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Die Erfindung betrifft ein Schmiermittelverteilsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus der
DE 10 2010 049 944 A1 ist ein Linearwälzlager mit einem Führungswagen bekannt, der zwei Schmiermittelverteilsysteme umfasst. Der Führungswagen umfasst vier Reihen von endlos umlaufenden rollenförmigen Wälzkörpern. An seinen beiden Längsstirnseiten ist jeweils eine gesonderte Umlenkbaugruppe angeordnet, die gebogene Umlenkkanäle für die Wälzkörper enthält. In jeder der beiden Umlenkbaugruppen ist ein Schmiermittelverteilsystem angeordnet, um die Wälzkörper zu schmieren. Dabei sind insgesamt drei Zuführanschlüsse vorgesehen, an die eine Zentralschmieranlage oder ein Schmiernippel angeschlossen werden kann. Hierfür wird jeweils nur ein einziger Zuführanschluss genutzt, wobei die verbleibenden Zuführanschlüsse verschlossen werden. In der Umlenkplatte der Umlenkbaugruppe ist ein einziger zentraler Durchgang vorgesehen, der in Form einer Übergabebohrung ausgebildet ist, die in Bewegungsrichtung des Linearwälzlagers verläuft. Eingangsseitig sind die Zuführanschlüsse an den zentralen Durchgang angeschlossen, so dass das gesamte zugeführte Schmiermittel über den zentralen Durchgang fließt. Jeder Wälzkörperreihe ist eine Auslassöffnung zugeordnet, an der die Wälzkörper in kurzem Abstand vorbei laufen. Jeweils zwei Auslassöffnungen sind an ein zugeordnetes erstes und zweites Ventil angeschlossen, das von einer biegeelastischen Ventilklappe gebildet wird, welche einstückig mit der Umlenkplatte ausgebildet ist. Das erste und das zweite Ventil sind ausgangsseitig an den zentralen Durchgang angeschlossen.
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Durch das erste und das zweite Ventil soll erreicht werden, dass das Schmiermittelverteilsystem nicht leer läuft, wenn längere Zeit kein Schmierstoff zugeführt wird. Das bekannte Schmiermittelverteilsystem ist so ausgelegt, dass der Fließwiderstand für den Schmierstoff von einer Zuführöffnung zu allen Auslassöffnungen hin gleich groß ist. Insbesondere sind die sich entsprechenden Kanalabschnitte des verzweigten Kanalsystems jeweils gleich lang ausgebildet. Es hat sich jedoch gezeigt, dass das bekannte Schmiermittelverteilsystem die beiden genannten Anforderungen nur näherungsweise erfüllt. Dies ist insbesondere dann kritisch, wenn dem Linearwälzlager nur eine sehr kleine Schmierstoffmenge, insbesondere Schmieröl, zugeführt werden soll, die gerade noch ausreicht, um einen frühzeitigen Ausfall des Linearwälzlagers wegen Schmierstoffmangel zu vermeiden. Kommt es in diesem Fall zu einer ungleichförmigen Schmierstoffverteilung auf die vier Auslassöffnungen, so ist die Wälzkörperreihe, die am wenigsten Schmierstoff erhält, vom vorzeitigen Ausfall bedroht. Als besonders kritisch hat sich hier der Einbaufall erwiesen, bei der die Führungsschiene horizontal an einer senkrechten Wand montiert wird, so dass zwei der Wälzkörperreihen unterhalb der beiden anderen Wälzkörperreihen angeordnet sind. In diesem Fall erhalten aufgrund der Schwerkraftwirkung die beiden unteren Wälzkörperreihen mehr Schmieröl als die beiden oberen Wälzkörperreihen. Darüber hinaus kann durch das weiter oben angeordnete erste oder zweite Ventil Luft in das Schmiermittelverteilsystem gelangen, so dass das Schmieröl sehr leicht durch das weiter unter angeordnete Ventil austreten kann, wenn dieses nicht vollkommen dicht schließt. Weiter kann es vorkommen, dass eines der beiden Ventile nicht richtig oder überhaupt nicht öffnet, so dass die beiden zugeordneten Wälzkörperumläufe nicht ausreichend mit Schmiermittel versorgt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehenden Probleme zu überwinden.
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Gemäß dem selbständigen Anspruch wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das erste und das zweite Ventil mit einer zugeordneten ersten und einer zweiten Stellvorrichtung versehen sind, die an eine Steuereinheit anschließbar sind. Bei der Stellvorrichtung kann es sich einerseits um eine Vorrichtung handeln, welche die Stellung des zugeordneten Ventils überwacht. Es kann aber auch daran gedacht sein, dass die Stellvorrichtung die Schaltstellung des Ventils verstellen kann. Höchst vorzugsweise führt die Stellvorrichtung beide Funktionen aus. Hierdurch wird sichergestellt, dass das erste und das zweite Ventil korrekt arbeiten, so dass der zugeführte Schmierstoff gleichmäßig auf alle Auslassöffnungen verteilt wird. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass durch das geschlossene erste und zweite Ventil keine Luft in das Schmiermittelverteilsystem eindringt.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
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Das erste und/oder das zweite Ventil können als Rückschlagventile ausgebildet sein, die einen Schmiermittelstrom ausschließlich vom zentralen Durchgang zu den Auslassöffnungen zulassen. Hierdurch wird, ohne dass eine aktive Ansteuerung der Ventile erforderlich ist, die gewünschte Funktion der Ventile erreicht. Das erfindungsgemäße Schmiermittelverteilsystem funktioniert auch dann noch, wenn die Steuereinheit ausgeschaltet ist. Durch die erfindungsgemäße Stellvorrichtung wird die Zuverlässigkeit des ersten bzw. des zweiten Ventils weiter erhöht.
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Das erste und/oder das zweite Ventil können einen beweglichen Ventilkörper aufweisen, der von einer vorgespannten Feder gegen einen Ventilsitz gedrückt wird. Ein derartiges Ventil schließt besonders dicht. Die Feder ist dabei vorzugsweise so eingebaut, dass die Federkraft den Ventilkörper von den Auslassöffnungen weg gegen den Ventilsitz drückt. Hierdurch wird sichergestellt, dass keine Luft in das Schmiermittelverteilsystem gelangt, selbst wenn die Steuereinheit außer Betrieb ist.
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Der Ventilkörper kann einen langgestreckten Stellabschnitt aufweisen, der in Wirkverbindung mit der zugeordneten ersten bzw. zweiten Stellvorrichtung steht. Die Schmierkanäle des Schmiermittelverteilsystems haben einen kleinen Durchmesser, der nicht ausreicht, um die Stellvorrichtung direkt dort zu integrieren. Durch den Stellabschnitt soll eine Bewegungskopplung zwischen erster Stellvorrichtung und dem Ventilkörper hergestellt werden, so dass die Stellvorrichtung insbesondere außen an dem Führungswagen angebracht werden kann.
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Die erste und/oder die zweite Stellvorrichtung können einen elektrischen Schalter umfassen, der von dem Stellabschnitt betätigt wird. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Überwachung der Schaltstellung des ersten bzw. des zweiten Ventils erreicht werden.
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Die erste und/oder die zweite Stellvorrichtung können einen Elektromagneten umfassen, der auf den Stellabschnitt magnetisch einwirkt. Hierdurch kann auf einfache Weise eine aktive Verstellung der Schaltstellung des ersten bzw. des zweiten Ventils erreicht werden.
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Das Schmiermittelverteilsystem ist vorzugsweise Bestandteil eines Schmiersystems, wobei die erste und die zweite Stellvorrichtung an die Steuereinheit angeschlossen sind.
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Der wenigstens eine Zuführanschluss des Schmiermittelverteilsystems kann an einen zugeordneten Kolbenverteiler angeschlossen sein, der an die Steuereinheit angeschlossen ist. Kolbenverteiler sind beispielsweise aus dem Prospekt der Firma SKF bekannt, der am 18.10.2012 unter der Internetadresse http://www.hainzl.at/uploads/media/1-5001-DE.pdf abrufbar war. Mittels derartiger Kolbenverteiler können mehrere Schmierstellen mittels einer einzigen Schmierölpumpe mit Schmierstoff versorgt werden. Die Kolbenverteiler sind dabei parallel mit der Schmierölpumpe verbunden, wobei unmittelbar nach der Pumpe ein einziges zentrales Schmierventil angeordnet ist, mit dem die Verbindung zwischen den Kolbenverteilern geöffnet und geschlossen werden kann. Sobald das Schmierventil geöffnet wird, fördern die Kolbenverteiler ein exakt bestimmtes Schmiermittelvolumen zu den zugeordneten Schmierstellen. Wenn das Schmierventil geschlossen wird, kehren die Kolbenverteiler wieder in ihre Grundstellung zurück, so dass sie für den nächsten Schmierimpuls bereit sind. Mittels derartiger Kolbenverteiler können sehr kleine und dabei exakt definierte Schmierstoffmengen zu den zugeordneten Schmierstellen gefördert werden, insbesondere so kleine Schmierstoffmengen, die gerade noch ausreichen, um das vorliegende Linearwälzlager ausreichend zu schmieren.
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Die Steuereinheit kann derart eingerichtet sein, dass sie einen Fehlerzustand anzeigt, wenn der Kolbenverteiler betätig wird, wobei die erste und/oder die zweite Stellvorrichtung einen geschlossenen Zustand des zugeordneten ersten bzw. zweiten Ventils anzeigen oder bewirken. Hierdurch kann ein Funktionsfehler des ersten bzw. des zweiten Ventils sicher erkannt werden. Aufgrund der Fehleranzeige kann der Benutzer des Linearwälzlagers Maßnahmen einleiten, um die Funktionsstörung des ersten bzw. des zweiten Ventils zu beheben. Dabei ist vorzugsweise daran gedacht, den Führungswagen komplett durch einen neuen Führungswagen zu ersetzen und zwar noch ehe die Wälzkörper oder die zugeordneten Laufbahnen wegen Schmierstoffmangel zerstört wurden. Durch die Vorhersehbarkeit des bevorstehenden Schadens kann die Stillstandzeit der Maschine, in der das Linearwälzlager eingebaut ist, auf ein Mindestmaß reduziert werden.
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Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Schmiermittelverteilsystem in den Führungswagen eines Linearwälzlagers eingebaut.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
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1 eine grobschematische Darstellung eines Schmiersystems mit einem erfindungsgemäßen Schmiermittelverteilsystem.
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1 zeigt eine grobschematische Darstellung eines Schmiersystems
10 mit einem erfindungsgemäßen Schmiermittelverteilsystem
20. Dieses Schmiermittelverteilsystem
20 ist zum Einbau in die beiden Umlenkbaugruppen des Führungswagens gemäß der
DE 10 2010 049 944 A1 vorgesehen, wobei die dortigen Ventilklappen entfallen. Der gesamte Inhalt der
DE 10 2010 049 944 A1 wird in Bezug genommen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.
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Das Schmiersystem 20 umfasst eine Pumpe 15, über die Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, aus einem Tank 16 angesaugt wird. Druckseitig ist an die Pumpe 15 wenigstens ein Schmierventil 12 angeschlossen, an das wiederum mehrere Kolbenverteilter 13; 14 parallel angeschlossen sind, über die verschiedene Schmierstellen einer (nicht dargestellten) Maschine mit Schmiermittel versorgt werden. Eine dieser Schmierstellen sind die vier Wälzkörperreihen 26 in dem Führungswagen eines Linearwälzlagers, das Bestandanteil der genannten Maschine ist. Diese werden von einem einzigen Kolbenverteilter 13 mit Schmiermittel versorgt. Das Schmierventil 12, welches wahlweise in eine geschlossene und eine geöffnete Schaltstellung geschaltet werden kann, wird von einer Steuereinheit 11 betätigt, bei der es sich beispielsweise um eine speicherprogrammierbare Steuerung handeln kann, die vorzugsweise auch weitere Funktionen der genannten Maschine steuert.
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In jeder der beiden Umlenkbaugruppen des Führungswagens des Linearwälzlagers ist das Schmiermittelverteilsystem 20 untergebracht. Außen an der Umlenkbaugruppe bzw. an dem Schmiermittelverteilsystem 20 sind beispielsweise drei Zuführanschlüsse 21; 22; 23 vorgesehen, die beispielsweise als Gewindebohrungen ausgebildet sind. An einen ersten Zuführanschluss 21 ist der Kolbenverteiler 13 angeschlossen, wobei die beiden anderen Zuführanschlüsse 22; 23 beispielsweise mit einem Gewindestift dicht verschlossen sind.
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Alle drei Zuführanschlüsse 21, 22; 23 sind eingangsseitig parallel an einem zentralen Durchgang 24 angeschlossen. Bei dem zentralen Durchgang 24 handelt es sich um einen geschlossenen, verzweigungsfreien Kanal, der beispielsweise eine kreisförmige Querschnittsform aufweist. Die Länge des zentralen Durchgangs 24 kann nahezu beliebig kurz ausgebildet sein, es kommt einzig darauf an, dass der Schmierstoff unabhängig davon, welcher der Zuführanschlüsse 21; 22; 23 benutzt wird, durch den zentralen Durchgang 24 fließen muss, um zu den Auslassöffnungen 25 zu gelangen.
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Ausgangsseitig sind ein erstes und ein zweites Ventil 30; 31 an den zentralen Durchgang 24 angeschlossen und zwar über den ersten und den zweiten Durchgang 40; 41. Der erste und der zweite Durchgang 40; 41 sind dabei vorzugsweise so gestaltet, dass sie dem Schmiermittel den gleichen Fließwiderstand entgegen setzen.
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Höchst vorzugsweise sind der erste und der zweite Durchgang 40; 41 deshalb spielgelsymmetrisch zu einander ausgebildet.
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Das erste und das zweite Ventil
30;
31 sind integriert in die Umlenkbaugruppe des Führungswagens entsprechend der
DE 10 2010 049 944 A1 ausgebildet. Dementsprechend wird das Gehäuse
39 des ersten bzw. des zweiten Ventils
30;
31 von der genannten Umlenkbaugruppe gebildet, die aus Kunststoff besteht. In dem Gehäuse
39 ist ein Ventilkörper
34 aufgenommen, der von einer vorgespannten Feder
35 gegen einen Ventilsitz
36 gedrückt wird, so dass das erste bzw. das zweite Ventil
30;
31 im Ausgangszustand dicht verschlossen sind. Dementsprechend kann kein Schmiermittel aus dem Schmiermittelverteilsystem
20 entweichen und keine Luft von außen in das Schmiermittelverteilsystem
20 eindringen. Bei dem Ventilkörper
34 kann es sich um eine Kugel oder (wie dargestellt) um ein tiefgezogenes Blechteil handeln, welches die Form eines Hutes aufweist. Der Ventilkörper
34 ist in einer kreiszylindrischen Bohrung im Gehäuse
39 aufgenommen, so dass er linearbeweglich geführt ist. Bei der Feder
35 handelt es sich vorzugsweise um eine Schraubenfeder. Die Kombination aus dem genannten Blechteil und der Schraubenfeder wird auch Federhülse genannt und ist am Markt als Normteil erhältlich.
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Der erste und der zweite Durchgang 40; 41 sind auf der von der Feder 35 abgewandten Seite an den Ventilsitz 36 angeschlossen. Dementsprechend kann Schmiermittel, das vom ersten bzw. zweiten Durchgang 40; 41 her anströmt, den Ventilkörper 34 vom Ventilsitz 36 abheben, so dass das erste bzw. das zweite Ventil 30; 31 öffnet. Hierdurch wird die Verbindung zum dritten und zum vierten Durchgang 42; 43 freigegeben, die wiederum zu einer zugeordneten Auslassöffnung 25 führen, die benachbart zu einer zugeordneten Reihe von Wälzkörpern 26 angeordnet ist. Der dritte und der vierte Durchgang sind sehr kurz ausgebildet und besitzen beispielsweise eine Länge von 2 mm. Der Strömungswiderstand des dritten und des vierten Durchgangs 42; 43 ist gleich groß, so dass zu beiden Wälzkörperreihen 26 gleich viel Schmiermittel fließt.
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Der Ventilkörper 34 ist mit einem langgestreckten Schaltabschnitt 37 fest verbunden, der geradlinig ausgebildet ist und beispielsweise eine kreisförmige Querschnittsfläche aufweisen kann. Der Schaltabschnitt 37 ragt vorzugsweise nach außen aus den zugeordneten Umlenkbaugruppen heraus, so dass er an eine zugeordnete erste bzw. zweite Stellvorrichtung 32; 33 angeschlossen werden kann. Die erste bzw. zweite Stellvorrichtung 32; 33 ist beispielsweise außen an der zugeordneten Umlenkbaugruppe des Führungswagens angebracht.
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Bei der ersten bzw. zweiten Stellvorrichtung 32; 33 kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Schalter handeln, der von dem Stellabschnitt 37 betätigt wird. Dementsprechend kann festgestellt werden, ob das zugeordnete erste bzw. zweite Ventil offen oder geschlossen ist.
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Bei der ersten bzw. zweiten Stellvorrichtung kann es sich aber auch um einen Elektromagneten handeln, der magnetisch auf den zugeordneten Stellabschnitt einwirkt, um das zugeordnete erste bzw. zweite Ventil 30; 31 zu betätigen.
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Die erste bzw. die zweite Stellvorrichtung 32; 33 ist mit der Steuereinheit 11 verbunden, damit diese das Schaltsignal auswerten kann. Weiter kann die Steuereinheit 11 die erste bzw. zweite Stelleinrichtung 32; 33 betätigen, in dem sie den zugeordneten Elektromagneten mit elektrischem Strom beschickt.
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In jedem Falle stellt die Steuereinheit 11 sicher, dass dann, wenn das Schmierventil 12 betätig wird, sowohl das erste 30 als auch das zweite Ventil 31 geöffnet sind, wobei sie im Übrigen geschlossen sind. Nur dann arbeitet das Schmiermittelverteilsystem 20 korrekt.
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Hinzuweisen ist noch auf die Dichtung 38, die beispielsweise in Form eines O-Ringes aus Gummi ausgebildet ist. Die Dichtung umgibt den Stellabschnitt 37 und liegt an diesem an, so dass dort kein Schmiermittel aus der Umlenkbaugruppe bzw. dem Schmiermittelverteilsystem 20 austreten kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schmiersystem
- 11
- Steuereinheit
- 12
- Schmierventil
- 13
- Kolbenverteiler
- 14
- weitere Kolbenverteiler
- 15
- Pumpe
- 16
- Tank
- 20
- Schmiermittelverteilsystem
- 21
- erster Zulaufanschluss
- 22
- zweiter Zulaufanschluss
- 23
- dritter Zulaufanschluss
- 24
- zentraler Durchgang
- 25
- Auslassöffnung
- 26
- Wälzkörper
- 30
- erstes Ventil
- 31
- zweites Ventil
- 32
- erste Stellvorrichtung
- 33
- zweite Stellvorrichtung
- 34
- Ventilkörper
- 35
- Feder
- 36
- Ventilsitz
- 37
- Schaltabschnitt
- 38
- Dichtung
- 39
- Gehäuse
- 40
- erster Durchgang
- 41
- zweiter Durchgang
- 42
- dritter Durchgang
- 43
- vierter Durchgang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010049944 A1 [0002, 0018, 0018, 0024]
