DE102007034117B4

DE102007034117B4 - Schmiervorrichtung

Info

Publication number: DE102007034117B4
Application number: DE200710034117
Authority: DE
Inventors: Götz SPIESS
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2007-07-21
Filing date: 2007-07-21
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2027-07-22
Also published as: EP2176580A1; DE102007034117A1; WO2009012926A1

Abstract

Schmiervorrichtung, bei der Schmierstoff über eine Mischkammer in eine luftdurchströmte Leitung gelangt und längs der Rohrwandung mit Hilfe des Luftstromes in Richtung Schmierstelle transportiert und dabei derartig auseinandergezogen wird, dass an der Schmierstelle ein fast kontinuierlicher Schmierstoffstrom ankommt, umfassend ein Ausgabeelement für den Schmierstoff zum Ausgeben des Schmierstoffs in die dem Mischen des Schmierstoffs mit Luft dienende Mischkammer, wobei das Ausgabeelement derart ausgebildet ist, dass in einem Ausgabeintervall eine Ausgabemenge kleiner 5000 nl ausgebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung.
Beispielsweise aus der DE 601 07 364 T2 ist eine Öl-Luft-Schmiereinrichtung, umfassend ein Mischventil bekannt, in dem Luft und Öl gemischt werden können, und Öl in einer Menge von 0,01 bis 0,03 ml ausgegeben werden kann.
Aus der DD 268 747 A ist es weiterhin bekannt, zur Schmierung einer Reihe von Reibstellen, insbesondere von Wälzlagern, sogenannte Öl-Minimalschmierverfahren einzusetzen. Bei derartigen Verfahren werden nicht selten Schmierstoffmengen von kleiner 30 mm³ aller zehn Minuten dem Lager zugeführt. Besonders bei mit hohen und höchsten Umlaufgeschwindigkeiten belasteten Wälzlagern sind sehr geringe Ölzuführmengen pro Zeiteinheit notwendig, um Überrollverluste und damit verbundene Temperaturentwicklung niedrig zu halten. Ein derartiges Öl-Minimalschmierverfahren wird mit der Öl-Luft-Schmierung angestrebt, wobei der periodisch abgegebene Schmierstofftropfen über eine Mischkammer in eine luftdurchströmte Leitung gelangt und längs der Rohrwandung mit Hilfe des Luftstromes in Richtung, Schmierstelle transportiert und dabei derartig auseinandergezogen wird, dass an der Schmierstelle über einen längeren Zeitanteil der Periode ein fast kontinuierlicher Schmierstoffstrom ankommt. Die Leitungslänge zur Schmierstelle soll aus Gründen der genannten Gleichmäßigkeit ca. 50 cm betragen.
Weiterhin werden für die vorausgehend angesprochene Öl-Luft-Schmierung auch Leitungslängen von mindestens 1 m, typischer Weise 1 bis 4 m und in Einzelfällen auch bis 20 m gefordert.
Aus der DE 38 23 497 A1 ist eine piezoelektrische Schmiereinrichtung für ein Lager bekannt, bei der ein piezoelektrisches Röhrchen vorgesehen ist, das als Mikropumpe arbeitet und das das Schmiermittel in Form von Tröpfchen, beispielsweise als Kügelchen mit einem Volumen von 0,27 nl, feindosiert in einen Fördergasstrom gibt, der die Tröpfchen in das Lager trägt. Dabei lehrt die DE 38 23 497 A1 eine Abkehr von der Ölluftschmierung, bei der das Schmiermittel als Film an einer Rohrwand ins Lager transportiert wird, hin zu einer Direkteinspritzung von Schmiermitteltröpfchen in das Lager.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es dabei, eine verbesserte Schmiervorrichtung zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß Anspruch 1 beinhaltet eine Schmiervorrichtung, bei der Schmierstoff über eine Mischkammer in eine luftdurchströmte Leitung gelangt und längs der Rohrwandung mit Hilfe des Luftstromes in Richtung Schmierstelle transportiert und dabei derartig auseinandergezogen wird, dass an der Schmierstelle ein fast kontinuierlicher Schmierstoffstrom ankommt, ein Ausgabeelement für den Schmierstoff zum Ausgeben des Schmierstoffs in die dem Mischen des Schmierstoffs mit Luft dienende Mischkammer, wobei das Ausgabeelement derart ausgebildet ist, dass in einem Ausgabeintervall eine Ausgabemenge kleiner 5000 nl ausgebbar ist.
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass beispielsweise im Sinne einer optimalen Minimalschmierung eine Reduzierung der Dosiervolumina des Schmierstoffs hin zu Kleinstvolumina innerhalb eines Mischventils durchaus von Vorteil ist. Besonderer Vorteil der Kleinstdosiermengen ist dabei, dass in dem Maße wie die dosierten Einzelvolumina reduziert werden die Zuführung des Gemisches an der zu schmierenden Stelle mit Vorteil vergleichmäßigt wird.
Für die entsprechende Ausbildung des Ausgabeelements umfasst gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung das Ausgabeelement ein Mikrodosierventil. Dabei sind Mikrodosierventile, beispielsweise mittels Piezoantrieb bekannt, bei denen Dosiermengen zwischen 100 bis runter zu 2 nl pro Zyklus ausgegeben werden können. Dabei stellt insbesondere die Ausbildung des Ausgabeelements mit einem Mikrodosierventil mit besonderem Vorteil eine besonders wirtschaftliche Ausgestaltung dar, da andere Lösungen, beispielsweise basierend auf Mikrozahnringpumpen, vergleichsweise hohe Kosten für Mikrozahnringpumpen bedingen, zudem immer noch zu große Dosiervolumina aufweisen und sich dabei auch die Notwendigkeit eines Aussetzbetriebs, gegebenenfalls in Verbindung mit ungenauen Bypass-Systemen ergibt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung ein Druckbereitstellungselement zum Bereitstellen eines Druckes an einer Eingangsseite des Ausgabeelements bzw. des Mikrodosierventils, wobei das Druckbereitstellungselement insbesondere einen Druckübersetzer umfasst, der insbesondere mit einem Druckluftsystem verbunden ist. Der besondere Vorteil liegt dabei darin, dass die eingangsseitige Druckerzeugung im Ausgabeelement durch Anschluss an ein Druckluftsystem möglich ist, das in den meisten Produktherstellanlagen standardmäßig vorhanden ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Schmierstoff, beispielsweise ein Öl, aus einem gegenüber dem Ausgabeelement erhöht angeordneten Behältnis der Eingangsseite des Ausgabeelements zugeführt Dadurch ergibt sich der besondere Vorteil, dass ein Pumpenaggregat zur Druckerzeugung im System des zweiten Fluids eingespart werden kann. Bei besonderen Anwendungen kann aber natürlich nach wie vor auch ein derartiges Druckerzeugungssystem vorgesehen sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ausgabeelement mit einem Steuerelement verbunden, das entsprechende Öffnungsimpulse für das Ausgabeelement generiert. Im Falle eines Mikrodosierventils verfügt dabei das Steuerelement über Treiber, die unmittelbar das Mikrodosierventil ansteuern können. Eingangsseitig ist das Steuerelement mit wenigstens einer industrieüblichen Schnittstelle ausgestattet, beispielsweise einer 24-V-Gleichspannungsschnittstelle, einer RS232 und/oder einem entsprechenden Busanschluss.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur.
Die Figur zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Prinzipskizze eine Vorrichtung zum Mischen eines ersten. gasförmigen Fluids, insbesondere Luft, mit einem zweiten flüssigen Fluid, insbesondere ein zum Schmieren einer Schmierstelle, beispielsweise eines Wälzlagers, dienendes Öl. Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein Mikrodosierventil 12 mit dem insbesondere kleinste Ölmengen von beispielsweise 100 nl bis runter zu 2 nl je Zyklus in eine nicht näher dargestellte Kammer zum Mischen des Öls mit Luft injizierbar sind, wobei die Luft der Kammer insbesondere als Druckluft 40 der Kammer zugeführt ist. Die Öffnungszeiten des Mikrodosierventils 12 bestimmen dabei das dosierte Ölvolumen. Am Ausgang der Vorrichtung ist damit ein Öl-Luft-Gemisch 50, beispielsweise im Sinne der eingangs bei der DD 268 747 A beschriebenen Öl-Luft-Schmierung ausgebbar, das über eine entsprechende Leitung der zu schmierenden Stelle, beispielsweise besagtem Wälzlager zugeführt wird.
Für ein entsprechendes Steuern und Generieren der Öffnungsimpulse für das Mikrodosierventil 12 ist das Mikrodosierventil 12 mit einem Steuerelement 20 verbunden, welches zum Mikrodosierventil 12 hin über Treiber verfügt, mit denen das Mikrodosierventil 12 unmittelbar ansteuerbar ist und das eingangsseitig über wenigstens eine industrieübliche Schnittstelle verfügt.
Für ein Bereitstellen eines notwendigen Druckes für das Mikrodosierventil 12 an einer Eingangsseite des Mikrodosierventils 12 umfasst die Vorrichtung einen integrierten Druckübersetzer 18, der an die Druckluft 40 angeschlossen ist. Weiterhin ist das Öl aus einem gegenüber dem Mikrodosierventil 12 erhöht angeordneten Fallölbehälter 30 dem Mikrodosierventil 12 zugeführt.
In einer Ausbauform ist die Vorrichtung um einen integrierten Temperatursensor und eine Kompensationselektronik ergänzt. Bei wechselnder Umgebungstemperatur und sich damit ändernder Viskosität des Schmierstoffs wird in Kenntnis der Temperaturabhängigkeit des Zusammenhangs zwischen Öffnungszeit des Mikrodosierventils 12 und dem dosierten Volumen die neue Öffnungszeit errechnet und so der Temperatureinfluss auf das dosierte Volumen kompensiert. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Vorrichtung um einen Temperaturregelkreis ergänzt, so dass die Dosierung temperaturunabhängig ist.

Claims

Schmiervorrichtung, bei der Schmierstoff über eine Mischkammer in eine luftdurchströmte Leitung gelangt und längs der Rohrwandung mit Hilfe des Luftstromes in Richtung Schmierstelle transportiert und dabei derartig auseinandergezogen wird, dass an der Schmierstelle ein fast kontinuierlicher Schmierstoffstrom ankommt, umfassend ein Ausgabeelement für den Schmierstoff zum Ausgeben des Schmierstoffs in die dem Mischen des Schmierstoffs mit Luft dienende Mischkammer, wobei das Ausgabeelement derart ausgebildet ist, dass in einem Ausgabeintervall eine Ausgabemenge kleiner 5000 nl ausgebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Ausgabeelement zum Ausgeben einer genau dosierbaren Menge kleiner 100 nl ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Ausgabeelement zum Ausgeben einer genau dosierbaren Menge bis hinunter zu 2 nl ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ausgabeelement zum Ausgeben eines Öls ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Luft Druckluft umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Ausgabeelement ein Mikrodosierventil umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vorrichtung ein Druckbereitstellungselement zum Bereitstellen eines Drucks für das Ausgabeelement umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Druckbereitstellungselement mit einer Eingangsseite des Ausgabeelements verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei das Druckbereitstellungselement einen Druckübersetzer umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Druckbereitstellungselement für einen Druckluftanschluss ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das zweite Fluid dem Ausgabeelement aus einem gegenüber dem Ausgabeelement erhöht angeordneten Behältnis zuführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Vorrichtung ein Steuerelement zum Ansteuern des Ausgabeelements umfasst und das Steuerelement und das Ausgabeelement miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Vorrichtung wenigstens ein Temperaturerfassungsmittel umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Steuerelement mit dem Temperaturerfassungsmittel verbunden und derart ausgebildet ist, dass bei sich verändernder Temperatur eine Öffnungszeit des Ausgabeelements derart berechnet wird, dass der Temperatureinfluss auf die dosierte Ausgabemenge kompensiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei das Steuerelement mit dem Temperaturerfassungsmittel verbunden und derart ausgebildet ist, dass im Sinne eines Temperaturregelkreises die Dosierung der Ausgabemenge temperaturunabhängig ist.