DE3931610A1 - Verfahren zur verhinderung von funkenerosion an gleitlagern und gleitflaechen und anordnung zur durchfuehrung der verfahren - Google Patents

Verfahren zur verhinderung von funkenerosion an gleitlagern und gleitflaechen und anordnung zur durchfuehrung der verfahren

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Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Verhinderung von Fun­ kenerosion an Gleitlagern und Gleitflächen mit einem Schmierfilm aus Öl, auf dem metallische Bauelemente gleiten, und Anordnungen zur Durchführung der Verfahren.
Bei Lagern für Wellen, bei denen die Werkstoffe für die Lagerschalen und die Wellen unterschiedlich sind, besteht aufgrund der elektrochemischen Spannungsreihe zwischen der Lagerschale und der Welle ein elektrisches Potential. Das zur Schmierung und Kühlung des Lagers dienende Öl bildet ein Dielektrikum. Ferner tritt eine Berührungsspannung durch Ladungsverschiebung und bei Drehung der Welle durch La­ dungstrennung Reibungselektrizität auf, die ebenfalls zum Aufbau eines Spannungspotentials beiträgt. Dies hat zur Folge, daß bei Aufbau eines ausreichend großen Spannungs­ potentials zeitlich getrennte und nicht stationäre Entladun­ gen auftreten, die zu einem Abtrag des Lagerschalenwerk­ stoffs führen. Hierdurch wird die Lagerfläche beschädigt, was zu einer erheblichen Verkürzung der Lebensdauer des Lagers führt. Bei entsprechender geometrischer Ausbildung von Gleitflächen und den auf ihnen gleitenden Bauelementen wie z. B. Ventilstößeln, die auf Gleitflächen von Nocken von Nockenwellen gleiten, besteht ferner die Gefahr, daß zusätz­ lich durch örtliche Kavitation des Schmierölfilms dieser abreißt und die metallischen Flächen direkt aufeinander gleiten und so ein weiterer mechanischer Verschleiß eintritt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Verfahren und An­ ordnungen zu deren Durchführung aufzuzeigen, durch die die Ausbildung eines zu Entladungen führenden Spannungs­ potentials in Lagern und auf Gleitflächen für metallische Bauelemente vermieden wird.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe bezüglich der Verfahren alternativ durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 4 und bezüglich der Anordnung durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 9 und 11. Ausge­ staltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Mittels der erfindungsgemäßen Merkmale ist es möglich, ent­ weder das Auftreten von Spannungsspitzen an Gleitlagern und Gleitflächen zu vermeiden oder aber diese statischen Ströme vor Eintritt einer Schädigung der Gleitlager und Gleit­ flächen zu leiten, so daß eine Funkenerosion vermieden wird. Ein Beispiel für solche Spannungsspitzen ist in dem fol­ genden Diagramm dargestellt, das die Meßergebnisse an einem Gleitlager wiedergibt.
Die Welle aus Stahl war der +Pol. Die Lagerschalen be­ standen aus AlZnPbCuMg. Als Schmieröl fand ein Öl der Klasse SAE 10W-40 Anwendung.
In der Zeichnung sind schematisch zwei Anordnungen darge­ stellt, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren dienen. Es zeigt
Fig. 1 eine in einem Gleitlager gelagerte Welle in einer Seitenansicht im Schnitt,
Fig. 2 eine Nockenwelle mit einem Stößel in einer Queran­ sicht im Schnitt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist das als Welle ausgebildete Bauelement 3 in einem Gleitlager 2 gelagert. Das Gleitlager 2 ist in einem Bauteil 1 angeordnet, daß Bestandteil einer Maschine ist. An dem Endabschnitt der Welle ist an dem Bauteil 1 ein Stromableiter 4 angeordnet, der auf der Welle gleitet. Der Stromableiter 4 ist mittels einer Leitung 5 mit einem Masseanschluß 6 verbunden. Im Gleitlager 2 wird ein Schmierfilm aus Öl aufgebaut, das durch eine Druckölbohrung 12 zugeführt wird.
Alternativ zur Anwendung eines Stromableiters 4 oder aber ergänzend ist es möglich, das Öl zu ionisieren um bereits durch die Ölcharakteristik einen Aufbau von Spannungsspitzen zu verhindern. Hierzu kann das Öl in einem Ionenaustauscher elektrolytisch polarisiert werden.
Eine weitere Möglichkeit der Verhinderung von Spannungs­ spitzen besteht darin, daß die Werkstoffe des Gleitlagers 2 und des Bauelements 3 im Lagerbereich so gewählt werden, daß an dem Bauelement 3 kein Spannungspotential entstehen kann.
Um eine weitere mechanische Schädigung der Gleitflächen 10 von z. B. Nockenwellen 8 zu verhindern, ist es möglich, im Bereich des anlaufenden Teils der Gleitfläche 10 eine Druck­ ölaustrittsöffnung 13 vorzusehen, die über eine Drucköl­ bohrung 12 mit einem Druckölkanal 11 verbunden ist. Durch Zufuhr von Drucköl in diesen Bereich der Gleitfläche 10 kann verhindert werden, daß in dem Schmierfilm bei Druckeinwir­ kung des Stößels 9 Kavitation eintritt, die zu einem Abriß des Schmierfilms führt. Hierdurch ist gewährleistet, daß auch auf dem ablaufenden Abschnitt der Gleitfläche 10 des Nockens 7 der Stößel 9 auf einem Schmierfilm gleiten kann und somit nicht direkt mit der Nocke 7 in mechanischen Kon­ takt gelangt.

Claims (11)

1. Verfahren zur Verhinderung von Funkenerosion an Gleit­ lagern und Gleitflächen mit einem Schmierfilm aus Öl, auf dem metallische Bauelemente gleiten, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Werkstoffe von Lagerschale und zu lagerndem Bauelement bzw. Gleitfläche und gleitendem Bauelement so gewählt werden, daß an dem Bauelement kein Spannungspotential entsteht.
2. Verfahren zur Verhinderung von Funkenerosion an Gleit­ lagern und Gleitfläche mit einem Schmierfilm aus Öl, auf dem metallische Bauelemente gleiten, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Öl ionisiert wird.
3. Verfahren zur Verhinderung von Funkenerosion an Gleit­ lagern und Gleitflächen mit einem Schmierfilm aus Öl, auf dem metallische Bauelemente gleiten, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Bauelement auftretender statischer Strom gegen Masse abgeleitet wird.
4. Verfahren zur Verhinderung von Funkenerosion an Gleit­ lagern und Gleitflächen mit einem Schmierfilm aus Öl, auf dem metallische Bauelemente gleiten, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Gleitfläche im kavitationsge­ fährdeten Bereich des Schmierfilms unter Druck Öl zuge­ führt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Öl Metallionen zugeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß dem Öl Metallionen des den + Pol bildenden Wellenwerk­ stoffs zugeführt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl elektrolytisch polarisiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl in einem Ionenaustauscher elektrolytisch polari­ siert wird.
9. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Bauelement (3) ein Stromableiter (4) anliegt, der mit einem Masseanschluß (6) verbunden ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromableiter (4) als Schleifkontakt ausgebildet ist.
11. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gleitfläche (10) mindestens eine Druckölaustrittsöffnung (13) ausgebildet ist, die mit einem Druckölkanal (11) verbunden ist.
DE19893931610 1989-09-22 1989-09-22 Verfahren zur verhinderung von funkenerosion an gleitlagern und gleitflaechen und anordnung zur durchfuehrung der verfahren Granted DE3931610A1 (de)

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US4392177A (en) * 1979-09-28 1983-07-05 Agfa-Gevaert Aktiengesellschaft Transporting roller for webs of photosensitive material or the like
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TRAUBE, Werner: Grundlagen der Elektrostatik und ihre Auswirkungen auf folienverarbeitende Maschinen, in: Kunststoffberater, 3/1987, S. 53-57 *

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