Vierkugelapparat

PMD Header Kugeln

Wälzlager – Vierkugelapparat

Der Vierkugelapparat ist eine Prüfmaschine für tribologische Untersuchungen. Der derzeit am Fachgebiet im Betrieb befindliche VKA ist im Bild zu sehen.

Ausgehend vom Shell-Vierkugelapparat für Fettprüfungen nach DIN 51 350 wurde am Fachgebiet Maschinenelemente und Konstruktionslehre durch eine Modifikation ein erster Prüfstand gebaut, mit dem feststoffgeschmierte Kugeln einer Wälzbeanspruchung unterzogen werden konnten. Die aktuelle Prüfmaschine ist die vierte, die am Fachgebiet entwickelt und gebaut wurde. Das Vorgängermodell wird bei einem Schweizer Beschichter bei der Entwicklung neuer Schichten verwendet.

Die konstruktive Modifikation zum VKA nach DIN 51 350 besteht im wesentlichen darin, daß die drei unteren Kugeln nicht fixiert sind und sich im Prüftopf – angetrieben von der oberen Kugel – frei drehen können.

Mit unterschiedlichen Geometrien können Roll- und Bohrreibung auf die drei Kontakte aufgeteilt und separat untersucht werden. Die Antriebskugel kann durch einen sogenannten Schmiegungskörper ersetzt werden, um den konvex-konkaven Kontakt darzustellen, wie er auch zwischen Kugel und Ringlaufbahn im Rillenkugellager ausgebildet ist.

Die Versuche werden bei konstanter Temperatur, konstanter Hertz'scher Pressung in den Kontakten, konstanter Drehzahl und unter Hochvakuum durchgeführt. Als Verschleißkennwert dient das Summenreibmoment des Kugelsatzes.

Wird ein kritischer Wert des Summenreibmomentes über eine definierte Dauer erreicht, schaltet sich der Prüfstand automatisch ab. Als Ergebnisse eines Versuchs im VKA stehen am Ende die ertragene Umdrehungsanzahl, die kontinuierlich erfaßten Meßdaten und die Probenkörper (Kugeln, Ring und Platte) mit ihren Verschleißspuren zur Auswertung zur Verfügung.