DE976124C - Waelzlager fuer Betrieb bei hohen Temperaturen und schroffem Temperaturwechsel - Google Patents

Description

• Wälzlager für Betrieb bei hohen Temperaturen und schroffem Temperaturwechsel Die Erfindung bezieht sich auf Wälzlager für den Betrieb bei hohen Temperaturen und schroffem Temperaturwechsel.
• In vielen Industrien werden die Erzeugnisse im Fertigungsverlauf einer Wärmebehandlung unterzogen, bei der unter Umständen sehr hohe Temperaturen auftreten. So werden, um ein Beispiel anzuführen, in der keramischen Industrie beim Brennen des Gutes Temperaturen von I5oo° C und darüber erreicht. Der Brennvorgang ist wie die gesamte Fertigung weitgehend mechanisiert. Dabei wird das zu brennende Gut auf Brennwagen fortlaufend durch die mitunter I5o m langen Öfen geschoben. Obwohl die Wagenunterteile, d. h. Räder und Achsen samt ihren Lagern, durch im Sandbett laufende Bleche gut gegen die Ofenwärme abgeschirmt sind, werden die Rad- bzw. Achslager immer noch etwa 300° C warm. Die Lagerung der Brenn- oder Ofenwagen bereitet deshalb große Schwierigkeiten.
• Bei der Betriebsweise der Ofenwagen - hohe Temperaturen und häufiger; schroffer Temperaturwechsel - sind die bekannten Lagerausführungen nicht betriebssicher. Immer wieder treten infolge des Blockierens der Lager Betriebsstörungen auf, es kommt zu Entgleisungen oder Sperrungen im Wagendurchgang. Diese Störungen sind nicht nur unangenehm, sie sind auch recht kostspielig, da in solchen Fällen meist ein ganzer Ofenbrand, der unter Umständen bei hochwertigem Porzellan einen erheblichen Verkaufswert darstellt, unbrauchbar wird oder zumindest die Zeit einer ganzen Ofen- schicht verlorengeht, bis die Störung behoben ist. Untersuchungen zeigten, daß Wälzlager, die unter Betriebsbedingungen wie in Ofenwagen arbeiten, hauptsächlich deswegen blockieren, weil jeder Korrosionsschutz fehlt und infolge der schroffen Temperaturwechsel die Lager sehr stark rosten. Der Rost häuft sich so im Lager an, daß die Lager nach einiger Zeit sich nicht mehr drehen.
• Es ist bekannt, Gleitlager mit Überzügen zu versehen, die die Schmierung verbessern und dadurch die Reibung herabsetzen (s. die französische Patentschrift I o55 o99). Durch die deutsche Patentschrift 299z25 ist es bekanntgeworden, die Gleitflächen von Maschinenteilen aufzurauhen, um die Schmierung zu verbessern und dadurch einem Anfressen der aufeinandergleitenden Flächen vorzubeugen. Auch in der britischen Patentschrift 704 761 wird das Aufrauhen aufeinandergleitender Flächen und das Anbringen von Überzügen, die die Schmierung aufeinandergleitender Flächen verbessern, beschrieben. Nach der Erfindung wird bei Wälzlagern, die hohen Temperaturen und schroffem Temperaturwechsel ausgesetzt sind, durch das Anrauhen aller Flächen und Anbringen eines Überzuges in erster Linie ein Korrosionsschutz erhalten.
• Die damit verbundene Verbesserung der Schmierung der aufeinandergleitenden oder abrollenden Flächen wird als willkommene Nebenerscheinung mit in Kauf genommen.
• Es ist zwar bei Gleitlagern seit langem bekannt, die Lagerfläche porös auszubilden und diese Poren oder Unebenheiten mit leicht deformierbaren Gleitstoffen (Weichmetalle, Graphit od. dgl.) auszufüllen, und zwar in der Weise, daß als eigentliche Lauffläche ein netzförmiges Gerippe des aus hartem Material bestehenden Lagers dient, zwischen dessen Rippen die Gleitstoffe in Form von Inseln eingebettet sind, um so für eine Aufrechterhaltung eines Gleitfilmes zu sorgen. Es ist eine große Anzahl verschiedener Verfahren bekannt, um solche selbstschmierenden Oberflächen bei Gleitlagern herzustellen. Die Erfindung betrifft jedoch ausschließlich Wälzlager, bei denen im Gegensatz zu Gleitlagern seit jeher das Bestreben dahin geht, die Wälzkörper und deren Laufflächen möglichst glatt auszubilden und durch Polieren od. dgl. alle Unebenheiten und Poren zu beseitigen.
• Im Gegensatz zu dem Gebiet der Gleitlager u. dgl. sind offenbar keine Wälzlager bekanntgeworden, bei denen von der herrschenden Lehre, Wälzkörper und Laufflächen von möglichst großer Oberflächengüte herzustellen, abgewichen worden ist, mit Ausnahme der Wälzlager nach der deutschen Patentschrift 860 731. Bei dieser Ausnahme, bei der die Wälzkörper bzw. Teile der Laufflächen aus selbstschmierendem Sintereisen hergestellt sind, handelt es sich jedoch nur um Wälzlager für geringe Beanspruchungen und Belastungen.
• Es ist zwar aus der deutschen Patentschrift 909 236 auch bereits ein Verfahren zum Schmieren von Wälzlagern bekannt, die im hohen Vakuum arbeiten, wobei Molybdändisulfid, Molybdäntellurid, Molybdänsellinid od. dgl. beziehungsweise Mischungen von zweien oder mehreren dieser Stoffe als Schmiermittel verwendet werden sollen. Ferner ist in der britischen Patentschrift 704 761 ein Verfahren beschrieben, um bei metallischen Elementen eine aus Molybdändisulfid bestehende selbstschmierende Oberfläche zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird auf einen Metallkörper, z. B. aus Stahl, eine Lagerschicht aus Molybdän aufgebracht und diese Molybdänschicht sodann mit Poren, Kerben oder Löchern versehen. Die so vorbereitete Schicht wird sodann einem chemischen Prozeß unterworfen, bei dem das Molybdän an seiner Oberfläche in Molybdändisulfid übergeführt wird. Bei einem in der britischen Patentschrift 704 794 beschriebenen parallelen Verfahren wird auf den Lauf- bzw. Gleitflächen eines Lagers eine selbstschmierende Schicht von Wolframdisulfid erzeugt, indem im Falle von Lagern mit gleitender Reibung auf das Lagerelement z. B. durch Aufsintern eine poröse Schicht von Wolfram aufgebracht wird, die durch chemische Einwirkung an ihrer Oberfläche in Wolframdisulfid übergeführt wird. Bei Anwendung dieses Verfahrens auf Wälzlager werden deren Laufflächen nicht porös gemacht, sondern völlig glatt gelassen. Die Lagerteile werden in diesem Fall aus festem Wolfram hergestellt und dieses dann an seiner Oberfläche durch eine chemische Reaktion in Wolframdisulfid umgewandelt.
• Es ist weiter bekannt, Wälzlager für Ofenwagen oder ähnliche Verwendungszwecke mit Graphit zu schmieren. Die bisher erhaltenen Betriebsergebnisse befriedigen jedoch nicht, da Graphit an den Rollbahnen und Rollkörpern der normal mit einer hohen Oberflächengüte ausgestatteten Wälzlager nur verhältnismäßig kurzzeitig haftet. Auch ist bei den meisten der am Markt befindlichen Schmiermittel der in Frage kommenden Art der kolloidale Graphit an Mineralöl gebunden.
• Bei einem in der USA.-Patentschrift 2 622 993 beschriebenen Verfahren sollen die Gleitflächen von Stahlteilen zunächst einer gründlichen Reinigung durch eine Säurebehandlung unterzogen werden. Danach wird auf diese Flächen MoS2 in Pulverform aufgebracht und einem sehr hohen Druck bei hoher Temperatur ausgesetzt, und zwar so lange (i bis 9 Stunden), bis sich eine feste Bindung zwischen dem Metall und den Schwefelatomen des MoS2 ausgebildet hat.
• Nach einem anderen bekannten Verfahren gemäß der USA.-Patentschrift 2 341293 werden zu Schmierzwecken die Lagerteile, die bei gleitender bzw. drehender Gleitbewegung in metallischem Kontakt miteinander stehen (Kolbenringe bzw. Wellen und Lagerschale), aus stark graphithaltigem Eisen hergestellt. Durch nachträgliche Atzung, bei der die metallischen Bestandteile herausgeätzt wer- den, so daß die Graphiteinschlüsse anschließend aus der Oberfläche herausragen, erhalten die Lagerteile eine rauhe Oberfläche. Die Poren dieser rauhen Oberfläche werden dann mit in einem flüssigen Mit- tel suspendierten kolloidalen Graphit ausgefüllt, wobei der Graphit aus dem flüssigen Mittel aus- geflockt und in den Poren gebunden wird. Das in dieser Patentschrift angegebene Metall eignet sich nicht für die Zwecke der vorliegenden Erfindung und .soll daher auch nicht unter den beanspruchten Schutz fallen.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, aus Stahl bestehende Wälzlager, die hohen Temperaturen und schroffem Temperaturwechsel ausgesetzt sind, mit einem Korrosionsschutz zu versehen, um die Betriebssicherheit dieser Lager gegenüber bekannten Lagern zu erhöhen.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch, gelöst, daß sämtliche Teile des betriebsfertig zusammengebauten Lagers eine durch Ätzung der Teile vor oder nach dem Zusammenbau des Lagers erhaltene rauhe Oberfläche besitzen, deren Poren in an sich bekannter Weise mit in einem flüssigen, leicht oder mäßig flüchtigen Mittel suspendiertem kolloidalem Graphit ausgefüllt sind. Statt Graphit kann man auch in suspendierter Form aufgebrachtes Molybdändisulfid od. dgl. verwenden.
• Als Ätzmittel kann eine 71/2prozentige Salpetersäure verwendet werden. Ein geeignetes Mittel zur Suspendierung des kolloidalen Graphits ist Aceton.
• Der Unteranspruch ist nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch zu betrachten. Die Erfindung ist zwar nur im Zusammenhang mit aus Stahl bestehenden Wälzlagern beschrieben. Es ist jedoch ohne weiteres ersichtlich, daß sie auch bei Wälzlagern aus anderen Metallen mit Vorteil angewendet werden kann, soweit diese Metalle unter extremen Bedingungen eine stärkere Korrosionsneigung besitzen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Aus Stahl bestehende, vor Korrosion zu schützende Wälzlager für Betrieb bei hohen Temperaturen und schroffem Temperaturwechsel, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche fertig bearbeiteten Teile des Lagers eine durch Ätzung vor oder nach dem Zusammenbau des Wälzlagers erhaltene rauhe Oberfläche besitzen, deren Poren in an sich bekannter Weise mit in einem flüssigen, leicht oder mäßig flüchtigen Mittel suspendiertem kolloidalem Graphit aus- gefüllt sind. z. Wälzlager nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von Graphit in suspendierter Form aufgebrachtes Molybdändisulfid verwendet wird.