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Vorrichtung zum Ermitteln des Roll- und Gleitverschleißes an belasteten
Rollkörpern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln des Roll- und
Gleitverschleißes an belasteten Rollkörpern mit einer zentral angeordneten Prüfrolle,
mehreren, beispielsweise drei, um die Prüfrolle in einem Gehäuse liegenden Druckrollen
und Antriebsmitteln für den aus Prüfrolle und Druckrollen bestehenden Rollentrieb.
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Eine bekannte Vorrichtung zum Ermitteln des Abriebs auf zylindrischen
Rollkörpern der erwähnten Art besteht aus drei um den Prüfzylinder angeordneten
Druckrollen, die in Gleitlagern laufen. Eine der Druckrollen ist in einem schwenkbaren
Hebel gelagert, der an seinem freien Ende mit einer Zugspindel verbunden ist, so
daß mittels eines Handrades die jeweils gewünschte Prüfkraft über diese Druckrolle
eingestellt und auf den Prüfling übertragen werden kann.
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Die zu Beginn der Prüfung eingestellte Prüfkraft kann jedoch bei
dieser Vorrichtung nicht über die gesamte Prüfzeit beibehalten werden, da durch
Verformung und Reibverschleiß Belastungsänderungen auftreten. Ferner sind die Gleitlager
der Druckrollen starken Belastungen ausgesetzt, so daß sie sich verhältnismäßig
schnell abnutzen.
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Es ist außerdem eine Abnutzungsprüfmaschine bekannt, bei der eine
durch eine Gelenkwelle angetriebene Druckscheibe hydraulisch gegen die Prüfscheibe
gepreßt wird. Bei dieser Prüfmaschine ist ein besonderer Andrückkolben mit Zylinder
und obere tragungsgliedern zur Belastung der Druckscheibe vorgesehen. Die Lager
sowohl der Druckscheibe als auch der Prüfscheibe werden mit dem vollen Prüfdruck
beansprucht.
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Schließlich ist noch eine Vorrichtung zur Bestimmung des Abnutzungswiderstandes
von Metallen bekannt, bei welcher zwischen einem ebenen Laufring und einer nach
innen geneigten Ringfläche eine Anzahl Kugeln derart gelagert sind, daß diese gegen
einen rotierenden stabförmigen Probekörper gepreßt werden können und auf diesem
eine Rille erzeugen.
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Infolge der geneigten Ringfläche entsteht bei dieser Prüfanordnung
eine unerwünschte axiale Druckkomponente, die auf den ebenen Laufring wirkt. Der
Laufring ist dadurch der Abnutzung unterworfen, wodurch sich die Prüfbedingungen
verändern können.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Prüfeinrichtung zu
schaffen, bei der alle die Prüfgenauigkeit beeinflussenden Teile der Prüfvorrichtung
mit sehr geringem Verschleiß arbeiten.
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Außerdem soll das Prüfgerät einen einfachen Aufbau aufweisen und
mit einem während des ge-
samten Laufversuches gleichbleibenden Prüfdruck arbeiten.
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Die Prüfvorrichtung nach der Erfindung erfüllt in weitem Maß diese
Forderungen.
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Die Erfindung besteht darin, daß die in gleichen Abständen um die
Prüfrolle angeordneten Druckrollen in Verbindung mit entsprechenden Ausarbeitungen
im Gehäuse Ölkammern bilden, welche an eine Druckleitung angeschlossen sind, so
daß die Druckrollen in dem Gehäuse schwimmend und radial verschiebbar gelagert sind.
Die Druckrollen werden unmittelbar vom Drucköl beaufschlagt, so daß keine zusätzlichen
Andrückorgane benötigt werden.
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Die drei vom Drucköl beaufschlagten Flächen der Druckrollen werden
gleich groß gewählt, so daß die Resultierende der drei Andrückkräfte gleich Null
ist.
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Die Lagerung der Prüfrolle wird daher durch die Andrückkräfte nicht
belastet.
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Aus der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich der weitere Vorteil,
daß der ständig durch die Ö1-kammern gepumpte Ölstrom das Auftreten trockener Reibung
an der Prüfrolle verhindert, so daß die Prüfbedingungen, z. B. in einem Getriebe,
sehr genau nachgeahmt werden können.
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Nach der Erfindung sind ferner Mittel vorhanden, um ein zusätzliches
Gleiten an der Prüfrolle hervorzurufen, wie es beim Zahneingriff auch der Fall ist.
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Zu diesem Zweck ist z. B. die Prüfrolle abgesetzt, und die Druckrollen
bestehen aus je zwei Teilen verschiedenen Durchmessers, welche mittels eines Keilprofilzapfens
miteinander drehfest verbunden sind. Der Antrieb kann hierbei auf die Prüfrolle
wirken. Die Drehung wird dann durch Reibung auf die Druckrollen übertragen.
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Es können aber auch die Druckrollen und die Prüfrolle durch ein Zahnritzel
über Zahnräder mit Schlupf angetrieben werden. Hierbei ist in vorteilhafter Weise
vorgesehen, daß die Zahnräder mit den
Druckrollen durch Keilprofilzapfen
drehfest und verspannungsfrei verbunden sind.
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Die Zeichnung gibt mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung wieder.
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Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Prüfvorrichtung mit drei
durch Öl angedrückten Druckrollen; Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Prüfvorrichtung
mit geteilten Druckrollen von verschiedenem Rolldurchmesser; Fig. 3 zeigt einen
Längsschnitt durch eine Prüfvorrichtung mit zwangläufigem Antrieb der Druckrollen
durch Stirnräder.
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In Fig. 1 ist 1 die Prüfrolle, welche von drei gleichmäßig an ihrem
Umfang verteilten Druckrollen 2 umgeben ist. Die Druckrollen sind in einem Gehäuse
3 radial verschiebbar gelagert. Hinter jeder Druckrolle bildet das Gehäuse eine
Ölkammer 4, in welche eine ringförmige Druckölleitung mit Stutzen 6 einmündet. Die
radialen Druckkomponenten auf die Rolle 1 heben sich gegenseitig auf, so daß das
Lager 7 fast unbelastet ist. Die Rolle 1 wird durch ein nicht gezeichnetes Getriebe
angetrieben. Dabei werden die Druckrollen durch Reibung mitgenommen. Bei einer Umdrehung
der Rolle 1 werden auf diese Art drei Lastwechsel erzielt, und die gesamte Versuchsdauer
bis zum Auftreten von Oberflächenschäden (z. B.
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Grübchenbildung) kann auf ein Drittel abgekürzt werden. Durch die
schwimmende Lagerung der Rollen 2 wird eine gleichmäßige Belastung der Rolle 1 über
ihre Breite erzielt.
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Das Drucköl in den Kammern 4 bewirkt auch die Schmierung der Rollenflächen.
Es können verschiedenartige Schmiermittel benutzt werden und dabei ihr Einfluß auf
Freßneigung oder Grübchenbildung der Prüfflächen auf der Prüfrolle ermittelt werden.
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Fig.2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel.
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Eine Prüfrolle 11 hat zwei ballige Druckflächen 11 a und 11 b ungleichen
Durchmessers. Gegen diese Flächen werden drei Rollenpaare gepreßt, von denen nur
das eine, 12, 13, dargestellt ist. Jeweils die zwei Rollen eines Paares 12 und 13
haben den Flächen 11 a und 11 b entsprechend ungleichen Außendurchmesser. Beide
Rollen 12 und 13 haben Bohrungen 14 mit Keilprofil, in denen ein Keilzapfen 15 eingesetzt
ist und die beiden Rollen 12 und 13 drehfest miteinander verbindet. Die Prüfrollell
ist mittels Kugellagern 16 und 17 im Gehäuse 18 drehbar gelagert und kann von der
Welle 19 her angetrieben werden. Die drei Ölstutzen 20 leiten Drucköl in die Kammern
21, von wo aus die Rollenpaare 12, 13 an die Prüfrolle 11 angedrückt werden.
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Fig 3 stellt eine Prüfrolle 31 dar, welche durch drei Rollen 32 belastet
wird. Ein im Gehäuse 33 ge-
lagertes Zahnritzel 34 wird von einer Welle 35 her angetrieben
und steht mit drei Stirnrädern 36 im Eingriff, die ebenfalls im Gehäuse gelagert
sind. Keilwellen 37 verbinden je ein Zahnrad 36 drehfest mit einer Druckrolle 32.
Der Wälzkreisdurchmesser do kann größer oder kleiner sein als der Durchmesser d
der Prüfrolle 31. In beiden Fällen wird an den Berührungsstellen zwischen der Rolle
31 und der Rolle 32 ein Gleiten hervorgerufen. Dies setzt bekanntlich den kritischen
Wert für die Hertzsche Pressung herab und schafft Versuchsbedingungen, welche denen
bei Zahntrieben sehr ähnlich sind, ohne daß durch Reibverschleiß und Biegeverformung
Belastungsänderungen wie beim Zahntrieb auftreten können.