DE1172909B - Verfahren zum Schmieren von langsam sich in ihren Zylindern bewegenden Kolben und Einrichtung zur Durchfuehrung desselben - Google Patents

Description

• Verfahren zum Schmieren von langsam sich in ihren Zylindern bewegenden Kolben und Einrichtung zur Durchführung desselben Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schmieren von langsam sich in ihren Zylindern bewegenden Kolben, wobei zwischen der Kolben- und Zylinderwandung eine axiale Ölströmung besteht, insbesondere bei hydraulischen Druckumsetzern für Prüf- und Eichmaschinen.
• Um eine möglichst geringe Reibung zwischen Kolben und Zylinder zu erzielen, ist es bekannt, eine Relativbewegung zwischen diesen Bauteilen in der Weise herbeizuführen, daß dem Zylinder eine rotierende Bewegung gegeben oder in den Zylinder eine umlaufende Büchse eingesetzt wird, während der Kolben nicht umläuft. Es ist auch schon bekannt, den Kolben bei feststehendem, also nicht rotierendem Zylinder, umlaufen zu lassen, um die Reibung zu vermindern.
• Solche Rotationsbewegungen zwischen Kolben und Zylinder haben aber den Mangel, daß dabei meistens auch in Längsrichtung wirkende Kräfte entstehen, die zu einer Verfälschung der Meßergebnisse führen. So können derartige Längskräfte durch sich im Zylinder oder im Kolben oder in beiden dieser Bauteile bildende Drehriefen entstehen. Auch ist meist ein nicht völlig zentrischer Lauf von Kolben oder Zylinder oder von diesen beiden Bauteilen die Ursache solcher Störungen.
• Wenn sich nämlich zwischen diesen beiden genannten Teilen eine Taumel'bewegung einstellt, dann wird zwar eine periodische Bewegung des Öles in der Zylinderlängsrichtung erfolgen, die eine Herabsetzung der Reibung ergibt, es werden aber, da diese ölbewegung von der geringen Frequenz der UTndrehungen des Zylinders oder des Kolbens herrührt, in nachteiliger Weise deutlich meßbare Kräfte auf den Kolben in Längsrichtung abgesetzt, durch die entweder die Meßergebnisse verfälscht werden oder die Durchführung von Messungen überhaupt unmöglich gemacht wird.
• Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, die bei sich langsam bewegenden Kolben der eingangs erwähnten Art herrschende ölströmung in ihrer mittleren Geschwindigkeit auf einfache Weise zu steigern, um @so die Reibung zwischen diesen Teilen herabzusetzen.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der bereits bestehenden axialen Ölströmung Schwingungen überlagert werden, durch die im Öl in Kolbenlängsrichtung im Takt der Schwingungen abwechselnd auseinander- und zusammenlaufende Ölströme erzeugt werden. Diese gleichzeitig und gleichmäßig auseinanderstrebende und sich sammelnde Ölströmung ist so zu verstehen, daß sie ihr Geschwindigkeitsmaximum nach rechts im gleichen Augenblick hat, in dem sie auch ihr Geschwindigkeitsmaximum nach links hat. Es ergibt sich daraus der wesentliche Vorteil, daß sich die Längskräfte vollständig aufheben und eine Beeinflussung der Messungen nicht mehr stattfinden kann.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorge3ohlagen, zur Erzeugung der Schwingungen eine Anzahl an sich bekannter Pulsatoren vorzusehen, die Öl über an sich bekannte, im Zylinder befindliche Bohrungen der bereits vorhandenen axialen ölströmung hinzusetzen.
• Es ist auch gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Vorschlag möglich, zur Erzeugung der Schwingungen im Zylinder einen eine Spule aufweisenden Ringkörper aus magneto-striktivem Werkstoff vorzusehen, wobei die Spule an Wechselstrom hoher Frequenz anzuschließen ist. Es erfolgt somit an diesen Stellen des Kolbens und des Zylinders eine periodische Verdrängung und Rücksaugung des ohnehin zwischen diesen Bauteilen befindlichen Öles. Es ist hiernach mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und den vorgeschlagenen Maßnahmen zu dessen Durchführung möglich, eine beliebige Steigerung der Ölgeschwindigkeit und eine entsprechende Herabsetzung der Reibung zwischen dem Kolben und der Zylinderwand zu erreichen.
• In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Einrichtung in zwei Ausführungsbeispielen in schematischen Darstellungen veranschaulicht, und zwar zeigt: F i g. 1 eine mit einem Pulsator arbeitende Einrichtung, F i g. 2 eine Einrichtung mit vier getrennten Ölquellen und F i g. 3 eine nach dem magneto-striktiven Effekt wirkende Abwandlung. In den F i g. 1 und 3 ist mit 1 der Zylinder eines Druckübersetzers bezeichnet, während der mit diesem zusammenarbeitende Kolben mit 2 benannt ist.
• Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist die Wandung des Zylinders l mit einer Ringkammer 3 versehen, die über eine Bohrung 4 oder mehrere Bohrungen und über eine Leitung 5 oder über mehrere Leitungen mit einem gesonderten, an sich bekannten, aus Kolben 6, Exzenter 7 und Zylinder 8 bestehenden Pulsator zur Erzeugung eines periodisch wechselnden Druckes verbunden sind. Mit 9 ist die der Außenwand des Kolbens 2 benachbarte Innenwand der Kammer 3 benannt. Diese Wand 9 preßt sich im Rhythmus der vom Pulsator 6, 7, 8 ausgehenden Druckschwankungen periodisch stärker an die Wand des Kolbens 2 an, was eine Verkleinerung des zwischen dem Kolben 2 und Zylinder 1 bestehenden ölspieles bedeutet und Ölströmungen in Richtung der Pfeile 10 in der bereits vorhandenen Ölströmung zwischen Kolben und Zylinderwandung hervorruft. In gleicherWeise bewirkt eine entsprechende periodische Entfernung der Innenwand 9 von der Mantelfläche des Kolbens 2 eine Ölströmung in Richtung der Pfeile 11. Es sind also die beiden Ölströmungen von einem Zentrum aus nach beiden Seiten entsprechend den Pfeilrichtungen 10 und 11 gerichtet, so daß also keine Kraftwirkung in einseitiger Hinsicht auf den Kolben 2 stattfinden kann.
• Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 macht zur Erzeugung der Schwingungen einer periodischen Änderung des Ölspieles von der Ausnutzung des magneto-striktiven Effektes Gebrauch. In diesem Falle wird an die Zylinderwand 13 im Zylinderkörper 1 ein Ring 14 aus einem Material zur Anlage gebracht, welches sich bei Stromfiuß durch eine in dieses Ringmaterial eingebettete Spule 15 zusammenzieht, sich bei Aufhören des Stromflusses jedoch wegen seiner Elastizität auf den Ausgangswert wieder ausdehnt. Wenn nun ein Wechselstrom durch diese Spule 15 geschickt wird, so wird die gleiche Wirkung erreicht, wobei besonders hohe Frequenzen auf einfache Weise zu erzielen sind.
• Die beiden Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 und 3 zeigen je eine Kammer 3 bzw. je einen elastischen Ring 14 im Bereich der Zylinderwand. Es ist jedoch auch möglich, je nach den baulichen Verhältnissen mehrere dieser Kammern bzw. elastischen Ringe in der Zylinderwand vorzusehen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 weist der Zylinder 17 eines Druckumsetzers gleichmäßig an seinen Umfang verteilte Bohrungen 18 auf, von denen je eine Leitung 19, 20, 21, 22 zu je einer als Pulsator ausgebildeten Ölquelle 23, 24, 25, 26 führt. Diese Pulsatoren laufen phasengleich und werden von einer gemeinsamen Welle 27 angetrieben.
• Infolge eines so gleichmäßig auf den Kolben wirkenden Druckes bleibt dieser stets in der zentrischen Lage, so daß sich die erfindungsgemäßen Ölströmungen in ihrem periodischen Wechsel frei ausbilden können. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist für jede Bohrung ein Pulsator vorgesehen, es kann aber auch für jede Bohrungsgruppe eine Ölquelle vorgesehen sein.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Schmieren von langsam sich in ihren Zylindern bewegenden Kolben, wobei zwischen der Kolben- und Zylinderwandung eine axiale Ölströmung besteht, insbesondere bei hydraulischen Druckumsetzern für Prüf- und Eichmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der bestehenden axialen Ölströmung Schwingungen überlagert werden, die in dieser in beiden Kolbenlängsrichtungen im Takt der Schwingungen wirkende, abwechselnd auseinander- und zusammenlaufende Ölströme erzeugen.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Schwingungen eine Anzahl an sich bekannter Pulsatoren vorgesehen sind, die Öl über an sich bekannte, im Zylinder befindliche Bohrungen (18) der bereits vorhandenen axialen Ölströmung hinzusetzen.
3. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Schwingungen im Zylinder (1) ein eine Spule (15) aufweisender Ringkörper (14) aus magneto-striktivem Werkstoff vorgesehen ist, wobei die Spule (15) an Wechselstrom hoher Frequenz angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 837 026; deutsche Auslegeschriften Nr.1 082 775, 1070 452; britische Patentschrift Nr. 877 738.