<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schmieren grosser Gleitflächen über eine
Mehrzahl von Schmierstellen, denen von einer gemeinsamen Druckölquelle versorgbaren Schmierstellen
Dosierelemente vorgeordnet sind, die jeweils aus einem vom Drucköl durchströmbaren Körper mit zwei planparallelen Oberflächen bestehen, die jeweils eine dicht anliegende, öldichte Abdeckung mit einander gegenüberliegenden, eine Öleintritts- bzw. Ölaustrittsfläche freilassenden Durchtrittsöffnungen tragen, an die die Ölleitungen dicht angeschlossen sind.
Um beispielsweise einen gleichmässigen Schmierölfilm über grössere Gleitflächen sicherzustellen, ist es erforderlich, einen vergleichsweise geringen Schmierölfluss kontinuierlich und gleichmässig auf eine
Mehrzahl von Schmierstellen zu verteilen, wie dies bei der Schmierung von aufeinander gleitenden
Maschinenteilen oder aber auch bei der Strangschmierung der Kokillen beim kontinuierlichen Stranggiessen von Metallen vorkommt. Die Verteilung des Schmieröls auf mehrere Schmierstellen in vorbestimmten Mengen wird üblicherweise mit Hilfe von den einzelnen Schmierstellen vorgeordneten Dosierpumpen oder
Dosierventilen erreicht, was jedoch nicht nur einen vergleichsweise grossen Konstruktionsaufwand bedingt, sondern auch die Betriebssicherheit der Schmiereinrichtung herabsetzt.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen (US-PS Nr. 2, 560, 461), das aufzuteilende Drucköl zentral einer zylindrischen Kammer zuzuführen, von der die Abzweigleitungen auf der gegenüberliegenden Stirnseite ausgehen. Die Kammer selbst ist mit einem zusammengepressten, faserigen Material (Filz) ausgefüllt, wobei die Faserrichtung quer zur Durchströmrichtung des Öls liegt.
Dieser aus einzelnen Fasern aufgebaute Dosierkörper ist jedoch nicht geeignet, eine gleichmässige Schmierölverteilung auf die einzelnen Abzweigleitungen auch dann zu gewährleisten, wenn an den einzelnen Schmierstellen unterschiedliche Druckverhältnisse herrschen. Durch die wesentlich leichtere Durchlässigkeit in Faserrichtung kann nämlich das Öl sehr leicht quer zur gewünschten Hauptströmungrichtung wandern und dadurch den Schmierstellen mit geringerem Gegendruck zufliessen. Dazu kommt noch, dass wegen der vergleichsweise hohen Durchlässigkeit dieser faserigen Dosierkörper diese für geringe Schmierölmengen gar nicht geeignet sind. Ausserdem sind organische Fasern, und nur solche dürfen sich eignen, empfindlich gegenüber höheren Temperaturen.
Werden solche Dosierkörper auf faserigem Material nicht zur dosierten Verteilung auf mehrere Leitungen verwendet, sondern gemäss einem andern Vorschlag (GB-PS Nr. 297, 324) am Ende der Verteilerleitungen unmittelbar vor den Schmierstellen eingesetzt, so ergeben sich grundsätzlich die gleichen Nachteile, wozu jedoch noch die starke Abhängigkeit der spezifischen Öldurchlässigkeit vom Grad des Zusammenpressens des faserigen Werkstoffes hinzukommt. Auf Grund der notwendigen Pressung der faserigen Dosierkörper und der dabei auftretenden Toleranzen können an den einzelnen Schmierstellen keine gleich dichten Faserstoffe und damit keine gleichen Schmiermittelmengen erwartet werden.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Schmieren grosser Gleitflächen über eine Mehrzahl von Schmierstellen zu schaffen, die trotz einfachem Aufbau die gewünschte, gleichmässige Dosierung und Verteilung des Schmieröls auch bei unterschiedlichen Gegendrücken an den Schmierstellen gewährleistet.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art, löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Dosierkörper aus porösem Sinterwerkstoff mit einem eine im wesentlichen von den seitlichen Begrenzungsflächen unbehinderte Ausbildung des Strömungsfeldes zwischen Ein- und Austrittsfläche ermöglichenden Mindestvolumen bestehen. Durch das einseitige Beaufschlagen eines bestimmten Oberflächenbereiches des Dosierkörpers, nämlich der Eintrittsfläche, mit unter Druck stehendem Schmieröl wird in dem aus einem porösen Sinterwerkstoff gebildeten Dosierkörper ein Strömungsfeld erzeugt, in dem die Austrittsfläche auf der der Eintrittsfläche gegenüberliegenden Körperseite eine Senke bildet.
Da das Strömungsfeld zufolge der bei einer bestimmten Einrichtung als gegebene, konstante Grössen anzusehenden Randbedingungen, wie Viskosität des Öls, Porosität des Sinterwerkstoffes, Druckabfall im Dosierkörper, geometrische Abmessungen des Dosierkörpers und Grösse der Ein- und Austrittsflächen, genau bestimmt ist, sind auch die durch jede Senke austretenden Ölmengen genau festgelegt, so dass mit Hilfe der Dosierkörper aus porösem Sinterwerkstoff das Schmieröl in gewünschter Weise gleichmässig in vorbestimmten Mengen auf die einzelnen Schmierstellen verteilt werden kann.
Voraussetzung hiefür ist natürlich, dass die Dosierkörper eine gleichmässige Porosität aufweisen, was aber bei den beispielsweise als Filterwerkstoff in den Handel kommenden Sinterkörpern
<Desc/Clms Page number 2>
stets der Fall ist, und dass die Dosierkörper so dimensioniert sind, dass sich die Strömungsfelder unbehindert ausbilden können.
Es sind zwar bereits Sinterkörper in Ventilen bekannt (GB-PS Nr. 1, 117, 815, US-PS Nr. 3, 168, 111), um die Durchflussmenge möglichst linear zwischen der Offen- und Schliessstellung einstellen zu können, doch werden die Sinterkörper zu diesem Zweck rohrförmig ausgebildet und zwischen Ein- und Ausgang geschaltet, wobei die durch die Innenwandung gebildete Austrittsfläche des rohrförmigen Sinterkörpers über eine Spindel verstellt werden kann. Dass sich in einem solchen Sinterkörper kein ungestörtes Strömungsfeld ausbilden kann, bedarf wohl keiner näheren Erläuterung.
Sinterkörper dieser Art sind folglich ungeeignet, die erfindungsgemässe Aufgabe einer gleichmässigen Schmierung grosser Gleitflächen über eine Mehrzahl von Schmierstellen zu lösen, so dass auch die Erfindung durch solche Sinterkörper nicht nahegelegt werden kann.
Sind die einzelnen Schmierstellen voneinander vergleichsweise weit entfernt, so kann mit Vorteil jeder Schmierstelle ein gesonderter, vorzugsweise kreiszylindrischer Dosierkörper zugeordnet sein, der in eine entsprechende Gehäuseausnehmung eingesetzt ist. Liegen jedoch die Schmierstellen eng beisammen, so ist es günstiger, für mehrere Schmierstellen einen gemeinsamen Dosierkörper, vorzugsweise rechteckigen Querschnitts, vorzusehen, wobei jedoch jeder Schmierstelle eine eigene Austrittsfläche zugeordnet sein muss. Voraussetzung für eine solche konstruktive Ausgestaltung ist aber, dass sich die einzelnen durch die Austrittsflächen bedingten Senken der Strömungsfelder ausreichend voneinander unterscheiden lassen, was durch einen entsprechenden Abstand der Austrittsflächen in einfacher Weise gewährleistet werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wie sich in der Praxis herausgestellt hat, wenn die jede Austrittsfläche umgebende, öldicht abgedeckte Oberfläche des Dosierkörpers mindestens dem Dreifachen der Austrittsfläche entspricht. Werden entsprechende Abstände zwischen den austrittsflächen eingehalten, so wird die gewünschte Ölaufteilung erreicht, gleichgültig, ob das Drucköl einzelnen den Austrittsöffnungen gegenüberliegenden Eintrittsöffnungen zugeführt wird, oder ob eine über den Bereich der Austrittsöffnungen durchgehende Druckölbeaufschlagung stattfindet.
Um sicherzustellen, dass die genau festlegbaren Faktoren im Sinterwerkstoff die Durchflussmenge bestimmen und nicht etwaige Strömungswiderstände vor oder im Verbraucher, soll der Öldruckabfall im Dosierkörper gross gegenüber dem Öldruckabfall zwischen dem Dosierkörper und der Schmierstelle sein. Im allgemeinen wird ein Druckabfall im Dosierkörper von 0, 2 bis 2 bar (in Einzelfällen bis 10 bar) hiefür ausreichen.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 die Strömungsverhältnisse in einem erfindungsgemässen Dosierkörper, Fig. 2 eine erfindungsgemässe Einrichtung zur Verteilung von Schmieröl auf mehrere Schmierstellen im Schnitt,
EMI2.1
Wie Fig. 1 zeigt, wird in einem Dosierkörper-l-aus einem porösen Sinterwerkstoff ein bestimmtes Strömungsbild für das durch diesen Körper durchgeleitet Schmieröl erhalten, wenn dafür Sorge getragen ist, dass das Öl nur über eine bestimmte Eintrittsfläche --2-- in den Körper gelangen kann und aus diesem nur über eine bestimmte Austrittsfläche --3-- austritt, vorausgesetzt, dass die Viskosität des Öls und der Öldruck als konstant angesehen werden kann und der Dosierkörper-l-eine gleichmässige Porosität aufweist.
Der Ölein-und-austritt durch die vorbestimmten Flächen --2 und 3-- wird wohl am einfachsten durch dicht am Dosierkörper --1-- anliegende, öldichte Abdeckungen --4 und 5-- erzwungen, die im Bereich der Eintritts- bzw. Austrittsfläche --2 bzw. 3-- eine entsprechende Durchtrittsöffnung --6-- aufweisen. Sind an diese Abdeckungen --4 und 5-- die an eine Druckölquelle angeschlossenen Versorgungsleitungen --7-- und die zu den einzelnen Schmierstellen führenden Leitungen --8-- dicht angeschlossen, so wird in einfacher Weise der entsprechende Ölein-und-austritt sichergestellt. Es ergeben sich dann durch die Strömungslinien --9-- gekennzeichnete Strömungsfelder.
Die Linien --9a-- in diesem Strömungsbild verbinden Punkte gleichen Druckes, so dass sich aus den Linien --9a-- der ständige Druckabfall von der Eintrittsfläche --2-- zur Austrittsfläche --3-- ablesen lässt. Die Eintrittsfläche --2-- ergibt folglich in diesem Strömungsbild eine Quelle und die Austrittsfläche --3-- eine Senke, wobei das aus der Senke austretende öl in seiner Menge genau festgelegt ist, wenn die Viskosität des Öls, die Porosität des Sinterwerkstoffes, die Druckdifferenz zwischen Ein- und Austritt, die Abmessungen des
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
werden können, was bei gegebenen Konstruktionen wohl stets der Fall ist, da sowohl die Viskosität des Öls als auch der Öldruck während des Betriebes konstant gehalten werden können.
Um die Verteilung des Schmieröls auf die einzelnen Schmierstellen nicht von etwaigen Strömungs- widerständen vor oder im Bereich der Schmierstellen abhängig zu erhalten, muss der Druckabfall im
Dosierkörper-l-gross gegenüber der Druckdifferenz zwischen der Austrittsfläche --3-- und der
Schmierstelle sein, da nur dann gewährleistet werden kann, dass die Verhältnisse im Dosierkörper die
Durchflussmenge des Öls bestimmen. Ein Druckabfall von 0, 2 bis 2 bar (in Einzelfällen bis 10 bar) im
Dosierkörper wird im allgemeinen ausreichend sein.
Wesentlich für die richtige Ölabgabe ist, dass sich im Dosierkörper-l-ein entsprechendes
Strömungsfeld ausbilden kann. Der Dosierkörper muss daher bestimmte Mindestabmessungen gegenüber den Ein- und Austrittsflächen --2 und 3-- besitzen, da sonst das Öl nicht den Weg durch den porösen
Werkstoff nimmt, sondern hauptsächlich entlang der seitlichen Spalten strömt, welche zwischen dem
Dosierkörper --1-- und der den Dosierkörper aufnehmenden Gehäuseausnehmung --10-- entstehen.
Besondere Bedeutung kommt dabei der Austrittsfläche --3-- zu, weil sich im Bereich dieser Austrittsfläche eine ausgeprägte Senke ergeben muss. Übersteigt die öldicht abgedeckte Oberfläche des Dosierkörpers - das Dreifache der Austrittsfläche --3--, ist der Durchmesser der Stirnfläche eines kreiszylindri- schen Dosierkörpers also mindestens doppelt so gross wie der Durchmesser der kreisrunden Austritts- fläche, so werden mit Sicherheit günstige Verhältnisse erreicht. Die Form der Ein- und Austrittsflächen spielt keine wesentliche Rolle, obwohl kreisrunde Formen herstellungsmässig wohl am vorteilhaftesten sind.
In den Fig. 2 und 3 ist eine Einrichtung dargestellt, bei der das Drucköl über eine gemeinsame Zuleitung --11-- einem Verteilerkanal --12-- zugeführt wird, der in einem eine den Dosierkörper --1-- aufnehmende Ausnehmung --10-- verschliessenden Deckel --13-- ausgespart ist.
Der im Querschnitt rechteckige Dosierkörper erstreckt sich über eine Mehrzahl von zu den einzelnen Schmierstellen führenden
Leitungen --8--, wobei jedoch jeder Leitung --8-- eine eigene Ein- und Austrittsfläche zugeordnet ist, welche Flächen von den Durchtrittsöffnungen --6-- in den Abdeckungen-4 und 5-- begrenzt werden, die den Dosierkörper-l-gegenüber dem Grund der Ausnehmung --10-- und dem Deckel --13-- öldicht abschliessen, so dass das Drucköl vom Verteilerkanal --12-- nur über die Durchtrittsöffnungen --6-- der
Abdeckung --4-- in den Dosierkörper eintreten und diesen Körper nur über die Durchtrittsöffnungen - in der Abdeckung --5-- verlassen kann, wobei sich auf Grund der sich ausbildenden Strömungs- felder gleiche Durchflussmengen ergeben,
die eine gleichmässige Verteilung des Schmieröls auf alle
Schmierstellen mit sich bringen.
Die Durchtrittsöffnungen --6-- in der Abdeckung --4-- könnten auch zu einem Langschlitz verbunden sein, so dass sich für alle Austrittsflächen eine gemeinsame Eintrittsfläche ergibt, die sich jedoch über alle Austrittsflächen erstreckt. Wie bereits ausgeführt, kommt es nämlich insbesondere auf die Ausbildung ausgeprägter Senken an.
In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform einer Schmierölverteilung dargestellt, u. zw. wird jeder Schmierstelle ein eigener Dosierkörper-l-mit einer eigenen Versorgungsleitung --14-- zugeordnet. Die vorzugsweise kreiszylindrischen Dosierkörper sind dabei in entsprechende Ausnehmungen --10-eingesetzt, von denen die Leitungen --8-- zu den einzelnen Schmierstellen führen. Eine solche Anordnung erlaubt eine Ölaufteilung auf die einzelnen Schmierstellen in einem bestimmten Verhältnis, da durch die Wahl verschiedener Dosierkörper-l-jeder Schmierstelle eine andere Ölmenge zugeführt werden kann.
Wie sich in der Praxis gezeigt hat, sollen die Porengrössen (Filterfeinheit) zwischen 0, 002 und 0, 1 mm liegen. Günstige Verhältnisse werden dabei erreicht, wenn die spezifische Durchlässigkeit der Dosierkörper für eine 1 cm dicke Sinterwerkstoffplatte bei einer Druckdifferenz zwischen Ein- und Austritt von 1 bar zwischen 1 und 80 l Wasser je Stunde und cm2 Plattenoberfläche beträgt. Die Höhe der Dosierkörper wird üblicherweise zwischen 2, 5 und 15 mm liegen.
Mit Hilfe der beschriebenen Ölverteileinrichtung kann nicht nur eine gleichbleibende Ölzuflussmenge zu den einzelnen Schmierstellen sichergestellt werden, sondern es kann der Ölfluss auch an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepasst werden, wobei sich die jeder Schmierstelle zugeordneten Durchflussmengen in ihrem Verhältnis zueinander natürlich nicht ändern. Am einfachsten lässt sich der Ölfluss durch Änderung des Vorlaufdruckes des Öls steuern. Dies kann durch unmittelbare Änderung des Öldrucks, beispielsweise durch Druckregelventile oder durckgesteuerte Pumpen, erreicht werden, aber auch durch
<Desc/Clms Page number 4>
eine Mengenregelung, bei der eine Dosierpumpe die gesamte Ölmenge für alle Schmierstellen fördert.
Diese Gesamtmenge wird dann durch die Dosierelemente gleichmässig oder proportional auf alle Schmierstellen verteilt, wobei sich der Öldruck aus der Wechselwirkung zwischen der geförderten Ölgesamtmenge und der Zahl und Durchlässigkeit der angeschlossenen Dosierkörper selbsttätig einstellt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Schmieren grosser Gleitflächen über eine Mehrzahl von Schmierstellen, denen von einer gemeinsamen Druckölquelle versorgbare Dosierelemente vorgeordnet sind, die jeweils aus einem vom Drucköl durchströmbaren Körper mit zwei planparallelen Oberflächen bestehen, die jeweils eine dicht anliegende, öldichte Abdeckung mit einander gegenüberliegenden, eine Öleintritts- bzw. Ölaustrittsfläche freilassenden Durchtrittsöffnungen tragen, an die die Ölleitungen dicht angeschlossen sind, da- durch gekennzeichnet, dass die Dosierkörper (1) aus porösem Sinterwerkstoff mit einem eine im wesentlichen von den seitlichen Begrenzungsflächen unbehinderte Ausbildung des
EMI4.1