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Die
Erfindung betrifft einen Schmierstoffabstreifer zum Abstreifen des
zur Schmierung und Kühlung
benötigten
Schmierstoffes von einer sich bewegenden, Schmierstoff tragenden
Oberfläche
in einer Lageranordnung, insbesondere in einer Gleitlageranordnung,
mit einem Träger
zum lösbaren
Befestigen an einer ortsfesten Befestigungsstelle der Lageranordnung
nahe der sich bewegenden Oberfläche,
und einem am Träger
gehaltenen Abstreiferelement, das mit der Oberfläche zum Abstreifen und Abführen des Schmierstoffes
zusammenwirkt, wobei der Schmierstoffabstreifer gegenüber der
ortsfesten Befestigungsstelle elektrisch zu isolieren ist. Ferner
betrifft die Erfindung eine Gleitlageranordnung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 12.
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Um
insbesondere in einer groß dimensionierten
Lageranordnung, wie einer Gleitlageranordnung für stationäre und Off-shore Anlagen sowie
für Schiffe,
die Schmierversorgung sicherzustellen, ist häufig an der in der Lageranordnung
gelagerten Welle nahe der Lagerstelle ein Schmierstoffförderer,
beispielsweise ein Festschmierring, vorgesehen, welcher Schmierstoff,
beispielsweise Schmieröl
oder Schmierfett, aus einem Reservoir aufnimmt und zur Lagerstelle
fördert.
In den 4, 5 und 6 ist ein
betriebsintern bekannter Schmierstoffabstreifers 100 dargestellt,
der beispielsweise an Gleitlageranordnungen 102 zum Einsatz
kommt. Der Schmierstoffabstreifer 100 weist einen Träger 104 aus
Metall auf, an dessen Unterseite ein Abstreiferelement 106 befestigt
ist. Das Abstreiferelement 106 ist aus Metallblechen 108 gebildet,
welche miteinander verbunden sind. Je nach Anwendungsfall ist das
Abstreiferelement 106 entweder mit der Unterseite des Trägers 104 fest
verbunden oder an der Unterseite schwimmend gelagert, d. h. zum
Träger 104 relativ
verstellbar gelagert. Ferner ist benachbart zum Abstreiferelement 106 an
der Unterseite des Trägers 104 eine Schmierstoffzuführung 110 in
Form eines Schachtes vorgesehen.
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Im
eingebauten Zustand, wie er in 5 gezeigt
ist, liegt der Träger 104 auf
einer ortsfesten Befestigungsstelle 112 in der Gleitlageranordnung 102 so
auf, dass das Abstreiferelement mit seiner Unterseite mit geringem
Abstand zu der Umfangsfläche
eines als Schmierstoffförderer
dienenden Festschmierringes 114 angeordnet ist, welcher
drehfest mit der nicht dargestellten Welle verbunden ist.
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Aufgrund
des geringen Abstandes zwischen dem Festschmierring 114,
der üblicherweise
aus Metall gefertigt ist, und dem gleichfalls aus Metall gefertigtem
Abstreiferelement 106 kann es aufgrund des Schmierstofffilms
zwischen dem Festschmierring 114 und dem Abstreiferelement 106 zu
einer durch Reibung verursachten Ladungstrennung kommen, die zu
einer elektrischen Aufladung des Abstreiferelementes 106 führt. Die
elektrische Aufladung des Abstreiferelementes 106 soll
jedoch aus Sicherheitsgründen
auf alle Fälle
verhindert werden.
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Aus
diesem Grund wird der Schmierstoffabstreifer bisher mit großem Aufwand
gegenüber
der Befestigungsstelle elektrisch isoliert. Zu diesem Zweck ist
an der Befestigungsstelle eine Bohrung mit Innengewinde 116 vorgesehen,
in das eine Stiftschraube 118 eingeschraubt ist. Auf die
Stiftschraube 118 ist eine Justierfeder 120 und
eine diese umgebende Isolierhülse 122 aus
Kunststoff aufgeschoben, die in einer am Träger 104 vorgesehenen
Aufnahmebohrung 124 aufgenommen ist. Auf die Stirnseite
der Isolierhülse 122 ist
eine Beilagscheibe 126 und eine Isolierscheibe 128 aus
Kunststoff aufgelegt, auf welcher sich der Träger 104 mit der Stirnseite
seiner Aufnahmebohrung 124 abstützt. Die Stiftschraube 118 ragt
durch die beiden Scheiben 126 und 128, eine im Träger 104 ausgebildete,
mit der Aufnahmebohrung 124 fluchtende Durchgangsbohrung 130,
in der gleichfalls eine Isolierhülse 132 aus
Kunststoff aufgenommen ist, und eine auf der Oberseite des Trägers 104 aufliegende
weitere Isolierscheibe 134. Auf das Gewinde am freien Ende
der Stiftschraube 118 ist eine Bundmutter 136 unter
Verspannung der Justierfeder 120 soweit aufgeschraubt,
dass sich der gewünschte
Spalt zwischen Schmierstoffabstreifer und Festschmierring einstellt.
Durch diese Art der Befestigung soll der Schmierstoffabstreifer 100 gegenüber der
Befestigungsstelle 112 elektrisch isoliert sein.
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Wie
der geschilderte Aufbau zeigt, müssen bisher
eine Vielzahl unterschiedlicher Elemente zur Befestigung des Trägers 104 an
der Befestigungsstelle 112 positioniert werden, was den
Herstellungs- und Montageaufwand erhöht.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen
Schmierstoffabstreifer bzw. eine Gleitlageranordnung mit einem derartigen
Schmierstoffabstreifer anzugeben, durch den bzw. bei der die Montage
verglichen mit der Montage des bekannten Schmierstoffabstreifers
unter Beibehaltung einer ausreichenden elektrischen Isolierung vereinfacht
ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist ein Schmierstoffabstreifer nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale weitergebildet.
Erfindungsgemäß ist zumindest
der Träger oder
das Abstreiferelement aus einem Werkstoff mit so hohem spezifischen
Durchgangswiderstand und so hohem spezifischen Oberflächenwiderstand
gefertigt, dass der Schmierstoffabstreifer selbst elektrisch isolierend
wirkt. Ferner wird die Aufgabe durch eine Gleitlageranordnung mit
den Merkmalen nach Anspruch 12 gelöst, die mit einem solchen Schmierstoffabstreifer
versehen ist.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
den Schmierstoffabstreifer insgesamt so auszubilden, dass er selbst
elektrisch isolierend wirkt. Dies hat zum einen den Vorteil, dass
die Gefahr des elektrischen Aufladens des Schmierstoffabstreifers
durch reibungsverursachte Ladungstrennung generell vermindert ist.
Zum anderen ist eine aufwendige Isolierung zwischen dem Schmierstoffabstreifer
und der Befestigungsstelle, wie sie bisher erforderlich war, nicht
mehr nötig,
da der Schmierstoffabstreifer selbst als Isolator wirkt. Auf diese
Weise ist eine aufwendige Befestigung mit isolierenden Elementen,
wie Isolierhülsen
und Isolierscheiben, wie sie im Stand der Technik bisher üblich ist,
nicht mehr erforderlich. Hierdurch reduziert sich nicht nur die
Anzahl erforderlicher Bauteile und Komponenten, da die sonst erforderlichen,
isolierenden Elemente entfallen. Ferner wird durch die geringe Anzahl
an Bauteilen und Komponenten bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schmierstoffabstreifers
die Montage und Demontage vereinfacht. Auch wird die Gefahr vermindert,
dass bei der Montage Bauteile und Komponenten versehent lich in die
Lageranordnung fallen und wieder geborgen werden müssen, um
Schäden
an der Lageranordnung, die durch verlorengegangene Bauteile und
Komponenten während
des Betriebes entstehen könnten,
zu verhindern. Darüber
hinaus kann der erforderliche Bauraum für die Befestigung des Schmierstoffabstreifers,
verglichen mit dem Stand der Technik, reduziert werden.
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Um
eine ausreichende Isolierung des Schmierstoffabstreifers zu erreichen,
wird bevorzugt ein Material für
den Träger
und/oder das Abstreiferelement verwendet, dessen spezifischer Durchgangswiderstand
bestimmt nach IEC 60093 in einem Bereich von 108 bis
1015 Ω·m, vorzugsweise
in einem Bereich von 1010 bis 1013 Ω·m, liegt.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der spezifische Oberflächenwiderstand bestimmt
nach IEC 60093 des Materials des Trägers und/oder des Materials
des Abstreiferelementes in einem Bereich von 108 bis
1015 Ω,
vorzugsweise in einem Bereich von 1010 bis
1013 Ω,
liegt. Die Materialien für
den Träger
und das Abstreiferelement können sich
in ihren physikalischen Eigenschaften auch voneinander unterscheiden.
Besonders bevorzugt verfügt
aber zumindest das Abstreiferelement über einen ausreichend hohen
spezifischen Durchgangswiderstand und einen ausreichend hohen spezifischen Oberflächenwiderstand,
um die gewünschte
Isolierungswirkung zu erhalten.
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Als
besonders geeignet hat sich die Verwendung eines elektrisch isolierenden
Kunststoffmaterials zumindest für
den Träger
oder zumindest für
das Abstreiferelement gezeigt, wobei sich sowohl Duroplaste, Elastomere
als auch Thermoplaste als Kunststoffe eignen, da diese gut auszuformen
und weiterzuverarbeiten sind. Besonders von Vorteil ist dabei die
Verwendung eines elektrisch isolierenden thermoplastischen Kunststoffes,
da dieser durch Extrudieren sehr einfach zu verarbeiten und bei
Verwendung entsprechender Formen in nahezu jede erdenkliche dreidimensionale
Gestalt geformt werden kann. Ferner ist auch eine spätere spanende
Bearbeitung für
die endgültige
Formgebung bei Kunststoffen möglich,
so dass zur weiteren Reduzierung des erforderlichen Aufwandes Grundformen
für den
Träger
oder das Abstreiferelement in großen Stückzahlen vorproduziert werden
können,
die anschließend
durch geeignete Verfahren, wie eine spanende Be arbeitung, an den
jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden. Besonders von Vorteil
ist es, wenn insbesondere das Abstreiferelement aus Kunststoff gefertigt
ist, da dieses mit der den Schmierstoff tragenden Oberfläche in unmittelbaren
Kontakt kommen kann, ohne dass die Oberfläche, die zur besseren Schmierstoffaufnahme häufig mit
entsprechenden Oberflächenstrukturen versehen
sind, beeinträchtigt
oder beschädigt
wird.
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Als
Material für
den Schmierstoffabstreifer wird vorzugsweise Polyamid vorgeschlagen,
wobei sich aufgrund seiner Verschleißfestigkeit besonders bevorzugt
Polyamid 6 (PA 6) als Kunststoffmaterial für den Träger und/oder das Abstreiferelement
eignet. Kommt das Kunststoffmaterial gewollt oder auch unbeabsichtigt
mit bewegten Teilen in Kontakt, wie beispielsweise dem Festschmierring,
ist das Polyamid vorzugsweise mit einem Gleitmittel versetzt, vorzugsweise
Molybdändisulfid,
um den Verschleiß weiter
zu vermindern.
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Zur
Vereinfachung der Herstellung und zur Sicherstellung der gewünschten
elektrischen Isolationswirkung des erfindungsgemäßen Schmierstoffabstreifers
wird vorgeschlagen, den Träger
und das Abstreiferelement aus demselben Werkstoff zu fertigen, wobei
es von besonderem Vorteil ist, wenn der Träger und das Abstreiferelement
einstückig
ausgebildet sind.
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Um
eine möglichst
hohe Flexibilität
bei der Verwendung des Schmierstoffabstreifers zu ermöglichen,
wird vorgeschlagen, das Abstreiferelement als separates Bauteil
am Träger
zu befestigen. Auf diese Weise kann ein und derselbe Träger mit
unterschiedlichen Abstreiferelementen verwendet werden, die in ihrer
Form an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden. Vorzugsweise
ist das Abstreiferelement schwimmend am Träger gelagert, so dass sich das
Abstreiferelement relativ zur abzustreifenden Oberfläche während des
Betriebes selbstständig
positioniert. Hierdurch wird einerseits die Justage vereinfacht,
während
andererseits eventuelle Abweichungen in der Lage und dem Verlauf
der Oberfläche ausgeglichen
werden.
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Das
Abstreiferelement ist mit mindestens einer Abstreiferfläche versehen,
die zum Abstreifen des Schmierstoffes mit der Oberfläche zusammenwirkt.
Vorteilhafterweise ist wenigstens eine Abstreiferfläche so ausgestaltet,
dass abgestreifter Schmierstoff weiter abgeführt wird. Die Abstreiferfläche kann
dabei als ebene Fläche
ausgebildet sein, welche beispielsweise unter einem vorgegebenen Neigungswinkel
relativ zur Abstreifrichtung geneigt ist. Alternativ ist es jedoch
auch denkbar, die Abstreiferfläche
im Querschnitt betrachtet gekrümmt,
insbesondere durchgehend oder abschnittsweise konvex, konkav und/oder
bogenförmig
zu gestalten, wobei nicht nur eine Kreisbogenform, sondern auch
andere Freiformflächen
unter bogenförmigem
Verlauf zur verstehen sind, wie ovale, teilelliptische oder auch parabelförmige Verläufe. Die
Abstreiferfläche
ist dabei bevorzugt so an dem Abstreiferelement vorgesehen, dass
die Abstreiferfläche
bei montiertem Schmierstoffabstreifer in einer tangential zur abzustreifenden
Oberfläche
verlaufenden Ebene betrachtet den bogenförmigen Verlauf aufweist. Auf
diese Weise wird eine besonders gute Abstreif- und Abführwirkung
erzielt.
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Damit
der Schmierstoffabstreifer für
entgegengesetzte Abstreifrichtungen verwendbar ist, wird ferner
vorgeschlagen, das Abstreiferelement mit zwei Abstreiferflächen zu
versehen, welche bei montiertem Schmierstoffabstreifer in einer
tangential zur abzustreifenden Oberfläche verlaufenden Ebene betrachtet
spiegelsymmetrisch zueinander verlaufen. Auf diese Weise kann der
Schmierstoffabstreifer universell verwendet werden, wobei auch die
Laufrichtung der abzustreifenden Oberfläche relativ zum Abstreiferelement
unwesentlich ist, wodurch sich auch die Montage weiter vereinfacht.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt, wie er im nebengeordneten Anspruch 12 definiert
ist, betrifft die Erfindung eine insbesondere zur Verwendung in Schiffen,
stationären
oder Off-shore-Anlagen ausgelegte Gleitlageranordnung, die mit einem
erfindungsgemäßen Schmierstoffabstreifer
nach einem der Ansprüche
1 bis 11 ausgestattet ist.
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Weitere
Aufgaben, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung,
den Unteransprüchen
sowie der Zeichnung.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles sowie einer
Abwandlung des Ausführungsbeispieles
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Schmierstoffabstreifers
mit einer kanalförmigen Schmierstoffrückführung;
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2 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht des in 1 gezeigten
Schmierstoffabstreifers in seiner Einbaulage in einer Gleitlageranordnung;
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3 eine
entsprechend der 2 ausgeführte, teilweise geschnittene
Seitenansicht einer Abwandlung des in 2 gezeigten
Ausführungsbeispieles
mit schwimmend gelagertem Abstreiferelement;
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4 eine
perspektivische Darstellung eines Schmierstoffabstreifers nach dem
Stand der Technik;
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5 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht des in 5 gezeigten
Schmierstoffabstreifers nach dem Stand der Technik in seiner Einbaulage
in einer Gleitlageranordnung; und
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6 ein
schwimmend gelagertes Abstreiferelement nach dem Stand der Technik
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1 zeigt
in perspektivischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schmierstoffabstreifers 10.
Der Schmierstoffabstreifer 10 hat einen etwa rechteckigen,
plattenförmigen
Träger 12. An
der Unterseite des Trägers 12 ist
eine plane Erhebung 14 ausgeformt, die symmetrisch zwischen
den beiden kürzeren Längskanten 16 des
Trägers 12 angeordnet
ist. Benachbart zu der Erhebung 14 sind nahe jeder Längskante 16 an
der Unterseite zwei Aufnahmebohrungen 18 vorgesehen, die
jeweils mit einer Durchgangsbohrung 20 geringeren Durchmessers
fluchten (vgl. 2).
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An
der Erhebung 16 ist eine quer zur Längsrichtung des Trägers 12 verlaufende
gleichfalls rechteckige Halteplatte 22 befestigt. An der
Unterseite der Halteplatte 22 ist ein Abstreiferelement 24 sowie
eine benachbart zu diesem angeordnete als Kanal ausgebildete Schmierstoffrückführung 26 gehalten.
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Das
Abstreiferelement 24 hat einen im wesentlichen dreieckigen
Grundkörper,
wobei eine der Flächen
des Abstreiferelementes, die Fläche 28, etwa
parallel zur kürzeren
Längsseite
der Halteplatte 22 verläuft.
Die beiden anderen Flächen 30 und 32 sind
spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet und haben einen kreisbogenförmigen Verlauf.
Die Spitze des Abstreiferelementes 24 zeigt in Richtung
einer von einem umgebogenen Abschnitt 34 begrenzten Öffnung 36 der
Schmierstoffrückführung 26.
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Das
Abstreiferelement 24 ist aus einem mit einem Gleitmittel
versetzten Kunststoff gefertigt, im vorliegenden Fall aus Polyamid
6 (PA6), das mit MoS2 versetzt ist. Das
für das
Abstreiferelement 24 verwendete Polyamid 6 hat einen spezifischen Durchgangswiderstand
bestimmt nach IEC 60093 in einem Bereich von in einem Bereich von
1010 bis 1013 Ω·m, während sein
spezifische Oberflächenwiderstand
bestimmt nach IEC 60093 in einem Bereich von 1010 bis
1013 Ω liegt.
Der Träger 12,
die Platte 22 sowie die Schmierstoffrückführung 26 sind aus
einem Metallmaterial, im vorliegenden Fall aus einem Stahlblech
gefertigt und miteinander verschweißt. Das Abstreiferelement 24 ist
an der Platte 22 beispielsweise durch Kleben oder Verschrauben
befestigt.
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In 2 ist
in teilweise geschnittener Seitenansicht der in 1 gezeigte
Schmierstoffabstreifer 10 in seiner Einbaulage dargestellt.
In dem in 2 gezeigten Anwendungsfall wird
der Schmierstoffabstreifer 10 in einer Gleitlageranordnung 40 verwendet.
Die Gleitlageranordnung 40, die nur teilweise dargestellt
ist, dient zum Lagern einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden
Welle (nicht gezeigt), an der ein Festschmierring 42 drehfest
vorgesehen ist. Der Festschmierring 42 dient als Schmierstoffförderer und
fördert
Schmierstoff aus einem Reservoir unterhalb der Welle in den Bereich
der Gleitlagerstelle (nicht dargestellt). Am Gehäuse 44 der Gleitlageranordnung 40 ist
eine Montageöffnung 46 vorgesehen, die
durch einen mit Schrauben gesicherten Deckel 48 verschlossen
ist. Unterhalb des Deckels 48 ist am Gehäuse 44 eine
Befestigungsstelle in Form eines Absatzes 50 ausgebildet.
Auf diesem Absatz 50 liegt der Schmierstoffabstreifer 10 mit
seinem Träger 12 auf.
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Zur
Befestigung des Trägers 12 sind
in dem Absatz 50 mehrere Innengewinde 52 vorgesehen, von
denen in 2 nur eines dargestellt ist.
In das Gewinde ist eine Stiftschraube 54 eingeschraubt,
die durch die Aufnahmebohrung 18 und die Durchgangsbohrung 20 ragt.
Auf die Stiftschraube 54 ist ferner eine Justierfeder 56 aufgeschoben,
die in der Aufnahmebohrung 18 aufgenommen ist. Auf das
aus der Durchgangsbohrung 20 ragende Ende der Stiftschraube 54 ist
eine Bundmutter 58 aufgeschraubt, mit der Träger 12 an
dem Absatz 50 gesichert und gegen die gespannte Justierfeder 56 beabstandet
ist.
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Der
Schmierstoffabstreifer 10 ist so auf dem Absatz 50 im
Gehäuse 44 positioniert,
dass das Abstreiferelement 24 mit geringem Abstand (beispielsweise
0,3 bis 0,5 mm) zur Mantelfläche
des Festschmierringes 42 an dessen höchster Stelle angeordnet ist.
Bei einer Drehung der Welle, wie sie durch den Pfeil P angedeutet
ist, nimmt der Festschmierring 42 Schmierstoff auf. Der
Schmierstoff wird anschließend
von dem Abstreifelement 24 von der Mantelfläche entfernt,
anschließend
in die Schmierstoffzuführung 26 gebracht
und zur Gleitlagerstelle gefördert.
Durch die Verwendung von Polyamid 6 für das Abstreiferelement 24 kommt
es zu keiner Ladungstrennung und damit auch nicht mehr zu einer
Aufladung des Schmierstoffabstreifers 10, so dass eine elektrische
Isolierung, wie sie bislang bei den bekannten Schmierstoffabstreifen
erforderlich war, nicht mehr notwendig ist. Ferner ist die elektrische Verbindung
zwischen dem Festschmierring 42 und dem Schmierstoffabstreifer 10 durch
das isolierend wirkende Abstreiferelement 24 unterbrochen.
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In 3 ist
ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel
des in den 1 und 2 gezeigten Schmierstoffabstreifers 10 gezeigt.
Bei diesem abgewandelten Ausführungsbeispiel
ist die Platte 22 durch eine Schraubverbindung 38 lösbar mit
dem Träger 12 verbunden,
wobei die Schraubverbindung 38 so ausgelegt ist, dass die
Platte 22 gemeinsam mit dem Abstreiferelement 24 Ausgleichsbewegungen
vollziehen kann.
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Das
gezeigte Ausführungsbeispiel
sowie dessen Abwandlung stellen nur eine von vielen möglichen
Varianten dar. So liegt es auch im Rahmen der Erfindung, sowohl
den Träger 12 und
das Abstreiferelement 24 als auch nur den Träger 12,
oder nur das Abstreiferelement 24 aus einem elektrisch
isolierenden Material zu fertigen.
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- 10
- Schmierstoffabstreifer
- 12
- Träger
- 14
- Erhebung
- 16
- Längskanten
- 18
- Aufnahmebohrungen
- 20
- Durchgangsbohrungen
- 22
- Halteplatte
- 24
- Abstreiferelement
- 26
- Schmierstoffzuführung
- 28
- Fläche
- 30
- bogenförmig verlaufende
Fläche
- 32
- bogenförmig verlaufende
Fläche
- 34
- umgebogener
Abschnitt
- 36
- Öffnung
- 38
- Schraubverbindung
- 40
- Gleitlageranordnung
- 42
- Festschmierring
- 44
- Gehäuse
- 46
- Montageöffnung
- 48
- Deckel
- 50
- Absatz
- 52
- Gewinde
- 54
- Stiftschraube
- 56
- Justierfeder
- 58
- Bundmutter
- 100
- Schmierstoffabstreifer
- 102
- Gleitlageranordnung
- 104
- Träger
- 106
- Abstreiferelement
- 108
- Metallbleche
- 110
- Schmierstoffzuführung
- 112
- Befestigungsstelle
- 114
- Festschmierring
- 116
- Gewinde
- 118
- Stiftschraube
- 120
- Justierfeder
- 122
- Isolierhülse
- 124
- Aufnahmebohrung
- 126
- Beilagscheibe
- 128
- Isolierscheibe
- 130
- Durchgangsbohrung
- 132
- Isolierhülse
- 134
- Isolierscheibe
- 136
- Bundmutter