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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufteilen eines mittels
eines Luftstroms geförderten Schmierstoffstroms
mit einem Verteilkörper,
der eine Vielzahl von Zuströmbohrungen,
die von seiner einen Stirnfläche
ausgehen und sich längs
seiner Längsachse
und achsparallel zueinander erstrecken und Abströmbohrungen aufweist, die jeweils
mit einer der Zuströmbohrungen
verbunden sind und auf einer Umfangsfläche des Verteilkörpers münden.
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In
Schmiersystemen, die mit derartigen Verteilvorrichtungen ausgestattet
sind, wird der zu verteilende Schmierstoff durch die Leitungen des
Systems mittels eines turbulent strömenden Gasstroms zu den jeweiligen
Schmierstellen getrieben. Der Schmierstoff bildet dabei auf den
Leitungswänden aufgrund
der koaxial zum Leitungsverlauf gerichteten turbulenten Gasströmung einen
dünnen
Film aus, der eine gleichmäßige Wellenstruktur
aufweist. Dieser Schmierfilm wird aufgrund der Reibung zwischen den
aneinander anliegenden Grenzschichten von Gas und Schmierstoff sowie
das Aufprallen der Luftströmung
auf die Wellenberge vorangetrieben, ohne dass es zu einer Vermischung
des Gases mit dem Schmiermittel kommt.
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Der
wesentliche Vorteil eines derartigen Transports von Schmiermittel
zu den Schmierstellen besteht darin, dass der Transport auch kleinster Schmierstoffmengen
lageunabhängig,
insbesondere unbeeinflusst von der Schwerkraft erfolgen kann. Dies
ermöglicht
eine exakte Ausbringung von genau dosierten Schmierstoffmengen an
der jeweiligen Schmierstelle.
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Um
bei einerseits minimiertem apparativem Aufwand und andererseits
ebenso minimiertem Leistungsbedarf für die Lufterzeugung eine einwandfreie Versorgung
aller Schmierstellen sicherzustellen, wird die benötigte Gesamtmenge
an Schmierstoff zunächst über eine
einzige Versorgungsleitung gefördert
und erst kurz vor Erreichen der jeweiligen Schmierstellen auf eine
den jeweiligen Schmierstellen entsprechende Anzahl von Teilströmen verteilt. Zu
diesem Zweck ist aus der Europäischen
Patentschrift
EP 0
010 269 B1 eine Verteilvorrichtung bekannt, bei der die
Zuführleitung
in einer zylindrischen Verteilkammer mündet, die eine Vielzahl von
in ihre Umfangsfläche
eingeformte, in gleichen Winkelabständen symmetrisch um die Längsachse
der Verteilkammer angeordnete Abströmbohrungen aufweist. Aus den
Abströmbohrungen
sind Gruppen gebildet, denen jeweils eine gleiche Anzahl von in
gleichen Winkelabständen
zueinander beabstandeten Abströmbohrungen
zugeordnet ist. Jede Gruppe von Abströmbohrungen versorgt eine Schmierstelle.
Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Aufteilung der Schmierstoffmenge
auf die zu versorgenden Schmierstellen erreicht. Die symmetrische
Aufteilung der Abströmbohrungen
stellt dabei sicher, dass die durch den Einfluss der Schwerkraft
verursachten Ungleichförmigkeiten
auf ein Minimum reduziert sind. Je größer die Anzahl von Bohrungen,
desto besser ist die erzielte Gleichmäßigkeit der Verteilung.
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Eine
praktische Ausführung
der aus der
EP 0 010
269 B1 bekannten Vorrichtung weist einen zylindrischen
Verteilkörper
auf, in dessen Umfang umlaufende Umfangsnuten eingeformt sind, deren
Anzahl der Zahl der zu versorgenden Schmierstellen entspricht. Der
Verteilkörper
ist durchzogen von achsparallel zueinander und zur Längsachse
des Verteilkörpers
angeordneten Zuströmbohrungen,
deren Eintrittsöffnung
auf einer Stirnfläche
des Verteilkörpers liegen.
Die Zuströmbohrungen
sind in gleichen Winkelabständen
gleichmäßig um die
Längsachse
des Verteilkörpers
verteilt positioniert.
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Jede
Zuströmbohrung
mündet
in einer Abströmbohrung,
die in radialer Richtung zu jeweils einer der Umfangsnuten führt. Jeweils
eine Gruppe von den auf diese Weise aus jeweils einer Zuström- und einer
Abströmbohrung
gebildeten Kanälen
ist dabei gemeinsam einer der Umfangsnuten zugeordnet. Die Zuordnung
der Zuström-
und Abströmbohrungen
erfolgt dabei nach dem Vorbild der
EP 0 010 269 B1 in der Weise, dass jeder
Umfangsnut hinsichtlich des Schwerkrafteinflusses gleichwertige
Kanäle
zugeordnet sind.
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Im
Fall einer bekannten Verteilvorrichtung zur Versorgung von sieben
Schmierstellen bedeutet dies, dass in den Verteilkörper beispielsweise
21 Zuströmbohrungen
eingebracht sind. Von diesen Zuströmbohrungen sind beispielsweise
die 1., 8. und 15. als erste Gruppe der ersten Umfangsnut, die 2., 9.
und 16. der zweiten Umfangsnut, die 3., 10. und 17. der dritten
Umfangsnut etc. zugeordnet.
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Die
große
Anzahl von Zuström-
und Abströmbohrungen
macht die Herstellung der bekannten Verteilvorrichtungen auch dann
noch schwierig und fertigungstechnisch aufwändig, wenn die Anzahl der pro
Schmierstellen vorgesehenen Bohrungen auf ein im Hinblick auf die
Gleichmäßigkeit
der Verteilung noch vertretbares Minimum reduziert wird. Hinzu kommt,
dass für
den Anschluss der zu den jeweiligen Schmierstellen führenden
Leitungen ein gewisser Raum benötigt
wird, der eine bestimmte Mindestbreite der Umfangsnuten erforderlich
macht. Dies und die Notwendigkeit, zwischen den Umfangsnuten Dichtringe
anzuordnen, für
die ebenfalls Nuten erforderlich sind, führen unvermeidbar zu einer
relativ großen Baulänge der
bekannten Vorrichtung.
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Ausgehend
von dem voranstehend erläuterten
Stand der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine
Vorrichtung zum Verteilen eines Gas-/Schmierstoffstroms zu schaffen,
die einfacher hergestellt werden kann und die es dennoch erlaubt, eine
große
Anzahl von Schmierstellen über
eine solche Vorrichtung zu versorgen.
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Bei
einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst worden,
dass der Verteilkörper
aus mindestens zwei Teilkörpern
zusammengesetzt ist, die an einander zugeordneten Stirnflächen dicht
aneinander liegen, die von Zuströmbohrungen
durchstoßen
sind und jeweils mindestens ein Formelement aufweisen, wobei die
Formelemente der Teilkörper
gemeinsam ein Formelementepaar bilden, durch das die Teilkörper formschlüssig und
lagerichtig miteinander verbunden sind.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist der Verteilkörper
in Längsrichtung
in mindestens zwei Teile geteilt. Auf diese Weise ist die Länge der Zuströmbohrungen,
die von den stirnseitigen Eintrittsöffnungen bis zu jeweils am
weitesten von den Eintrittsöffnungen
entfernt liegenden Abströmbohrungen führen, ebenfalls
in mindestens zwei Teile unterteilt. Durch die so erzielte Verkürzung der
jeweils herzustellenden Bohrungen lassen sie sich wesentlich einfacher
in den Verteilkörper
einbringen als dies beim Stand der Technik der Fall war. So müssen bei
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
nicht mehr extrem lange und gleichzeitig dünne Bohrer eingesetzt werden,
sondern es können
kürzere
Bohrer verwendet werden, die sich beim Bohren wesentlich stabiler
verhalten.
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Überraschend
hat sich in diesem Zusammenhang herausgestellt, dass der unvermeidlich Strömungsverluste
mit sich bringende Übergang
zwischen den einzelnen Teilkörpern
des Verteilkörpers einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
keine wesentlichen Störungen
des Verteilergebnisses verursacht. Dies wird dadurch sichergestellt,
dass die Formteile jeweils Formelemente aufweisen, durch die sie
formschlüssig
so miteinander verbunden sind, dass ihre relative Lage stets optimal
ausgerichtet ist.
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Mit
der Erfindung ist es so möglich,
mit herkömmlichen
Werkzeugmaschinen und vermindertem Aufwand Verteiler herzustellen,
die geeignet sind, eine große
Anzahl von Schmierstellen gleichzeitig mit dem benötigten Schmierstoff
zu versorgen.
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Aufgrund
der bei erfindungsgemäßer Gestaltung
in Folge der verkürzten
Bohrungslängen
ermöglichten
höheren
Fertigungsgenauigkeit können
dabei die Abstände
zwischen den Zuströmkanälen auf
ein Minimum reduziert werden, so dass auch der für den Verteilkörper erforderliche
Bauraum auf ein Minimum reduziert werden kann. So lassen sich in
erfindungsgemäßer Weise
insbesondere solche Verteilvorrichtungen mit hoher Präzision herstellen,
bei denen eine große
Anzahl von Zuströmbohrungen
in regelmäßigen Winkelabständen und
enger Nachbarschaft um die Längsachse
des Verteilkörpers
herum verteilt sind. Der Abstand zwischen den Zuströmbohrungen kann
dabei problemlos weniger als 1 mm, insbesondere weniger als 0,5
mm, betragen.
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Wie
beim Stand der Technik lassen sich auch bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
die Abströmbohrungen
jeweils zu Gruppen zusammenfassen und jeder Gruppe ein Umfangssegment
des Verteilkörpers
zuordnen. Dabei kann, ebenfalls wie beim Stand der Technik, jedes
der betreffenden Umfangssegmente als Umfangsnut ausgebildet sein,
um eine besonders einfache Montage der Vorrichtung in einem Maschinengerüst oder
einem anderen Gehäuse zu
ermöglichen.
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Das
für die
formschlüssige
Ausrichtung der Teilkörper
vorgesehene Formelementepaar kann fertigungstechnisch einfach dadurch
hergestellt werden, dass das Formelementepaar durch einen an dem
einen Teilkörper
ausgebildeten Vorsprung und eine in den anderen Teilköper korrespondierend
eingeformte Ausnehmung gebildet ist. Um die stets lagerichtige Positionierung
der Teilkörper
bei gleichzeitig vereinfachter Montage zu gewährleisten, können dabei
die Formelemente eine von einem Zylinder abweichende Form besitzen.
Alternativ oder ergänzend können auch
mindestens zwei Formelementepaare vorhanden sein, von denen mindestens
eines mit seiner Längsachse
versetzt zur Längsachse
der Verteilkörper
ausgerichtet ist. Derart ausgestaltete Formelemente können dann
besonders einfach hergestellt werden, wenn die Formelemente der
Formelementepaare eine Zylinderform aufweisen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen jeweils schematisch:
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1 eine
Verteilvorrichtung in seitlicher Ansicht;
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2 die
Verteilvorrichtung in teilweise aufgebrochener seitlicher Ansicht;
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3 einen
ersten Teilkörper
der Verteilvorrichtung in seitlicher Ansicht;
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4 eine
frontale Ansicht der einen Stirnfläche des in 3 dargestellten
Teilkörpers;
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5 eine
frontale Ansicht der zweiten Stirnfläche des in 3 dargestellten
Teilkörpers;
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6 einen
zweiten Teilkörper
der Verteilvorrichtung in seitlicher Ansicht;
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7 eine
frontale Ansicht der einen Stirnfläche des in 6 dargestellten
Teilkörpers;
-
8 eine
frontale Ansicht der zweiten Stirnfläche des in 6 dargestellten
Teilkörpers.
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Die
Verteilvorrichtung 1 umfasst einen zylindrisch ausgebildeten
Verteilkörper 2,
der aus zwei Teilkörpern 3, 4 zusammengesetzt
ist. In die Umfangsfläche
des Verteilkörpers 2 sind
acht Umfangsnuten 5–12 eingeformt,
von denen die einen vier Umfangsnuten 5–8 dem ersten Teilkörper 3 und
die zweiten vier Umfangsnuten 9–12 dem zweiten Teilkörper 4 zugeordnet
sind. Die Breite B der Umfangsnuten 5–12 ist identisch.
Zwischen benachbarten Umfangsnuten 5–12 ist jeweils eine
weitere Nut 13, 14 ausgebildet, in der jeweils
eine O-Ringdichtung 15 liegt. Die Umfangsnuten 5–12 sind
von den zwischen ihnen angeordneten Nuten 13, 14 durch
um den Umfang des Verteilkörpers 2 umlaufende
Stege 16, 17 getrennt.
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In
jeder Umfangsnut 5–12 sind
in einem Winkelabstand von 120° um
die Längsachse
L des Verteilkörpers 2 verteilt
die Mündungsöffnungen
von jeweils drei Abströmbohrungen 18–25 angeordnet.
Die Abströmbohrungen 18–25 führen von
der jeweiligen Umfangsnut 5–12 in radialer Richtung
zu jeweils einer Zuströmbohrung 26–34,
die sich achsparallel zur Längsachse
L des Verteilkörpers 2 und
mit geringem Abstand zur Grundfläche
der Umfangsnuten 5–12 durch
den Verteilkörper 2 erstrecken.
Die insgesamt vierundzwanzig Zuströmbohrungen 26–34 sind
dabei in gleichen Winkelabständen α symmetrisch
um die Längsachse
L herum verteilt positioniert. Die Dicke der zwischen ihnen jeweils
verbleibenden Stege beträgt
in der Praxis weniger als 0,5 mm.
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Die
Eintrittsöffnungen 35 der
Zuströmbohrungen 26–34 liegen
auf der einen Stirnfläche 36 des ersten
Teilkörpers 3.
Zusätzlich
zu den Zuströmbohrungen 26–34 sind
drei Verbindungsbohrungen 37, 38, 39 durch
den Verteilkörper
geführt,
die auf der freien Stirnfläche 40 des
zweiten Teilkörpers 4 enden, so
dass insgesamt siebenundzwanzig Längsbohrungen 26–34, 37–39 in
den Verteilerkörper 2 eingebracht
sind.
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Entsprechend
der Zuordnung der Abströmbohrungen 18–25 zu
den Umfangsnuten 5–12 sind die
Zuströmbohrung 26–34 in
acht Gruppen zusammengefasst, wobei die Zuströmbohrungen 26–34 jeder
Gruppe in gleichen Winkelabständen
von 120° um
die Längsachse
L verteilt angeordnet sind. So sind der ersten Umfangsnut 5 die
Zuströmbohrungen 26, 29, 32,
der zweiten Umfangsnut 6 die Zuströmbohrungen 27, 30, 33 und
der achten Umfangsnut 12 die Zuströmbohrungen 28, 31, 34 zugeordnet.
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Entsprechend
der Teilung des Verteilkörpers 2 in
zwei Hälften
sind in den ersten Teilkörper 3 vierundzwanzig
Zuströmbohrungen 26–34 sowie
die drei Verbindungsbohrungen 37–39 einzubringen.
Von diesen müssen
die Verbindungsbohrungen 37–39 und die zu den
Abströmbohrungen 22–25 führenden Zuströmbohrungen
gebohrt werden, von denen in der Zeichnung nur den Zuströmbohrungen 28, 31, 34 Bezugsziffern
zugeordnet sind, die zu den der achten Umfangsnut 12 zugeordneten
Abströmbohrungen 25 führen.
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In
den zweiten Teilkörper 4 sind
dementsprechend nur die zu den den Umfangsnuten 9–12 zugeordneten
Abströmbohrungen 22–25 führenden
Zuströmbohrungen
sowie die Verbindungsbohrungen 37–39 eingebohrt.
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Der
lagerichtige Anschluss des zweiten Teilkörpers 4 an den ersten
Teilkörper 3 wird
durch zwei Formelementepaare gesichert. Das erste dieser Formelementepaare
ist durch einen an die dem ersten Teilkörper 3 zugeordnete
Stirnfläche 41 des
zweiten Teilkörpers 4 angeformten
zylindrischen Zapfen 42 und die korrespondierende, ebenfalls
zylindrische Ausnehmung 43 gebildet, die in die der Stirnfläche 41 des
zweiten Teilkörpers 4 zugeordneten
Stirnfläche 44 des
ersten Teilkörpers
eingeformt ist. Der Zapfen 42 und die Ausnehmung 43 sind
dabei koaxial zur Längsachse
L ausgerichtet.
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Das
zweite Formelementepaar ist durch einen Stift 45, der fest
in einer entsprechenden Öffnung in
der Stirnfläche 41 des
zweiten Teilkörpers 4 sitzt, und
die zugeordnete, entsprechend dimensionierte Öffnung 46 in der Stirnfläche 44 des
ersten Teilkörpers 3 gebildet.
Dieses Formelementepaar sitzt um etwa ein Viertel des Durchmessers
der Stirnflächen 41, 44 versetzt
gegenüber
der Längsachse
L.
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Der
erste Teilkörper 3 weist
eine Querbohrung 47 auf, die die Ausnehmung 43 schneidet.
In den Zapfen 42 ist eine entsprechende Querbohrung 48 so
eingeformt, dass sie bei montierter Vorrichtung 1 mit der
Querbohrung 47 des ersten Teilkörpers 3 fluchtet.
Zum festen Verbinden der Teilkörper 3, 4 wird
ein Splint 49 durch die Querbohrungen 47, 48 getrieben.
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- 1
- Verteilvorrichtung
- 2
- Verteilkörper
- 3,
4
- Teilkörper
- 5–12
- Umfangsnuten
- 13,
14
- Nuten
- 15
- O-Ringdichtung
- 16,
17
- Stege
- 18–25
- Abströmbohrungen
- 26–34
- Zuströmbohrungen
- 35
- Eintrittsöffnungen
der Zuströmbohrungen 26–34
- 36,
44
- Stirnflächen des
ersten Teilkörpers 3
- 37–39
- Verbindungsbohrungen
- 40,
41
- Stirnflächen des
zweiten Teilkörpers 4
- 42
- Zapfen
- 43
- Ausnehmung
- 45
- Stift
- 46
- Öffnung
- 47,
48
- Querbohrungen
- 49
- Splint
- α
- Winkelabstände
- B
- Breite
der Umfangsnuten 5–12
- L
- Längsachse
des Verteilkörpers 2