-
Bei Schmiersystemen mit einer Schmierpumpe
ist es bekannt (
DE 200 21 026 U),
den Schmierstoffbehälter
(für Fett
oder Öl)
mit einem schwerkraftbeaufschlagten Folgeteller auszustatten, damit
der Schmierstoff sicher in den Saugraum der Schmierpumpe geführt wird.
Bei Schmierpumpen, die nicht ständig
eine vertikale Arbeitslage des Schmierstoffbehälters haben, z.B. in der rotierenden Nabe
einer Windenergieanlage, kann die Gravitation den Folgeteller nicht
wie gewünscht
permanent beaufschlagen. Deshalb ist es in der Praxis bekannt, den
Folgeteller durch eine Federanordnung beaufschlagen zu lassen, um
die sichere Nachführung
des Folgetellers und damit auch des Schmierstoffs, z.B. auch unter
Einfluss von Zentrifugalkräften,
zu gewährleisten.
Abhängig
von der Größe einer
zu schmierenden Maschine, z.B. einer Windenergieanlage, werden zur
Sicherstellung der vorgesehenen Wartungsintervalle bei z.B. gleich
leistungsfähigen Schmierstoffstellen
verschieden große,
jeweils maßgeschneiderte
Schmierstoffbehälter
eingesetzt. Die verschiedenen Behältergrößen bedingen eine kostenintensive
Teilevielfalt. Ein solcher Schmierstoffbehälter enthält mindestens ein bis zwei
Kilogramm Schmierstoff, oder dann, je nach Bedarf, auch mehr. Bei
größeren Schmierstoffbehältern besteht
die Federanordnung z.B. aus einer Kegelfeder mit einer bestimmten
Federlänge,
einer bestimmten Federhärte und
einer bestimmten Federcharakteristik. Da die Kegelfeder die gesamte
Hublänge
alleine beherrschen muss, entsteht das Problem, dass bei vollem Schmierstoff-Speicherraum
und stark zusammengedrückter
Kegelfeder die wirksame Kraft am Folgeteller unerwünscht groß, und bei
deutlich kleiner gewordenem Speicherraum oder kurz vor Erreichen
des Zeitpunktes für
eine Wartung, für
eine sichere Funktion der Schmierpumpe zu schwach wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Schmierstoffbehälter
und ein Schmiersystem anzugeben, die auf kostengünstige und baulich einfache
Weise hohe Betriebssicherheit gewährleisten.
-
Die gestellte Aufgabe wird mit den
Merkmalen des Anspruch 1 und des nebengeordneten Anspruchs 11 gelöst.
-
Der Nachteil einer anfänglich zu
hohen Beaufschlagungskraft und einer gegen Ende zu schwachen Beaufschlagungskraft
wird bei einem großen Schmierstoffbehälter auf
baulich einfache und kostengünstige
Weise durch Unterteilen der Federanordnung in eine Reihenanordnung
einzelner Federeinheiten beseitigt, d.h. sofern eine Größe bzw.
Länge des
Schmierstoffbehälters
benötigt
wird, bei der eine einzelne Federeinheit zwangsweise zu den oben
erwähnten
Nachteilen führen
würde.
Durch die Unterteilung der Federanordnung in hintereinander geschaltete
einzelne Federeinheiten wird eine stufenweise Vergrößerung des
Federwegs ohne gleichzeitige spürbare
Erhöhung
der auf den Folgeteller ausgeübten
Anfangskraft und auch ohne zu drastische Verringerung der Endkraft
erzielt. Dabei wird die Erkenntnis eingesetzt, dass eine Reihenanordnung
von Federeinheiten einen langen Federweg ermöglicht, und, sofern die schwächste Federeinheit
nicht auf Block zusammengedrückt
ist, stets mit der Kraft der schwächsten Federeinheit wirkt.
Bei einer Größe des Schmierstoffbehälters, bei
der der benutzte Hubweg des Folgetellers von einer einzigen Federeinheit
problemlos beherrscht werden kann, braucht jedoch nur eine Federeinheit
eingesetzt zu werden. Bei größeren Schmierstoffbehältern werden
hingegen zwei oder mehrere Federeinheiten hintereinander geschaltet,
um den mit günstigen
Kräften
nutzbaren Federweg beliebig in modularer Weise zu verlängern. Auf
diese Weise ist jeweils über
den genutzten Hubweg des Folgetellers die gewünschte Unterstützung der
Schmierpumpe gewährleistet,
und wird der Schmierstoff sicher nachgeführt. Auf diese Weise ist die
Betriebssicherheit auf einfache Weise gesteigert. Dies kann besonders
zweckmäßig in Windenergieanlagen
sein, in denen der Schmierstoffbehälter rotiert und in denen gegebenenfalls
sogar Zentrifugalkräfte
wirken, die das Nachführen
des Schmierstoffs in den Saugraum der Schmierpumpe beeinträchtigen könnten. Die
erhöhte
Betriebssicherheit durch die Unterteilung der Federanordnung kann
jedoch auch für
Schmierstoffbehälter
oder Schmiersysteme zweckmäßig sein,
die für
andere Einsatzfälle
konzipiert sind.
-
Zweckmäßig ist jede Federeinheit eine
Kegelfeder. Diese Kegelfeder kann einfach ausgebildet sein, d.h.
aus einem Federdraht bestehen, oder eine Mehrtachausbildung haben,
d.h. aus mehreren Federdrähten
gewickelt oder aus ineinandergesetzten Kegelfedern gebildet sein.
Denn eine Kegelfeder hat den Vorteil geringer Federlänge in voll
zusammengedrücktem
Zustand, so dass bei gegebener Einbaulänge ein großer Federhub bis zur vollständigen oder weitgehenden
Federentspannung nutzbar ist.
-
Alternativ kann jede Federeinheit
auch eine Schraubenfeder in Einfach- oder Mehrfachausbildung sein.
Als weitere Alternative ist es denkbar, jede Federeinheit aus einem
Tellerfederpaket zu formen.
-
Damit die hintereinandergeschalteten
Federeinheiten ordnungsgemäß zusammenwirken,
ist es zweckmäßig, dazwischen
je eine Zwischenplatte anzuordnen, die kleiner ist als der Innenquerschnitt
des Mantelteils des Schmierstoffbehälters. Es sind aber auch Ausführungsformen
denkbar, bei denen die Enden aneinanderstoßender Federeinheiten so zusammen
passen, dass eine Zwischenplatte entbehrlich ist.
-
Zwecks günstiger Kraftübertragung
ist es zweckmäßig, bei
Kegelfedern diese jeweils paarweise mit ihren großdurchmessrigen
oder kleindurchmessrigen Enden an einer gemeinsamen Zwischenplatte
abzustützen.
Die Zwischenplatte kann auch aus zwei Platten bestehen, deren jede
z.B. an einem Federende angebracht ist.
-
Damit sich über den genutzten Hub des Folgetellers
die wirksame Kraft auf vorbestimmte Weise entwickelt, ist es zweckmäßig, untereinander
identisch ausgebildete Kegelfedern in der Federanordnung zu kombinieren.
-
Sollte hingegen ein spezieller Verlauf
bei der Entwicklung der Federkraft über den Hub gewünscht sein,
können
die Kegelfedern auch untereinander mit ungleichen Federlängen und/oder
ungleichen Federhärten
und/oder ungleichen Federcharakteristika ausgebildet sein.
-
Es wäre auch denkbar, in den eingebauten Federeinheiten
unterschiedliche Federtypen vorzusehen.
-
Um den Nachteil zu vermeiden, für unterschiedliche
Größen von
Schmierstoffbehältern
eine hohe Teilevielfalt zu haben (verschiedene Behälterbefestigungsflansche,
Folgeplatten, Metallteile, Behälterdeckel
und dgl.), ist nach einem weiteren, wichtigen Aspekt der Erfindung
der Schmierstoffbehälter modular
in unterschiedlichen Größen jeweils
mit einem unterschiedlich langen Mantelteil aus einem Mantelteilebausatz
mit gleichem Innenquerschnitt erstellt. So können für unterschiedliche Behältergrößen die
gleichen Behälterbefestigungsflansche,
Folgeteller, Zwischenplatten, Behälterdeckel und dgl. benutzt werden.
Diese Auswahl des jeweils zweckmäßigen Mantelteils
aus einem Bausatz unterschiedlich langer Mantelteile wird besonders
gewinnbringend kombiniert mit der Maßnahme, ab einer bestimmten
Größe des Schmierstoffbehälters bzw.
Länge des
Mantelteils, die Federanordnung in einzelne, in Reihe angeordnete
Federeinheiten zu unterteilen.
-
Abhängig vom Einsatz kann der Innenquerschnitt
des Mantelteils rund oder viereckig sein. Der Umriss des Folgetellers
ist dem Innenquerschnitt jeweils angepasst, während die Zwischenplatten nicht notwendigerweise
dem Innenquerschnitt angepasst zu sein brauchen.
-
Bei dem Schmiersystem ist es zweckmäßig, einen
Mantelteil aus einem Bausatz unterschiedlicher langer Mantelteile
gleicher Innenquerschnitte auszuwählen, und zwar nach Maßgabe des
für einen vorbestimmten
Wartungsintervall des Schmierstoffverbrauchers benötigten Speicherraum-Volumens, und
ab einer bestimmten Schmierstoffbehältergröße die Federanordnung in einzelne
Federeinheiten zu unterteilen und diese Federeinheiten in Reihe
wirken zu lassen.
-
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes erläutert.
Es zeigen:
-
1 ein
Schmiersystem mit einem Schmierstoffbehälter einer mittleren Größe,
-
2 ein
Schmiersystem mit einem Schmierstoffbehälter einer mittleren Größe, in einer anderen
Ausführungsform,
-
3 ein
Schmiersystem mit einem Schmierstoffbehälter einer großen Größe, und
-
4 ein
Schmiersystem mit einem Schmierstoffbehälter einer kleinen Größe.
-
Ein Schmiersystem S, beispielsweise
ein im Nabenbereich einer Windkraftanlage einbaubares Zentralschmiersystem,
das mit einem Schmierstoff wie Öl
oder Fett betrieben wird, weist eine von einem Motor M getriebene
Schmierstoffpumpe P und einen mit dieser funktionell verbundenen
Schmierstoffbehälter
B auf. Beispielsweise ist der Schmierstoffbehälter B über einen Behälterbefestigungsflansch 10 mit
der Schmierstoffpumpe oder einem die Schmierstoffpumpe oder den
Motor enthaltenden Gehäuse verbunden.
Der Schmierstoffbehälter
B besitzt einen beispielsweise runden oder viereckigen Mantelteil 1b einer
Länge L2,
der einen über
die Länge
gleichbleibenden Innenquerschnitt definiert. Das obere Ende des
Mantelteils 1b ist durch einen Deckel 2 verschlossen.
Im Mantelteil 1b ist ein Folgeteller T abgedichtet verschieblich
geführt
(Dichtungen 6), der einen Schmierstoff-Sammelraum F begrenzt
und durch eine Federanordnung A in Richtung zur Schmierstoffpumpe
P beaufschlagt ist. Die Federanordnung A stützt sich beispielsweise am
Deckel 2 ab.
-
Der Mantelteil 1b kann ein
handelsübliches Kunststoff-
oder Metallrohr bzw. -profil sein. Zur Ausbildung unterschiedlicher
Größen von
Schmierstoffbehältern,
B werden Mantelteile unterschiedlicher Längen aus einem Bausatz ausgewählt, während der Behälterbefestigungsflansch 10,
der Folgeteller T und der Deckel 2 jeweils gleich ausgebildet
sein können.
Die gewählte
Größe des Schmierstoffbehälters richtet
sich nach dem Schmierbedarf der zu schmierenden Maschine oder Einrichtung
und gegebenenfalls auch nach den Wartungsintervallen, die vorbestimmt
sind. Üblicherweise
beginnen die Größen der Schmierstoffbehälter solcher
Schmiersysteme bei Inhalten von 1 bis 2 kg, wobei diese Grenzen
nach oben offen sind.
-
Im Schmierstoffbehälter ist
eine Füllstands-Überwachungseinrichtung
vorgesehen, die aus einem den Folgeteller T durchsetzenden Schalterrohr 4 mit
untenliegendem Schaltglied und einer außerhalb des Schmierstoffbehälters B
daran vorgesehenen Steckverbindung 5 besteht. Das Schalterrohr 6 ist
für unterschiedliche
Behältergrößen in unterschiedlicher
Längen
erforderlich, während
die Steckverbindung 5 stets die gleiche sein kann. Diese Maßnahmen,
nämlich
Mantelteile unterschiedlicher Längen
aber gleicher Innenquerschnitte und nur unterschiedlich lange Schalterrohre
zu verwenden, reduziert die Teilevielfalt bei der Herstellung unterschiedlich
großer
Schmierstoffbehälter
B.
-
Die Federanordnung A umfasst bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform
mindestens zwei in Reihe angeordnete Federeinheiten E1 und E2, die durch
wenigstens eine Zwischenplatte 3 voneinander getrennt sind.
Die Zwischenplatte 3 hat z.B. einen kleineren Umriss als
den Innenquerschnitt des Mantelteils 1b. In 1 sind die Federeinheiten
E1, E2 Kegelfedern 7. Dabei stützen sich die beiden Kegelfedern 7 mit
ihren kleindurchmessrigen Enden 8 an der Zwischenplatte 3 ab,
während
das großdurchmessrige
Ende 9 der oberen Kegelfeder 7 am Deckel 2 abgestützt ist,
und das großdurchmessrige
Ende 9 der unteren Kegelfeder 7 an dem Folgeteller
T.
-
Die beiden Kegelfedern 7 können untereinander
identisch sein, d.h. gleiche Federlänge, gleiche Federhärte und
die gleiche Federcharakteristik haben. Es ist aber auch denkbar,
die eine Kegelfeder ungleich gegenüber der anderen Kegelfeder 7 auszubilden,
um eine andere Kraftcharakteristik zu erzielen.
-
Kegelfedern, wie die gezeigten Kegelfedern 7,
haben den Vorteil einer sehr kurzen Baulänge in zusammengedrücktem Zustand
und somit den Vorteil eines langen nutzbaren Federhubs. Ferner haben sie
für diesen
Einsatzzweck günstige
Federcharakteristika. Es ist erstrebenswert, eine Federcharakteristik
zu haben, bei der der Unterschied zwischen der auf dem Folgeteller
T wirkenden Federkraft bei zusammengedrückter Feder und bei entspannterer
Feder möglichst
gering ist und sich zwischen diesen Kraftwerten möglichst
linear ändert.
-
Alternativ könnte jede Federeinheit E1,
E2 auch aus einer Schraubenfeder gebildet sein, oder auch aus einem
Tellertederpaket oder Ringfederpaket. Ferner wäre es denkbar, aus Kunststoffmaterial bestehende
Federeinheiten einzusetzen. Es könnte auch
eine Feder einer Gattung im selben Schmierstoffbehälter mit
einer Feder einer anderen Gattung kooperieren. Eine Zwischenplatte 3 ist
nicht unbedingt erforderlich, kann jedoch zwecks einwandfreier Kraftübertragung
zwischen den Federeinheiten zweckmäßig sein.
-
In 1 hat
der Mantelteil 1b eine Länge L2, die ein bestimmtes
Volumen des Schmierstoff-Speicherraums F ergibt, und die so lange
ist, dass eine einzige Federeinheit oder einzige Kegelfeder problematisch
wäre, weil
die von der einzigen Kegelfeder auf den Folgeteller T ausgeübte Kraft
in zusammengedrücktem
Zustand der Kegelfeder zu groß wäre (bei
vollem Schmierstoffbehälter),
hingegen im entspannten oder fast entspannten Zustand (leerer Schmierstoffbehälter) für eine sichere
Funktion zur Nachführung
des Schmierstoffs zur Schmierstoffpumpe P zu klein wäre. Deshalb
ist bei einer bestimmten Länge
wie die Länge
L2 und in Abhängigkeit
vom Innenquerschnitt eine Unterteilung der Federanordnung A in mindestens
zwei hintereinander angeordnete Federeinheiten E1, E2 zweckmäßig, weil
dadurch ein langer nutzbarer Federweg entsteht, ohne dass die Anfangskraft
zu hoch und die Endkraft zu niedrig wäre. In anderen Worten lässt sich
der lange Federweg erzielen, ohne z.B. eine zu hohe Anfangskraft
und/oder einen zu starken Unterschied zwischen der Anfangskraft
und der Endkraft in Kauf nehmen zu müssen.
-
Nach Bedarf können in einer Federeinheit E1,
E2 auch zwei oder mehrere Einzelfedern kombiniert werden. Auf diese
Weise lassen sich alle gewünschten
Kraftrelationen und Charakteristika funktionsgerecht realisieren.
Bei der Ausführungsform
in 2 sind beispielsweise
beide Federeinheiten E1, E2 der Federanordnung A in dem Schmierstoffbehälter B,
dessen Mantelteil 1b z.B. im Wesentlichen die gleiche Länge L2 hat,
wie der Mantelteil in 1,
aus jeweils zwei ineinandergesetzten Kegelfedern 7, 7' gebildet. Der
weitere Aufbau des Schmiersystems S in 2 entspricht weitestgehend dem von 1.
-
3 verdeutlicht
eine Ausführungsform
eines Schmiersystems S mit noch größerem Schmierstoffbehälter B.
In dieser Ausführungsform
hat der Mantelteil 1c eine Länge L3, die größer ist
als die Länge
L2 in den 1 und 2. Um dennoch den Vorteil
eines großen
nutzbaren Federwegs z.B. bei nur moderater Anfangskraft und keinen
drastischen Unterschied zwischen der Anfangs- und Endkraft zu erzielen,
ist die Federanordnung A in 3 in
drei hintereinander angeordnete Federeinheiten E1, E2, E3 un terteilt.
Hierbei sind die Federeinheiten Kegelfedern 7, obwohl,
wie erwähnt,
auch andere Federarten verwendbar wären. Das Schalterrohr 4 zur
Füllstandsüberwachung
muss jeweils entsprechend lang ausgebildet sein. Die anderen Komponenten,
wie der Deckel 2 und der Befestigungsflansch 10 wie
auch der Folgeteller T und die zwei hier vorgesehenen Zwischenplatten 3,
können
unverändert übernommen
werden.
-
4 verdeutlicht
eine Ausführungsform
eines Schmiersystems S mit einer so kleinen Behältergröße, dass die Federanordnung
A aus einer einzigen Federeinheit E1 bestehen kann, beispielsweise einer
Kegelfeder 7. Die Kegelfeder 7 (oder eine andere
Feder) ist so ausgelegt, dass die Anfangskraft nicht zu hoch und
die Endkraft noch ausreichend sind. Der Mantelteil 1a hat
eine Länge
L1, die kürzer ist
als die Länge
L2 in den 1 und 2 und auch kürzer als
die Länge
L3 in 3. Der Innenquerschnitt des
Mantelteils 1a ist hingegen der gleiche, so dass die gleichen
Komponenten (ausgenommen das Schalterrohr 4) verwendbar
sind, wie in den anderen Ausführungsformen,
um den Schmierstoffbehälter
B auszubilden und in das Schmiersystem einzubauen.
-
Im Kern besteht die Erfindung darin,
zum Erzielen eines langen Federwegs, über den der Folgeteller mit
Kraft beaufschlagt wird, dann die Federanordnung in Einheiten zu
unterteilen und diese Einheiten hintereinander zu schalten, wenn
sich mit nur einer Federeinheit eine ungünstig hohe Anfangskraft ergäbe, und
gegebenenfalls die Federeinheiten so auszuwählen und auszubilden, dass
sie untereinander gleich sind, und sogar eine einzelne solche Federeinheit
für eine
kleine Behältergröße in Einzelanordnung
brauchbar ist. Dieses Prinzip lässt
sich zweckmäßig kombinieren
mit unterschiedlich langen Mantelteilen gleichen Innenquerschnitts,
um die Teilevielfalt bei der Herstellung unterschiedlich großer Schmierstoffbehälter zu
reduzieren, so dass letztendlich beispielsweise ein einziger Typ
der Federeinheit, des Behälterbefestigungsflansches,
des Folgetellers, der Zwischenplatte, des Deckels und des Füllstandssensors
für alle
Behältergrößen brauchbar
ist, während
die Mantelteile und die Schalterrohre unterschiedlich lang sind,
zweckmäßigerweise
aber auch von Endloslängen
abgelängt
werden.
-
Mit solchen Schmierstoffbehältern ausgestattete
Schmiersysteme sind nicht nur für
Windkraftanlagen zweckmäßig, bei
denen der Schmierstoff und der Folgeteller gegebenenfalls sogar
Zentrifugalkräften
unterworfen werden, die der Schmierstoff-Nachführung zur Schmierpumpe entgegenwirken,
sondern auch für
andere Einsatzfälle,
in denen eine sichere Nachführung
des Schmierstoffs zur Schmierstoffpumpe wichtig ist.