CH368022A - Selbstschmierendes Lager - Google Patents

Description

  Selbstschmierendes Lager    Die Erfindung betrifft ein selbstschmierendes  Lager mit wenigstens einem porösen, ölgetränkten  Lagerkörper, wobei ein mit einem Öl getränkter, in  einer     Ausnehmung    des Lagergehäuses befindlicher  Ölträger mit einer von der Gleitfläche getrennten  Fläche des Lagerkörpers in Berührung steht.  



  Selbstschmierende Lager enthalten gewöhnlich  eine zentrale poröse Lagerbüchse aus Eisen oder       Kupferzinnbronze.    Diese Lagerkörper sind mit Öl  durchtränkt und die selbstschmierende Eigenschaft  beruht auf den verschiedenen Ausdehnungskoeffizien  ten von<B>Öl</B> und Metall. Infolge Erwärmung durch die  Lagerreibung wird das Öl infolge     seines    grösseren  Ausdehnungskoeffizienten aus dem Lagerkörper her  ausgepresst und zur Welle hingeführt.  



  Es sind selbstschmierende Lager bekannt, bei  denen eine Fläche des Lagerkörpers einerseits der  Gleitfläche und anderseits zu einer im Lagergehäuse  vorgesehenen     Ausnehmung    im Abstand gegenüber  liegt und in die     Ausnehmung    ein in Berührung mit  dem Lagerkörper stehender öldurchtränkter gefalteter  Docht eingebracht ist. Ein     Nachteil    dieser Ausführung  besteht darin, dass der Docht nach einer gewissen  Benützungsdauer bei hoher Lagertemperatur verkohlt.  



  Bei unmittelbarer Schmierung einer Welle im  Falle eines nicht selbstschmierenden Lagers ist es  üblich, einen     Schmiermittelvorrat    anzuordnen, der ein  auf     Lithiumbasis    oder dergleichen beruhendes  Schmiermittel enthält, das die Fähigkeit hat, eine  grosse Menge Öl zu absorbieren. Die Tatsache, dass  ein derartiger     Schmiermittelvorrat    als befriedigend  für die Schmierung eines nicht selbstschmierenden  Lagers gefunden wurde, besagt nicht, dass ein der  artiger     Schmiermittelvorrat    ebenfalls in Verbindung  mit einem selbstschmierenden Lager, das mit     einen     porösen ölgetränkten Lagerkörper versehen ist, ge  eignet ist.

   Wenn beispielsweise eine kleine Menge des    Schmiermittels auf die Lauffläche der Welle gelangt,  kann diese Menge die Poren des Lagerkörpers ver  schliessen und unterbindet dadurch die Zuführung des  Öls vom Lagerkörper zur Welle, was eine     Erhöhung     der     Lagertemperatur        zur    Folge hat. Diese erhöhte  Lagertemperatur kann ihrerseits eine chemische Um  setzung des Schmiermittels hervorrufen, und z. B. die  Zähigkeit des Schmiermittels steigern, wodurch eine  Vergrösserung der Lagerreibung und somit eine Ver  minderung der Umlaufgeschwindigkeit der Welle ein  tritt. Dies kann z. B. bei einem Antriebsmotor eines       Filmapparates    einen erheblichen Nachteil hervor  rufen.

   Das Problem einer     Schmiermittelzuführung        in     Verbindung mit einem     Schmiermittelvorrat    in Anwen  dung bei     einem    nicht selbstschmierenden Lager einer  Welle ist deshalb von dem bei einem Ölträger für  selbstschmierende Lager sehr verschieden.  



  Das selbstschmierende Lager gemäss der Erfin  dung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ölträger  aus     mindestens    einem     pulverförmigen    anorganischen  Stoff besteht.  



  Ein als Ölträger geeignetes Pulver besteht z. B.  aus     Talkumpuder    oder     Kalziumkarbonat.        Man        kann     z. B. 50 bis 70 Gewichtsteile dieses Pulvers mit 50  bis 30 Gewichtsteilen Öl, vorzugsweise     Silikonöl,    ver  mischen (wobei stets 100 Gewichtsteile der Mischung  entstehen), um eine Pasten- oder     teigähnliche    Masse  zu bilden, die mit     Hilfe    eines     Druckschmierkopfes     in die     Ausnehmung    des Lagergehäuses eingebracht  werden kann.  



  Durch die Anwendung des beschriebenen     Ölträ-          gers        können    die Nachteile der     vorbekannten        ökeser-          voire    bei selbstschmierenden Lagern vermieden wer  den. Ein Ölträger z. B. aus     Talkumpuder    oder     Kal-          ziumkarbonat    ist hitzebeständig und gleichzeitig von  geringer Härte, heller Farbe und wenig kostspielig.  Die Hitzebeständigkeit eines solchen Ölträgers hat      die Wirkung, dass auch bei     einer    hohen Umfangs  geschwindigkeit der Welle eine gute Schmierkraft ge  geben ist.

   Wenn die Masse des Ölträgers zur Welle  hin     dringt,    tritt kein besonderer Verschleiss ein, da  seine Härte sehr gering ist, und es     erfolgt    auch keine       Schwärzung    im Lager mit Bezug auf die Färbung  des Ölträgers. Weil weiter das Pulver elektrisch nicht  leitend ist, wird eine Stromweiterleitung in elek  trischen Motoren     vermieden.    Bei Herstellung der  Mischung kann das Verhältnis zwischen Öl und Pul  ver genau bestimmt werden, und bei der Anwendung  der Mischung kann einem gegebenen Lager die am  besten geeignete Menge Öl zugeführt werden.  



  In der Zeichnung ist ein Längsschnitt durch eine  beispielsweise Ausführungsform eines Lagers gemäss  der Erfindung dargestellt.  



  Die Welle 10 eines z. B. hochtourigen Elektro  motors ist mit einem Wellenzapfen 11 von     kleinerem     Durchmesser versehen, auf dem ein poröser, selbst  schmierender Lagerkörper 12 aus     Kupferzinnbronze     angeordnet ist. Der Lagerkörper 12 ist innen mit  einer zylindrischen     Gleitfläche    13 und aussen mit  einer     teilkugelförmigen    Fläche 14 versehen. Das  kleinste Spiel zwischen der Gleitfläche 13 und dem  Wellenzapfen 11 beträgt etwa 7     Mikron,    das heisst  0,007 mm.

   Das äussere Ende des Lagerkörpers 12  ruht in einem konischen Lagersitz 15, der in dem  Lagergehäuse 16     angeordnet    ist, während sein inneres  Ende     in    einer konischen Metallkappe 17 ruht. Diese       Metallkappe    ist in eine zylindrische     Ausnehmung    18  des Lagergehäuses 16     eingesetzt,    die sich im     Abstand     von der Fläche 14 des Lagerkörpers 12 um     letzteren     herumzieht. Die Metallkappe ist in der     Ausnehmung     mit Hilfe einer Scheibe 19 gehalten, die durch Schrau  ben 20 in dem Motorgehäuse festgeschraubt ist.  



  Die     Ausnehmung    18 in dem Lagergehäuse, die  durch die Metallkappe 17 dicht abgeschlossen ist,  enthält     ein    anorganisches Pulver, welches Öl abgeben  und aufnehmen kann und ein Ölreservoir bildet und  zugleich das Öl auf die verschiedenen Poren der  Fläche 14 des Lagerkörpers 12 verteilt.

   Pulver,  welche für den     Ölträger    21 geeignet sind und nicht  selbst unmittelbar an der     Schmierung    teilnehmen,  sind     Talkumpuder    und     aufbereitetes        Kalziumkarbo-          nat.    Talkum ist ein     Magnesiumsilikat    mit der chemi  schen Formel     H,0    -     MgO    - 4     SiO2,    und die chemische  Formel des     Kalziumkarbonates    lautet     CaCO3.    Die  beiden     Salze,    nämlich     Magnesiumsilikat    und Kalzium  karbonat,

   sind die Sauerstoffverbindungen zweier  Nichtmetalle Silicium und Kohlenstoff, die zur  Gruppe     IVb    des periodischen Systems gehören, wäh  rend die Metalle Magnesium und     Kalzium    zur       Gruppe        Ila    des periodischen Systems gehören. Die  letztere     Verbindung    und zur Zeit auch die erstere  werden gewöhnlich als     Erdalkalimetalle    bezeichnet.  



       Talkum    ist     ein    weissliches Pulver und besitzt ein  spezifisches Gewicht von etwa 2,7. Es fühlt sich  fettig (schmierig) an und hat eine Härte von weniger  als 1     bis    1,5 nach der Härteskala von     Mohs    und ist    leicht mit dem Fingernagel zu zerdrücken. Kalzium  karbonat, welches amorph ist, ist ebenfalls weiss und  weich. Die Härte der     Partikelchen    ist weniger als 3  nach der Härteskala von     Mohs.    Beide Substanzen sind  elektrisch nichtleitend und sehr billig.  



  Pulver, welche aus anorganischen     Substanzen    be  stehen, widerstehen hohen Temperaturen und haben  günstige hygroskopische Eigenschaften. Sie haben ein  grosses Absorptionsvermögen für Öl. Reines Pulver,  welches in die     AusnelmZung    18 eingebracht ist, kann  Öl von dem Lagerkörper 12 aufnehmen und an den  selben wieder abgeben und dient so als Ölträger und  Ölleiter zwischen verschiedenen Poren des Lager  körpers.

   Das Pulver ist zweckmässig in einem solchen  Masse mit einem Öl, vorzugsweise mit     Silikonöl,    ver  mischt, dass es eine     pastenförmige    Konsistenz auf  weist und durch einen     Druckschmierkopf    in einer  vorbestimmten Menge in die     Ausnehmung    18 rund  um den Lagerkörper 12 eingedrückt werden kann.  Die Paste haftet gut auf der Oberfläche 14 des Lager  körpers 12 über dessen ganze Ausdehnung zwischen  den Teilen 15 und 17 und ergibt einen guten Kon  takt und eine gute Ölverbindung zwischen dem Lager  körper 12 und dem     Ölreservoir    21, so dass die Paste  als ein wirklicher Träger und Leiter für das Öl dient.  Der Ölverlust aus dem Lager ist unbedeutend.

   In  folge ihrer Weichheit können Pulverteilchen, die einen  Weg entlang des Wellenzapfens 11 suchen, den letzte  ren nicht beschädigen. Durch die helle Farbe des  Pulvers wird eine     Schwärzung    der Hände, z. B. beim  Umgang mit dem Lager oder der Paste, vermieden.  



  Das Pulver und das Öl sind vorzugsweise in sol  chen Mengenverhältnissen zusammengemischt, dass  die Mischung     eine    solche Konsistenz bei Raumtem  peratur (um 25  C) oder bei der Arbeitstemperatur,  bei welcher die Mischung in die     Ausnehmung    18 ein  gebracht wird, aufweist, dass das Öl die Pulverteilchen  zusammenhält, um vorzugsweise eine     teigartige    Masse  oder Paste zu bilden, die in die     Ausnehmung    mit  Hilfe eines     Druckschmierkopfes    eingedrückt werden  kann.

   Die Mischung kann leicht mit einer     Durchdrin-          gungs-    oder Fliesszahl (in     1/i0        mm)    von 250 oder  mehr, in Übereinstimmung mit der Bestimmung  D 217-44 T der     American        Society    of     Testing    Mate  rials     (ASTM)    verwandt werden. Anderseits ist das  Mischungsverhältnis zwischen Öl und Pulver zweck  mässig so, dass eine Trennung des Öls bei der Ar  beitstemperatur des Lagers nicht stattfinden kann.

    Die     Durchdringungs-    oder Fliesszahl der Mischung  bei Raumtemperatur ist deshalb zweckmässig kleiner  als 400 und liegt vorzugsweise zwischen 350 und 275       (ASTM).     



  Zweckmässig wird eine Mischung verwandt, die       aus        50        bis        70        Gew.%        Pulver        und        50        bis        30        Gew.%     Öl besteht.  



  Eine leicht in das Lager einzudrückende Paste,  die sogar bei einer hohen Lagertemperatur von etwa  200  C eine gute Wirkung ergibt, besteht aus       57        Gew:o/o        Talkum        und        43        Gew.%        Silikonöl        mit     einer Viskosität von 200     Centistokes        (Cst)    bei 25  C.      Das spezifische Gewicht dieser Paste beträgt<B>1,5 1,</B> wäh  rend das spezifische Gewicht des     Silikonöls    nur 0,97  beträgt.

   Die     Durchdringungs-    oder Fliesszahl liegt bei  etwa 325     (ASTM).    Der in der Paste enthaltene Tal  kumpuder weist eine Teilchengrösse von weniger als  100     Mikron,    vorzugsweise variierend zwischen  1     Mikron    und 60     Mikron,    auf. Das Pulver besteht  aus     runden        Partikelchen.    Die Zwischenräume zwi  schen den     Pulverteilchen    in der Paste sind so, dass  das Öl, wenn erforderlich, leicht von der Paste zum  Lagerkörper dringen kann.  



  Eine vorteilhaft zu verwendende Paste kann auch  durch Mischung von 51,5 Gewichtsteilen eines auf  bereiteten     Kalziumkarbonates    mit 48,5 Gewichts  teilen     Silikonöl    erhalten werden.  



  An Stelle eines     Silikonöls    kann auch bei einer  niedrigen Temperatur, z. B. 75  C, ein gewöhnliches  mineralisches Schmieröl, z. B.     Paraffinöl,    benutzt  werden. Hierbei hat das dickflüssige Öl eine Visko  sität von etwa 100     Centistokes    bei 25  C, und das  darin enthaltene Pulver kann     vorteilhafterweise    in  grösserer Menge vorhanden sein als bei Verwendung  von     Silikonöl.    Eine derartige Mischung kann aus  61,5     Gew.o/o    Talkum und 38,5     Gew.o/o,    Öl bestehen.

    Es     kann    auch eine weitere Verminderung der Öl  menge erfolgen und der Anteil des Pulvers auf unge  fähr 70     Gew:9/o    erhöht werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Selbstschmierendes Lager mit wenigstens einem porösen, ölgetränkten Lagerkörper, wobei ein mit einem Öl getränkter, in einer Ausnehmung des Lagergehäuses befindlicher Ölträger mit einer von der Gleitfläche getrennten Fläche des Lagerkörpers in Berührung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölträger (21) aus mindestens einem pulverförmigen anorganischen Stoff besteht. UNTERANSPRÜCHE 1. Selbstschmierendes Lager nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchengrösse des Pulvers weniger als 100 ,u beträgt und vorzugsweise zwischen 1 und 60 ,u variiert.

   2. Selbstschmierendes Lager nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver ein Erd- alkalimetallsalz enthält. 3. Selbstschmierendes Lager nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver aus Kalzium karbonat besteht. 4. Selbstschmierendes Lager nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver aus Talkum besteht. 5. Selbstschmierendes Lager nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver mit Silikon- öl vermischt ist. 6.

   Selbstschmierendes Lager nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Öl und dem Pulver gebildete Mischung bei einer Temperatur von etwa 25 C eine Penetration von mindestens 250 mm/10 nach DIN 51804 besitzt. 7. Selbstschmierendes Lager nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Öl und dem Pulver gebildete Mischung aus 55 bis 60 Gew.9/o Talkum und 45 bis 40 Gew.9/o, Silikonöl besteht. B.

   Selbstschmierendes Lager nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Öl und dem Pulver gebildete Mischung aus 50 bis 55 Gew.9/o Kalziumkarbonat und 50 bis 45 Gew.o/o Silikonöl besteht. 9. Selbstschmierendes Lager nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Öl und dem Pulver gebildete Mischung aus 60 bis 65 Gew.o/a Talkum und 40 bis 35 Gew.o/o eines zähflüssigen Mineralöls, z. B. Paraffinöl, besteht.