DE10220663B4

DE10220663B4 - Schmiervorrichtung

Info

Publication number: DE10220663B4
Application number: DE2002120663
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Hestermann Jörg Oliver
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2022-05-11
Also published as: DE10220663A1

Abstract

Vorrichtung zur Versorgung der Mantelfläche eines ersten Bauteils, um das ein zweites Bauteil angeordnet ist, mit Schmiermittel, wobei entweder das erste Bauteil oder das zweite Bauteil in Rotation versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil mit einem Schmiernippel (9) versehen ist, der zur Einstellung einer Schmierposition mit einem vom Schmiermitteldruck beaufschlagbaren Adapter (1) verbindbar ist, wobei der Adapter (1) ortsfest in einem Gehäuse angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Versorgung der Mantelfläche eines ersten Bauteils, um das ein zweites Bauteil angeordnet ist, mit Schmiermittel, wobei entweder das erste Bauteil oder das zweite Bauteil in Rotation versetzt ist.
Hintergrund der Erfindung
Aus dem Sonderdruck „Auslegung von Hochgeschwindigkeits-Kugelgewindetrieben” der INA Wälzlager Schaeffler oHG, Mai 1999, Seite 3, ist eine Vorschubspindelmutter-Lagerung bekannt, bei der die Schmierung zwischen der Spindelmutter und der Vorschubspindel über eine Reihe von Bohrungen in der Spindelmutter selbst erfolgt. Diese Konstruktion nutzt das Prinzip „Stehende Vorschubspindel – Rotierende Spindelmutter”, welches den Vorteil hat, dass damit nachteilige drehzahlbegrenzende Komponenten auf die Spindelmutter und das Mutterlager reduziert werden.
Eine das gleiche Prinzip anwendende Vorschubspindelmutter-Lagerung ist auch aus der JP 07-332 456 A bekannt. Bei der in dieser Druckschrift vorgeschlagenen Lösung wird die Schmierung zwischen der rotierenden Spindelmutter und der stehenden Vorschubspindel über eine Schmiermittelzuführöffnung realisiert, die in einem die Spindelmutter umschließenden Gehäuse angeordnet und über eine radiale Bohrung mit einer umlaufenden Ringnut in der Außenmantelfläche der Spindelmutter verbunden ist. Von dieser Ringnut in der Spindelmutter führen dann mehrere radiale Bohrungen durch die Spindelmutter hindurch zur Vorschubspindel, durch welche hindurch das Schmiermittel zur Vorschubspindel geleitet wird.
Eine andere Art der Schmierung einer Vorschubspindelmutter-Lagerung, bei der die Vorschubspindel rotierend und die Spindelmutter stehend angeordnet sind, ist dem INA-Sonderdruck aus „Der Konstrukteur” Heft Nr. 9, September 1991, zu entnehmen. Bei dieser Vorschubspindelmutter-Lagerung erfolgt die Schmierung zwischen der Spindelmutter und der Vorschubspindel derart, dass zwei hohle metallische Ringe als Schöpfeinrichtung wirken und aus einem Schmiermittelreservoir die Vorschubspindel mit Schmierstoff versorgen.
Bei der das gleiche Prinzip anwendenden Vorschubspindelmutter-Lagerung gemäß JP 11-287 305 A erfolgt die Schmierung zwischen der stehenden Spindelmutter und der drehenden Vorschubspindel dagegen zugleich mit der Wälzlager-Schmierung der Vorschubspindel, indem in einem das Wälzlager aufnehmenden Gehäuse eine Schmiermittelzuführöffnung angeordnet ist, von der aus eine radiale Bohrung zur Lageraufnahme im Gehäuse führt. Die Lageraufnahme ist dann über eine axiale Bohrung in einem die Lageraufnahme seitlich begrenzenden Flansch mit einer Ringnut in einem an diesem Flansch anliegenden Ringflansch an der Spindelmutter verbunden, von der aus weitere axiale Bohrungen in mehrere zur Vorschubspindel führende radiale Bohrungen münden.
Nachteilig bei allen genannten Lösungen ist jedoch die aufwendige Konstruktion und Fertigung solcher Schmiermittelversorgungseinrichtungen.
Schließlich ist durch die FR 748 626 A noch eine Vorrichtung zur Versorgung eines Gleitlagers mit einem Schmiermittel bekannt, die aus einem Schmiermittelverteiler und einem mit dem Gleitlager verbundenen Schmiernippel besteht. Die Schmiermittelzuführöffnung des Schmiernippels ist dabei mit einer federbeaufschlagten Kugel permanent verschlossen und wird im Falle der Schmierung des Gleitlagers durch einen im Gehäuse des Schmiermittelverteilers verschieblich angeordneten Adapter geöffnet, so dass eine Verbindung zwischen dem Schmiermittelverteiler und dem Gleitlager hergestellt ist. Ein Hinweis, dass diese Vorrichtung auch zur Schmiermittelversorgung an Vorschubspindel-Lagerungen verwendbar ist und wie der Adapter bei einer solchen Anwendung auszubilden und anzuordnen ist, ist dieser Druckschrift jedoch nicht entnehmbar.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Versorgung der Mantelfläche eines ersten Bauteils, um das ein zweites Bauteil angeordnet ist, mit Schmiermittel, zu konzipieren, die einfach im Aufbau ist und geeignet ist, in einfacher Weise das Schmiermittel unmittelbar an die zu schmierende Mantelfläche des ersten Bauteiles zu leiten.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das zweite Bauteil mit einem Schmiernippel versehen ist, das zur Einstellung einer Schmierposition mit einem vom Schmiermitteldruck beaufschlagbaren Adapter verbindbar ist, wobei der Adapter ortsfest in einem Gehäuse angeordnet ist.
Der Vorteil dieser Ausbildung ist, dass nach dem Anfahren eines Referenzpunktes das Schmiermittel in einfacher Weise auf direktem Weg in ausreichender Menge heranführbar ist. Es ist weiter von Vorteil, dass der Kontakt zwischen Schmiernippel und Adapter nur zum Zeitpunkt des Schmierens gegeben ist, bei dem zwischen beiden keine Relativbewegung stattfindet und somit keine Reibung und kein Verschleiß auftreten können.
Die spezielle Ausgestaltung der Vorrichtung ist in den Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben.
So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass der Adapter ein hohlzylindrisches Gehäuse aufweist, das in seinem Inneren einen gegen eine erste Feder abgestützten verschiebbaren hohlzylindrischen Kolben aufnimmt, der aus dem Gehäuse teilweise herausragt und in seinem Inneren ein gegen eine zweite Feder abgestütztes Verschlussorgan aufnimmt, das über eine Durchtrittsöffnung im hohlzylindrischen Kolben mit einem Vorsprung den Schmiernippel öffnet, wobei der hohlzylindrische Kolben an seinem unteren Ende von einer eine zentrische Öffnung aufweisenden flexiblen Dichtmanschette umschlossen ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 soll der hohlzylindrische Kolben an seinem oberen Ende mit einer Durchbrüche aufweisenden Verschlussplatte verschlossen sein, die in einer zentrischen Aufnahmebohrung eine Führungsstange des Verschlussorgans verschiebbar aufnimmt, wobei die Führungsstange von der zweiten Feder umschlossen ist, die sich einerseits an der Verschlussplatte und andererseits am Verschlussorgan abstützt.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 4 soll der hohlzylindrische Kolben an seinem oberen Ende eine Erweiterung aufweisen, in der die Verschlussplatte angeordnet ist.
Nach einem anderen zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 5 soll das Verschlussorgan mit in Längsrichtung verlaufenden Schmiermitteldurchtrittskanälen versehen sein.
Aus Anspruch 6 geht hervor, dass der hohlzylindrische Kolben an seinem unteren Ende eine trapezartige Einschnürung aufweist, an der das Verschlussorgan mit einer komplementären Einschnürung anliegt.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 7 schließlich soll die Dichtmanschette aus einem polymeren Werkstoff bestehen und mit einer in Richtung des Schmiernippels weisenden umlaufenden Dichtlippe versehen sein.
Letztendlich soll nach Anspruch 8 das erste Bauteile eine Gewindespindel und zweite Bauteil eine Spindelmutter eines Gewindetriebs sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die erfindungsgemäß ausgebildete Schmiervorrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Adapters,
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in 1 durch den Adapter,
3 eine Draufsicht auf den Adapter von oben,
4 eine Draufsicht auf den Adapter von unten,
5a einen Längsschnitt durch den Adapter in einer ersten Arbeitsstellung,
5b einen Längsschnitt durch den Adapter in einer zweiten Arbeitsstellung,
5c einen Längsschnitt durch den Adapter in einer dritten Arbeitsstellung,
6 einen Gewindetrieb mit rotierender Spindelmutter mit Stellung des Adapters vor der Schmierposition,
7 einen Gewindetrieb mit rotierender Spindelmutter mit Stellung des Adapters in Schmierposition,
8 einen Gewindetrieb mit rotierender Spindel,
9 eine Vergrößerung des Gewindetriebes gemäß 8 mit Stellung des Adapters vor der Schmierposition,
10 eine Vergrößerung des Gewindetriebes gemäß 8 mit Stellung des Adapters in Schmierposition.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Der in den 1, 2, 3 und 4 dargestellte erfindungsgemäß ausgebildete Adapter 1 besteht aus dem hohlzylindrischen Gehäuse 2, das an seinem unteren Ende mit einem radial nach innen gerichteten Flansch 2.1 eine mit 2.2 bezeichnete Durchtrittsbohrung begrenzt, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der oben liegenden Aufnahmebohrung 2.3 ist. Im Gehäuse 2 ist ein längs verschieblicher hohlzylindrischer Kolben 3 geführt, der an seinem oberen Ende eine Erweiterung 3.1 aufweist, so dass zwischen Gehäuse 2 und Kolben 3 ein Freiraum 4 gebildet ist, der eine erste Feder 5 aufnimmt. Diese umschließt den Kolben 3 konzentrisch und stützt sich einerseits am Flansch 2.1 des Gehäuses 2 und andererseits an der Erweiterung 3.1 des Kolbens 3 ab. Im hohlzylindrischen Kolben 3 ist wiederum längsverschieblich ein Verschlussorgan 6 geführt, das an seinem oberen Ende in eine Führungsstange 6.1 übergeht, die in einer nicht bezeichneten zentrischen Aufnahmebohrung einer Verschlussplatte 7 geführt ist. Die Führungsstange 6.1 ist konzentrisch von einer zweiten Feder 8 umschlossen, die sich einerseits am Verschlussorgan 6 selbst und andererseits an der mit Durchbrüchen 7.1 versehenen Verschlussplatte 7 abstützt. Zum Verschlussorgan 6 gehören weiter in Längsrichtung verlaufende Schmiermitteldurchtrittskanäle 6.2, die ein Durchfließen des Schmiermittels durch den Adapter 1 in seiner Längsrichtung ermöglichen. An seinem unten Ende besitzt das Verschlussorgan 6 einen Vorsprung 6.3, der für die Öffnung des zugehörigen Schmiernippels 9 sorgt. Zum Adapter 1 gehört weiter eine Dichtmanschette 10, deren zentrische Öffnung 10.1 von einer umlaufenden Dichtlippe 10.2 begrenzt ist.
Die Arbeitsweise des Adapters 1 wird nachstehend anhand der 5a, 5b, und 5c beschrieben. Beim eigentlichen Schmiervorgang muss der Schmieradapter 1 zunächst einen Referenzpunkt aufsuchen, dass heißt, über dem Schmiernippel 9, der aus einer federbelastenden Verschlusskugel 9.1, die gegen eine zentrische Öffnung in einer zugehörigen Verschlussplatte 9.2 gepresst ist, positioniert werden. Dabei bestehen zwei Möglichkeiten zum Aufsuchen dieses Referenzpunktes. Zum einen kann diese Übereinstimmung von Schmiernippel 9 und Adapter 10 durch ein Positionieren in Umfangsrichtung und zum anderen durch ein Positionieren in axialer Richtung erfolgen. Dies bedeutet, dass im ersten Fall die axiale Einstellung zwischen Schmiernippel 9 und Adapter 10 gegeben ist und nur die betreffende Übereinstimmung in Umfangsrichtung hergestellt werden muss. Im zweiten Fall ist die Übereinstimmung zwischen Adapter 1 und Schmiernippel 9 in Umfangsrichtung gegeben, während die axiale Übereinstimmung herzustellen ist.
Die Ausgangslage des Schmiervorganges, bei der die Übereinstimmung von Schmiernippel 9 und Adapter 1 sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung gegeben sein muss, geht aus 5a hervor. Anschließend wird durch Erhöhung des Schmiermitteldruckes der hohlzylindrische Kolben 3 gegen den Widerstand der ersten Feder 5 ausgefahren. Dabei drückt das Verschlussorgan 6 mit seinem Vorsprung 6.3 die Verschlusskugel 9.1 des Schmiernippels 9 nach unten, so dass diese geöffnet ist. Dabei gelangt die den Kolben 3 umschließende Dichtmanschette 10 gegen die Verschlussplatte 9.2 zur Anlage, so dass die Übergangsstelle zwischen Adapter 1 und Schmiernippel 9 abgedichtet ist, wie die zugehörige 5b erkennen lässt. Bei weiterer Erhöhung des Schmiermitteldruckes wird der Kolben 3 gegen die Kraft der ersten Feder 5 weiter nach unten ausgefahren, so dass ein Freiraum 11 zwischen Kolben 3 und Verschlussorgan 6 bzw. dessen Vorsprung 6.3 gebildet ist. Das Schmiermittel tritt demnach über eine nicht dargestellte Versorgungsleitung in den Adapter 1 über dessen obere Aufnahmebohrung 2.3 ein. Danach gelangt es über die Durchbrüche 7.1 der Verschlussplatte 7 in die axial verlaufenden Schmiermitteldurchtrittskanäle 6.2 des Verschlussorgans 6 weiter nach unten, um dann bei einer weiteren Druckerhöhung über den zwischen Verschlussorgan 6 und Kolben 3 im unteren Teil gebildeten Freiraum 11 über den geöffneten Schmiernippel 9 zur Schmierstelle zu gelangen. Da der Kontakt zwischen Schmieradapter 1 und Schmiernippel 9 nur zum Zeitpunkt des Schmierens gegeben ist, besteht bei dieser Schmieranordnung kein Verschleiß und keine Reibung zwischen den beteiligten Partnern.
In den 6 und 7 ist eine über ein Spindelmutterlager 12.1 drehbar gelagerte Gewindespindelmutter 12 gezeigt, die mit ihrer inneren Aufnahmebohrung eine nicht dargestellte Welle aufnimmt. Wird nun die Gewindespindelmutter 12 in Rotation versetzt, wie durch den Pfeil dargestellt, wird sie sich in axialer Richtung entlang der Welle bewegen, wobei die axiale Übereinstimmung zwischen Schmiernippel 9 in der Gewindespindelmutter 12 und Adapter 1 im Gehäuse 13 stets vorhanden ist. Zum Schmiervorgang muss lediglich in Umfangsrichtung die Übereinstimmung zwischen Schmiernippel 9 und Adapter 1 gegeben sein. In 6 ist eine Momentaufnahme gezeigt, wo diese Übereinstimmung noch nicht hergestellt ist, während in 7 die Schmierposition dargestellt ist, dass heißt Schmieradapter 1 und Schmiernippel 9 stimmen auch in Umfangsrichtung überein. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Konstruktionsprinzip stehende Gewindespindel 12.2 und rotierende Gewindespindelmutter 12 verwirklicht.
In den 8, 9 und 10 ist eine Teleskopstrebe 14 gezeigt, deren Außenrohr 14.1 ein längsverschiebliches Innenrohr 14.2 aufnimmt, welches im Außenrohr 14.1 so geführt ist, dass es sich nicht in Umfangsrichtung verdrehen kann. Der erfindungsgemäße Schmieradapter 1 ist vom Außenrohr 14.1 aufgenommen und muss zum Schmiervorgang mit dem Schmiernippel 9 der Gewindespindelmutter 12 in Übereinstimmung gebracht werden. Dies erfolgt dadurch, dass die Gewindespindel 12.2 in Rotation versetzt wird, wie in 8 durch den Pfeil dargestellt, so dass sich die Spindelmutter 14 und damit das Innenrohr 14.2 in axialer Richtung verschieben. Die Teleskopstrebe 14 ist somit in Ihrer axialen Ausdehnung veränderbar. Die Übereinstimmung von Schmieradapter 1 und Schmiernippel 9 sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung ist in 10 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Konstruktionsprinzip rotierende Gewindespindel 12.2 und stehende Gewindespindelmutter 12 realisiert.
Bezugszeichenliste

1: Adapter
2: hohlzylindrisches Gehäuse
2.1: Flansch
2.2: Durchtrittsbohrung
2.3: Aufnahmebohrung
3: hohlzylindrischer Kolben
3.1: Erweiterung
4: Freiraum
5: erste Feder
6: Verschlussorgan
6.1: Führungsstange
6.2: Schmiermitteldurchtrittskanal
6.3: Vorsprung
7: Verschlussplatte
7.1: Durchbruch
8: zweite Feder
9: Schmiernippel
9.1: Verschlusskugel
9.2: Verschlussplatte
10: Dichtmanschette
10.1: zentrische Öffnung
10.2: Dichtlippe
11: Freiraum
12: Gewindespindelmutter
12.1: Spindelmutterlager
12.2: Gewindespindel
13: Gehäuse
14: Teleskopstrebe
14.1: Außenrohr
14.2: Innenrohr

Claims

Vorrichtung zur Versorgung der Mantelfläche eines ersten Bauteils, um das ein zweites Bauteil angeordnet ist, mit Schmiermittel, wobei entweder das erste Bauteil oder das zweite Bauteil in Rotation versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil mit einem Schmiernippel (9) versehen ist, der zur Einstellung einer Schmierposition mit einem vom Schmiermitteldruck beaufschlagbaren Adapter (1) verbindbar ist, wobei der Adapter (1) ortsfest in einem Gehäuse angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (1) ein hohlzylindrisches Gehäuse (2) aufweist, das in seinem Inneren einen gegen eine erste Feder (5) abgestützten verschiebbaren hohlzylindrischen Kolben (3) aufnimmt, der aus dem Gehäuse (2) teilweise herausragt und in seinem Inneren ein gegen eine zweite Feder (8) abgestütztes Verschlussorgan (6) aufnimmt, das über eine Durchtrittsöffnung im hohlzylindrischen Kolben (3) mit einem Vorsprung (6.3) den Schmiernippel (9) öffnet, wobei der hohlzylindrische Kolben (3) an seinem unteren Ende von einer eine zentrische Öffnung (10.1) aufweisenden flexiblen Dichtmanschette (10) umschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlzylindrische Kolben (3) des Adapters (1) an seinem oberen Ende mit einer Durchbrüche (7.1) aufweisenden Verschlussplatte (7) verschlossen ist, die in einer zentrischen Aufnahmebohrung eine Führungsstange (6.1) des Verschlussorgans (6) verschiebbar aufnimmt, wobei die Führungsstange (6.1) von der zweiten Feder (8) umschlossen ist, die sich einerseits an der Verschlussplatte (7) und andererseits am Verschlussorgan (6) abstützt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlzylindrische Kolben (3) des Adapters (1) an seinem oberen Ende eine Erweiterung (3.1) aufweist, in der die Verschlussplatte (7) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (6) des Adapters (1) mit in Längsrichtung verlaufenden Schmiermitteldurchtrittskanälen (6.2) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlzylindrische Kolben (3) des Adapters (1) an seinem unteren Ende eine trapezartige Einschnürung aufweist, an der das Verschlussorgan (6) mit einer komplementären Einschnürung anliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (10) des Adapters (1) aus einem polymeren Werkstoff besteht und mit einer in Richtung des Schmiernippels (9) weisenden umlaufenden Dichtlippe (10.2) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil eine Gewindespindel (12.2) und das zweite Bauteil eine Gewindespindelmutter (12) eines Gewindetriebs ist.