Umlaufendes Förderorgan in Achslagern zur Sicherung der Schmiermittelförderung hei allen Umlaufgeschwindigkeiten des Aehsschenkels. Unter den Verfahren.
zur mechanischen Förderung des Schmiermittels in Achslagern, insbesondere für Schienenfahrzeuge, hat sich als das sicherste und zuverlässigste Verfah ren dasjenige der Förderung .des Schmiermit tels mittelst eines mit dem Achsschenkel um laufenden Förderorganes ergeben, während 1)eispielsw eise alle ansaugend und drückend, Glas heisst, pumpend arbeitenden Vorrichtun gen infolge ihrer Empfindlichkeit gegen stossweisen Betrieb versagt haben.
Die För derung des Schmiermittels mittelst der um laufenden Förderorgane erfolgt dabei je nach der Umfangsgeschwindigkeit des Achs- _SIC.her#kels durch Tropfung, Fadenziehung und Abschleuderung. Um die Tropfen und die gebildeten Fäden aufzufangen, lässt man meistens einen Lagersehalenvorsprung in die vom Förderorgan beschriebene Umlaufebene hineinkragen. An diesen umlaufenden För- derorganen wurde schon nie Erkenntnis ge wonnen,
dass sich bei gewissen Umlauf- beschwindigkeiten die auf das Abtropfen des Schmiermittels wirkende Schwerkraft mit. der auf das Abschleudern des Schmier mittels hin wirkenden Zentrifugalkraft das Gleichgewicht hält, so dass das Schmiermit tel auf dem Schleuderblatt verharrt, ohne auf dem unmittelbaren Weg der Tropfung oder dem mittelbaren Weg der Schleuderung in die Lagerflächen zu gelangen.
In dieser Erkenntnis hat man versucht, die Strö mungsenergie der durch die Drehbewegung des Förderorganes entstehenden Luftströme als die die Schwerkraft unterstützende Kraft auszunutzen, so dass die Schwerkraft ein schliesslich der Zusatzkraft die Fliehkraft überwiegt und damit der Tropfvorgang ge sichert wird. Hierbei blieben jedoch mehrere Umstände unberücksichtigt. Es blieb zu nächst unberücksichtigt, dass Schwerkraft und Zusatzkraft zwar die UmlaufgescJiwin- digkeit, bei -der sich diese beiden Kräfte mit der Fliehkraft das Gleichgewicht halten.
gegenüber der Umlaufgeschwindigkeit, bei der die Schwerkraft allein wirkt, nach. dem Gebiete der höheren Umlaufzahlen hin ver schieben, dass ihr Auftreten dadurch aber nicht beseitig- wird; nach wie vor halten sich Schwer- und Zusatzkraft bei einer ge wissen, den früheren Anordnungen gegen über lediglich erhöhten Umlaufzahl das Gleichgewicht mit der Fliehkraft und führen hierdurch zu einem kritischen Zustand, in dem die Lagerflächen nicht geschmiert wer den.
Es blieb weiter unberücksichtigt; dass eine 'Wechselwirkung nicht nur zwischen Schwer- und Fliehkraft, sondern auch zwi schen Schwer- und Kohäsionskraft und zwi schen.
Kohäsions- und Fliehkraft auftritt.. Zwischen den Vargängen der Tropfung und der Abschleuderung des Schmiermittels liegt nämlich eine Periode der Förderung des Schmiermittels durch Überführung .desselben in den fadenförmigen Zustand, bei dem die Geschwindigkeit des Förderorganes grösser ist als die dem Tropfen entsprechende Ge schwindigkeit und noch nicht so gross, dass die Fliehkraft die Kohäsionskraft übersteigt. Bei den Übergängen dieser Perioden inein ander treten Gleichgewichtszustände auf,
die bei längerem Verharren des Schienenfalu.-- zeuges in diesen kritischen Geschwindigkei ten ebenfalls zu einem Trockenlauf des Fahr zeuges führen. Man hat weiter versucht, die kritischen Zustände dadurch zu überbrücken, dass man den Tropfkanten auf beiden Seiten des Förderorganes eine verschiedene Länge erteilt hat.
Bei Vorschlägen dieser Art bleibt unberücksichtigt, dass als Kanten, die über haupt in den kritischen Zustand treten, nur solche Kanten in Betracht kommen, die im Zeitpunkt des Abtropfens eine horizontale Lage einnehmen. Da auf jedem Förderblatt nur eine horizontale Kante vorhanden ist, geraten beide Kanten gleichzeitig in den kritischen Zustand.
Weiter ist es bekannt geworden, die För- derblätter -des Förderorganes bei gleichem Abstand der innersten Begrenzungskante vom Achsschenkel in verschiedenen Formen und vor allem mit verschiedener Länge aus- zuführen. Dadurch ändert sich jedoch die Eintäuchtiefe der Förderblätter, so dass der Schmiermittelvorrat nur ungenügend ausge nutzt wird.
Denn sobald ein Förderblatt nicht mehr in das Schmiermittel eintaucht, besteht die Möglichkeit, dass das andere- För- derblatt den kritischen Zustand erreicht und aus diesem Grunde nicht mehr fördert. Man muss also den Ölvorrat bereits dann auffül len, wenn ein Förderblatt nicht mehr ein taucht.
Die gemäss vorliegender Erfindung vor geschlagene Ausbildung eines umlaufenden Förderorganes in Achslagern zur Sicherung der Schmiermittelförderung durch Tropfung, Fadenziehung und Abschleuderung bei allen Umlaufgeschwindigkeiten des Achsschenkels mittelst Unsymmetrie der die Tropfung, Fadenziehung und Schleuderung bewirken den Teile des Förderorganes kennzeichnet sich demgegenüber dadurch, dass die Förder- blätter des Förderorganes,
trotzdem sie ver schiedene Länge in radialer Richtung be sitzen, mit ihrer Aussenkante gleichtief in .den Schmiermittelvorrat eintauchen. Die Vermeidung der kritischen Zustände kann dabei noch dadurch gesichert werden, dass in bezw. auf den Förderblättern vorgesehene Ausnehmungen oder Erhebungen, welche zwischen den Förderblattkanten zusätzlich tropfende, fadenbeziehende und schleudernde Stellen bilden, unter sieh so verschiedenartig ausgestaltet sind, dass die Tropfungs-,
Fa-den ziehungs- und Schleudervorgänge durch ver schiedene Wechselwirkungen der auf diese Vorgänge hin wirkenden Kräfte auftreten.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführung eines erfindungsgemäss ausgebil deten Förderorganes.
Abb. 1 gibt eine Seitenansicht auf das Förderorgan wieder, während Abb. 2 eine Aufsicht auf dasselbe in Achsschenkelachsrichtung wiedergibt; Abb. ä. gibt einen senkrechten Quer schnitt durch ein Förderblatt desselben nach Linie III-III oder Abb. 2. wieder.
Es bezeichnet 1 den Mittelteil des stab- förmigen Förderorganes, das über die Boh- rangen ? Schraubenkörper oder ähnlich wir kende Mittel zur Befestigung mit dem Achs schenkel aufnimmt. Durch den nicht Be zeichneten Achsschenkel erhält somit das Förderorgan seine Umlaufbeweb-unb. Ausser dem Mittelteil 1 weist -der Förderstab zwei symmetrische Kröpfungen 3 auf,
um Räume -1 zu schaffen, in die die an den Emden 5 des Förderstabes befestigten Förderblätter unter Bildung von Tropfpunkten, Tropfkanten, Tropfflächen oder Tropfkörpern hineinragen.
Die Förderblätter weisen folgende Eigen tümlichkeiten auf Zunächst sind die an der Tropfung betei ligten Förderblatteile 6 gegeneinander ver setzt, und zwar besitzen die Tropfteile 6' des gerade in der obern Stellung gezeichneten obern Förderblattes einen andern radialen Abstand ai von der Achsschenkelmitte wie die Tropfteile 6";
der Abstand b dieser von der Achsschenkelmitte, in der Radialen ge messen, ist grösser wie ai. Hierdurch tritt eine Differenzierung,der Schwer- und Kohä- sionskräfte auf. Bei derselben Umlauf geschwindigkeit des Achsschenkels besitzt nämlich der Teil 6' des Förderorganes eine andere Umlaufgeschv-indigkeit wie der Teil 6" des Förderorganes.
Nimmt man beispiels weise an, es sei gerade das Grenzgebiet er reicht, bei :dem sich an,dem Teil 6" des För- derorganes Schwer- und Kohäsionskräfte das Gleichgewicht halten, so dass schon von der ante 6" kein Schmiermittel mehr abtropft und anderseits der entstehende Schmiermit- telfaden noch nicht so ausgesprochen auf tritt, dass er sich auf einen in den Raum 4 hineinkragenden festen,
zur Weiterleitung des Schmiermittels an die Lagerfläche vor- geäehenen Teil als nennenswerte Schmiermit- telmenge auflege, so besitzt Teil 6' bei die sem Zustand eine Umfangsgeschwindigkeit, die bedeutend geringer ist wie die des Teils 6".
Teil 6' besitzt also eine Geschwindig keit, die geringer ist wie die Grenzgeschwin digkeit, beider sich Schwer- und Kohäsions- kräfte das Gleichgewicht halten, so dass die Teile 6' auch noch während dieses Zustandes die Förderung des Schmiermittels zu den Lagerflächen durch Betropfung des in den Raum hineinkragenden, festen Weiterleitungs- teils für das Schmiermittel aufrecht erhalten.
Steigert sich die Geschwindigkeit und nimmt Teil 6' die erwähnte Grenzgeschwindigkeit an, so liegt Teil 6" schon in dem Gebiet der Geschwindigkeit, bei der ein kräftiger Schmiermittelfaden aus dem Schmiermittel vorrat gezogen wird, der sich über den vor- gekragten festen Teil legt und damit die Schmiermittelmengen liefert, die zur Schmie reng der Lagerflächen erforderlich sind.
Damit die Eintauchtiefe in den Schmier- mittelvorrat für beide Förderblätter konstant bleibt, besitzen die äussersten Förderblatteile 7 denselben radialen Abstand bi -j- ai bezw. a -i-- b von. der Achsschenkelmitte.
Da at kleiner ist wie b, ist somit die Förderblatt- länge bi des obern Förderblattes, gemessen in der Radialen, grösser wie die Förderblatt- länge a des untern Förderblattes. Hierdurch treten während des Tropfvorganges selbst verschiedene Wirkungen ein.
Nimmt man beispielsweise an, dass, sich an Teil 7 jedes Förderblattes beim Eintauchen in den Schmiermittelvorrat ein Schmiermittelele- ment angesammelt hat, so mass das Sehmier- mittelelement bis zur Erreichung der Tropf kante 6' einen längeren Weg ausführen wie das Schmiermittelelement, das auf dem an dern Förderblatt zur Tropfkante 6" zufliesst.
Es tropft also das- letztere Schmiermittel element früher von der Tropfkante 6" ab wie das andere Schmiermitteleleinent von der Tropfkante 6', wenn man von der Zeitdiffe renz, die zwischen dem Eintauchen !der bei ,den Förderblätter in den Schmiermittelvor- rat liegt, absieht.
Diese zeitliche Differenz wirkt sich räumlich, bezogen auf den von den Förderblättern zurückgelegten Kreisumfang, dahin aus, dass das von der Kante 6" ab tropfende Element auf eine andere Stelle des festen Auffangteils tropft, wie das von der Tropfkante 6' abtropfende Schmiermittel. Da der Auffangteil durchweg von einer Vorkra- gung der Lagerschale gebildet wird und kon zentrisch zur Achsschenkelachse verläuft, liegen also die beiden Tropfpunkte auf ver- schiedenen Teilen des Auffangbodens; dieser wird also gleichmässig ausgenutzt.
Würde man die Förderblätter in derselben Ebene an ordnen, so würden sich die von beiden För- derblättern gezogenen Schmiermittelfäden gegenseitig durchkreuzen und ablenken, so dass nur ein Teil des Schmiermittelfadens auf die Lagerschalenvorkragung gelangen würde.
Durch Versetzung der beiden Förderblätter um das Mass c in der Aohsialen wird im wei teren erreicht, dass -die beiden Fäden vollstän dig unabhängig voneinander bleiben und sich nicht gegenseitig stören, so dass auch wäh rend der Fadenziehungsperiode selbst ver schiedene Wirkungen entstehen.
Nicht nur die Kanten 6' und 6", sondern auch die Förderblattoberflächen selbst sind zur Differenzierung der Kohäsions- und Fliehkräfte bezw. der Schwer- und Flieh kräfte unterteilt lind die entstandenen Teile in ,der Radialen versetzt zueinander angeord net. Abb. 3 zeigt in der Profilierung des För- derblattes Kanten 8", 9", 10", denen auf dem andern Förderblatt entsprechende Kan ten 8', 9', 10' und 11' zugeordnet sind.
Wenn sich beispielsweise Kohäsions- und Schwer kraft bei der Umlaufgeschwindigkeit der Kante 6" das Gleichge>icht halten, so. liegt vielleicht noch Kante 10" in diesem Gebiet, so -dass von dieser Kante aus ebenfalls noch nicht die Abschleuderung vor sich geht. Mit Sicherheit aber liegt Kante 6' (vielleicht auch noch 1l') noch im Gebiete der reinen Kohäsionskräfte, so dass hierdurch der Faden gebildet und in kräftiger Stärke auf die Lagerschalenvorkragung gelegt wird.
Die Kanten 9", 8" und 7 bezw. 9', 8' und 7 lie gen aber bereits im Gebiete der reinen Flieh kräfte, so dass hier bereits eine Abschleude- rung,des Schmiermittels eintritt, worauf die ses durch Zurückführung im Schleuder gehäuse und durch Abtropfung von demsel ben mittelbar der Lagerschalenvorkragung zugeführt wird.
Bei gesteigerter Umlauf geschwindigkeit wird auch schliesslich die Kante 10" bezw. 10', später 6" bezw. 11' und schliesslich Kante 6' in das Gebiet der reinen Fliehkraftwirkung geraten, worauf die ge- samte, geförderte Schmiermittelmenge abge- schleudert und in der gezeigten Weise mit telbar den Lagerflächen zugeleitet wird.
Bei der gezeichneten Anordnung treten also stets mindestens zwei verschiedene "iÄrechselwir- kungen in bezug auf die Schwer-, Kohäsions- und Fliehkraftwirkung auf, so dass die Schmiermittelförderung bei allen Umlauf geschwindigkeiten des Achsschenkels sicher gestellt ist.
Die Änderung der "##@rechselwir- kung führt zw angläufig zu einer Änderung der Wirkungen innerhalb der einzelnen Tropf-, Fadenziehungs- und Schleudervor gänge, so dass hierdurch eine weitere vorteil hafte Einwirkung auf die Förderung statt findet.
Im Wesen der Erfindung liegt es natür lich, bei Verzicht auf die hierdurch jeweils eintretende, günstige Gestaltung des Förder vorganges auf verschiedene der beschriebenen Anordnungen zu verzichten. So kann bei spielsweise die Versetzung der Förderblatt fläehen in der Achsialen um,das Mass c fort gelassen werden, indem man auf die Wir kung unabhängiger und daher gegenseitig ungestörter Schmiermittelfäden verzichtet. Was für die Versetzung c ausgeführt worden ist, gilt sinngemäss für die Versetzung 8', 9'.
10', 11', 6' bezw. 8", 9", 10" und 6" oder beliebigen Variationen dieser. Durch diese Abänderungen ändert sich der Erfindungs- g o edanke nicht, sondern lediglich die Voll- kommenheit der erzielten. Wirkungen.