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Die Erfindung bezieht sich auf Steuermittel zur separaten Zuführung eines fluiden Mediums in einem Aggregat mit reversierendem Betrieb. Ein derartiges Steuermittel bildet insbesondere eine umsteuerbare Vorrichtung zur kontinuierlichen Zuführung eines fluiden Mediums zu einem Aggregat mit reversierendem Betrieb unabhängig von der Drehrichtung mit einer bei Änderung der Drehrichtung automatisch ausgelösten Umschaltvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines solchen Steuermittels sowie eine reversierende Antriebsspindel, steuerbar durch ein solches Steuermittel.
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Aus der
DE-OS 22 42 229 ist ein Verteiler für die dosierte Zuführung von flüssigen Medien zu rotierenden Gleitflächen bekannt. Die Dosierung erfolgt durch ein rotierendes Schaufelrad, bei dem durch unterschiedliche Längen der Schaufelräume den einzelnen Gleitflächen je nach Höhe der Belastung verschieden große Mengen von Schmiermitteln zugeführt werden. Diese Art der Zuführung berücksichtigt nicht die Besonderheiten, die bei der Schmierung von rotierenden Gleitflächen insbesondere an Gelenkspindeln entstehen. Bei Gelenkspindeln müssen die völlig andersartigen Belastungen unterschieden werden, denen die rotierenden Gleitflächen bei reversierendem Betrieb in beiden Drehrichtungen oder bei kontinuierlichem Betrieb in nur einer Drehrichtung ausgesetzt sind.
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Bei den unterschiedlichen Beugungswinkeln, denen die Gelenkspindeln ausgesetzt sind, entsteht an den Gleitflächen der Gelenke Mischreibung, bedingt durch die oszillierenden Bewegungen der aufeinander arbeitenden Gleitflächen. Bei Mischreibung entsteht infolge der hohen Reibungszahl zwischen den verschiedenen Gleitwerkstoffen eine verhältnismäßig große Reibungswärme, die abgeführt werden muss. Das zur Erreichung einer hohen Standzeit der Gleitelemente zu lösende Problem besteht darin, einerseits alle Teilflächen der gesamten Gleitfläche ausreichend zu schmieren und andererseits Reibungswärme ausreichend abzuführen. Deshalb werden im allgemeinen für die Anordnung der Schmier- und Kühlkanäle die Gesamtgleitflächen in vier Teilgleitflächen je Gelenkstein, also in acht je Gelenk unterteilt, wobei jede Teilgleitfläche durch eine besondere Leitung mit Schmiermitteln versorgt wird, um eine für alle Teile der Gleitflächen ausreichende Schmierung und Abfuhr der Reibungswärme sicherzustellen. Bei kontinuierlichem Betrieb von Gelenkspindeln werden vier Teilgleitflächen dauernd durch die Übertragung des Drehmoments belastet, während die restlichen vier unbelastet bleiben. Bei reversierendem Betrieb werden ebenfalls vier Teilgleitflächen durch die Übertragung des Drehmoments belastet, während die vier restlichen unbelastet sind. Jedoch bleibt die Belastung nur bei einer Drehrichtung bestehen. Ändert sich die Drehrichtung, so werden die belasteten Teilgleitflächen unbelastet und die unbelasteten belastet. Jede Änderung der Drehrichtung bringt auch eine Änderung der Belastung mit sich, so dass durch den reversierenden Betrieb ein stetiger Wechsel der Belastung stattfindet.
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Ein weiteres Problem bei dem bekannten Verteiler ist außerdem, dass die Schmiermedien von den Gleitflächen in Freie ausströmen. Infolge der beschränkten Platzverhältnisse können keine besonderen Vorrichtungen eingebaut werden, um diese aufzufangen. Gelenksteine aus metallischen Werkstoffen müssen mit ölhaltigen Medien geschmiert und gekühlt werden. Beim Ausströmen ins Freie verunreinigen diese die Betriebsanlagen und Betriebsmittel wie Kühlwasser.
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Die belasteten Teilgleitflächen müssen mit den ihnen zugeführten Medien die Gesamtbelastung aufnehmen und die Schmierung und Kühlung übernehmen. Bei den bisherigen Schmiersystemen werden den belasteten und den unbelasteten Teilgleitflächen die gleichen Mengen an Medien zugeführt. Das bedeutet, dass dadurch die Hälfte der zugeführten Medien für die Schmierung und Kühlung verlorengeht.
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Durch die
DE-OS 28 46 594 ist ein Verteilerring für die Zufuhr von flüssigen oder vernebelten Schmiermitteln zur Schmierung und Abfuhr der entstehenden Reibungswärme bei rotierenden oder anderen Gleitflächen im reversierenden oder kontinuierlichen Betrieb bekannt geworden. Das Schmiermittel soll hierbei in großer Menge für die Schmierung Kühlung der belasteten Gleitflächen und in kleiner Menge für die Vermeidung des Trockenlaufs der unbelasteten Gleitflächen dosiert zugeführt werden. Es ist vorgesehen, dass bei reversierendem Betrieb unabhängig von der Drehrichtung die Gleitflächen durch eine bei der Änderung der Drehrichtung automatisch ausgelöste Umschaltung von einem auf ein anderes Versorgungssystem für die Gleitflächen dosiert mit dem Schmiermittel versorgt werden.
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Für den reversierenden Betrieb wird der Verteilerring mit zwei nebeneinanderliegenden Schaufelrädern ausgeführt. Das eine Schaufelrad erhält das Schaufelsystem für die Schmierung bei Rechtsdrehung, bestehend aus vier großen Schaufelräumen zur Schmierung der belasteten Gleitflächen und vier kleine Schaufelräume zur Schmierung der unbelasteten Gleitflächen, die deshalb klein gehalten sind, da sie nur den Trockenlauf der unbelasteten Gleitflächen verhindern sollen. Das andere Schaufelrad erhält das gleiche Schaufelsystem für die Schmierung bei Linksdrehung. Das Schmiermittel wird den Schaufelrädern von zwei Leitungen zugeführt, wobei in jeder Leitung vor dem Verteiler ein ferngesteuertes Ventil eingebaut ist, das bei jeweiligem Drehsinn den Zufluss zu dem entsprechenden Schaufelsystem freigibt und das andere verschließt.
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Die zugeführten Schmiermedien fließen aus den Schaufelräumen durch je eine Bohrung ab. Der Zufluss der Schmiermedien zu jeder Gleitfläche wird dadurch erreicht, dass an jedem Ausfluss eines Schaufelraumes ein Rückschlagventil eingebaut ist, das nur den Ausfluss in Richtung zu den Gleitflächen zulässt. Beide Auslässe der Rückschlagventile werden durch eine Leitung verbunden, von der aus die Zuflussleitung zu den Gleitflächen abgeht. Dadurch wird verhindert, dass ein Zufluss von Medien vom Schaufelsystem für die Rechtsdrehung in das Schaufelsystem für die Linksdrehung erfolgen kann.
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Darüber hinaus ist aus der
DE 102 36 085 B3 eine hydromechanische Antriebsvorrichtung bekannt, mittels welcher für den Betrieb von Bandfiltereinrichtungen Vorschubbewegungen eines bandförmigen Filtermaterials in Abhängigkeit von dem in dem zu filternden Fluid herrschenden Druck erzeugbar ist. Die hydromechanische Antriebsvorrichtung umfasst einen Hydrospeicher mit einem einen ersten und einen zweiten Speicherraum trennenden, beweglichen Trennelement, das auf seiner an dem ersten Speicherraum angrenzenden Seite mit dem darin herrschenden Druck des zu filternden Fluids beaufschlagbar ist. Des Weiteren umfasst die hydromechanische Antriebsvorrichtung eine eine Bewegung des Trennelements in die Vorschubbewegung umsetzende Mechanik sowie eine Drucksteuereinrichtung, um in dem zweiten Speicherraum in Abhängigkeit von der Höhe eines Drucks und/oder eines Verschmutzungsgrades des zu filternden Fluids einen demgegenüber niedrigeren, die Bewegung des Trennelements bewirkenden Druck zu erzeugen. Diese Drucksteuereinrichtung umfasst ein an einer plan ausgebildeten Speicherinnenwand des Membranspeichers entlang rollendes Rollenelement, wobei das Rollenelement an einem ersten Ende eines federnden Teleskoparmelements eines Ventilkörpers gehaltert ist. In Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers können Fluidanschlüsse
47 oder
49 geschaltet werden.
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Des Weiteren ist aus der
DE 43 34 387 A1 ein Umschaltventil bekannt, welches ein Gehäuse mit einem Eintrittsraum und zwei Austrittsräumen umfasst, wobei der Eintrittsraum jeweils mittels eines Öffnungsquerschnitts mit den Austrittsräumen verbunden ist. Diese Öffnungsquerschnitte können mithilfe einer Lageveränderung eines Ventilkörpers verändert werden, wobei der Ventilkörpers durch eine Spindel betätigbar ist, um die Lageveränderung zu bewirken. Je nach Stellung des Ventilkörpers kann ein sich in dem Eintrittsraum befindlichen Medium den Austrittsräumen zugeteilt werden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Steuermittel der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass eine Umkehr der Bewegungsrichtung in einer Vorrichtung zur Zuführung eines Medienstroms leicht realisiert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Steuermittel eine auf einer bogenförmigen Laufbahn bewegliche Steuerrolle umfasst, die je nach der auf der Laufbahn eingenommenen Position die Zuführung des Mediums einer Verteilerleitung zuordnet.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Zu- und Abführung von Fluiden in jeglicher Form, insbesondere Öle oder andere Flüssigkeiten, Gase, insbesondere Öl-Luft-Nebel, etc..
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Mit Vorteil ist die Steuerrolle in einer um einen Drehpunkt oder durch eine kraftschlüssige Balancierung schwenkbaren Schaltwippe gelagert die die bogenförmige Laufbahn bildet.
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Vorzugsweise werden Haltemittel zum Halten der Steuerrolle in einer von zwei Endpositionen auf der Laufbahn vorgesehen, wobei die Steuerrolle auf einer der Laufbahn gegenüberliegenden Fläche abrollt oder abrollbar ist und der Drehpunkt der Schaltwippe sowie die gegenüberliegende Fläche relativ zueinander bewegbar sind.
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Vorzugsweise umfassen die Haltemittel zum Halten der Steuerrolle jeweils zwei Lagerrollen, zwischen denen sich die Steuerrolle in jeder der beiden Endlagen der Schaltwippe positionieren lässt.
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Ebenso ist von Vorteil, wenn die Haltemittel wenigstens eine Druckfeder umfassen, die im Bereich jeder der beiden Endlagen der Schaltwippe zwischen der Steuerrolle und der Lauffläche der Steuerrolle auf der Schaltwippe angeordnet sind.
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Vorzugsweise werden über die Schaltwippe zwei Schieber betätigt, die mit Durchlässen für das fluide Medium ausgestattet sind und die im Wechsel eine Leitung zur Zuführung des Mediums öffnen oder schließen.
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Alternativ zur oben aufgeführten Vorrichtung lässt sich gemäß der Erfindung vorsehen, dass die Umschaltvorrichtung eine kraftschlüssige Balancierung mit durch Federkraft anpressbaren Schiebern mit Haltemitteln zum Halten der Steuerrolle in einer von zwei Endpositionen auf einer schwenkbaren Laufbahn umfasst, wobei die Steuerrolle auf einer der Laufbahn gegenüberliegenden Fläche abrollt oder abrollbar ist und der Drehpunkt der Laufbahn sowie die gegenüberliegende Fläche relativ zueinander bewegbar sind.
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Das Funktionsprinzip der Erfindung beruht auf der Relativbewegung von Kreisen und ebenen oder gekrümmten Flächen, beispielsweise Wälzlagern. Bewegt sich eine Fläche relativ zu einer anderen und sind diese Flächen durch einen rollen- oder kugelförmigen Körper verbunden, so bewegt sich der Rollkörper mit entsprechender Geschwindigkeit mit. Diese Bewegung würde wie bei einem Wälzlager umlaufend sein.
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Um eine definierte Position der Wippe einzustellen, sind an den beiden Enden der Wippe Laufrollen angebracht, die mit ihrem Außendurchmesser etwas über die Wippenlauffläche überstehen. Bei bewegter Welle rollt der Rollkörper, beispielsweise aus der Mittellage der Wippe in Richtung der Wellendrehrichtung und drückt die Wippe in Drehrichtung nach unten.
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Erreicht der Rollkörper die Lagerrolle, läuft der Körper von der Wippenbahn auf diese Rollen auf. Die Rollen nehmen jetzt die relative Bewegung des Rollkörpers in ihrer Eigenbewegung auf. Der Rollkörper bleibt jetzt relativ zur Wippenachse in einer festen Rollposition. Bei Drehrichtungsänderung rollt der Rollenkörper zurück auf die Wippenbahn und wird auf der zweiten Rollenanordnung aufgenommen.
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Die Erfindung ist vorzugsweise für den Einsatz an Antriebsspindeln in reversierenden Walzwerksvorgerüsten zur Verteilung des Schmiermittels geeignet, lässt sich aber auch für eine Vielzahl anderer Anwendungsfälle einsetzen. Im Falle reversierender Flachzapfenspindeln wird die Verteilung des Schmierstoffs so gesteuert, dass vor allem belastete Flächen der Spindel geschmiert werden. Durch den Einsatz der Schaltwippe lässt sich bei gleichbleibender Leistungsfähigkeit der Spindeln der Schmierstoffverbrauch erheblich reduzieren.
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Daher bezieht sich die Erfindung auch auf die Verwendung eines Steuermittels, wie es oben näher beschrieben wurde, in einem reversierenden Walzwerksgerüst, insbesondere in einem Walzwerksvorgerüst. Bei dieser Verwendung kommt insbesondere eine reversierende Antriebsspindel zum Einsatz, der das Schmiermittel je nach ihrer Drehrichtung über eine der beiden Verteilerleitungen zugeführt wird.
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Ferner betrifft die Erfindung eine reversierende Antriebspindel, insbesondere in einem Walzwerksgerüst, die mit einem Steuermittel ausgestattet ist, wie es oben beschrieben wurde.
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Nachstehend wird die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf eine erste Anordnung aus einer mit einem Wellenring ausgestatteten Welle, die sich innerhalb eines Gehäuses dreht, teilweise geschnitten entlang einer Schnittlinie B-B aus 2,
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2 eine Schnittansicht der Anordnung gemäß 1, geschnitten entlang einer Schnittlinie A-A aus 1,
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3 eine weitere Draufsicht auf die Anordnung gemäß 1, in der die Medienzuführung angedeutet ist,
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4 ein vergrößertes Detail Z aus der Schnittansicht gemäß 2, wobei eine Schaltwippe in einer ersten Stellung dargestellt ist,
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5 dasselbe Detail Z, wobei die Schaltwippe in einer zweiten Stellung dargestellt ist,
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6, 7 ein gegenüber einer zweiten, ortsfesten und mit einer Schaltwippe ausgestatteten Anordnung verschiebbares Profil, wobei die Schaltwippe in Schaltpositionen dargestellt ist, in einer Schnittansicht entlang Schnittlinie A-A gemäß einer Draufsicht aus 8 und
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8 die Draufsicht auf die Anordnung und das Profil.
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Eine Anordnung 1 (1) umfasst ein sich zusammen mit einem Wellenring 2 in einem Gehäuse 3 drehende Welle 4. Innerhalb des Wellenrings 2 verläuft eine Leitung 5 (2, 3) zur Zuführung eines fluiden Mediums, insbesondere eines Schmiermittels, das über Verteilerleitungen 6, 7 in das Innere der Welle 4 gelangt. Über Schieber 8, 9 wird mittels Durchlässen 10, 11 entweder die Verteilerleitung 6 für die Zuführung des Mediums geöffnet und die Verteilerleitung 7 geschlossen (4) oder umgekehrt (5). Über eine um einen Drehpunkt 12 schwenkbare Schaltwippe 13 werden gleichzeitig die beiden Schieber 8, 9 von der in 4 dargestellten Position in die in 5 dargestellte Position hin- und herbewegt, je nach dem, wie es für die entsprechend dem Drehsinn der Welle 4 erforderliche Beaufschlagung mit Schmiermittel vorgesehen ist. Der Drehpunkt 12 befindet sich an einer Halterung 14, die ihrerseits wie die Schieber 8, 9 von einer Anordnung 15 aufgenommen wird, die den Wellenring 2 und die Welle 4 übergreift.
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Die Schaltwippe 11 weist auf ihrer Oberseite eine konvex gekrümmte Laufbahn 12 zur Führung einer Steuerrolle 15 auf, deren Bewegbarkeit zwischen den Endpunkten der Schaltwippe 13 begrenzt ist, an denen sich Lagerrollen 16 befinden, zwischen denen die Steuerrolle 15 eine während der Drehung der Welle 4 in der einen Richtung gegenüber dem Gehäuse 1 eine stabile Position findet, während sie bei Wechsel des Drehsinns der Welle 4 infolge der Reibung in die andere Drehrichtung umgelenkt wird, so dass die Schaltwippe 13 in die andere Richtung umschwenkt und damit die Fließrichtung des Mediums statt durch die Verteilerleitung 6 durch die Verteilerleitung 7 führt (5).
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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung (6–8) ist in einer ortsfesten Vorrichtung 17 eine Anordnung 18 integriert, gegenüber der ein beispielsweise mit einer Spindel zusammenhängendes Profil 19 in Richtung eines Doppelpfeils P beweglich angeordnet ist. Auch in diesem Fall lässt sich die Zuführungsrichtung eines in Leitung 5 strömenden Mediums je nach Position des Profils 19 umschalten. Hierzu wird nach dem oben dargestellten Prinzip die Steuerrolle 15 in ihrer Position verlagert, wenn sich das Profil 19 gegenüber der Vorrichtung 17 bewegt, und verbleibt infolge der Haftreibung und der Lagerung auf den Lagerrollen 16 in dieser Position verbleibt, bis erneut das Profil 19 in die entgegengesetzte Richtung verschoben wird.
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Somit lassen sich durch den Einsatz der Schaltwippe 13 in Verbindung mit der Steuerrolle 15 eine Vielzahl von Anwendung verwirklichen, in denen bewegliche Elemente ein Drehmoment über die Steuerrolle 15 auf feste Bauelemente übertragen und sich dadurch die Steuerrolle 15 bewegt und gleichzeitig die Schaltstellung der Schaltwippe 13 verändert, so dass eine Medienzuführung umgeschaltet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anordnung
- 2
- Wellenring
- 3
- Gehäuse
- 4
- Welle
- 5
- Leitung
- 6
- Verteilerleitung
- 7
- Verteilerleitung
- 8
- Schieber
- 9
- Schieber
- 10
- Durchlass
- 11
- Durchlass
- 12
- Drehpunkt
- 13
- Schaltwippe
- 14
- Halterung
- 15
- Steuerrolle
- 16
- Lagerrollen
- 17
- Vorrichtung
- 18
- Anordnung
- 19
- Profil
