die Eignung eines Schmiermittels für eine bestimmte Lagerart zu. Mit der vorliegenden Erfindung ist es mit verhältnismäßig geringen Schmiermittelmengen möglich, die filmbildenden Eigenschaften eines Schmierstoffes zu bestimmen.
Diese beschriebene Ausführungsform stellt nur ein Beispiel einer erfindungsgemaßen Prüfeinrichtung dar. Anderungen in der Konstruktion sind im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich. So kann z. B.
die radiale Einstellung der Kegelrollen 11 durch eine entsprechende Zusatzeinrichtung, z. B. durch hydraulische Kolben (nicht gezeichnet), erfolgen, so daß eine Verstellung während des Betriebes möglich ist und so Messungen des Reibungsmomentanteils M 1 in Abhängigkeit vom Schlupf durchgeführt werden können. Ferner kann auch die Lauffläche einer Lagerscheibe eben ausgeführt werden.
Leerseite

Claims

Einrichtung für Schmierstoff-Funktionsuntersuchungen Patentansprüche 1. Einrichtung für Schmierstoff-Funktionsuntersuchungen, bestehend aus einem als Axial-Rollenlager ausgebildeten Meßlager, einer die Gehäusescheibe des Axial-Rollenlagers abstützenden Scheibe, die vorzugsweise über ein hydrostatisches Lager mit dem Maschinengestell in Verbindung steht und an der eine Biegefeder zur Messung des Reibungsmomentes angreift, einem auf der Wellenscheibe aufliegenden Drehteil, das durch einen stufenlos einstellbaren Motor angetrieben wird und an ein Drehzahlmeßgerät angeschlossen ist, einem Abstandsmesser, der die Veränderung des Abstandes der Laufbahnen des Axial-Rollenlagers mißt und Schreibern zum Umsetzen der Meßimpulse des Reibungsmomentes, des Abstandes der Laufbahnen des Axial-Rollenlagers und der Drehzahl in zwei Kurven des Reibungsmomentes über der Drehzahl und der Schmierfilmdicke über der Drehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßlager aus einem Axial- Kegelrollenlager (1) mit bordfreien Lagerscheiben (9, 10) und Kegelrollen (11) besteht, die durch entsprechende Mittel (16) in radialer Richtung verschiebbar sind.
2. Einrichtung für Schmierstoff-Funktionsuntersuchungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Kegelrollen (11) senkrecht auf der Lagerachse stehen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen einer Lagerscheibe (9) eben ausgeführt ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine mit einer konzentrischen Bohrung versehene Kegelrolle (11) radial verschiebbar auf einem Bolzen (14) angeordnet ist, der mit einem Ring (15) verbunden ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Verschiebung der Kegelrollen (11) durch Muttern (16) erfolgt, die auf einem Gewindeansatz der Bolzen (14) angeordnet sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelrollen (11) durch hydraulische Kolben in radialer Richtung verschoben werden.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusescheibe (9) in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist.