DE202013105371U1 - Machine component with two relatively movable machine parts with optimized lubricant supply - Google Patents
Machine component with two relatively movable machine parts with optimized lubricant supply Download PDFInfo
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Abstract
Maschinenbauteil mit einem Gehäuse und zwei im Gehäuse angeordneten, relativ zueinander bewegbaren Maschinenteilen, wobei das Gehäuse unter Ausbildung einer Schmierstoffoberfläche teilweise mit einem Schmierstoff befüllt ist, wobei die bewegbaren Maschinenteile jeweils Kontaktflächen aufweisen, über welche die beiden Maschinenteile gegebenenfalls über zusätzliche rollende Körper miteinander in Kontakt stehen, wobei die Kontaktflächen zumindest teilweise oberhalb der Schmierstoffoberfläche angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses ein um eine Drehachse drehbarer Topf vorgesehen ist, welcher teilweise in den Schmierstoff eintaucht und eine Zuflußöffnung hat, über welche Schmierstoff in den Topf einströmen kann, wobei der Topf derart angeordnet ist, dass bei einer Drehung des Topfes innerhalb des Topfes ein Schmierstoffoberflächenprofil ausgebildet werden kann, so dass die Kontaktflächen unterhalb des Schmierstoffoberflächenprofils liegen. Mechanical component with a housing and two arranged in the housing, relatively movable machine parts, wherein the housing is partially filled with a lubricant surface to form a lubricant surface, wherein the movable machine parts each have contact surfaces through which the two machine parts optionally via additional rolling body in contact are, wherein the contact surfaces are arranged at least partially above the lubricant surface, characterized in that within the housing a rotatable about a rotation axis pot is provided, which partially dips into the lubricant and has an inlet opening, via which lubricant can flow into the pot, wherein the pot is arranged such that upon rotation of the pot within the pot, a lubricant surface profile can be formed, so that the contact surfaces are below the lubricant surface profile.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Maschinenbauteil mit einem Gehäuse und zwei im Gehäuse angeordneten, relativ zueinander bewegbaren Maschinenteilen. Dabei ist das Gehäuse unter Ausbildung einer Schmierstoffoberfläche teilweise mit einem Schmierstoff befüllt. Die bewegbaren Maschinenteile weisen jeweils Kontaktflächen auf, über welche die beiden Maschinenteile gegebenenfalls über zusätzliche Roll- oder Wälzkörper miteinander in Kontakt stehen. Dabei sind die Kontaktflächen zumindest teilweise oberhalb der Schmierstoffoberflächen angeordnet. The present invention relates to a machine component with a housing and two arranged in the housing, relatively movable machine parts. In this case, the housing is partially filled to form a lubricant surface with a lubricant. The movable machine parts each have contact surfaces, via which the two machine parts are optionally in contact via additional rolling or rolling elements. The contact surfaces are at least partially disposed above the lubricant surfaces.
Beispielsweise könnten die beiden relativ zueinander bewegbaren Maschinenteile ein Gleit- oder Wälzlager ausbilden. In der Regel ist es notwendig, die Kontaktflächen und gegebenenfalls die dazwischen angeordneten Wälzkörper zu schmieren. Durch die Schmierung wird zwischen den beiden Maschinenteilen sowohl Reibung als auch Verschleiß deutlich reduziert. Als häufig gewünschter Nebeneffekt wird durch die Schmierung Reibungswärme von den Kontaktflächen abgeführt. For example, the two relatively movable machine parts could form a sliding or rolling bearing. In general, it is necessary to lubricate the contact surfaces and optionally arranged therebetween rolling elements. Lubrication significantly reduces both friction and wear between the two machine parts. As often desired side effect is removed by the lubrication friction heat from the contact surfaces.
Daher sind üblicherweise in den Maschinenbauteilen die bewegbaren Maschinenteile sowie die Wälzkörper mit Schmierstoff umgeben. Häufig ist dafür ein Gehäuse vorgesehen, welches unter Ausbildung einer Schmierstoffoberfläche teilweise mit einem Schmierstoff befüllt ist. Allerdings ist es manchmal nicht möglich, alle bewegbaren Maschinenteile unterhalb des Schmierstoffpegels, d.h. unterhalb der Schmierstoffoberfläche, anzuordnen. Wenn jedoch die Kontaktflächen zumindest teilweise oberhalb der Schmierstoffoberfläche angeordnet sind, können sie durch den im Gehäuse befindlichen Schmierstoff nicht geschmiert werden. Therefore, usually in the machine components, the movable machine parts and the rolling elements are surrounded by lubricant. Often a housing is provided for this, which is partially filled to form a lubricant surface with a lubricant. However, it is sometimes not possible to have all the movable machine parts below the lubricant level, i. below the lubricant surface, to arrange. However, if the contact surfaces are at least partially disposed above the lubricant surface, they can not be lubricated by the lubricant located in the housing.
Es ist daher für solche Maschinenteile bereits vorgeschlagen worden, eine separate Fördereinheit vorzusehen, welche die oberhalb des Schmierstoffpegels liegenden Maschinenteile mit Schmierstoff versorgt. Allerdings gibt es häufig innerhalb des Maschinenbauteiles nur einen begrenzten Bauraum, was die Anordnung und die Montage einer separaten Fördereinheit schwierig macht. Zudem muss eine solche Fördereinheit regelmäßig gewartet werden, was neben den für die Fördereinheit notwendigen Anschaffungs- und Einbaukosten weitere Wartungskosten verursacht. It has therefore already been proposed for such machine parts to provide a separate delivery unit which supplies the machine parts lying above the lubricant level with lubricant. However, there are often within the machine component only a limited space, which makes the arrangement and installation of a separate conveyor unit difficult. In addition, such a conveyor unit must be maintained regularly, which causes further maintenance costs in addition to the purchase and installation costs necessary for the conveyor unit.
Des Weiteren ist bereits vorgeschlagen worden, solche Bauteile separat zu schmieren, d.h. ohne Rückgriff auf den im Gehäuse befindlichen Schmierstoff. Beispielsweise gibt es Wälzlager mit Fettfüllung. Abgesehen davon, dass solche Bauteile mit separater Schmierung teurer sind als Bauteile ohne separate Schmierung, führt dies ebenfalls zu einem erhöhten Wartungsaufwand. Furthermore, it has already been proposed to lubricate such components separately, i. without resorting to the lubricant in the housing. For example, there are rolling bearings with grease filling. Apart from the fact that such components with separate lubrication are more expensive than components without separate lubrication, this also leads to increased maintenance.
Schließlich ist auch vorgeschlagen worden, solche Maschinenteile, die oberhalb des Schmierstoffpegels liegen, auf Trockenlauf auszulegen, d.h. derart zu konstruieren, dass eine Schmierung nicht unbedingt notwendig ist. Dies führt jedoch zu einer schlechten Wärmeabfuhr zwischen den aneinander reibenden Bauteilen. Des weiteren führt dies zu einem höheren Verschleiß und damit auch zu höheren Kosten, da die entsprechenden Maschinenteile stärker zu dimensionieren sind. Finally, it has also been proposed that such machine parts, which are above the lubricant level, be designed for dry running, i. to construct such that lubrication is not essential. However, this leads to a poor heat dissipation between the components rubbing against each other. Furthermore, this leads to a higher wear and thus to higher costs, since the corresponding machine parts are to be dimensioned stronger.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Maschinenbauteil anzugeben, bei dem eine Schmierung von zumindest teilweise oberhalb der Schmierstoffoberfläche angeordneter Kontaktflächen einfach, kostengünstig und ohne Wartungsaufwand erfolgt. Based on the described prior art, it is therefore an object of the present invention to provide a machine component in which a lubrication of at least partially above the lubricant surface arranged contact surfaces is simple, inexpensive and without maintenance.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass innerhalb des Gehäuses ein um eine Drehachse drehbarer Topf vorgesehen ist, welcher teilweise in den Schmierstoff eintaucht und eine Zuflußöffnung hat, über welche Schmierstoff in den Topf einströmen kann, wobei der Topf derart angeordnet ist, dass bei einer Drehung des Topfes innerhalb des Topfes ein Schmierstoffoberflächenprofil ausgebildet werden kann, sodass die Kontaktflächen unterhalb des Schmierstoffoberflächenprofils liegen. According to the invention, this object is achieved in that within the housing a rotatable about a rotation axis pot is provided which partially dips into the lubricant and has an inlet opening, via which lubricant can flow into the pot, wherein the pot is arranged such that at a Rotation of the pot within the pot a lubricant surface profile can be formed so that the contact surfaces are below the lubricant surface profile.
Durch die Zuflußöffnung im Topf ist sichergestellt, dass sich im Ruhestand, d.h. solange der Topf nicht gedreht wird, im Inneren des Topfes eine Schmierstoffoberfläche ausbildet, die auf demselben Niveau liegt, wie die Schmierstoffoberfläche außerhalb des Topfes. The inflow opening in the pot ensures that retired, i. as long as the pot is not rotated inside the pot forms a lubricant surface which is at the same level as the lubricant surface outside the pot.
Wird nun der Topf um die Drehachse gedreht, bildet sich aufgrund der Zentrifugalkraft innerhalb des Topfes ein gekrümmtes Schmierstoffoberflächenprofil, wobei der Schmierstoffstand außen, d.h. von der Drehachse entfernt, höher ist als auf der Drehachse. Now, when the pot is rotated about the axis of rotation, due to the centrifugal force within the pot, a curved lubricant surface profile is formed, with the lubricant level on the outside, i.e. on the outside. away from the axis of rotation, is higher than on the axis of rotation.
Insbesondere bei zylinderförmigen Töpfen nimmt das Schmierstoffoberflächenprofil die Form eines Rotationsparaboloiden ein. Especially in the case of cylindrical pots, the lubricant surface profile takes the form of a paraboloid of revolution.
Der Topf kann prinzipiell beliebig ausgebildet sein. So ist es nicht unbedingt notwendig, dass der Topf einen Boden und zylinderförmige Topfwände hat. Beispielsweise könnte der Topf auch hohlkugelförmig ausgebildet sein. The pot can be designed in principle arbitrary. So it is not absolutely necessary that the pot has a bottom and cylindrical pot walls. For example, the pot could also be formed as a hollow sphere.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Innenflächen des Topfes im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Drehachse ausgebildet. Eine solche Ausbildung der Innenflächen wird für die meisten Anwendungsfälle von Vorteil sein. Allerdings kann es für spezielle Anwendungsfälle notwendig sein, die Innenflächen nicht rotationssymmetrisch auszubilden, insbesondere dann, wenn der Topf neben der Bereitstellung eines Schmierstoffoberflächenprofiles für oberhalb der Schmierstoffoberfläche angeordnete Kontaktflächen noch andere Funktionen übernehmen soll oder muss. In a preferred embodiment, the inner surfaces of the pot are formed substantially rotationally symmetrical to the axis of rotation. Such a design of the inner surfaces is for the most applications will be beneficial. However, it may be necessary for special applications not to form the inner surfaces rotationally symmetrical, especially if the pot next to the provision of a lubricant surface profile for above the lubricant surface arranged contact surfaces should take over other functions or must.
Es versteht sich, dass die Zuflußöffnung unterhalb der Schmierstoffoberfläche angeordnet sein muss, um sicherzustellen, dass Schmierstoff in den Topf nachströmen kann. Darüber hinaus sollte die Zuflußöffnung im Boden des Topfes angeordnet sein. Dabei muss der Boden des Topfes nicht unbedingt eben sein, sondern kann beispielsweise auch gekrümmt sein. It is understood that the inflow opening must be located below the lubricant surface to ensure that lubricant can flow into the pot. In addition, the inflow opening should be arranged in the bottom of the pot. The bottom of the pot does not necessarily have to be flat, but can also be curved, for example.
Im einfachsten Fall wird die Zuflußöffnung durch eine Bohrung im Boden des Topfes gebildet. Die Zuflußöffnung könnte beispielsweise auf der Drehachse liegen. Sollte jedoch im Bereich der Drehachse kein Raum für die Zuflußöffnung sein, weil beispielsweise der Topf in diesem Bereich an einer Antriebswelle befestigt ist, so kann die Zuflußöffnung auch durch eine parallel zur Drehachse verlaufende Bohrung im Boden des Topfes gebildet sein. In the simplest case, the inflow opening is formed by a hole in the bottom of the pot. The inflow opening could be, for example, on the axis of rotation. However, if there is no room for the inflow opening in the region of the axis of rotation, because, for example, the pot is fastened to a drive shaft in this area, then the inflow opening can also be formed by a bore running parallel to the axis of rotation in the bottom of the pot.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Achse der Bohrung gegenüber der Drehachse verkippt, sodass sie mit der Drehachse einen Winkel zwischen 0° und 90° einschließt, wobei besonders bevorzugt die Bohrung in Richtung des Topfinneren von der Drehachse weggekippt verläuft. In an alternative embodiment, the axis of the bore is tilted relative to the axis of rotation, so that it forms an angle between 0 ° and 90 ° with the axis of rotation, with the bore preferably being tilted away from the axis of rotation in the direction of the interior of the pot.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Zuflußöffnung eienen geringeren Abstand von der Drehachse hat wie die Kontaktflächen. In a further preferred embodiment, it is provided that the inflow opening has a smaller distance from the axis of rotation than the contact surfaces.
Wie bereits eingangs ausgeführt, können die zwei relativ zueinander bewegbaren Maschinenteile ein Gleit- oder Wälzlager bilden, wobei vorzugsweise die Drehachse des Topfes mit der Lagerachse identisch ist. As already mentioned, the two relatively movable machine parts can form a sliding or roller bearing, wherein preferably the axis of rotation of the pot with the bearing axis is identical.
In diesem Fall kann der Topf an einem der beiden Maschinenteile befestigt sein, sodass für den Topf kein eigener Drehantrieb notwendig ist, sondern die Drehung über die Verbindung mit dem sich ohnehin drehenden Lagerteil erfolgt. In this case, the pot may be attached to one of the two machine parts, so that no separate rotary drive is necessary for the pot, but the rotation takes place via the connection with the already rotating bearing part.
Im einfachsten Fall kann der Topf als Lagerbuchse ausgebildet sein, sodass kein separates Topfelement vorgesehen werden muss. In the simplest case, the pot can be designed as a bearing bush, so that no separate pot element must be provided.
Durch das erfindungsgemäße Vorsehen eines drehbaren Topfes wird innerhalb des Topfes das Schmierstoffoberflächenprofil derart gekrümmt, dass die bei nicht rotierendem Topf oberhalb der Schmierstoffoberfläche angeordneten Kontaktflächen mit Schmierstoff benetzt werden. By providing a rotatable pot according to the invention, the lubricant surface profile is curved within the pot in such a way that the contact surfaces arranged at a non-rotating pot above the lubricant surface are wetted with lubricant.
Eventuell auftretender Schmierstoffverlust, zum Beispiel durch Verdunsten oder Verdampfen, kann durch die Zuflußöffnung im Topf automatisch ausgeglichen werden. Any lubricant loss occurring, for example by evaporation or evaporation, can be compensated automatically by the inlet opening in the pot.
Häufig dient die Schmierung jedoch nicht ausschließlich der Verminderung von Verschleiß, sondern dient auch dazu, aufgrund des Reibkontaktes zwischen den Kontaktflächen entstehende Wärme abzuführen. Hierzu wird in der Regel eine Durchlaufschmierung verwendet. Often, however, the lubrication is not only used to reduce wear, but also serves to dissipate heat due to frictional contact between the contact surfaces. For this purpose, a continuous lubrication is used as a rule.
Auch solch eine Durchlaufschmierung kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen drehbaren Topfes verwirklicht werden. Hierzu ist es notwendig, dass der Topf entweder oben offen ist oder an seinen Außenwänden ein oder mehrere, oberhalb der Schmierstoffoberfläche angeordnete Auslassöffnungen aufweist. Also, such a continuous lubrication can be realized by means of the rotary pot according to the invention. For this purpose, it is necessary that the pot is either open at the top or has on its outer walls one or more, arranged above the lubricant surface outlet openings.
Wird nun der Topf in Drehung versetzt, so kann die Rotationsgeschwindigkeit solange erhöht werden, bis das sich ausbildende Schmierstoffoberflächenprofil den oberen Rand des oben offenen Topfes oder die Auslassöffnungen in der Außenwand des Topfes erreicht bzw. sogar etwas überschreitet. In dieser Situation verlässt Schmierstoff über den Topfrand bzw. die Auslassöffnungen den Topf. Da jedoch im Topfboden eine Zuflußöffnung unterhalb der Schmierstoffoberfläche vorgesehen ist, strömt Schmierstoff in den Topf nach, sodass sich eine Durchlaufschmierung ergibt. Now, if the pot is set in rotation, the rotational speed can be increased until the forming lubricant surface profile reaches the upper edge of the open-topped pot or the outlet openings in the outer wall of the pot or even slightly exceeds. In this situation, lubricant leaves the pot via the pot rim or the outlet openings. However, since an inflow opening is provided below the lubricant surface in the bottom of the pot, lubricant flows into the pot, resulting in a continuous lubrication.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der zugehörigen Figuren. Es zeigen: Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and the associated figures. Show it:
In
Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Innenring
Man erkennt, dass das Wälzlager
Um auch dieses Wälzlager schmieren zu können, ist erfindungsgemäß ein Topf
Der Topf
In
Kommt es nun zu einer Relativbewegung zwischen dem äußeren Ring
Diese Situation ist in
Dies führt dazu, dass sich im Bereich der Drehachse
Es bildet sich hier ein quasi stationärer Zustand aus. Sollte es innerhalb des Topfes zu einem Schmierstoffverlust, beispielsweise durch Verdampfung, kommen, so kann Schmierstoff über die Zuflußöffnung
Wird die Drehgeschwindigkeit des Topfes weiter erhöht, so tritt die in
Das Schmierstoffoberflächenprofil
Da dadurch die Schmierstoffmenge innerhalb des Topfes
In den
Um den Exzenter
Um die Schiebewelle
Da sich die Hohlwelle
Das Gehäuse
In
Kommt es zu einer Drehung der Schiebewelle
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Topf pot
- 2 2
- Schmierstoffoberfläche lubricant surface
- 3 3
- Schmierstoff lubricant
- 4 4
- Drehachse axis of rotation
- 5 5
- Zuflußöffnung inflow
- 6 6
- äußerer Ring outer ring
- 6, 7, 8 6, 7, 8
- Wälzlager roller bearing
- 9, 9‘, 9‘‘ 9, 9 ', 9' '
- Schmierstoffoberflächenprofil Lubricant surface profile
- 8 8th
- innerer Ring inner ring
- 10 10
- Schmierstofftropfen lubricant drops
- 11 11
- Gehäuse casing
- 12 12
- Schiebewelle sliding shaft
- 13 13
- Einstellspindel turn setting
- 14 14
- Rad wheel
- 15 15
- Nut groove
- 16 16
- Stellexzenter adjustment cams
- 17 17
- Stift pen
- 18 18
- Hohlwelle hollow shaft
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Effective date: 20140523 |
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Owner name: PROMINENT GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: PROMINENT DOSIERTECHNIK GMBH, 69123 HEIDELBERG, DE Effective date: 20140616 |
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