DE2018265A1 - Fr 15.04.69 Italien 51427A-69 Verfahren und Gerät zur Ermittlung der Schmierfähigkeitseigenschaften von ölen und Fetten - Google Patents
Fr 15.04.69 Italien 51427A-69 Verfahren und Gerät zur Ermittlung der Schmierfähigkeitseigenschaften von ölen und FettenInfo
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Description
Verfahren und Gerät zur Ermittlung der SchmierfähiRkeitseiKenschaften von ölen und Fetten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät, mit dem es möglich ist, auf einfache und genaue Weise die
Eigenschaften von Schmierölen und Schmierfetten unter Belastung und bei Bewegung zu ermitteln,, wodurch wertvolle
Hinweise über die günstigste Anwendung erhalten werden können.
Es ist bekannt, dass der einwandfreie Betrieb mechanischer Teil·© oder Getriebe besonders unter Last wesentlich
von tier Art des gewählten Schmieröls oder -fettes
abhängt· Es ist daher häufig notwendig, zu ermitteln,
wie stark ein Schmiermittel zum gegenseitigen Gleiten beweglicher Teile beiträgt und wie sich diese Schmierfähigkeit
mit der Temperatur ändert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens zu entwickeln, das die Untersuchung eines
Schmiermittels im Hinblick auf seine Schmierfähigkeits-
v.v,
009840/ 1 268
eigenschaften unter verschiedenen Last- und Bewegungsbedingungen
ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass
ein von einer Welle getragenes und mit einer stroboskopischen Scheibe fest verbundenes Lager mit dem zu untersuchenden
öl oder Fett geschmiert wird, dass das System Lager/Welle/Scheibe auf eine bestimmte Temperatur gebracht
wird, dass danach die Scheibe während eines vorbestimmten Zeitraumes über eine automatisch auskuppelbare
Kupplung mit einer bestimmten Drehzahl angetrieben wird, dass danach mittels eines photoelektrischen Systems, das
mit der stroboskopischen Scheibe verbunden ist, die Anzahl der von der Scheibe ausgeführten Umdrehungen gezählt
wird und die Schmierfähigkeit des untersuchten Stoffes ermittelt wird als Funktion der Anzahl -von Umdrehungen,
die die Seheibe in dem Zeitrsunt s,ft?iacihen awei stroboskopisehea
Erscheinungen ausführt»
¥ie bekannt ist (E.S»Ta Encyclopedia, Nondadori ed.,
YoI. XX, Seiten 675-576>, stellt die Stroboskopie ein BeoTaacktungssystem
dar? das es ermöglicht, eis periodisches
Hiänomen in -einer vorbestimmten Hiase sichtbar zu machen»
Diese Beobachtung wird möglich, indes, dem Auge periodisch
intermittierend das Bild des zu τικΐ©ansuchenden Phänomens
zugeführt wird. Das Ergebais- dieser Beobachtung ist9 dass
das Eiänomen als stehend ©des? in langsamer -Bewegung wahr»
genommen wird.- " ■ . - -
Bas erf iHäiiBgsgemässe Gerät zur Ermittlung, der Selimierfehigkeitseigen'söhaften
von ülen.un-d Fetten nach, dem erfindiiagsgemassea
Verfahren hat eine Yorriciitmng mit einem Lager9 das mit-'eiaör stroboskopischsn Scheibe fest verbuaden
i'3t, tie am-v!s£d. eise-,BezalanuBg,· sowie sis© öffnung, hat,
eiri'e-'· Terschiib'öv&rriektangi.-iAÄ&ietoe-. AatriebsYorrichtung für
die Scheibe, eine photoeletf§$£(fche Vomrf-qh-bung, die auf
3/iÜg
die unterbrochenen Lichtimpulse anspricht, eine Einrichtung
sum Konstanthalten einer bestimmten Temperatur der Vorrichtung mit dem Lager sowie eine mit der
photοelektrischen Vorrichtung verbundene Einrichtung
zum Aufzeichnen der von der Scheibe ausgeführten Umdrehuncsanzahl.
Das erfindungsgeraässe Gerät besteht somit im wesentlichen
aus einem Lager z.B. der Bauart HIV EL-12, 12 χ 28 χ 8 mm, das von einer Welle getragen wird und *
mit einer als Schwungscheibe wirkenden Stahlscheibe fest verbunden ist.Die Schwungscheibe ist auf ihrer
Oberfläche so gestrichen, dass sie in 30 Sektoren, nämlich 15 weisse und 15 schwarze, eingeteilt ist,
Nahe dem äusseren Rand der Scheibe ist eine öffnung vorcesehen, die vorzugsweise als bogenförmiger Schlitz,
der eich über 60° erstreckt und 6 mm breit ist, ausgebildet
ist.
Venn das Lager mit den zu untersuchenden öl oder Fett
geschmiert ist, wird das System auf eine bestimmte
Temperatur gebracht und bei dieser Temperatur ge- g
halten, indem es mit einer Kühleinheit verbunden wird, worauf das mit einer UV-Lampe beleuchtete oder
nichtbeleuchtete Schwungrad automatisch angetrieben wird und während einer vorbestimmten Seit z.B. für
5 Sekunden auf eine angemessene Drehzahl, z.B. 500
erfolgt über eine Kupplung, z.B. eine Gummischeibe,
die automatisch ausgerückt werden kenn und von eines
IHt de* stroboskopiechen System iet tin photoelektrisches System,für d»e voreugsweiee Riotozellen verwendet werden,verbunden, um die Anzahl der Umdrehungen,
000049/120·
die von der Schwungscheibe ausgeführt werden, zu zählen,
wodurch die Schmierfähigkeit des untersuchten Materials ermittelt werden kann als Funktion der Anzahl der Umdrehungen,
die von der Schwungscheibe zwischen zwei stroboskopischen Erscheinungen ausgeführt werden (stroboskopische
Schmierfähigkeit), oder als eine Funktion der Anzahl der Umdrehungen, die von der Schwungscheibe vor dem
Stillstand ausgeführt werden, wobei diese Anzahl von dem Augenblick an gezählt wird, zu dem die Kupplung ausgekuppelt
wird. Die stroboskopische Scheibe kann z.B. mit einer Quecksilberdampflampe, die mit 50 Hz Wechselstrom
gespeist wird, beleuchtet werden. Das von dieser Lampe ausgestrahlte Licht pulsiert jede hundertstel Sekunde.
Wenn die Scheibe so angetrieben wird, dass sie 1/30 ihres Umlaufes oder ein Vielfaches oder Untervielfaches
davon in 1/100 Sekunde ausführt, wird die Scheibe als scheinbar stehend gesehen, da in dem Zeitraum 1/100 Sekunde,
in dem die Beleuchtung von einer Beleuchtungsspitze zum nächstfolgenden Maximum übergeht, jeder Sektor
der Kreisscheibe an die Stelle des vorangegangenen gerückt ist. Da eich die Scheibe jedoch nicht mit konstanter
Geschwindigkeit dreht, denn ihre Geschwindigkeit wird durch den Reibungswiderstand vermindert, wozu auch
die Zähigkeit des Öls, mit dem das Lager geschmiert ist, beiträgt, scheinen die Sektoren sich langsam in der einen
oder der anderen Richtung zu bewegen, denn die Scheibe bewegt sich unter diesen Umständen nicht um den Winkel,
der für 1/100 Sekunde bestimmt worden ist. Unter der Annahme, dass als Bezugszeitpunkte die Zeitpunkte zweier
aufeinanderfolgender stroboskopischer Erscheinungen gewählt werden, während derer die Scheibengeschwindigkeit
so ist, dass die Scheibe dem Beobachter stehend erscheint, kann die Schmierfähigkeit des untersuchten öle oder 3?e*tes
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ausgedrückt werden als Funktion der Anzahl von Umdrehungen, die die Scheibe zwischen den zwei stroboskopisehen
Erscheinungen ausgeführt hat.
Das Aufzeichnen der Daten kann automatisch erfolgen, in diesem lall durch Anschliessen des Gerätes an einer Aufzeichnung
seinheitjz.B. der unter dem Warenzeichen "Labocord"
geführten Bauart,hergestellt von "Optica", Mailand
(Italien). Ausserdem kann die Aufzeichnung der Daten von
Hand erfolgen.
Ein nichteinschränkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird im folgenden anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt des gesamten erfindungsgemässen
Gerätesj
Fig. 2 eine Draufsicht des Systems Scheibe/Ehotozellej
Fig. 3 eine Draufsicht des stroboskopischen Systems in
der Start- und Betriebsstellung.
der Start- und Betriebsstellung.
Die in der Draufsicht der Fig. 3 nicht sichtbaren, mit
den Bezugszeichen 2, 3t 5, 6 und 7 versehenen Teile,
werden dargestellt durch gestrichelte Linien und strichpunktierte Linien, damit jeweils die Ruhestellung sowie die Stellung nach dem Abkuppeln der Schwungscheibe 8 von . der Kupplung 15 und die Stellung des Systems in der Antriebsphase unterschieden werden können.
den Bezugszeichen 2, 3t 5, 6 und 7 versehenen Teile,
werden dargestellt durch gestrichelte Linien und strichpunktierte Linien, damit jeweils die Ruhestellung sowie die Stellung nach dem Abkuppeln der Schwungscheibe 8 von . der Kupplung 15 und die Stellung des Systems in der Antriebsphase unterschieden werden können.
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Das erfindungsgemässe Gerät umfasst eine WeILe 1, die
an einem Ende eines Armes 2 angebracht ist, der wiederum von einer Welle 3 getragen wird, die drehbar
gelagert ist. Die Welle 1 trägt ein Lager 4-, das im
Betrieb mit dem zu untersuchenden öl oder Jett geschmiert ist. Am anderen Ende der Welle 3 befindet
sich ein Arm 5» der über eine Zugstange 7 von einem Elektromagneten 6 gesteuert wird. Pest verbunden mit
dem Lager 4- ist eine als Schwungscheibe arbeitende Stahlscheibe 8, deren Abmessungen so gewählt sind,
dass sie zu einer nennenswerten Trägheit des Systems führt und eine hohe Umdrehungszahl je Minute ermöglicht.
Auf dem äusseren Rand der Scheibe 8 ist eine Bezahnung 9 vorgesehen, zu dem Zweck, einer Ehotoselle 10 eine
Folge von Impulsen zuzuführen, die zur Aufzeichnungseinheit übertragen werden„ nachdem sie iß geeigneter
Weise durch eine digitale Messeinheit ia liaeare Signale
umgewandelt worden sind® Iahe dem Band der Scheibe 8
ist ein Schlitz 11 vorgesehen« der sich über einen Bogen von 60° erstreckt und 6 mm breit ist. Ein Schlitz ist
hier einem Loch vorzuziehen, damit bei der grössten Geschwindigkeit der Schwungscheibe 8 an einer Photozelle
12 eine Lichtmenge ankommt, die zur Steuerung eines Umdrehungsanzahlzählers ausreicht, der in den Zeichnungen
nicht dargestellt ist. Die Oberfläche der Scheibe 8, d.h. die der Betriebsperson zugewandte, ist so gestrichen, dass
sie ia JO Sektoren eingeteilt ist, aämlicla fünfzehn schwarze
13 und fünfzehn weisse 14e
Das Gerät ist mit einer an sich bekannten"Klimaanlage verbunden,
ziu der ein Zwischen raum 18 für die Kühlmittelströraung
und eine thermische Isolationsschicht 19 gehörea.
Wenn eine bestimmte konstante {Temperatur erreicht ist
und der Startknopf des Gerätes niedergedrückt worden ist, sieht der Elektromagnet 6 die Zugstange ? anrück,
die auf den 'Arm""'5 wirkt und den Arm 2 der Schwungscheibe
8 bewegt, wodurch letztere in Kontakt mit der aus Gummi
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ORIGINAL INSPECTED
gefertigten Scheibe 15 gebracht wird, die als Kupplung
wirkt und von einem 0,15 PS Dreiphasenasynchronmotor
16 angetrieben wird, der wiederum mit einem nicht in den Zeichnungen dargestellten Zeitgeber verbunden ist
und eine Wellendrehzahl von 1450 Umdrehungen pro Minute
entwickelt.
Während eines vorbestimmten Zeitraumes treibt die Scheibe 15 die Schwungscheibe 8 mit einer Geschwindigkeit
von 500 Umdrehungen pro Minute an. Danach gibt der Elektromagnet 6 die Zugstange 7 frei, die von einer Feder
16 zurückgezogen wird, wodurch die Schwungscheibe 8 von der Scheibe 15 entfernt wird. Eine Programmeinheit
ermöglicht manuelles oder automatisches Ablesen und ferner, eine Aufzeichnungseinheit und einen Umdrehungsanzahlzähler
anzuschliessen, sowie eine UV-Lampe an-oder
abzuschalten, die oberhalb der Schwungscheibe 8 angeordnet ist, damit die stroboskop!sehe Erscheinung wahrgenommen
werden kann.
Ein von einem Arm 17 getragenes Hiotozellensystem 10 und
12 ermöglicht die Ermittlung der Schmierfähigkeit des untersuchten Öls oder Fettes. Die Photozelle 10 zählt die
Zähne der Bezahnung 91 wie bereits erwähnt, werden die
Impulse in geeigneter Weise durch eine digitale Messeinheit in ein lineares Signal umgewandelt, das an eine
Aufzeichnungseinheit übertragen wird. Die Photozelle 12 zählt die Anzahl der Umdrehungen, die von der Schwungscheibe
8 ausgeführt werden und überträgt die Impulse an den Umdrehungsanzahlzähler, wodurch die Schmierfähigkeit
des untersuchten Stoffes ermittelt werden kann als . Funktion der Anzahl der Umdrehungen der Schwungscheibe
8, gezählt von dem Augenblick, zu den die Kupplung 15 "ausgekuppelt" wird bis zu dem Augenblick, zu dem die
Schwungscheibe anhält, oder als Funktion der Anzahl der Umdrehungen, die zwischen zwei stroboskopisch^ Erschei-009849/1268
nungen ausgeführt werden (stroboskopische Schmierfähigkeit),
wenn die UV-Lampe angeschaltet war.
Bei der praktischen Anwendung wird der Betrieb des erfindungsgemässen
Gerätes sich unterscheiden, je nachdem,ob
ein öl oder ein Fett zu untersuchen ist.
a) Schmieröle
Das Lager wird in Hexanäther oder Petroleumäther gewaschen, in Luft getrocknet und schliesslich in das zu
untersuchende öl eingetaucht, wobei es einige Male langsam
gedreht wird. Dann wird es aus dem öl genommen, überschüssiges öl kann 5 Sekunden lang abtropfen und schliesslich wird das Lager auf der Welle angebracht und an der
Schwungscheibe festgezogen. Das Einlaufen des auf diese Weise geölten Lagers geschieht, indem die Schwungscheibe
in Drehung versetzt wird und innerhalb von 5 Sekunden auf
500 Umdrehungen pro Minute gebracht wird. Der Einlaufvorgang ist notwendig,, um eine gleichmässige Verteilung des
Schmiermittels zu erreichen. Wenn das System sich erneut
im Stillstand befindet, wird es auf die gewählte Temperatur eingestellt« Wenn der TemperatureinStellvorgang beendet
ist, wird die Schwungscheibe erneut nach dem beschriebenen Verfahren in Drehung versetzt und die UV-Lampe eingeschaltet.
Die Photozelle wird entweder automatisch oder von Hand eingeschaltet, sobald die erste stroboskopisch^
Erscheinung auftritt, uad wird "bei &®v zweiten stroboskopischeu
Erscheinung abgeBehaltet.
Der mit der Photocell©
nimmt automatisch die lazahl
dsr SehwuagselieiTbe zwisehea
gen
von Umdrehungen auf, die von zwei optischen Erscheinun
Bei der Durchführung umfangreicher Experimente ist festgestellt
worden, dass im Falle von Schmierölen deren Schmierfähigkeit nicht so sehr an die ölviskosität wie
an die Art der Mineralbasis gebunden ist. Die Daten in der folgenden !Tabelle I sind ein Beispiel für Ergebnisse
dieser Experimente. Es werden zwei öle ohne Zusätze verglichen, die beide gleiche Viskosität aber unterschiedlichen
Aufbau haben, wobei das eine ein Paraffinöl ist und das andere ein Naphthenöl.
| T a | öl | belle | I | stroboskop!sehe Schmi erfähigkeit |
T2) | η | T | • | |
| Paraffin öl Naphthen- öl |
n^> | 230C | 286 204 |
-1CR | |||||
| Viskosität | Giesspunkt | 835 754 |
-64% -73% |
||||||
| 2,2°E/ 5O°C |
-17,50O -42,50O |
||||||||
1) vom Zähler aufgenommene Photozellenimpulse
2) Temperatur
3) Prozentuale Abnahme von η
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Aus den Daten in Tabelle I wird offensichtlich, dass der Giesspunkt kein wesentliches Kennzeichen für die
Ermittlung der Schmierfähigkeit eines Öles ist. Es ist bekannt, dass ein Schmieröl mit Zusätzen der Art
EP (Hochdruckzusätze) für hohe Drücke und hohe mechanische Arbeitsbelastung bessere Schmierfähigkeitseigenschaftea
aufweist als ein öl ohne Zusätze« Das erfindungsgemässe
Gerät stellt in diesem Fall eine nützliche Hilfe dar zur Ermittlung der günstigsten Menge
eines Zusatzes der Art EP, die einem öl zugesetzt werden SoIl9 um ausser bestimmten verschleissmindernden
Eigenschaften eine gute Schmierfähigkeit zu erhalten.
Versuchsergebnisse eines solchen Experimentes sind in Tabelle II wiedergegeben« Ferner ermöglicht das erfindungsgemässe
Gerät aus zwei Zusätzen den auszuwählen j der dem öl zusätzlich zu den verschleissmindernden
Eigenseliafteß eine bessere Schmierfähigkeit gibt,
wie es anhand, der in Tabelle III wiedergegebenen Daten
gezeigt wird«
| mit | bei | T a b e | 1 1 | e | II | η | T | —839^ | |
| einer Viskosität; | Ίοι | —ΊΌδΤΓ | -75% | ||||||
| öl | iron 2,780E | Zusatz | 160 | η | -69% * | ||||
| ?0°C | strobo skopi sehe | 208 | H | -71% | |||||
| Japhthenöl | η | Schmierfähigkeit | 204 | η | -73% | ||||
| 1 | 502 | T | 220 | N | |||||
| 3 | 560 | 2"3°"ö" | |||||||
| 5 | 575 | 25°ö | |||||||
| 10 | 725 | ||||||||
| 324 | It | ||||||||
| η |
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T ab ell e
III
| öl | Zusatz | Menge | stroboßkopische | η | T | η | Λ |
| 3 | Schmierfähigkeit | 962 | -10°C | 502 | -47% | ||
| Art | T | ||||||
| Naphthen- | A | 3 | 240C | 1014 | -10°C | 312 | -69# |
| Ol mit ei | |||||||
| ner Visko | B | 24°C | |||||
| sität von | |||||||
| 1,?8°E bei | |||||||
| 5O0C | |||||||
b) Schmierfette
Das Lager wird wie in Fall a) sorgfältig gewaschen und
danach sorgfältig geschmiert, indem auf die Lagerkrone eine abgewogene Menge von Fett gegeben wird, die mittels
eines an einem Ende leicht abgeflachten Metalldrahtes
mit einem Durchmesser von z.B. einem Millimeter gleichnässic
verteilt wird. Das Einlaufen und der Untersuchungsbetrieb
werden dann,wie für Fall a) beschrieben, durchgeführt.
Sonit liefert das erfindungsgemässe Gerät nützliche Hinweise
über die Schmierfahigkeitseigenschaften von Schmiermitteln
im allgemeinen. Z.B. ermöglicht es für eine bestimmte Bauart einer mechanischen Kupplung das geeignetste
öl zu wählen, um eine optimale Schmierung zwischen den beweglichen Teilen zu erzielen oder den geeignetsten
Zusatz und dessen erforderliche lienge zu bestimmen, um
bestimmte Eigenschaften zu erzielen.
009849/1268
BAD ORIGINAL
201826S
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist,
ist sie nicht darauf beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf Abwand-lungen oder Abänderungen im
Rahmen der Erfindung.
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Claims (7)
- PatentansprücheVerfahren zur Ermittlung der Schmierfähigkeitseigenschaiten von ölen und Fetten unter Belastung und in Bewegung, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einer Welle getragenes und mit einer stroboskopischen Scheibe fest verbundenes Lager mit dem zu untersuchenden öl oder Fett geschmiert wird, dass das System Lager/Welle/Scheibe auf eine bestimmte Temperatur gebracht wird, dass danach die Scheibe während eines vorbestimmten Zeitraumes über eine automatisch auskuppelbare Kupplung mit einer bestimmten Drehzahl angetrieben wird, dass danach mittels eines photoelektrischen Systems, das mit der stroboskopischen Scheibe verbunden ist, die Anzahl der von der Scheibe ausgeführten Umdrehungen gezählt wird und die Schmierfähigkeit des untersuchten Stoffes ermittelt wird als Funktion der Anzahl von Umdrehungen, die die Scheibe in dem Zeitraum zwischen zwei stroboskopischen Erscheinungen ausführt.
- 2. Verfahren nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Antriebszeitraum der Scheibe 5 Sekunden und die Drehzahl 500 Umdrehungen je Sekunde ist.
- 3. Gerät zur Ermittlung der Schmierfähigkeitseigenschaften von ölen und Fetten nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung mit einem Lager (4), das mit einer stroboskopischen Scheibe (8) fest verbunden ist, die am Hand• eine Bezahnung (9) sowie eine öffnung (11) hat, eine Verschiebevorrichtung (5|6,7) und eine Antriebsvorrichtung (15) für die Scheibe (8), eine photoelektrische Vorrichtung (10,12), die auf die unterbrochenen Lichtimpulse anspricht,009849/126 8eine Einrichtung (18,19) zum Konstanthalten einer bestimmten Temperatur der Vorrichtung mit dem Lager sowie eine mit der photoelektrischen Vorrichtung (10,12) verbundene Einrichtung zum Aufzeichnen der von der Scheibe (8) ausgeführten Umdrehungsanzahl.
- 4. Gerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (11) von einem bogenförmigen Schlitz nahe dem äusseren Hand der Scheibe (8) gebildet wird, der sich über einen Bogen von 60 erstreckt und 6 mm breit ist.
- 5. Gerät nach Anspruch 3 und/oder 49 dadurch gekennzeichnet, dass zu der Temperaturkonstanthalteeinrichtung ein Zwischenraum (18) für die Kühlmittelströmung und eine thermische Isolierschicht (19) gehören.
- 6. Gerät nach, einem der Ansprüche 3 bis 5? gekennzeichnet durch eine UV-Lampe zur Beleuchtung der Scheibe (8). ,
- 7. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis G8 gekennzeichnet durch eine graphische Aufzeichnungseinrichtung, die mit der photoelektrischen Vorrichtung verbunden ist.Gr/Ur - 22 293009849/1268Leerseite
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