DE1182017B

DE1182017B - Process for the production of oil-free double stone thrust bearings with a steel ball for electricity counters between the two bearing stones

Info

Publication number: DE1182017B
Application number: DEL34135A
Authority: DE
Inventors: August Huber
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1959-09-01
Filing date: 1959-09-05
Publication date: 1964-11-19

Description

Verfahren zur Herstellung ölfreier Doppelstein-Spurlager mit einer zwischen den beiden Lagersteinen liegenden Stahlkugel für Elektrizitätszähler Elektrizitätszähler werden für eine bestimmte Nennstromstärke gebaut, die zu 10019/o angenommen wird. Die in letzter Zeit üblich gewordene Erweiterung des Meßbereichs bis 700 1%, schließt eine wesentliche Erhöhung der Meßgenauigkeit in sich, da die Anlaufbedingungen und Kleinlastfehler nicht geändert werden. Die Erhöhung des Meßbereichs führt zu einer Verkleinerung der Ankerdrehzahl und des Drehmomentes. Damit der zulässige Kleinlastfehler nicht überschritten wird, müssen die auf den Zähleranker wirkenden Reibungskräfte entsprechend reduziert werden. Außerdem müssen diese Reibungskräfte wesentlich konstanter gehalten werden als früher.Process for the production of oil-free double stone thrust bearings with a Steel ball for electricity meter lying between the two bearing stones. Electricity meter are built for a certain nominal amperage, which is assumed to be 10019 / o. The extension of the measuring range to 700 1%, which has recently become common, closes a significant increase in the measurement accuracy, since the start-up conditions and Partial load errors cannot be changed. Increasing the measuring range leads to a Reduction of the armature speed and the torque. So the permissible low load error is not exceeded, the frictional forces acting on the meter armature be reduced accordingly. In addition, these frictional forces must be much more constant are held than before.

Eine wesentliche Verbesserung hinsichtlich der Reibungsverhältnisse wurde durch Einführung der sogenannten Doppelstein-Spurlager erzielt, bei denen eine lose Kugel zwischen zwei Lagersteinen läuft. Eine Schwierigkeit bietet dabei aber immer noch das Problem der Schmierung. Bei Verwendung von öl als Schmiermittel in Doppelstein-Spprlagern für Elektrizitätszähler ist wegen der durch Eindickung und Verharzung bedingten zeitlichen Veränderung des öles eine Konstanthaltung der Reibung auf längere Dauer praktisch nicht möglich.A significant improvement in terms of the friction conditions was achieved through the introduction of the so-called double stone thrust bearings, in which a loose ball runs between two bearing stones. However, the problem of lubrication still presents a difficulty. When using oil as a lubricant in double stone shock absorber bearings for electricity meters, it is practically impossible to keep the friction constant for a long period of time due to the changes in the oil caused by thickening and resinification.

.. Es sind bereits Versuche bekanntgeworden, bei Lagern der genannten Art ohne ölung auszukommen. Dann bleibt zwar bei Verwendung gehärteter und polierter Stahlkugeln die Reibung lange Zeit kon-' .stant, ist aber von vornherein für hohem Ansprfiche nicht niedrig genug, und außerdem neigen 'di# durch keinen Schmiennittelfilm geschützten-Kugelfi #gpm Korrodieren... Attempts have already become known in the case of bearings of the above Kind of get along without oiling. Then, although hardened and polished remains when using Steel balls the friction is constant for a long time, but from the start it is high Demands are not low enough, and besides, there is no lubricant film Protected-Kugelfi #gpm Corroding.

Einen Ausweg aus diesen Schwierigkeiten scheint ein bekannter Vorschlag zu bieten, wonach solche Teile, die ohne Wartung längere Zeit bei geringer und zeitlich konstanter Reibung auf anderen Teilen laufen sollen, mit einer Trockenschmierschicht von außerordentlich geringer Dicke, gegebenenfalls nur von Moleküldicke, zu überziehen sind.A well-known suggestion seems to be a way out of these difficulties to offer, after which such parts, which without maintenance for a long period of time at low and timely constant friction should run on other parts, with a dry lubricating layer of extremely small thickness, possibly only of molecular thickness, to be coated are.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Versuch, auf den bisher bei Doppelstein-Spurlagern üblichen Kugeln aus gehärtetem Stahl eine dauerhafte Trokkenschmierschicht dadurch zu erzeugen, daß diese Kugeln in einer Poliertrommel unter Zusatz des feinpulverisierten Trockenschmiermittels gerollt werden, nicht zu dem gewünschten Erfolg führt. Mit einer Trockenschmierschicht überzogene Kugeln aus gehärtetem Stahl werden leicht an kleineren und größeren Stellen wieder blankgescheuert und korrodieren dann an den blankgewordenen Stellen. Auch wenn man an Stelle von Kugeln aus gehärtetem Stahl unter Zusatz eines feinpulverisierten Trockenschmiermittels bis zur Erzielung einer auf ihrer Oberfläche festhaftenden Schicht des Trockenschmiermittels gerollt werden.However, it has been shown that the attempt to produce a permanent dry lubricant layer on the hardened steel balls previously used in double stone thrust bearings by rolling these balls in a polishing drum with the addition of the finely powdered dry lubricant does not lead to the desired success. Balls made of hardened steel coated with a dry lubricant layer are easily rubbed bright again in smaller and larger areas and then corrode in the areas that have become bright. Even if you take the place of hardened steel balls with the addition of a finely powdered dry lubricant until a layer of the dry lubricant adheres firmly to its surface is achieved.

Nach der Erfindung wird die in der angegebenen Weise erzeugte, festhaftende Trockenschmiermittelschicht durch längeres, insbesondere etwa 48 Stunden dauerndes Rollen der Kugel in einer anderen Poliertrommel ohne Zusatz eines Schmiermittels verdichtet und anschließend von noch lose an ihr anhaftenden Teilchen des Trockenschmiermittels durch Utraschallbehandlung der Kugeln in einem nichtpolaren Lösungsmittel befreit.According to the invention, the firmly adhering produced in the manner indicated Dry lubricant layer through longer, in particular about 48 hours Rolling the ball in another polishing drum without the addition of a lubricant compacted and then by particles of the dry lubricant still loosely adhering to it freed by ultrasonic treatment of the spheres in a non-polar solvent.

Das Rollen von Kugeln oder sonstigen geeigneten Teilen in einer Poliertrommel oh#ne. Zusatz eines Schmiermittels ist an sich bekannt. Man erreicht damit eine besonders glatte Oberfläche, und zwar weniger dadurch, daß die Oberfläche durch das Rollen geschliffen wird, als vielmehr dadurch, daß eine gewisse Verfestigung der Oberfläche eintritt. Diesen Umstand macht sich die Erfindung zunutze, indem sie durch Rollen der bereits mit einer festhaftenden Trockenschmiermittelschicht versehenen Kugeln die Trockenschmiermittelschicht weiterhin verfestigt.The rolling of balls or other suitable parts in a polishing drum without. The addition of a lubricant is known per se. One achieves one with it particularly smooth surface, less in that the surface is through the rolling is ground, rather than by the fact that a certain Solidification of the surface occurs. The invention makes use of this fact, by rolling the already adhering dry lubricant layer balls provided the dry lubricant layer continues to solidify.

Wesentlich für den mit der Erfindung erzielten Erfolg ist außerdem der dritte Verfahrensschritt, wonach die kugeln schließlich noch durch Ultraschallbehandlung in einem nichtpolaren Lösungsmittel von lose an ihnen haftenden Schmiermittelteilchen befreit werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß auch nach Abschluß der vorangegangenen beiden Verfahrensschritte immer noch die Möglichkeit besteht, daß winzige Teilchen des Trockenschmiermittels nicht ganz fest an der Schicht haften. Diese Teilchen können sich dann im Betrieb von der Schmiermittelschicht lösen und zu einer Änderung der Reibungsverhältnisse führen, die bei Elektrizitätszählern unbedingt vermieden werden muß.It is also essential for the success achieved with the invention the third process step, after which the balls are finally treated with ultrasound in a non-polar solvent from lubricant particles loosely adhered to them to be freed. It has been shown that even after the previous Both process steps still have the possibility that tiny particles of the dry lubricant do not adhere firmly to the layer. These particles can then become detached from the lubricant layer during operation and lead to a change the friction conditions that must be avoided with electricity meters must become.

Das Behandeln von Oberflächen mit Ultraschall ist an sich bekannt. Dabei handelt es sich aber ausschließlich um Teile mit metallischen Oberflächen, die von nichtmetallischen Verunreinigungen, wie Fett- und Oxydschichten, gereinigt werden sollen. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung handelt es sich demgegenüber nicht um eine Reinigung im eigentlichen Sinne, d. h. um eine Beseitigung materialfremder Oberflächenteile, sondern strenggenommen um eine zusätzliche Bearbeitung der Oberfläche, indem diejenigen Teile der Oberflächenschicht, die trotz der vorangegangenen Verdichtung dieser Schicht nicht innig mit ihr verbunden ist, abgetragen werden. Besonders überraschend ist es, daß durch die Ultraschallbehandlung, also durch deren Kavitationswirkung, die Oberflächengüte nicht wieder verschlechtert wird.The treatment of surfaces with ultrasound is known per se. However, these are exclusively parts with metallic surfaces that should be cleaned of non-metallic contaminants such as grease and oxide layers. In contrast, the method according to the invention is not a purification in the actual sense, ie. H. It is about the removal of surface parts that are foreign to the material, but strictly speaking about additional processing of the surface by removing those parts of the surface layer which, despite the previous compression of this layer, is not intimately connected to it. It is particularly surprising that the ultrasonic treatment, that is to say its cavitation effect, does not deteriorate the surface quality again.

Als Trockenschmiermittel ist das an sich für diesen Zweck bekannte Molybdändisulfid am besten geeignet, und zwar in feinpulverisierter Form mit einer Teilchengröße kleiner als 0,005 mm.Molybdenum disulfide, known per se for this purpose, is best suited as a dry lubricant, specifically in finely powdered form with a particle size of less than 0.005 mm.

In einem Durchführungsbeispiel dieses Verfahrens wurden Kugeln für Doppelsteinlager aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 1,588 mm und polierter Oberfläche in einer Poliertrommel mit Zusatz von Molybdändisulfid während 24 Stunden gerollt und hierauf die noch locker haftende Molybdändisulfidschicht durch Rollen in einer anderen Poliertrommel ohne Zusatz während 48 Stunden verdichtet. Die Teilchengröße des feinpulverisierten Molybdändisulfids betrug bei 8611/o der Teilchen weniger als 2 [t und bei 43% der Teilchen weniger als 0,5 #t. Die erreichte Schichtdicke betrug etwa 2 #x. Hierauf wurden die Kugeln während 2 bis 3 Stunden einer Ultraschallbehandlung in Benzin unterzogen und dadurch die noch lockeren Teilchen entfernt. Die so erhaltene Schicht hatte eine Dicke kleiner als 1 #t und war außerordentlich , abreibfest. In Doppelsteinlagem zwischen zwei Saphirpfannen hatten die Kugeln einen Reibungskoeffizienten, der ungefähr demjenigen von gehärteten, hochglanzpolierten und geölten Stahlkugeln entsprach, mit dem Unterschied jedoch, daß er über lange Zeit konstant und von der Temperatur fast vollständig unabhängig war. In an implementation example of this process, balls for double-stone bearings made of stainless steel with a diameter of 1.588 mm and a polished surface were rolled in a polishing drum with the addition of molybdenum disulfide for 24 hours and then the molybdenum disulfide layer, which was still loosely adhering, was rolled in another polishing drum without addition for 48 hours condensed. The particle size of the finely pulverized molybdenum disulfide was less than 2 t in 8611 / o of the particles and less than 0.5 t in 43% of the particles. The layer thickness achieved was about 2 #x. The balls were then subjected to an ultrasonic treatment in gasoline for 2 to 3 hours, thereby removing the still loose particles. The layer thus obtained had a thickness less than 1 #t, and was greatly abreibfest. In double stone bearings between two sapphire pans, the balls had a coefficient of friction which roughly corresponded to that of hardened, highly polished and oiled steel balls, with the difference, however, that it was constant over a long period and almost completely independent of temperature.

Claims

Claims: 1. Process for the production of oil-free double stone thrust bearings with a steel ball for electricity meters between the two bearing stones, in which the stainless steel balls are rolled in a polishing drum with the addition of a finely powdered dry lubricant until a layer of the dry lubricant adheres to their surface , d a d u rch g e k hen -zeichnet that the adherent dry lubricant layer thus formed compressed by longer, particularly about 48 hours continual rolling of the balls in a different polishing drum without the addition of a lubricant, followed by loosely on their adhering particles of the dry lubricant by Ultrasonic treatment of the spheres in a non-polar solvent is released.

2. The method according to claim 1, characterized in that molybdenum disulfide with a particle size of less than 0.005 mm is used as the lubricant powder. Considered publications: German Patent Nos. 733 470, 819 337; W. -1 # f-äeh # u, "Surface pretreatment of iron-non-ferrous metals", 2nd edition (1957), p. 845; Journal "Der Maschinenschaden", 31 (1958), p. 87; Technical Measurement Archive (ATM) J-752-12; Kugelfischer Georg Schäfer & Co. - Schweinfurt, List 1600 (May 1957), p. 2.