DE937673C - Method and device for determining the lubricating value of lubricants, in particular lubricating oils - Google Patents
Method and device for determining the lubricating value of lubricants, in particular lubricating oilsInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Schmierwertes von Schmierstoffen, insbesondere Schmierölen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung des Schmierwertes von Schmierstoffen, insbesondere Schmierölen. Der Begriff »Schmierwert« ist schwer definierbar. Er ergibt sich aus der Gesamtheit von verschiedenen teils physikalischen, teils chemischen Wirkungen des Schmierstoffes auf die Gleitflächen von Welle und Lager während der Schmierung.Method and device for determining the lubricity value of lubricants, especially lubricating oils The invention relates to a device for determining the Lubricant value of lubricants, in particular lubricating oils. The term "lubricity value" is difficult to define. It results from the totality of different parts physical, partly chemical effects of the lubricant on the sliding surfaces of shaft and bearing during lubrication.
Bekannte Olprüfmaschinen haben den Nachteil, daß zur Beurteilung des Schmierwertes eines Schmierstoffes eine verhältnismäßig lange Versuchszeit erforderlich ist, weil der Verschleiß der Welle wie des Lagers mit berücksichtigt werden muß. Vorrichtungen dieser Art benutzten eine waagerecht angeordnete, in zwei Lagern laufende Welle, die stirnseitig angetrieben und in der Mitte zwischen beiden Lagern durch ein drittes Lager meßbar belastet wird, so daß sich der Lagerdruck der Welle konzentriert an der der Belastung diametral gegenüberliegenden Stelle der Lagergleitfläche auswirkt. Bei geringer Belastung bildet der Schmierölfilm einen Ring annähernd gleicher Dicke (Vollschmierung). Je mehr die Belastung wächst, um so mehr nimmt der Schmierölfilm die Gestalt einer Mondsichel an. Man spricht dann von »Teilschmierung« und schließlich »Trockenlau£« eines Lagers. Die Dicke des Ölfilms ist hierbei abhängig von den von vornherein bestimmten Dimensionen des Durchmessers der Lagerfläche und der Welle. Known oil testing machines have the disadvantage that for assessment the lubrication value of a lubricant requires a relatively long trial period is because the wear of the shaft and the bearing must be taken into account. Devices of this type used a horizontally arranged one running in two bearings Shaft that is driven on the face and through the middle between the two bearings a third bearing is measurably loaded, so that the bearing pressure of the shaft is concentrated acts at the point of the bearing sliding surface diametrically opposite the load. When the load is low, the lubricating oil film forms a ring of approximately the same thickness (Full lubrication). The more the load increases, the more the lubricating oil film decreases the shape of a crescent moon. One then speaks of "partial lubrication" and finally "Dry run" of a camp. The thickness of the oil film depends on the from predetermined dimensions of the diameter of the bearing surface and the shaft.
Sollte daher in der Untersuchungsreihe die Dicke des Ölfilms geändert werden, so mußte man entweder jeweils stärkere Wellen zur Prüfung einsetzen oder umgekehrt andere Lagerdurchmesser.The thickness of the oil film should therefore be changed in the series of tests one either had to use stronger waves for the test or conversely, other bearing diameters.
Daß eine solche Prüfung nur eine unsichere BeurteiIung der Schmierfähigkeit gestattet und äußerst umständlich ist, ist ohne weiteres einzusehen.That such a test is only an uncertain assessment of lubricity is permitted and extremely cumbersome, can be seen without further ado.
Trotzdem bleiben dabei noch wesentliche, für Qualität und Einsatzfähigkeit des Schmierstoffes höchst bedeutungsvolle Eigenschaften außer Ansatz.Nevertheless, there are still essentials for quality and usability highly significant properties of the lubricant apart from the start.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Bestimmung des Schmierwertes zu schaffen, die diese Nachteile nicht besitzt und die vor allem erlaubt, die Dicke des Schmierfilms innerhalb eines großen Bereichs, z. B. 0,2 bis 500 zur während der Messung kontinuierlich zu verändern, ferner das durch den Schmierfilm von der Triebwelle ausgehende Torsionsmoment zu messen. The invention has the task of providing a device for To create determination of the lubrication value that does not have these disadvantages and which above all allows the thickness of the lubricating film to be set within a wide range, z. B. 0.2 to 500 to continuously change during the measurement, furthermore that Measure the torsional moment caused by the lubricating film on the drive shaft.
Weiterhin soll das Gerät erlauben, die Temperatur des Schmierfilms an seiner Wirkungsstelle zu messen, da die Beurteilung der Einsatzfähigkeit des Ols auch von einer solchen Feststellung abhängig ist. Hinzu kommt die Möglichkeit einer Messung des Gleichrichtereffekts des Schmierfilms und schließlich die Ermittlung der Dielektrizitätskonstante des ruhenden oder bewegten Olfilms in Abhängigkeit von seiner Dicke. Alle diese Messungen werden zu dem innerhalb eines regelbaren Umfangsgeschwindigkeitsbereichs der Welle von z. B.Furthermore, the device should allow the temperature of the lubricating film to be measured at its point of action, since the assessment of the operational capability of the Ols is also dependent on such a finding. There is also the possibility a measurement of the rectifier effect of the lubricating film and finally the determination depending on the dielectric constant of the still or moving oil film of its thickness. All of these measurements become the one within a controllable one Peripheral speed range of the shaft from z. B.
O,I bis IO m/sec vorgenommen.O, I to IO m / sec.
Die Erfindung besteht darin, daß die von Lagern vorzugsweise senkrecht getragene Welle oberhalb des Lagers als hohler Rotationskörper mit sich nach oben schlank konisch erweiterndem Innenraum endet und ein spiegelbildlich konischer, in ihn eindringender Rotationskörper von einer verdrehbar in Lagern angeordneten koaxialen Welle getragen wird, die durch eine Einstellvorrichtung, z. B. einen Mikrometertrieb, zur Veränderung der Schmierfilmdicke in axialer Richtung verstellbar und deren Verdrehung aus der Nullage an einer Meßvorrichtung ablesbar ist. Dadurch wird an der Meßstelle ein Schmierfilmring gleicher Wandstärke erzielt, den man durch Verstellung der beiden Wellen gegeneinander in weiten Grenzen zu variieren vermag. Die verschiebbare Welle weist dabei einen etwa rechteckigen Bügel auf, in dessen Innenraum der ortsfest angeordnete Mikrometertrieb untergebracht ist, gegen dessen Welle sich der Bügel mit einer Justierschraube abstützt. Das durch den Schmierfilm auf die letztere Welle von dem konischen Hohlkörper ausgeübte Torsionsmoment wird durch einen an der angetriebenen Welle angreifenden Drehmomentmesser bestimmt. The invention consists in that the bearings are preferably perpendicular Supported shaft above the bearing as a hollow body of revolution with it upwards slender conically widening interior ends and a mirror-inverted conical, rotating body penetrating into it from a rotatably arranged in bearings coaxial shaft is supported by an adjustment device, e.g. B. a micrometer drive, to change the thickness of the lubricating film, adjustable in the axial direction and its rotation can be read from the zero position on a measuring device. This is at the measuring point a lubricating film ring of the same wall thickness is achieved, which can be achieved by adjusting the two Waves against each other can vary within wide limits. The sliding shaft has an approximately rectangular bracket, in the interior of which the stationary arranged micrometer drive is housed, against the shaft of the bracket supported with an adjusting screw. That through the lubricating film on the latter shaft Torsional moment exerted by the conical hollow body is driven by a Shaft attacking torque meter determined.
Die Temperatur des Schmiermittelfilms wird durch ein am Umfang des konischen Rotationskörpers angeordnetes Thermoelement bestimmt, welches mit einem in Temperaturgrade geeichten Millivoltmeter verbunden ist.The temperature of the lubricant film is determined by a temperature on the circumference of the conical rotation body arranged thermocouple determines which with a millivoltmeter calibrated in temperature degrees is connected.
Die Welle mit dem hohlen Rotationskörper ist gegen die Grundplatte und den eindringenden Konus elektrisch isoliert. An beide Wellen lehnt sich je ein Stromabnehmer an, die zur Messung des Gleichrichtereffekts des Ölfilms mit der durch einen Blockkondensator überbrückten Sekundärwicklung eines Transformators und einem Mikroamperemeter oder aber mit einem Dielektrometer verbunden werden können. Es wird natürlich durch entsprechende Schaltung jeweils nur eines dieser Meßinstrumente wahlweise benutzt. The shaft with the hollow body of revolution is against the base plate and electrically isolates the penetrating cone. Leans against both waves Pantographs used to measure the rectifying effect of the oil film with the through a block capacitor bridged secondary winding of a transformer and a Microammeters or can be connected to a dielectrometer. It of course, only one of these measuring instruments will be used at a time by using the appropriate circuitry optionally used.
Am Boden des hohlen Rotationskörpers wird zweckmäßig ein radialer Kanal zur Entlassung des geprüften Ols durch Schleudern und unterhalb desselben eine Sammelrinne vorgesehen. A radial one is expediently placed at the bottom of the hollow body of revolution Channel for the discharge of the tested oil by spinning and below the same a collecting channel is provided.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich auch ein Verfahren zur Herstellung eines konischen Rotationskörpers und seiner Verbindung mit der beweglichen Welle. Die absolute Spiegelbildlichkeit der beiden konischen Flächen, die auf anderem mechanischen Bearbeitungswege nur mit größten Schwierigkeiten erreichbar ist, wird dadurch erzielt, daß der konische Rotationskörper aus einem Lagermetall, vorzugsweise Weißmetall, unter Benutzung des fertig geschliffenen hohlen Rotationskörpers als Gießform und im Vakuum bzw. unter Verwendung eines inerten Gases gegossen wird, wobei die Gießform auf etwa 250° erhitzt wird. Finally, the invention also relates to a method for production a conical body of revolution and its connection with the movable shaft. The absolute mirror image of the two conical surfaces on other mechanical Processing paths can only be reached with great difficulty is achieved by that the conical body of revolution is made of a bearing metal, preferably white metal, using the completely ground hollow body of revolution as a casting mold and is poured in a vacuum or using an inert gas, the mold is heated to about 250 °.
In der Zeichnung ist.ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. An exemplary embodiment of the invention is schematically shown in the drawing shown.
Die Welle I wird von Lagern Ia, Ib in senkrechter Lage getragen. Sie endet als hohler Rotationskörper, dessen Innenwand 2a schlank konisch (etwa 1 : 5) sich nach oben erweitert. Diese Welle I wird durch einen Motor 3 regelbar angetrieben und die Umfangsgeschwindigkeit der Fläche 2a durch ein Meßgerät 3a-bestimmt. Im Innenraum des hohlen Rotationskörpers 2 befindet sich ein konischer Rotationskörper 4, der am unteren Ende einer von Lagern 5 getragenen Welle 6 angebracht ist. Die Welle 6 trägt einen schlanken, etwa rechteckigen Bügel 7, in dessen Innenraum ein Mittel zur axialen Verstellung der Welle 6, 4 untergebracht ist. Zu diesem Zweck stützt sich an einen Vorsprung 8a der Grundplatte 8 ein Mikrometertrieb g ab, der durch eine Einstellvorrichtung I0 äußerst feinfühlig verstellt werden kann. An der Welle ga dieses Einstelltriebes g stützt sich der Bügel 7 mit einer Justierschraube 7a ab. The shaft I is supported by bearings Ia, Ib in a vertical position. It ends as a hollow body of revolution, the inner wall 2a of which is slenderly conical (approx 1: 5) expands upwards. This shaft I can be regulated by a motor 3 driven and the peripheral speed of the surface 2a-determined by a measuring device 3a. In the interior of the hollow body of revolution 2 there is a conical body of revolution 4, which is attached to the lower end of a shaft 6 carried by bearings 5. the Shaft 6 carries a slim, approximately rectangular bracket 7 in the interior Means for the axial adjustment of the shaft 6, 4 is housed. To this end is supported on a projection 8a of the base plate 8 from a micrometer drive g, the can be adjusted extremely sensitively by means of a setting device I0. At the Shaft ga of this adjustment drive g is supported by the bracket 7 with an adjusting screw 7a.
Die Welle 6 wird, sobald aus dem. Behälter II das zu prüfende t51 zwischen die beiden Rotationskörper 2, 4 eintropft, aus der Nullage heraus in der Drehrichtung um ein Maß verdreht, welches einen Rückschluß auf die Qualität des Schmierstoffes gestattet. Zur Feststellung dieser Verdrehung, d. h. zur Rückführung der Welle 6 auf den Wert Null, dient ein an ihr angreifender Drehmomentmesser 12 mit Stellvorrichtung I2a. Das Öl sammelt sich am Boden und gelangt durch Schleudern durch die radiale Bohrung 2a in eine Sammelrinne 13. The shaft 6 is as soon as from the. Container II the t51 to be tested drips in between the two rotating bodies 2, 4, out of the zero position in the Direction of rotation rotated by an amount which indicates the quality of the Lubricant permitted. To determine this twist, i. H. for repatriation the shaft 6 to the value zero, a torque meter 12 acting on it is used with adjusting device I2a. The oil collects at the bottom and gets there by centrifugation through the radial bore 2a into a collecting channel 13.
Die beiden Lager Ia, 1b der Welle I sind gegen die Grundplatte durch eine nicht leitfähige Schicht 14 elektrisch isoliert. An beiden Wellen I und 6 greifen Stromabnehmer I5, I6 an. Die durch einen Blockkondensator I7 überbrückte Sekundärwicklung I8a eines Transformators I8 liegt an einem Mikroamperemeter 19 und andererseits an den beiden Stromabnehmern 15, 16. Wahlweise benutzbar ist auch ein Dielektrometer 20, welches ebenfalls mit diesen Stromabnehmern I5, I6 verbunden ist. The two bearings Ia, 1b of the shaft I are through against the base plate a non-conductive layer 14 is electrically insulated. Grab on both shafts I and 6 Pantographs I5, I6. The secondary winding bridged by a blocking capacitor I7 I8a of a transformer I8 is connected to a micro-ammeter 19 and on the other hand on the two current collectors 15, 16. Optionally, a dielectrometer can also be used 20, which is also connected to these pantographs I5, I6.
Die Temperatur des Olfilms zwischen den beiden Rotationskörpern 2, 4 wird durch ein in den Umfang des Körpers 4 eingelassenes Thermoelement 2I gemessen, dessen Zuleitungen zu einem in Temperaturgrade geeichten Millivoltmeter 22 führt. The temperature of the oil film between the two rotating bodies 2, 4 is made by a thermocouple 2I embedded in the circumference of the body 4 measured, the leads of which lead to a millivoltmeter 22 calibrated in temperature degrees.
Da die beiden Rotationskörper 2 und 4 voneinander durch die Ölschicht isoliert sind, stellen die sich berührenden Flächen Kondensatorflächen eines Meßkondensators dar, so daß auf diese Weise die Dielektrizitätskonstante des ruhenden oder bewegten Ölfilms bestimmt werden kann. Because the two bodies of revolution 2 and 4 from each other through the oil layer are isolated, the touching surfaces represent capacitor surfaces of a measuring capacitor so that in this way the dielectric constant of the stationary or moving Oil film can be determined.
Auf der Welle 6 ist ein Zeiger angebracht, der durch das von der Welle I über den Schmierfilm auf die Welle 6 übertragene Drehmoment abgelenkt wird, was am Fenster I2b des Gehäuses I2 beobachtet werden kann. Das Doppelfederdynamometer 12 wird durch den Triebknopf 12a (Schnecke mit Schneckenrad) so weit gespannt, bis der Zeiger im Fenster I2C wieder auf die Nullstellung gebracht ist. Am Fenster I2 kann nun das übertragene Drehmoment an der in g cm geeichten Skala unmittelbar abgelesen werden. A pointer is attached to the shaft 6, which is indicated by the Shaft I is deflected by the torque transmitted to shaft 6 via the lubricating film, what can be seen at the window I2b of the housing I2. The double spring dynamometer 12 is stretched by the drive knob 12a (worm with worm wheel) until the pointer in window I2C is brought back to the zero position. At window I2 the transmitted torque can now be read directly from the scale calibrated in g cm will.
Eine dünne Ölschicht hat, wenn sie sich in schneller Bewegung befindet, auf Wechselströme eine Gleichrichterwirkung. Die Anwendung dieser Maßnahme wird hier zur Beurteilung des molekularen Aufbaus des Ölschmierfilms benutzt, der je nach der Umfangsgeschwindigkeit der Außenwelle mehr oder weniger Wechselstrom gleichrichtet. A thin layer of oil, when it is in rapid motion, has a rectifier effect on alternating currents. The application of this measure will used here to assess the molecular structure of the oil lubricating film that ever rectifies more or less alternating current according to the peripheral speed of the outer shaft.
Während der Blockkondensator I7 den restlichen Wechselstrom durchläßt, wird der durch Gleichrichterwirkung des laufenden Ölfilms erzeugte Gleichstrom von dem Mikroamperemeter 19 angezeigt.While the blocking capacitor I7 lets the remaining alternating current through, is the direct current generated by the rectifying effect of the running oil film of the micro-ammeter 19 displayed.
Der Innenschliff des Rotationskörpers 2, 2a läßt sich mit präzisionstechnischen Mitteln mit einer Oberflächengenauigkeit von o,I,t herstellen. Es ist aber schwer, auch die konische Fläche des Rotationskörpers 4 mit gleicher Genauigkeit, die dann etwa 0,1 Winkel sekunden betragen müßte, herzustellen. The inner grinding of the body of revolution 2, 2a can be achieved with precision engineering Produce means with a surface accuracy of o, I, t. But it is difficult also the conical surface of the rotary body 4 with the same accuracy, which then should be about 0.1 angle seconds to produce.
Wenn die niedrige Schmierfilmdicke etwa 0,2 u beträgt, wäre man darauf angewiesen, geeignete Paare 2, 4 aus einer hergestellten Serie auszusuchen. Diese Schwierigkeit wird beseitigt, wenn man unter Benutzung des Rotationskörpers 2, 2a als Gießform den konischen Körper 4 auf der Welle 6 aus einem Lagermetall, z. B. WM 80 (Din) gießt. Der Körper 2 wird dabei auf etwa 2500 erhitzt. Nach dem Erkalten des so hergestellten Konuskörpers 4 hat man ein außerordentlich genaues Abbild zur Verfügung, um so mehr, wenn der Gießvorgang im Vakuum oder in einer inerten Gasatmosphäre, z. B. Stickstoff, stattfindet.If the low film thickness is around 0.2µ, you'd be on it instructed to choose suitable pairs 2, 4 from a series produced. These Difficulty is eliminated when using the rotating body 2, 2a as a casting mold the conical body 4 on the shaft 6 made of a bearing metal, for. B. WM 80 (Din) pours. The body 2 is heated to about 2500. After cooling down of the cone body 4 produced in this way one has an extremely accurate image for Available, all the more so if the casting process is carried out in a vacuum or in an inert gas atmosphere, z. B. nitrogen takes place.
Das gesamte Gerät wird von einem Gehäuse 8b umschlossen, welches an der Vorderseite eine für Wärmestrahlen undurchlässige Glastüre 8C trägt, Temperaturschwankungen. durch Zugluft und Wärmeeinstrahlung zu vermeiden. The entire device is enclosed by a housing 8b, which has a glass door 8C impermeable to heat radiation on the front side, temperature fluctuations. to avoid drafts and heat radiation.
Claims (8)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DEH14765A DE937673C (en) | 1952-12-17 | 1952-12-17 | Method and device for determining the lubricating value of lubricants, in particular lubricating oils |
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| DEH14765A DE937673C (en) | 1952-12-17 | 1952-12-17 | Method and device for determining the lubricating value of lubricants, in particular lubricating oils |
Publications (1)
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| DE937673C true DE937673C (en) | 1956-01-12 |
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| DEH14765A Expired DE937673C (en) | 1952-12-17 | 1952-12-17 | Method and device for determining the lubricating value of lubricants, in particular lubricating oils |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE937673C (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1119006B (en) * | 1954-01-25 | 1961-12-07 | Edward Wilson Merrill | Rotational viscometer |
-
1952
- 1952-12-17 DE DEH14765A patent/DE937673C/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1119006B (en) * | 1954-01-25 | 1961-12-07 | Edward Wilson Merrill | Rotational viscometer |
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