DE546781C

DE546781C - Formation of mainly metallic contact surfaces

Info

Publication number: DE546781C
Application number: DEV26801D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Julius Raible; Ludwig Storz
Original assignee: Vereinigte Kugellagerfabriken AG
Current assignee: Vereinigte Kugellagerfabriken AG
Priority date: 1931-05-13
Filing date: 1931-05-13
Publication date: 1932-03-14

Description

Es ist bekannt, daß an Metalloberflächen, die andere Flächen berühren, unter gewissen Bedingungen Oxydationserscheinungen auftreten können, die nicht ohne weiteres zu erklären sind. Bei Eisen oder Stahl, wo die Oxydation in Form von Rost auftritt, geschieht dies besonders rasch und ist sehr nachteilig, weil der Rost »weiterfrißt«. Es genügt z. B. schon der geringe Druck, mitIt is known that on metal surfaces that touch other surfaces, under certain Conditions Oxidation phenomena can occur, which cannot be easily explained are. In iron or steel, where oxidation occurs in the form of rust this particularly quickly and is very disadvantageous because the rust "continues to eat". It is enough z. B. even the low pressure, with

ίο dem die Meßflächen einer Mikrometerschraube in gegenseitige Berührung gebracht werden, um nach einigen Wochen Rostansatz an den betreffenden Flächen entstehen zu lassen.ίο which the measuring surfaces of a micrometer screw be brought into mutual contact, so that rust can develop on the surfaces concerned after a few weeks permit.

Noch rascher und intensiver geht die Erscheinung vor sich, wenn stärkerer oder wechselnder Druck, Rüttel- oder Stoßwirkung und ähnliche Beanspruchung im Spiele ist, und zwar meist auch trotz reichlicher Anwendung von Schmiermitteln. Dabei ist nicht nötig, daß die Berührung zwischen zwei Metallflächen erfolgt, vielmehr genügt es, daß eine Metallfläche eine nichtmetallische Fläche berührt. The phenomenon goes on even faster and more intensely, if stronger or more varied Pressure, jolting or impact effects and similar stress are involved, and mostly despite the abundant use of lubricants. It is not necessary that the contact takes place between two metal surfaces, rather it is sufficient that one Metal surface touches a non-metallic surface.

Diese Oxydationswirkung, hier »Berührungsoxydation« genannt, hat nichts zu tun mit Korrosionserscheinungen anderer Art, die zwar im Aussehen ähnlich oder gleich sind, jedoch auf wesentliche andere Ursachen zurückgehen. This oxidation effect, here called "contact oxidation", has nothing to do with it with signs of corrosion of a different kind that are similar or identical in appearance, however, go back to essential other causes.

Es fehlt nicht an Beispielen für diese Berührungsoxydation; genannt sei das Auftreten von Rost bei Kugel- und Rollenlagern zwischen der Bohrung des Innenringes und der Zapfensitzfläche, sofern der Sitz der beiden Teile nicht stramm genug ist. Die Oxydation ist in diesem Fall unter dem Namen »Passungsrost« bekannt. Als weiteres Beispiel sei das Rosten an den Berührungsflächen aufeinanderliegender, gemeinsam belasteter Blattfedern genannt.There is no lack of examples of this contact oxidation; the occurrence may be mentioned of rust in ball and roller bearings between the bore of the inner ring and the pin seating surface, provided that the two are seated Parts is not tight enough. In this case, the oxidation is known as »fretting corrosion«. As another example let the rusting on the contact surfaces lie on top of one another, collectively burdened Called leaf springs.

Es gibt verschiedene Erklärungen für diese Oxydationsform. Bei Rüttel- und Walzbeanspruchung kann angenommen werden, daß während des rasch erfolgenden Zusammentreffens der Flächen die dazwischenliegende Luftschicht komprimiert wird, so daß die Flächen und der Sauerstoff erhitzt und dieser dadurch chemisch wirksamer wird. So nachteilig übermäßige Sauerstoffzufuhr ist, ebenso nachteilig ist erfahrungsgemäß Mangel an Belüftung oder ungleiche Verteilung des Sauerstoffs. Auf diese Weise ist das obenerwähnte Rosten an den Meßflächen einer Mikrometerschraube vielleicht erklärbar.There are various explanations for this form of oxidation. With vibrations and rolling loads it can be assumed that during the rapid meeting of the surfaces the intermediate one Air layer is compressed so that the surfaces and the oxygen is heated and this this makes it more chemically effective. Excessive oxygen supply is disadvantageous as well Experience has shown that a disadvantage is a lack of ventilation or uneven distribution of the Oxygen. In this way, the above-mentioned rusting on the measuring surfaces is one Micrometer screw perhaps explainable.

Zur Beseitigung dieser Ox3^rdation sind schon verschiedene Mittel vorgeschlagen und angewandt worden, mit mehr oder weniger großem Erfolg, je nachdem das Wesen der zu behebenden Oxydationswirkung mehr oder weniger gut erkannt wurde. Es werden z. B. selbstschmierende Zwischenlagen zwischen den Berührungsflächen vorgesehen (vgl. die deutschen Patente 472613 und 521468 von Hermann 'Beckmann, Berlin-Zehlendorf). In Amerika versuchte man' es mit der Anwen.-To eliminate these Ox3 ^r dation have been proposed and already applied various means, with more or less success, depending on the nature of the oxidizing action to be corrected was more or less well recognized. There are z. B. self-lubricating intermediate layers provided between the contact surfaces (see. The German patents 472613 and 521468 by Hermann 'Beckmann, Berlin-Zehlendorf). In America one tried it with the application.

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors: Ludwig Stor\ in Eßlingen und Dipl.-Ing. Julius Raible in Stuttgart.Ludwig Stor \ in Eßlingen and Dipl.-Ing. Julius Raible in Stuttgart.

dung von Schmierstoffen mit besonderen Zusätzen, wie z. B. Zinkoxyd. Andere sehen eine Isolation der zu schützenden Flächen in der Weise vor, daß kein Sauerstoff mehr zutreten kann.preparation of lubricants with special additives, such as B. zinc oxide. See others an insulation of the surfaces to be protected in such a way that no more oxygen can enter can.

Die letztgenannte Maßnahme dürfte praktisch nicht in Frage kommen, denn sie wäre zu umständlich und kostspielig.The latter measure is unlikely to come into question in practice because it would be too cumbersome and expensive.

Besondere Zusätze zum Schmiermittel können da angewandt werden, wo ohnehin schon Schmiermittel anzuwenden sind, allerdings mit der wesentlichen Einschränkung, daß die erwähnten Zusätze nicht an die eigentlichen Lagerstellen, seien es Gleit- oder gar Wälzlager, gelangen dürfen. Die Verwendung von selbstschmierenden Zwischenlagen aus porigen Stoffen hat den Nachteil, daß die Lage der sich berührenden Körper sich verändert wegen der Nachgiebigkeit oder des Verschleißes der Zwischenlage, weshalb eine derartige Maßnahme in vielen Fällen nicht in Frage kommt.Special additives to the lubricant can be used where already Lubricants are to be used, but with the main restriction that the mentioned additions not to the actual bearing points, be it slide or even roller bearings, are allowed to arrive. The use of self-lubricating interlayers made of porous Substances have the disadvantage that the position of the bodies in contact changes because of the flexibility or wear of the intermediate layer, which is why such a Measure is out of the question in many cases.

Gemäß vorliegender Erfindung wird die Berührungsoxydation ohne die genannten Nachteile verhütet oder gemildert, indem mindestens eine der sich berührenden Flächen in an sich bekannter Weise mit Unterbrechungen, Vertiefungen, Aufrauhungen o. dgl. versehen wird. Diese Ausbildung der Berührungsflächen verhindert die obenerwähnte ungünstige Wirkung einer zu starken Drosselung der Belüftung, läßt andererseits auch keine übermäßige Druckwirkung aufkommen, wodurch bei gleichzeitiger Erwärmung" des Luftpolsters zu viel Sauerstoff in die Flächen gepreßt werden könnte. Weiterhin wird die Ausbreitung von Korrosionsstellen, falls solche sich bilden wollen, durch die Unterbrechungen oder Aussparungen aufgehalten. Obwohl es naturgemäß unvermeidlich ist, durch solche Maßnahmen die tragenden Flächen zu verkleinern und die Flächenpressung zu erhöhen, hat sich gezeigt, daß solche Berührungsflächen selbst dann eine gute Wirkung haben, wenn sie nicht geschmiert sind. Selbstverständlich wird man, vor allem bei Eisen und Stahl, irgendwelche Schmierstoffe aus dem gleichen Grunde anwenden, aus dem man dies bei solchen Teilen tut, um die reine Oberflächenoxydation zu verhüten. In keinem Fall hat jedoch das Schmiermittel die Aufgabe, ein Anfressen zu verhüten.According to the present invention, the contact oxidation is without the disadvantages mentioned prevented or mitigated by at least one of the touching surfaces in a known manner with interruptions, Depressions, roughening or the like. Is provided. This formation of the contact surfaces prevents the above-mentioned unfavorable effect of too great throttling of the ventilation, on the other hand also leaves there is no excessive pressure effect, which means that "des Air cushion too much oxygen could be forced into the surfaces. Furthermore, the Spread of corrosion spots, if they want to form, through the interruptions or recesses held up. Although it is naturally inevitable, such measures reduce the load-bearing surfaces to reduce the size and to increase the surface pressure, it has been shown that such contact surfaces work well even if they are not lubricated. Of course you will, especially at Iron and steel, use any lubricants for the same reason that this is done with such parts in order to prevent pure surface oxidation. In none However, the function of the lubricant is to prevent seizure.

In den Zeichnungen sind ganz schematisch mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt. Several exemplary embodiments are shown very schematically in the drawings.

Fig. ι zeigt einen Schnitt senkrecht zur ."- Oberfläche,Fig. Ι shows a section perpendicular to the. "- surface,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die erfindungsg.emäß gestaltete Oberfläche. Fig. 3 und 4 zeigen in Schnitt bzw. Draufsicht eine zweite Ausführungsform.Fig. 2 is a plan view of the erfindungsg.emäß designed surface. 3 and 4 show a second embodiment in section and plan view, respectively.

Fig. 5 und 6 zeigen in Schnitt bzw. Draufsicht eine dritte Ausführungsform.5 and 6 show a third embodiment in section and plan view, respectively.

Fig. 7 zeigt im Längsschnitt kleineren Maßstabs die Anwendung der Erfindung auf eine flexible Lagerung.Fig. 7 shows in longitudinal section on a smaller scale the application of the invention to a flexible storage.

Gemäß Fig. ι und 2 ist die eine der beiden sich berührenden Oberflächen mit einer Anzahl feiner Vertiefungen α versehen.According to FIGS. 1 and 2, one of the two surfaces in contact has a number fine depressions α provided.

In Fig. 3 und 4 sind statt der Vertiefungen schmale Nuten b angebracht. Auf Fig. 4 ist eine Korrosionsstelle c dargestellt, die durch die Unterbrechung, welche die Nuten b darstellen, an der Ausbreitung in Richtung senkrecht zu diesen Nuten behindert ist.In Fig. 3 and 4 narrow grooves b are attached instead of the depressions. In Fig. 4 a corrosion point c is shown, which is hindered by the interruption, which represent the grooves b , from spreading in the direction perpendicular to these grooves.

Fig. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform, bei der die eine Oberfläche mit einem System sich kreuzender feiner Riefen d versehen ist. Die Ausbreitung etwa sich bildender Korrosionsstellen ist hier noch mehr behindert als bei den vorhergehenden Ausführungsformen. Bei Lagerungen gemäß Fig. 7 wird die neue Maßnahme bei einer flexiblen Lagerhülse h angewandt, und zwar ist hier eine Anzahl Ringnuten i auf der Mantelfläche der Lagerhülse eingeschnitten. Diese Nuten können besonders einfach hergestellt werden, wenn ihnen Schraubenform gegeben wird. Das Gehäuse g, in welchem die Lagerhülse sitzt, kann, wie in der Figur dargestellt, ohne Vertiefungen verwendet werden; die Erfindung läßt sich aber auch hier in irgendeiner Form anwenden, z. B. derart, daß in der Gehäusebohrung in axialer Richtung verlaufende Nuten angebracht werden. Die Lagerhülse h ist durch einen eingeschraubten Stift k gegen Verdrehung gesichert.5 and 6 show an embodiment in which one surface is provided with a system of intersecting fine grooves d . The spread of any corrosion sites that may be formed is even more hindered here than in the previous embodiments. In the case of bearings according to FIG. 7, the new measure is applied to a flexible bearing sleeve h , namely here a number of annular grooves i are cut on the outer surface of the bearing sleeve. These grooves can be produced particularly easily if they are given a screw shape. The housing g, in which the bearing sleeve sits, can, as shown in the figure, be used without recesses; but the invention can also be used here in any form, e.g. B. in such a way that grooves extending in the axial direction are attached in the housing bore. The bearing sleeve h is secured against rotation by a screwed-in pin k.

Natürlich sind noch viele andere Anwendungsfälle möglich, ebenso wie auch die Vertiefungen oder Unterbrechungen auf den zu schützenden Oberflächen auf verschiedene andere Weise angebracht werden können. Die Oberflächen selbst können in üblicher Weise mit Schmierstoffen versehen werden.Of course, many other applications are possible, as well as the deepenings or interruptions on the surfaces to be protected can be applied in various other ways. the Surfaces themselves can be provided with lubricants in the usual way.

Die erfindungsgemäße Anwendung derartiger Nuten bei Berührungsflächen mit keiner oder nur sehr geringer gegenseitiger Gleitbewegung hat ihrem Wesen und Ihrer Wirkung nach nichts zu tun mit der bekannten Anwendung ähnlicher Nuten in den Gleitflächen von Gleitlagern. Dort haben sie eine ganz andere Aufgabe zu erfüllen, nämlich die Verhütung des Anfressens, Heißlaufens oder Trockenlaufs.The inventive use of such grooves in contact areas with no or only a very small mutual sliding movement has nothing to do with the known in its essence and its effect Use of similar grooves in the sliding surfaces of plain bearings. They have one there To fulfill a completely different task, namely the prevention of pitting, overheating or Dry running.

Claims

Patent claims:

i. Formation of predominantly metallic contact surfaces with little or no low mutual sliding movement, characterized in that for connection of contact oxydätioh "at least one of the two surfaces with a

System of numerous, fine depressions is provided, which are suitable to the Contact points both complete exclusion of air and excessive pressure increase to prevent the air moving between the surfaces.

2. Embodiment according to claim i, characterized in that the depressions are laid out in such a way that any oxidation sites can be further spread by delimiting them by means of the depressions are prevented.

3. Embodiment according to claim 1, characterized in that as depressions substantially parallel grooves or grooves are used.

4. Embodiment according to claim 1, characterized in that the depressions are arranged in a helical shape.

5. Embodiment according to claim i, characterized in that at least two intersecting groove or groove systems are used.

6. Embodiment according to claim 1, characterized in that it is attached to the Contact surfaces of housings and bearing sleeves of flexible sliding or roller bearings is applied.

1 sheet of drawings