DE1400434A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmieren mechanischer Geraete - Google Patents

Description

• Eini2cichtung zum S%chmieren von in einem Gehäuse eingebauten umlaufenden Maschinenteilen Für die Schmierung von in einem Gehäuse eingebauten umlauf enden Maschinenteilen, insbesondere für'die Schmierung von Getriebekästeng bestehen drei grundsätzliche Illöglichkeiten, nämlich die Eintauchschmierung, die Sprühschmierung und die Schmierung durch-Öl-nebel. Die ersten beiden Möglichkeiten sind in vielen FK11#ii dur,chau-sheauchbar, führen . jedoch bei hochbelasteten Getrieben unter Umständen zu beträchtlichen Schwierigkeiten, und zwar deshalb, weil sich der zwischen den Getrieberädern einge brachte Schmierölfilm infolge sein-er Verdrängung aus den Zahnlücken und infolge der Pressung zwischen den Zahnflanken stark erwärmt. Erwärmung ist immer mit Wärmedehnungen verbunden, welche die Genauigkeit des Zusammenarbeitens der Getriebeteile beeinträchtfg'eh können. Außerdem erfordert'. eine-'d4#e'-ar-tige Ö1.m schmierung immer-hinreichend gut gedichtete Her*ausfÜhr=gender Wellen aus dem Getriebekasten, um Ölveriuste zu vermeiden. Man zieht deshalb in schwierig gelagerten Fällen die Schmierung durch Ölnebel vor, der auf den zu schmierenden Flächen nur eine ganz dünne Haut bildet, welche keine besondere Erwärmung erleidet. Jedoch hat die Ölschmierung in den bekannten Ausführungen. doch noch einige ins Gewicht fallende Nachteile. Mit Ölnebel kann man nur schmieren, wenn man mit ihm Luft belädt und eine Strömung dieses Luft-Nebelgemisches durch das Gehäuse hindurch schafft. Hierzu dienen bei den bekannten Einrichtungen Druckerzeuger in Form von Zentrifugalpumpen oder Schleuderrädern mit Schaufeln, also.zusätzliche Maschinenteile, fär welche im Getriebekasten entsprechend Raum bereitgestellt werden muß. Wenn, wie bei einem bekannten Vorschlag, vier Schleuderräder auf die Welle aufgesetzt werden müssen, so leuchtet ein, daß hier eine wesentliche Verlängerung desGetriebekast ens und der Welle erforderlich ist. Eine einfache Schleuderscheibe, wie sie für die Schmierung der Lagerteile von Gasturbinen vorgeschlagen worden istg kommt nur bei sehr schnellaufenden Maschinenteilen in Frage, nicht aber bei den üblichen Getriebedrehzahlen, da hier die Drehge,schwindigkeit für die Erzeugung einer LuftstrÖ-mung nicht ausreichen würde. Außerdem erfordert eine solche Schleuderscheibe die Vorschaltung einer Zubringerpumpe, was den Aufbau noch weiter-b61astet. Zu diesen konstruktiven Erschwerungen kommen noch betriebliche Unzuträglichkeiten hinzu. Eine Strömung eines Gemisches aus Luft und Ölnebel setzt voraus, daß die Luft an einer Stelle in das Gehäuse eintreten und an einer anderen Stelle austreten kann., Das Gehäuse darf nicht durch eine Dichtung nach außen abgeschlossen sein. Die Welle muß also dichtungsfrei aus dem Gehä#zse herausgefUhrt werden. Dann ist es.unvermeid'lich, daß ,Wplge-,dop,im Gehäuse.herrschenden inneren Überdru ckes d urch an der W-ellendurchführung austretenden en mitgenommen werden. die gesundheite-

  schädlich sind. Man kann zwar durch Nachschalten eines Prall- «

  ringes hinter die Wellendurchführung die in den Raum gelanigende,

  Menge an Ölnebel verringern, doch ist es zweifelhaft, ob das

  so weit möglich ist, daß gesundheitliche Schäden nicht zu be-

  sorgen sind.

  Die Erfindug geht von der Aufgabe aus" die Einrichtung zur

  Ölnebelschmierung baulich zu vereinfachen und ihr betriebliches

  Verhalten zu verbessern. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung

  dadurch gelöst, daß die Strömung der mit feinstem Ölnebel be-

  ladenen Luft nicht durch-einen Überdruck, sondern duroh Bau&-

  wirkung geschaffen wird, und zwar dadurch, daß auf den Baden

  der dichtungsfrei aus dem Gehäuse herausgeführten Wellen hinter

  deren Lagerteilen Maschinenteile angebracht sind, »loho.tjne

  Saugwirkung erzeugen, also die mit dem Ölnebel beladeUe Zart

  durch das Gehäuaeinnere hindurchaaugen.

  Der wesentliche Vorteil dieser Einrichtung liegt in ihrer großen Einfachheit. Das Gehäuseinnere wird nicht durch irgendwelche Pumpenscheiben oder Lüfterräder in Anspruch genommen. Es kann also rein getriebetechnisch ausgelegt werden. Die der Erzeugung der Saugströmung dienenden Maschinenteile liegen außerhalb des Gehäuses und können von ganz einfacher Form sein, etwa in der Form der bekannten Schleuderscheiben. Denn sie sollen im Gegensatz zu den bekannten Vorschlägen keine intensive Luftströmung erzeugen. Es genügt eine nur schwache Strömung. Irifolge der SaugstrÖmung können auch Lagerstellen mit Sicherbit geschmiert werdenl die verhältnismäßig weit vom Gehäuseinneren entfernt liegen. Weil aber die Strömungegeachwindigkeit nur gering ist, ist auch die MÖglichkeit, daß feine Ölnebelteilchen nach außen mi.tgenommen werden, praktisch ausgeschlossen. Denn diese feinen Ölnebelteilchen werden von den Lagerteilen, an denen sie vorbeistreicheng zurückgehalten.
• Mit der auf Saugwirkung beruhenden Schmiereinrichtung gemäß der Erfindung ist also gegenüber den bekannten auf Druck beruhenden Schmiereinrichtungen ein beachtlicher technischer Fortschritt erzielbar, Zwei Ausführungebeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen horizontalen Bohrkopf, der mit dem Schmiersystem gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, wobei diesen System in dem Sinne selbständig ist, daß alle Teile des Systems am Bohrkopf Teile desselben bildend, angeordnet sind, Fig. 2 ist ein ähnlicher Schnitt wie Fig.1, zeigt jedoch das erfindungegemäße Schmiermittelsystem an einem vertikalen Bohrkopf. In Fig, 1 ist ein horizontaler Bohrkopf mit zwei Bohrspindeln 10 und 12 gezeigt, die in einem Gehäuse 14 angeordnet sind. Ob- wohl nur zwei Spindeln gezeigt sind, werden in der Praxis Bohr-köpfe mit unterschiedlichen Anzahlen von Bohrspindeln hergestellt. Die Erfindung kann bei Bohrköpfen mit irgendeiner beliebigen Anzahl von Bohrepindeln zur Anwendung kommen.
• Das Gehäuse 14 ist auf dem Schlitten einer Werkzeugmaschine befentigt, Das Gehäuse 14 hat einen vorderen Gehäuseteil 16, der mit einem sich rückwärts erstreckenden Umfangsflansch 10 versehen ist, an den sich ein durch Schrauben 22 befestigter Deckel 20 anlegt. Durch diese Ausbildung wird eine innere Kammer 24 innerhalb des Gehäuses 14 geschaffen. Der Flansch 18 wird mit dem Deckel 20 in Üblicher Weise abgedichtet, um die Kammer 24 strömungsmitteldicht zu machen. Der Körper 16 ist mit äußeren Vorsprüngen 26 versehen, welche zur Abstützung zusätzlicher Lager für die Spindeln 10 und 12 dienen. Eine Antriebswelle 28 erstreckt sich zentral durch den Deckel 20 und ist durch Lager 30 und 32, die in den Deckel 20 bzw.
• den Körper 16 an gegenüberliegenden Seiten der Kammer 24 eingelassen sind, drehbar r gelagert. Der Antrieb für die Welle 28 ist beliebis.
• Die beiden Spindeln 10 und 12 erstrecken sich durch-die Ansätze 26 in die Kammer 24 und sind in parallelen seitlichem Abstand zueinander auf gegenüberliegenden Seiten der Antriebewolle 28 angeordnet. Die Spindel 10 erstreckt sich vollständig durch die Kammer 24 und ist in Lagern 36 und 38 drehbar gelagert. Das hintere Lager 36 ist in einer Ausnehmung 40 angeordnet, die in der Innenfläche des Deckels 20 vorgesehen istg während das vordere Lager 38 in einer Auenehmung 42 an der Außenseite des Ansatzes 26 angeordnet ist. Das Lager 38 wird in der Auanehmung 42 durch eine Halteplatte 44 gehalten, die die Spindel 10 mit einem losen Sitz umgibt und mittels Schrauben 46 am Vorsprung 26 befestigt ist. Die Spindel 12 erstreckt sich jedoch nicht durch die-Kammer 24 und ist in einem inneren und einem äußeren_ Lager 48 bzw. 50 gelagert. Das innere Lager 48 ist In..einer-Ausnehmung 52 angeordnet, die an der Innenseite des Körpers 16 vorgesehen ist, während das äußere Lager 50 in einer Ausnehmung 54 angeordnet is-tl welche in der äußeren Fläche des Ansatzes 16 vorgesehen ist. Eine durch Schrauben 58 am Vorsprung 26 befestigte Lagerhalteplatte 56 hält das äußere Lager 50 in der Ausnehmung 54.
• Die Antriebswelle 28 trägt zwei treibende Zahnräder 60 und 62.' innarhalb, der Kammer 24 an gegenüberliegenden Seiten derselbengdie mit entsprechenden getriebenen Zahnrädern 64 und 66, welche durch Keile oder sonotwie drehfest mit den Spindeln 10 und 12 verbunden sind, im Eingriff stehen. Die Zahnräder 60,62,64 und 66 können, wie gezeigt, verschieden groß sein, um die Spindeln 10 und 12 mit verschiedenen vorbestimmten Drehzahlen anzutreiben. Eine auf der Spindel 10 angeordnete Abstandshülse 68 erstreckt sich zwischen dem äußeren Lager 38 und dem getriebenen Zahnrad 64, wobei die Bohrung 70 im Ansatz 26, durch welche sich die Abst ahülee 28 erstreckt, einen größeren Durchmesser, als die Abstandahülso aufweistg so daß eine ringfürzige Kammer 72 um die Abotandshülse gebildet wird. Wie aus der Zeichnung ersichtlich9 steht der Ringraum 72 an einem Ende mit der Kammer 24 und am anderen Ende mit der Auanehmung 42 und dem Lager 38 in Verbindung. In ähnlicher Weise ist eine Abstandshülse 74 auf auf der Spindel 12 zwischen dem äußeren Lager 50 und dem hinteren Lager 48 vorgesehen, wobei die Bohrung 76 einen größeren Durchmesser als die Abstandshülse 74 aufweist, so daß ein Fingraum 78 um die Abstandshülse herum gebildet wird. Wie dargestellt #steht -der Ringraum 78 an einem Ende mit der Kammer 24 durch das hintere Lager 48 hindurch und mit dem anderen Ende mit der Ausnahmung 54 und dem äußeren Lager 5-0 in, Verbindung. Eihlmittel, welchen üblicherweine von außen her auf die Spin-deln 10 und 12 gesprüht wird,- wird an Eindringen in das Gehäuse 14 durch Schleuderringe 80 und 82 verhindert, welche drehfest mit den Spindeln verbunden sind und innerhalb der ringförmigen Lagerhalteplatten 44 und 46 angeordnet sind. Die hier gezeigten Schleuderringe 80 und 82 sind handelsüblicher Art und haben im Abstand angeordnete ringförmige Umfangsrippen oder Flanschen 84 u. 86, welche das in die Lagerhalteplatten 4-4 und 56 entlang den Spindeln eintretende Kählmittel sammeln und es entweder nach vorn entlang den Spindeln oder nach- außen durch radiale Lüftungsöffnungen. 88 und 90, die in den Lagerhalteplatten vorgesehen sind, schleudern. Die Lagerhalteplatten 44 und 56 weisen von den Spindeln 10 und 12 und von den Schleuderringen 80 und 86 einen Abstand auf, um die Drehbewegung der Spindeln nicht zu behindern. Da hierbei etwas Kühlmittel nach rückwärts,an den Spindeln entlangfließen kann, können die vorderen Flächen der Schleuderringrippen oder Planschen 84 und 86 etwas hohl oder tellerförmig ausgebEdet sein, um so dazu beizutragen, den'Rückwärtsfluß des Kühlmittels zu verhindern und sicaerzustellen, daß das Kühlmittel, welches bis zu den Flanschen vordringt, vorwärts zu den Entlüftungsöffnungen 88 und 90 geschleudert wird. Schmieröl wird durch eine Düse 92, welche das Öl in einem sehr feinen Nebel aufbricht,-in die Kammer 24 eingespritzt. Die Düse 92 ist auf der inneren Seite des Körpers 16 innerhalb der Kammer 24 mit radial auswärts gerichtetem Abstand von der Spindel 10 angeordnet, wobei der Düse durch eine Öffnung 94 im Körper 16 und eine Ölzuführungsleitung 96, welche in den Körper am äußeren Ende' der Bohrung 94 eingesehraubt ist, Schmier-,mittel zugeführt wird. Das in die Kammer 24 eingespritzte Schmieröl passiert eine ringförmige Prallvorrichtung 98, die konzentrisch vor der Düse 92 durch ein Konsol 100 gehalten wird, das an der inneren Fläche des Körpers 16 befestigt ist. Die Prallvorrichtung 98 weist sowohl zur Düse 92 wie auch zum hinteren Deckel 20 einen Abstand auf. Der feine Schmiermittelnebel gelangt durch die Prallvorrichtung in die Kammer 24, wobei jedoch schwerere Ölteilchen an der Prallvorrichtung haften bleiben und daran gesammelt werden. Diese Ölteilchen tropfen von der Prallvorrichtung ab und fallen in den unteren Teil des Gehäuses 14, welcher als Ölsumpf 102 dient. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird normalerweise eine gewisse Henge Öl im unteren Teil des Gehäuses gehalten. Mittels einer Pumpe 104 wird das Öl aus dem Sumpf 102 der Düse 92 zugeführt. Wie ersichtlich, ist die Pumpe 104 an der äußeren Fläche des Körpers 16 angebracht und rotierend durch eine Welle 106 angetrieben, die i# den Lagern 108 und 110 gelagert ist, welche in gegenüberliegenden Ausnehmungen 112 u.114, die im Körper 16 bzw. den. Deckel 20 vorgesehen sind, angeordnet sind. Ein auf der Welle 106 befestigtes Zahnrad 116 steht mit dem Zahnrad 66 im Eingriff und wird durch dieses angetrieben. Das Öl fließt durch eine im Körper 16 vorgesehene Öffnung 118, aus dem Ölaumpf 102 in ein Rohr 120, welches mit dem Einlaß 122 der Pumpe 104 verbunden ist. Das Rohr 96 erstreckt sich vom Auslaß 124 der Pumpe zu der mit der Düse 22 in Verbindung stehenden Öffnung 94. Somit bewirkt die Antriebswelle 28 über die Zahnräder 62, 66 u.116 einen rotierenden Antrieb der Pumpe 104,welche der Düse 92 Drucköl zuführtg wo das 01 in Form einen Ölnebels in die Kammer 24 eingespritzt wird. Schwerere Teilchen oder Öltröpfohen worden von der Prallvorrichtung 98 gesammelt undL dem Sumpf 102 zum Wiederumlauf zurückgeführt. Der Ölnebel tritt aus der ]Prallvormichtung aus und zirkuliert innerhalb des Kopfese wobei alle arbeitenden Teile, die offen in der Kammer liegen, oder mit dieser in Verbindung stehen, mit Öl Überzogen werden. Die Zirkulation und Bewegung des Schmiermittelnebels innerhalb des Bohrkopfes wird durch die Pumpenwirkung der Zahnräder und Lager, die innerhalb des Kopfes arbeiten, unterstützt. Die FÖrderung des Schmiermittelnebels durch das Gehäuse 14 zu abseitig liegenden Teilen, wie z.B. die äußeren SPindellager 38 u. 50, wira a adurch erzielt, daß eine geringfügige Luftzirkulation durch die Kammer erzeugt wird. Der Plansoh 18 des Gehäuses 14 ist mit einer Einlaßöffnung 126 versehen, durch die Luft in das Gehäuse eintreten kann. Ein Luftfilter 128 reinigt die in die Einlaßöffnung 126 eintretende Luft und verhindert, daß Schmutz oder andere Fremdstoffe in das Gehäuse mit der eintretenden Luft gelangen können. Durch die Drehbewegung der Schleuderringe 80 u. 86 wird Luft nach außen durch die Entläftungsöffnungen 88 und 90 bewegt9 wobei der durch die Schleuderringe erzeugte Luftaustritt bewirktl daß Luft und darin enthaltener Ölnebel aus der Kammer 24 zu den äußeren Spindellagern 38 und 50 hinter die Schleuderringe fließt. Bei der Spindel 10 fließt das Schmiermittel zum äußeren Lager 38 durch den Ringraum 72, der unmittelbar in die Kammer 24 einmündet.
• Bei der anderen Spindel 12 ist jedoch eine unmittelbare Verbindung des Ringraumes 78 mit der Kammer 24 wenigstens teilweise durch das innere Lager 52 blockiert. In diesem Falle sind Kanäle 130 vorgesehen, welche das innere Lager 48 umgehen. Die inneren Enden der Kanäle 130 münden unmittelbar in die Kammer 24 in radia-Im nach außen gerichteten Abstand vom Lager 48, während die äußeren Enden der Kanäle 130 unmittglbar in den Ringraum 78 einmünden. Luft und darin enthaltenes Sohmiermittel strömen verhältnismäßig ungehindert aus der Kammer 24 über die Kanäle 130 zum äußeren Lager 50, wobei die Kanäle 130 gestatten, daß die Luft und darin enthaltener Ölnebel frei in den Ringraum 78 fließen kann7 so daß die Pumpwirkung des inneren Spindellagers 48 die Schmierung des äußeren Spindellagers 50 nicht behindert. Falls erwünschtg können in die Leitung 96 Filter eingebaut werden, um Schmutz und andere Premdstoffe aus dem von der Pumpe 104 geförderten Öl auszuscheiden, bevor es die den Nebel erzeugende Düse 92 erreicht. Gegenüber der Düse und der Prallvorrichtuns 98 ist in einer Öffnung 134 des Deckels 20 ein Fenster 132 angeordnet, so daß das in das Gehäuse eingespritzte Schmiermittel beobachtet und kontrolliert werden kann. Der ruhige Fluß des zirkulierenden Ölnebals innerhalb des Kopfes, der durch die Pumpwirkung der Zahnräder und Lager und durch die Luftzirkulation durch den Kopf infolge der In den Einlaß 126 eintretenden und durch die Entlüftungsöffnungen 88 und 90 austretenden Luft erzeugt wird, stellt eine ständige und ausreichende Benetzung. der Arbeitsteile innerhalb des Kopfes sicher. Ein merklicher Verlust von Schmiermittelg aus dem Kopf tritt nicht ein.
• In Fig.2 ist ein vertikaler Spindelkopf dargestellt. Dieser Kopf ist ähnlich dem in Fig.1 gezeigten, mit Ausnahme, daß er anstelle der horizontalen Spindeln senkrecht aufgerichtete Spindeln aufweist, und daß der Kopf , anstatt sich horizonte:1 zu bewegen, amkrecht geführt ist.... Teile des vertikalen Kopfes, die identisch oder ähnlich entsprechenden Teilen der ersten AusfÜhrungsform änd, sind mit gleichen Bezugsziffern versehen und im einzelnen nicht nochmals beschrieben.
• Bei dieser zweiten AusfÜhrungsform gemäß der Erfindung stellt der Körper 16 des Gehäuses 14 die untere Seite des Kopfes dar und ist so geformt, daß ein Sumpf 134 entsteht, in welchem das Schmiermittel gesammelt und gehalten wird. Die Düse 92 erstreckt sich aufwärts durch den Sumpf 134, die Prallvorrichtung 98 ist am Flansch 118 befestigt. Das Fenster 132 ist im Deckel 20 gegenüber der Düse 92 und der Prallvorrichtung 98, wie bei der ersten Ausführungsform angeordnet. Das Ölzuführungsrohr 120 erstreckt sich von der Seite des Sumpfes 134 zum Einlaß 122 der Pumpe 1049 während sich das Ölzaführungsrohr 96 vom Auslaß 124 der Pumpe aufwärts durch den Boden des Sumpfes 134 zur Düse 92 erstreckt. Der Luftfilter 128 ist in diesem Falle im Deckel 20 oben am Gehäuse 14 vorgesehen. Die Arbeitsweise des Schmiersystems dieses vertikalen Kopfes ist im allgemeinen ähnlich dem des Kopfes, wie er in Fig.1 mit horizontal ausgerichteten Spindeln gezeigt ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch : Einrichtung zum Schmieren von in einem Gehäuse eingebauten umlaufenden Maschinenteilen, deren Wellen mindestens einseitig hinter den Lagern dichtungsfrei aus dem Gehäuse herausgeführt sind, durch Ölnebel, der im Gehäuse durch eine Spritzdüse erzeugt und mit Hilfe einer durch gebläseartige Maschinenteile erzeugten Luftströmung an die zu schmierenden Flächen herangebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf den hinter den Lagern liegenden Wellenteilen Maschinenteile angebracht sind, die durch Saugwirkung eine lufttröpfehenfreie Ölnebelströmung vom Gehäuseinneren nach außen erzeugen.