-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung und ein Verfahren zur Schmiermittelzufuhr an ein Lager und betrifft insbesondere eine Lagervorrichtung, die mit einem Mechanismus ausgestattet ist, welcher einem Lager Schmiermittel zuführen kann, sowie ein Verfahren zur Schmiermittelzufuhr in die Vorrichtung.
-
2. Beschreibung des Standes der Technik
-
Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-60999 (
JP 2013-60999 A ) und die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-83335 (
JP 2013-83335 A ) schlagen Lagervorrichtungen vor, bei denen ein Lager integral mit einer Einheit ausgestattet ist, welche dem Lager Schmiermittel zuführen kann. In einer solchen Lagervorrichtung wird das Schmiermittel in der Einheit gespeichert, sodass eine festgelegte Schmiermittelmenge dem Lager zu einem festgelegten Zeitpunkt beispielsweise durch eine in der Einheit enthaltene Pumpe zugeführt wird.
-
Die Lagervorrichtung, welche mit der Einheit ausgestattet ist, welche Schmiermittel dem Lager zuführen kann, benötigt die Zufuhr von Schmiermittel zur Aufbewahrung in der Einheit. Für eine verbesserte Wartung der Lagervorrichtung ist es somit vorteilhaft, die Häufigkeit der Schmiermittelzufuhr in die Einheit niedrig zu halten. Ein Beispiel für Maßnahmen, um die Häufigkeit der Schmiermittelzufuhr niedrig zu halten, ist, die Schmiermittelmenge, welche von der Einheit abgegeben und dem Lager zugeführt wird, auf eine Ultraspuren-Flussrate zu setzen, welche niedriger ist eine Picolitereinheit-Flussrate.
-
Die Viskosität von Öl wird von der Temperatur beeinflusst und somit kann die Umgebungstemperatur und die Einheit herum die Abgabegeschwindigkeit von Schmiermittel aus der Einheit und die Schmiermittelmenge beeinflussen, welche abgegeben wird. Insbesondere wenn die Schmiermitteltemperatur niedrig ist, neigt die Viskosität zu einem Anstieg, was zu einer verringerten Abgabegeschwindigkeit des Schmiermittels führt. Im Ergebnis kann das Schmiermittel möglicherweise nicht zu einer ausgewählten Position im Lagerinneren gefördert werden. Wenn die Schmiermitteltemperatur niedrig ist, neigt die Menge an Schmiermittel, die abgegeben wird, dazu, sich zu verringern. Dies kann verhindern, dass eine ausgewählte Menge an Schmiermittel dem Lager zugeführt wird. Insbesondere bringt die Abnahme der von der Einheit abgegeben Schmiermittelmenge den nachteiligen Effekt mit sich, dass die Umgebungstemperatur eine noch größere Rolle spielt.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagervorrichtung zu schaffen, welche mit einem Mechanismus ausgestattet ist, der dem Lager Schmiermittel zuführen kann, wobei die Vorrichtung es ermöglicht, dass das Schmiermittel stabil dem Lager ungeachtet von Temperaturänderungen des Schmiermittels zugeführt wird, sowie ein Verfahren zur Schmiermittelzufuhr in die Lagervorrichtung.
-
Eine Lagervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält einen Lagerabschnitt mit einem Innenring, einem Außenring und einer Mehrzahl von Wälzelementen, welche zwischen Innenring und Außenring angeordnet sind, eine Schmierungseinheit, welche benachbart einem Ringraum in Axialrichtung zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet ist, um eine Schmiermittelzufuhr in den Ringraum zu ermöglichen, und einen Sensor, der eine Temperatur des in der Schmierungseinheit aufbewahrten Schmiermittels erfassen kann. Die Schmierungseinheit hat eine Pumpe mit einem Speicherabschnitt, in welchem das Schmiermittel aufbewahrt wird und einen piezoelektrischen Körper, der durch eine angelegte Spannung verformt wird, wobei die Pumpe ermöglicht, dass Schmiermittel in dem Speicherabschnitt in den Ringraum abgegeben wird, in dem ein Volumen des Speicherabschnitts in Zusammenwirkung mit einer Verformung des piezoelektrischen Körpers verringert wird, wobei die Pumpe es auch ermöglicht, dass Schmiermittel in den Speicherabschnitt gesaugt wird, um den Speicherabschnitt mit dem Schmiermittel neu zu befüllen, indem das Volumen des Speicherabschnitts erhöht wird; und eine Steuereinheit, welche eine Steuerung durchführt, in dem an den piezoelektrischen Körper ein Steuersignal ausgegeben wird, welches erlaubt, dass eine Geschwindigkeit der Volumenänderung des Speicherabschnitts von einer Temperatur des Schmiermittels abhängig ist, um Schwankungen der Schmiermittelmenge zu verringern, welche in den Ringraum gefördert wird.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
Die voranstehenden und weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich besser aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, wo gleiche Bezugszeichen verwendet werden, gleiche Elemente zu bezeichnen, und in der:
-
1 eine Schnittansicht einer Lagervorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist, wobei die Ansicht entlang einer Ebene erfolgt, welche eine Mittellinie einer Welle enthält;
-
2 eine Schnittansicht der Lagervorrichtung entlang A-A in 1 ist;
-
3 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Pumpe in der Lagervorrichtung ist;
-
4 ein Blockdiagramm ist, welches ein Beispiel einer Vorrichtungsauslegung für eine Steuereinheit in der Lagervorrichtung ist;
-
5A und 5B Darstellungen sind, welche die Steuerung des Schmiervorgangs bei einer gesetzten Temperatur in der Lagervorrichtung darstellen;
-
6A und 6B Darstellungen sind, welche die Steuerung eines Schmiermittelvorgangs bei einer Temperatur niedriger als der gesetzten Temperatur in der Lagervorrichtung darstellen;
-
7 eine Darstellung ist, welche ein anderes Beispiel in der Steuerung des Schmiervorgangs zeigt;
-
8 ein Blockdiagramm ist, welches ein Beispiel der funktionellen Auslegung der Steuereinheit zeigt; und
-
9 ein Flussdiagramm ist, welches die Abfolge in einer Steuerung zeigt, die von der der Steuereinheit durchgeführt wird, wenn in der Lagervorrichtung der Schmiervorgang durchgeführt wird.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Eine bevorzugte Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Gleiche Teile und Bestandteile werden nachfolgend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Teile und Bestandteile haben gleiche Namen und Funktionen. Daher werden diese Teile und Bestandteile nicht wiederholt beschrieben.
-
1 ist eine Schnittansicht einer Lagervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entlang einer Ebene, welche eine Mittellinie einer Welle enthält. 2 ist eine Schnittansicht der Lagervorrichtung 100 in Axialrichtung, wobei die Schnittansicht entlang Linie A-A erfolgt, wie durch die Pfeile dargestellt. Gemäß den 1 und 2 enthält die Lagervorrichtung 100 einen Lagerhauptkörper 20, eine Schmierungseinheit 40, einen Sensor 60 und eine Steuereinheit 80. Die Lagervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Lagergehäuse 8 aufgenommen, um eine Hauptspindel (Welle 7) einer Werkzeugmaschine so zu lagern, dass die Hauptspindel (Welle 7) drehbar ist.
-
Der Lagerhauptkörper 20 hat einen Innenring 21, einen Außenring 22, eine Mehrzahl von Wälzelementen 23 und einen ringförmigen Käfig 24. Der Käfig 24 hält die Wälzelemente 23. Der Innenring 21 ist ein zylindrisches Bauteil, das von außen über die Welle 7 gesetzt ist. An einem Außenumfang des Innenrings 21 ist eine Laufbahnvertiefung (nachfolgend als Innenringlaufbahnvertiefung 25 bezeichnet) ausgebildet. Der Außenring 22 ist ein zylindrisches Bauteil, welches an einer inneren Umfangsfläche eines Lagergehäuses 8 befestigt ist. An einem Innenumfang des Außenrings 22 ist eine Laufbahnvertiefung (nachfolgend als Außenringlaufbahnvertiefung 26 bezeichnet) ausgebildet. Der Innenring 21 und der Außenring 22 sind konzentrisch angeordnet. Zwischen dem konzentrisch angeordneten Innen- und Außenring 21 und 22 ist ein Ringraum 28 gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform dreht der Innenring 21 zusammen mit der Welle 7 gegenüber dem Außenring 22.
-
Die Wälzelemente 23 liegen in dem Ringraum 28 zwischen dem Innenring 21 und dem Außenring 22 und laufen entlang der Innenringlaufbahnvertiefung 25 und der Außenringlaufbahnvertiefung 26.
-
Der Käfig 24 ist in dem Ringraum 28 angeordnet. Der Käfig 24 ist ein ringförmiges Bauteil mit einer Mehrzahl von Taschen 27, die in gleichmäßigen Abständen entlang einer Umfangsrichtung ausgebildet sind, um die jeweiligen Wälzelemente 23 zu halten. Der Käfig 24 hat ein Paar von ringförmigen Abschnitten 31, 32 und eine Mehrzahl von Käfigstäben 33. Die ringförmigen Abschnitte 31, 32 liegen in Axialrichtung an entgegengesetzten Seiten der Wälzelemente 23. Die Käfigstäbe 33 verbinden die ringförmigen Abschnitte 31, 32 miteinander. Die Käfigstäbe 33 liegen in Abständen in Umfangsrichtung gesehen. Jede der Taschen 27 ist ein Bereich, der von den ringförmigen Abschnitten 31, 32 und zwei Käfigstäben 33 umfasst ist, die einander in Umfangsrichtung benachbart sind. In je einer der Taschen 27 ist ein Wälzelement 23 aufgenommen. Folglich kann der Käfig 24 die Wälzelemente 23 in Umfangsrichtung nebeneinander liegend halten.
-
Die Schmierungseinheit 40 ist benachbart im Ringraum 28 des Lagerhauptkörpers 20 an einer in Axialrichtung ersten Seite angeordnet. Die Schmierungseinheit 40 ermöglicht, dass Schmiermittel in den Ringraum 28 gefördert wird. Wie in 2 sichtbar, hat die Schmierungseinheit 40 ein Gehäuse 41 und einen Verlängerungsabschnitt 42. Der Verlängerungsabschnitt 42 erstreckt sich in Axialrichtung von dem Gehäuse 21 aus.
-
In einem Raum innerhalb des Gehäuses 41 in der Schmierungseinheit 40 sind ein Tank 62, der ein Schmiermittel (Öl) aufbewahren kann, und eine Pumpe 61 angeordnet. Die Pumpe 61 hat einen Speicherabschnitt 63, eine Membran 64 (3), einen piezoelektrischen Körper 65 und einen Mechanismus, der eine Spannung an den piezoelektrischen Körper 65 anlegt und der in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist. Der Speicherabschnitt 63 bevorratet Schmiermittel. Der piezoelektrische Körper 65 ist in Kontakt mit der Membran 64 angeordnet und wird durch eine angelegte Spannung angetrieben (verformt). Das Volumen des Speicherabschnitts 63 der Pumpe 61 ändert sich zusammen mit einer Verformung der Membran 64, welche als Ergebnis eines Antriebs des piezoelektrischen Körpers 65 verformt wird.
-
Das Volumen des Speicherabschnitts 63 verringert sich zusammen mit der Verformung der Membran 64, welche als Ergebnis eines Antriebs des piezoelektrischen Körpers 65 verformt wird. Folglich wird eine kleine Menge an Schmiermittel aus dem Speicherabschnitt 63 über den Verlängerungsabschnitt 42 in den Ringraum 28 abgegeben. Die Menge an Schmiermittel, welche vom Speicherabschnitt 63 abgegeben und in den Ringraum 28 gefördert wird, hat eine Ultraspuren-Flussrate, welche beispielsweise niedriger als eine Picolitereinheit-Flussrate ist. Da das Volumen des Speicherabschnitts 63 zusammen mit einer Verformung des piezoelektrischen Körpers 65 zunimmt, saugt die Pumpe 61 das Schmiermittel aus dem Tank 62 und füllt den Speicherabschnitt 63 neu mit dem Schmiermittel.
-
Wie in 2 zu sehen ist, sind der Sensor 60, der eine Temperatur erfassen kann, und die Steuereinheit 80 in einem Raum innerhalb des Gehäuses 41 angeordnet. Die Steuereinheit 80 ist mit einem (nicht gezeigten) Mechanismus verbunden, der eine Spannung an den piezoelektrischen Körper 65 anlegt. Die Steuereinheit 80 führt eine Steuerung durch, indem an den Mechanismus ein Steuersignal ausgegeben wird, welches erlaubt, dass der piezoelektrische Körper 65 angetrieben wird. Insbesondere gibt die Steuereinheit 80 als Steuersignale Signale aus, die eine an den piezoelektrischen Körper 65 anzulegende Spannung angeben, sowie den Zeitpunkt der Spannungsanlegung. Damit führt die Pumpe 61 einen Schmierungsvorgang entsprechend der Steuerung durch die Steuereinheit 80 durch.
-
Der Sensor 60 wird verwendet, die Temperatur des Schmiermittels zu erfassen, welches im Tank 62 aufbewahrt ist. Beispielsweise erfasst der Sensor 60 die Temperatur im Gehäuse 41. Alternativ kann der Sensor 60 beispielsweise im Tank 62 angeordnet sein, um die Temperatur des Schmiermittels im Tank 62 zu erfassen. Der Sensor 60 ist mit der Steuereinheit 80 verbunden, um ein Sensorsignal der Steuereinheit 80 einzugeben, welches die erfasste Temperatur anzeigt. Die Steuereinheit 80 kann die Temperatur des Schmiermittels auf der Grundlage des Erfassungssignals vom Sensor 60 ermitteln.
-
Die Steuereinheit 80 führt eine Steuerung durch Ausgabe eines Steuersignals aus, das erlaubt, dass der piezoelektrische Körper 65 derart angetrieben (verformt) wird, dass die Änderungsgröße im Volumen des Speicherabschnitts 63 pro Zeiteinheit sich entsprechend der Temperatur des Schmiermittels ändert. Folglich wird der Schmierungsvorgang durch die Pumpe 61 auf der Grundlage des Erkennungssignals vom Sensor 60 gesteuert.
-
3 ist eine schematische Darstellung, welche den Aufbau der Pumpe 61 zeigt. Die Pumpe 61 ist eine Membranpumpe. Insbesondere enthält gemäß 3 die Pumpe 61 eine Öffnung 63a, eine Öffnung 63b und eine Membran 64. Die Öffnung 63a durchtritt die Pumpe 61 vom Speicherabschnitt 63 in Richtung Tank 62. Die Öffnung 63b durchtritt die Pumpe 61 vom Speicherabschnitt 63 in Richtung Verlängerungsabschnitt 42. Die Membran 64 bildet den Speicherabschnitt 63. Die Öffnung 63a erlaubt es Schmiermittel, vom Tank 62 in Richtung Speicherabschnitt 63 zu gelangen. Die Öffnung 63b erlaubt es Schmiermittel, vom Speicherabschnitt 63 in Richtung Verlängerungsabschnitt 42 zu gelangen. Der piezoelektrische Körper 65 liegt benachbart der Membran 64 und wird angetrieben, um die Membran 64 zu verformen.
-
Wenn der Speicherabschnitt 63 mit Schmiermittel vom Tank 62 neu befüllt wird, wird eine Spannung an den piezoelektrischen Körper 65 angelegt, der damit so betrieben wird, dass die Membran 64 verformt wird. Damit nimmt das Volumen im Speicherabschnitt 63 zu. Im Ergebnis wird Schmiermittel aus dem Tank 62 durch die Öffnung 63a angesaugt. Wenn das Schmiermittel vom Speicherabschnitt 63 abgegeben und in den Ringraum 28 gefördert wird, sinkt die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegte Spannung, um die Membran 64 zu verformen.
-
Wenn der Speicherabschnitt 63 mit Schmiermittel vom Tank 62 neu befüllt wird, wird eine Spannung an den piezoelektrischen Körper 65 angelegt, der damit so betrieben wird, dass die Membran 64 verformt wird. Damit nimmt das Volumen im Speicherabschnitt 63 zu. Im Ergebnis wird Schmiermittel aus dem Tank 62 durch die Öffnung 63a angesaugt. Wenn das Schmiermittel vom Speicherabschnitt 63 abgegeben und in den Ringraum 28 gefördert wird, sinkt die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegte Spannung, um die Membran 64 zu verformen. Damit nimmt das Volumen im Speicherabschnitt 63 ab. Im Ergebnis wird das im Speicherabschnitt 63 aufbewahrte Schmiermittel über die Öffnung 63bb in den Ringraum 28 abgegeben. Für einen Schmierungsvorgang durch die Pumpe 61 wiederholt die Steuereinheit 80 die oben beschriebene Steuerung.
-
4 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel der Vorrichtungskonfiguration der Steuereinheit 80 zeigt. Die Steuereinheit 80 ist beispielsweise eine einzelne LSI (large scale integrated circuit), auch als Mikrocomputer bezeichenbar. Wie in 4 gezeigt, enthält die Steuereinheit 80 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 10, einen Lesespeicher (ROM) 11, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 12, eine Sensor-I/F 13 und eine piezoelektrische Körper-I/F 14. Die CPU 10 steuert die gesamte Vorrichtung. Das ROM 11 speichert ein von der CPU 10 durchzuführendes Programm. Das RAM 12 dient als Arbeitsbereich, wo die CPU 10 ein Programm durchführt oder speichert verschiedene Daten. Die Sensor-I/F 13 ist eine Schnittstelle (I/F), welche eine Kommunikation mit dem Sensor 60 erlaubt. Die piezoelektrische Körper-I/F 14 ist eine Schnittstelle für eine Kommunikation mit dem piezoelektrischen Körper 65 oder dergleichen.
-
Die Viskosität des Schmiermittels wird von der Temperatur beeinflusst. Insbesondere nimmt die Viskosität des Schmiermittels mit abnehmender Temperatur zu. Dies erhöht den Widerstand, den das Schmiermittel bietet, wenn das Schmiermittel angesaugt oder von dem Speicherabschnitt 63 abgegeben wird. Wenn somit die Temperatur unter eine ausgewählte Setztemperatur sinkt, kann die Menge an Schmiermittel, welche in den Speicherabschnitt 63 gesaugt oder hiervon abgegeben wird, unter einen Wert abnehmen, der zu erwarten ist, wenn die Temperatur des Schmiermittels bei der Setztemperatur liegt. Mit anderen Worten, wenn die Temperatur des Schmiermittels unter derjenigen der Setztemperatur ist, kann das Schmiermittel nicht mehr stabil zugeführt werden. Insbesondere wird in der Lagervorrichtung 100 eine kleine Menge an Schmiermittel von der Pumpe 61 in den Ringraum 28 gefördert. Eine erhöhte Viskosität des Schmiermittels kann somit verhindern, dass das Schmiermittel in den Speicherabschnitt 63 gesaugt oder hiervon abgegeben wird. Somit wird bei der Lagervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Schmierungsvorgang auf der Grundlage der Schmiermitteltemperatur gesteuert.
-
Die 5A und 5B und die 6A und 6B sind Diagramme, welche die Steuerung des Schmierungsvorgangs in der Lagervorrichtung 100 zeigen. Die 5A und 5B sind Darstellungen, welche die Steuerungen des Schmierungsvorgangs zeigen, der bei der Setztemperatur durchgeführt wird (der Temperatur höher als einer niedrigen Temperatur). Die 6A und 6B sind Darstellungen, welche die Steuerung des Schmierungsvorgangs zeigen, der bei der niedrigen Temperatur durchgeführt wird, welche unter der Setztemperatur liegt. Die 5A und 6A sind Darstellungen, welche eine zeitliche Schwankung im Volumen des Speicherabschnitts 63 während eines einzelnen Schmierungsvorgangs zeigen. Die 5B und 6B sind Darstellungen, welche eine zeitliche Änderung einer Spannung zeigen, die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegt wird. Der einzelne Schmierungsvorgang umfasst den Vorgang des Neufüllens des Speicherabschnitts 63 mit Schmiermittel durch Ansaugen des Schmiermittels aus dem Tank 62 in den Speicherabschnitt 63 und den Vorgang des Zuführens des Schmiermittels in den Ringraum 28 durch Abgabe des Schmiermittels aus dem Speicherabschnitt 63.
-
Die Steuereinheit 80 für die Lagervorrichtung 100 legt eine vorab festgelegte Spannung an den piezoelektrischen Körper 65 während des Neufüllvorgangs des Speicherabschnitts 63 mit dem Schmiermittel an. Folglich wird der piezoelektrische Körper 65 angetrieben, um die Membran 64 nach oben zu krümmen, sodass das Volumen im Speicherabschnitt 63 zunimmt. Die Steuereinheit 80 verringert die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegte Spannung während des Vorgangs des Zuführens des Schmiermittels vom Speicherabschnitt 63 in den Ringraum 28 auf eine vorher festgelegte Spannung. Folglich wird der piezoelektrische Körper 65 angetrieben, um die Membran 64 nach unten zu krümmen, sodass das Volumen im Speicherabschnitt 63 verringert wird.
-
Hierbei steuert gemäß den 5A und 5B und den 6A und 6B die Steuereinheit 80 die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegte Spannung derart, dass der Änderungsbetrag des Volumens des Speicherabschnitts 63 pro Zeiteinheit von der Temperatur des Schmiermittels abhängt. Die Temperatur des Schmiermittels wird auf der Grundlage des Erfassungssignals vom Sensor 60 ermittelt. Dies wird im Detail durch Vergleich der 5A und 6A beschrieben. Wenn die Temperatur des Schmiermittels unter die Setztemperatur sinkt (6A), steuert die Steuereinheit 80 die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegte Spannung derart, dass der Zunahmebetrag des Volumens des Speicherabschnitts 63 pro Zeiteinheit während des Neufüllvorgangs des Speicherabschnitts 63 mit dem Schmiermittel kleiner als derjenige ist, der erhalten wird, wenn die Temperatur des Schmiermittels beim Setzwert liegt (5A). Zu diesem Zeitpunkt setzt gemäß den 5B und 6B die Steuereinheit 80 den Erhöhungsbetrag der Spannung pro Zeiteinheit während der Anlegung der vorab festgelegten Spannung an den piezoelektrischen Körper 65 so, dass der Betrag kleiner als derjenige ist, der erhalten wird, wenn die Temperatur des Schmiermittels beim Setzwert liegt. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 80 setzt die Anlegezeit,, während der die Spannung an dem piezoelektrischen Körper 65 angelegt wird (T21) so, dass diese Anlegezeit länger als diejenige ist, die vorliegt, wenn die Temperatur des Schmiermittels beim Setzwert liegt (T11) (T21 > T11).
-
Der Neufüllvorgang des Speicherabschnitts 63 mit Schmiermittel durch Ansaugen des Schmiermittels in den Speicherabschnitt 63 wird gemäß obiger Beschreibung gesteuert. Dies verringert die Anstiegsgeschwindigkeit des Volumens des Speicherabschnitts 63 gegenüber derjenigen, die erhalten wird, wenn die Temperatur des Schmiermittels beim Setzwert liegt. Folglich wird die Zeitdauer, während der das Schmiermittel in den Speicherabschnitt 63 eingesaugt wird, erhöht, mit anderen Worten, die Einsauggeschwindigkeit sinkt. Selbst wenn daher die Viskosität des Schmiermittels höher wird als diejenige, die erhalten wird, wenn die Schmiermitteltemperatur beim Setzwert liegt, sodass der Widerstand erhöht wird, der vom Schmiermittel geleistet wird, wenn das Schmiermittel in den Speicherabschnitt 63 gesaugt wird, wird der Speicherabschnitt 63 mit der benötigten Schmiermittelmenge neu befüllt. Dies erlaubt, dass eine festgelegte Schmiermittelmenge stabil vom Speicherabschnitt 63 abgegeben werden kann.
-
Bevorzugt steuert, wenn die Temperatur des Schmiermittels unter die Setztemperatur sinkt, die Steuereinheit 80 die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegte Spannung so, dass der Abnahmebetrag des Volumens des Speicherabschnitts 63 pro Zeiteinheit während des Zufuhrvorgangs von Schmiermittel aus dem Speicherabschnitts 63 in den Ringraum 28 erhöht wird. Zu diesem Zeitpunkt setzt die Steuereinheit 80 den Abnahmebetrag der an den piezoelektrischen Körper 65 pro Zeiteinheit angelegten Spannung, der notwendig ist, die Spannung auf den vorher festgelegten Wert zu verringern, sodass die Menge größer als die Menge ist, die benötigt wird, wenn die Temperatur des Schmiermittels beim Setzwert liegt. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 80 setzt die Zeitmenge, die notwendig ist, die an dem piezoelektrischen Körper 65 angelegte Spannung auf den vorher festgelegten Wert (T22) zu verringern, sodass die Zeitmenge geringer als die Zeitmenge ist, die benötigt wird, wenn die Temperatur des Schmiermittels beim Setzwert liegt (T12) (T22 < T12).
-
Der Zufuhrvorgang des Schmiermittels durch Abgeben des Schmiermittels aus dem Speicherabschnitt 63 wird gemäß obiger Beschreibung gesteuert. Dies macht die Abnahmegeschwindigkeit des Volumens des Speicherabschnitts 63 höher als diejenige, die erhalten wird, wenn die Temperatur des Schmiermittels beim Setzwert liegt. Die Zeitdauer, während der Schmiermittel aus dem Speicherabschnitt 63 abgegeben wird, nimmt ab, das heißt in anderen Worten, die Abgabegeschwindigkeit nimmt zu. Selbst wenn daher die Viskosität des Schmiermittels höher als die Viskosität wird, wenn die Temperatur des Schmiermittels beim Setzwert liegt, sodass der vom Schmiermittel gebotene Widerstand bei der Schmiermittelabgabe aus dem Speicherabschnitt 63 zunimmt, wird eine festgelegte Schmiermittelmenge stabil aus dem Speicherabschnitt 63 abgegeben.
-
Die 5A und 5B und die 6A und 6B zeigen ein Beispiel, bei dem die Steuereinheit 80 die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegte Spannung linear ändert, um so linear die Änderungsgeschwindigkeit im Volumen des Speicherabschnitts 63 zu ändern. Eine lineare Änderung der angelegten Spannung erlaubt, dass die Steuerung durch die Steuereinheit 80 erleichtert wird. Jedoch ist die Steuerung der angelegten Spannung durch die Steuereinheit 80 nicht auf eine lineare Änderung der angelegten Spannung beschränkt. Wie beispielsweise in 7 gezeigt, kann die Steuerung so sein, dass die angelegte Spannung nicht linear geändert wird, wobei eine Hysterese des piezoelektrischen Körpers 65 mitberücksichtig wird. Es versteht sich, dass die Steuerung der angelegten Spannung nicht nur während des Neufüllvorgangs des Speicherabschnitts 63 mit Schmiermittel durchgeführt werden kann, wobei das Schmiermittel in den Speicherabschnitt 63 gesaugt wird, sondern auch während des Fördervorgangs des Schmiermittels in den Ringraum 28, wobei das Schmiermittel vom Speicherabschnitt 63 abgegeben wird. Auch während des letzteren Vorgangs kann die Steuerung so durchgeführt werden, dass die angelegte Spannung nicht linear geändert wird.
-
8 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel der funktionalen Konfiguration der Steuereinheit 80 zeigt, welche die Steuerung des oben beschriebenen Schmierungsvorgangs ermöglicht. Die Funktionen von 8 werden im Wesentlichen durch die CPU 10 in der Steuereinheit 80 durch Lesen der Programme im ROM 11 in das RAM 12 unter Durchführung der Programme umgesetzt. Jedoch können wenigstens einige von den Funktionen auch durch eine zugehörige elektronische Schaltung oder dergleichen umgesetzt werden, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
-
Gemäß 8 enthält die CPU 10 der Steuereinheit 80 eine Eingabeeinheit 101, eine Bestimmungseinheit 102 und eine Signalausgabeeinheit 103. Die Eingabeeinheit 101 empfängt einen Informationseingang, der die Temperatur des Schmiermittels angibt, als Erfassungssignal vom Sensor 60. Die Bestimmungseinheit 102 bestimmt die Anlegezeit für den piezoelektrischen Körper 65 auf der Grundlage der Schmiermitteltemperatur. Die Signalausgabeeinheit 103 gibt an den piezoelektrischen Körper 65 ein Steuersignal aus, das dazu dient, eine Steuerung durchzuführen, bei der die Änderungsgeschwindigkeit im Volumen des Speicherabschnitts 63 abhängig von der Schmiermitteltemperatur ist, wobei die Anlegezeit verwendet wird, welche für den piezoelektrischen Körper 65 von der Bestimmungseinheit 102 bestimmt wurde.
-
Die Bestimmungseinheit 102 erlaubt, dass die Änderungsgeschwindigkeit im Volumen des Speicherabschnitts 63 abhängig von der Schmiermitteltemperatur wird. Um dies zu erreichen, bestimmt die Bestimmungseinheit 102 die Änderungsgröße der Spannung pro Zeiteinheit, die zum Setzen der an den piezoelektrischen Körper 65 angelegten Spannung auf einen bestimmten Wert notwendig ist, mit anderen Worten, die Zeit (Anlegezeit), die benötigt wird, die an den piezoelektrischen Körper 656 angelegte Spannung auf einen bestimmten Wert zu ändern. Die Bestimmungseinheit 102 kann vorab eine Beziehung zwischen der Schmiermitteltemperatur und der Anlegezeit speichern. Beispielsweise kann die Bestimmungseinheit 102 die Zeitdauer für jede Temperaturzone speichern und die Anlegezeit als die Zeitdauer bestimmen, welche der Temperaturzone zugeordnet ist, zu welcher die erfasste Schmiermitteltemperatur gehört. Alternativ kann die Bestimmungseinheit 102 vorab einen Beziehungsausdruck zwischen der Temperatur des Schmiermittels und der Zeitdauer speichern und kann die Anlegezeit berechnen, in dem die erfasste Temperatur des Schmiermittels in den Beziehungsausdruck eingesetzt wird.
-
Wenn die Temperatur des Schmiermittels unter der Setztemperatur liegt, bestimmt die Bestimmungseinheit 102, dass die Zeitdauer, die größer als die Zeitdauer ist, die benötigt wird, wenn die Temperatur des Schmiermittels beim Setzwert ist, die Anlegezeit sein soll, die benötigt wird, den Speicherabschnitt 63 mit Schmiermittel neu zu füllen. Dann ist der Zunahmebetrag im Volumen des Speicherabschnitts 63 pro Zeiteinheit beim Neubefüllen des Speicherabschnitts 63 mit dem Schmiermittel kleiner als diejenige, die erhalten wird, wenn die Temperatur des Schmiermittels beim Setzwert liegt. Folglich wird die Ansaugdauer verlängert, mit anderen Worten, die Ansauggeschwindigkeit nimmt ab.
-
Bevorzugt bestimmt, wenn die Temperatur des Schmiermittels niedriger als die Setztemperatur ist, die Bestimmungseinheit 102 die Zeitdauer, die kleiner als die Zeitdauer ist, die benötigt wird, die angelegte Spannung zu verringern, wenn die Temperatur des Schmiermittels beim Setzwert ist, als Zeitdauer, die benötigt wird, die angelegte Spannung zu ändern, wenn das Schmiermittel vom Speicherabschnitt 63 abgegeben wird. Dann ist der Betrag der Abnahme im Volumen des Speicherabschnitts 63 pro Zeiteinheit beim Neufüllen des Speicherabschnitts 63 mit dem Schmiermittel größer als diejenige, die erhalten wird, wenn die Temperatur des Schmiermittels beim Setzwert liegt. Folglich wird die Einsaugdauer verkürzt, mit anderen Worten, die Abgabegeschwindigkeit nimmt zu.
-
9 ist ein Flussdiagramm, welches ein Schmierungsverfahren in der Lagervorrichtung 100 zeigt, mit anderen Worten, welches die Steuerabfolge zeigt, die von der Steuereinheit 80 durchgeführt wird, wenn der Schmierungsvorgang in der Lagervorrichtung 100 durchgeführt wird. Die im Flussdiagramm von 9 dargestellten Abläufe werden von der CPU 10 der Steuereinheit 80 durch Lesen eines relevanten Programms aus dem ROM 11 in das RAM 12 umgesetzt und durch Durchführung des Programms, um die Funktionen von 8 zu erhalten. Die im Flussdiagramm von 9 dargestellten Abläufe beginnen, wenn die CPU 10 der Steuereinheit 80 erfasst, dass ein vorher festgelegter Zeitpunkt zur Durchführung des Schmierungsvorgangs erreicht ist. Der Zeitpunkt zur Durchführung des Schmierungsvorgangs ist beispielsweise dann erreicht, wenn seit dem letzten Schmierungsvorgang eine festgelegte Zeitdauer verstrichen ist.
-
Wenn gemäß 9 der Zeitpunkt zur Durchführung des Schmierungsvorgangs erreicht ist, erfasst die CPU 10 die Temperatur des Schmiermittels auf der Grundlage des Erfassungssignals vom Sensor 60 (Schritt S101). Wenn im Schritt S101 die Temperatur des Schmiermittels erfasst worden ist, bestimmt die CPU 10 die Anlegezeit an den piezoelektrischen Körper 65 auf der Grundlage der Temperatur (Schritt S103). Das heißt, in Schritt S103 bestimmt die CPU 10 die Zeitdauer, die notwendig ist, die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegte Spannung bis auf den vorher festgelegten Wert derart zu erhöhen, dass die Vergrößerungsgeschwindigkeit des Volumens des Speicherabschnitts 63 während des Neubefüllungsvorgangs des Speicherabschnitts 63 mit dem Schmiermittel von der Temperatur des Schmiermittels abhängt.
-
Bei Bestimmung der Anlegezeit gibt die CPU 10 an den Mechanismus, der eine Spannung an den piezoelektrischen Körper 65 anlegt, ein Steuersignal aus, welches erlaubt, dass der piezoelektrische Körper 65 derart verformt wird, dass das Volumen des Speicherabschnitts 63 mit einer Anstiegsgeschwindigkeit größer wird, welche von der Temperatur des Schmiermittels abhängig ist (Schritt S105). Entsprechend dem Steuersignal nimmt die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegte Spannung zu, um den piezoelektrischen Körper 65 zu verformen. Mit der Verformung einhergehend nimmt das Volumen des Speicherabschnitts 63 zu, sodass das Schmiermittel in den Speicherabschnitt 63 gesaugt wird, der somit mit dem Schmiermittel neu befüllt wird.
-
Bevorzugt bestimmt im Schritt S103 die CPU 10 die Zeitdauer zur Verringerung der an den piezoelektrischen Körper angelegten Spannung herunter auf den vorher festgesetzten Wert als Zeitdauer, die benötigt wird, die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegte Spannung zu ändern, sodass die Abnahmegeschwindigkeit des Volumens des Speicherabschnitts 63 während des Abgabevorgangs des Schmiermittels aus dem Speicherabschnitt 63 von der Schmiermitteltemperatur abhängig ist. Die CPU 10 gibt dann an den Mechanismus, der Spannung an den piezoelektrischen Körper 65 anlegt, ein Steuersignal aus, welches eine Verformung des piezoelektrischen Körpers 65 derart ermöglicht, dass das Volumen des Speicherabschnitts 63 mit einer Abnahmegeschwindigkeit kleiner wird, welche von der Schmiermitteltemperatur abhängig ist (Schritt S107). Entsprechend dem Steuersignal nimmt die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegte Spannung ab, um den piezoelektrischen Körper 65 zu verformen. Mit der Verformung einhergehend nimmt das Volumen des Speicherabschnitts 63 ab, sodass das Schmiermittel vom Speicherabschnitt 63 abgegeben werden kann.
-
In der Lagervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die oben beschriebene Steuerung gemäß des Schmierungsvorgangs durchgeführt. Dies unterdrückt Schwankungen in der Schmiermittelmenge, welche von der Schmierungseinheit an das Lager abgegeben wird, wobei diese Schwankungen von Temperaturänderungen herrühren, sodass es möglich wird, eine festgesetzte Menge an Schmiermittel stabil zuzuführen, ungeachtet von Temperaturschwankungen.
-
Insbesondere wenn die Temperatur des Schmiermittels niedriger als die Setztemperatur ist, nimmt die Fließgeschwindigkeit des Schmiermittels beim Neubefüllen des Speicherabschnitts 63 mit dem Schmiermittel ab, woraus sich ergibt, dass mehr Zeit für den Neubefüllvorgang notwendig ist. Somit wird der Speicherabschnitt 63 mit der benötigten Schmiermittelmenge mit erhöhter Viskosität neu gefüllt. Folglich wird, selbst wenn die Temperatur des Schmiermittels niedriger als die Setztemperatur ist, das Schmiermittel stabil zugeführt.
-
Bevorzugt nimmt in der Lagervorrichtung 100, wenn die Temperatur des Schmiermittels niedriger als die Setztemperatur ist, die Fließgeschwindigkeit des Schmiermittels zu, wenn das Schmiermittel vom Speicherabschnitt 63 abgegeben wird. Somit wird die benötigte Menge an Schmiermittel mit erhöhter Viskosität vom Speicherabschnitt 63 abgegeben. Selbst wenn somit die Temperatur des Schmiermittels niedriger als die Setztemperatur ist, wird das Schmiermittel stabil zugeführt.
-
In obiger Beschreibung vergrößert eine zunehmende Spannung, die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegt wird, das Volumen des Speicherabschnitts 63, wohingegen eine verringerte Spannung, die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegt wird, das Volumen im Speicherabschnitt 63 verringert. Diese Beziehung ist jedoch rein illustrativ. Beispielsweise kann die Beziehung so sein, dass eine erhöhte Spannung, die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegt wird, das Volumen des Speicherabschnitts 65 verringert, wohingegen eine verringerte Spannung, die an den piezoelektrischen Körper 65 angelegt wird, das Volumen des Speicherabschnitts 63 vergrößert. In diesem Fall ist die oben beschriebene Steuerung zur Erhöhung und Verringerung der Spannung, welche an den piezoelektrischen Körper 65 angelegt wird, umgekehrt.
-
Die oben beschriebene Ausführungsform ist in jeder Hinsicht illustrativ und nicht als einschränkend zu verstehen. Der Umfang der Erfindung wird durch die Ansprüche und nicht durch die obige Beschreibung definiert und es ist beabsichtigt, dass im Rahmen und Umfang der Äquivalenz die Ansprüche und sämtliche Abwandlungen mit umfasst sein sollen.
-
Die Ausführungsform der Erfindung schafft eine Lagervorrichtung, die mit einem Mechanismus ausgestattet ist, der ein Schmiermittel in ein Lager fördern kann, wobei die Vorrichtung ermöglicht, dass das Schmiermittel stabil dem Lager zugeführt wird, selbst wenn sich Temperaturschwankungen im Schmiermittel ergeben.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2013-60999 A [0002]
- JP 2013-83335 A [0002]
