DE2102110A1 - Vorrichtung zur Überwachung des Schmiermittelflusses in einer hydrostatischen Gleitlagerung - Google Patents

Description

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Joseph Vögele AG, 68 Mannheim, Neckarauer Straße 168-228

Vorrichtung zur überwachung des Schmiermittelflusses in einer hydrostatischen Gleitlagerung

Die Erfindung bezieht sich aui" eine Vorrichtung zur Überwachung des Schinierniittelflusses in einer hydrostatischen Gleitlagerung, die mehrere Tragkammern aufweist, von denen jede über eine getrennte, mit einem Drosselventil versehene Druckleitung von einer gemeinsamen Pumpe mit Schmiermittel beaufschlagbar ist, wobei der Druck vor jeder Tragkammer von einem Druckschalter überwacht wird.

Es ist eine hydrostatische Gleitlagerung für den Arbeitstisch einer Werkzeugmaschine bekannt, bei der in der Lagergleitfläche des festen lührungsteiles verteilt einzelne Tragkammern für die Bildung eines Schmiermittel-Druckpolsters vorgesehen sind, die getrennt voneinander mit Schmiermittel versorgt werden. Um jeder Tragkammer eine bestimmte üchmiermittelmenge zuführen zu können, sind in den von einer einzigen i-umpe ausgehenden Druckleitungen zu den Tragkammern Drosselventile eingebaut. Diese Drosselventile besitzen beispielweise einen federbelasteten Drosselkörper, der in abhängigkeit von dem durch die Belastung erzeugten Druck in der Tragkammer verschiebbar ist, wobei durch diese Verschiebung des Drosselkörpers der Querschnitt in der Zuflußleitung zur Tragkammer vergrößert oder verkleinert wird, so daß eine der jeweiligen Belastung entsprechende Jchmiermittelmenge in die entsprechende Tragkammer gelan-

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gen kann und dadurch die Erzielung einer konstanten Tragfilmdicke möglich ist. Aus Sicherheitsgründen der Maschine ist es dabei erforderlich, daß der Schmiermittelfluß in den einzelnen Tragkammern überwacht wird. Zu diesem Zweck ist an der Druckleitung vor jeder Tragkammer ein Druckschalter vorgesehen, der dann, wenn der Schmiermitteldurchfluß in der Tragkammer gesperrt ist, was durch verharztes Öl, durch lange Stillstandszeiten der Maschine oder Verschmutzung der Zuflußbohrung geschehen kann, durch den damit verbundenen Druckanstieg zur Wirkung kommt und ein Signal abgibt.

Eine derartige Überwachungsvorrichtung ist durch die Vielzahl der an sich teuren Druckschalter sehr aufwendig. Darüberhinaus ist es aber damit nicht möglich, eine Verstopfung in den Drosselstellen anzuzeigen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung des Schmiermittelflusses in einer hydrostatischen ü-leitlagerung zu schaffen, bei der bei gleichzeitiger Verringerung des Aufwandes sichergestellt ist, daß auch eine Verstopfung in den Drosselstellen angezeigt wird. Zu diesem Zweck wird bei der eingangs genannten Überwachungsvorrichtung vorgeschlagen, daß jede Druckleitung zur Tragkammer über ein Rückschlagventil und eine Sammelleitung mit einem gemeinsamen Druckschalter verbunden ist und daß jeder Tragkammer eine vor dem Rückschlagventil in die Druckleitung mündende Bypass-Leitung mit einem normalerweise entgegen einer Federkraft in Sperrstellung gehaltenen Kolben-Ventil zugeordnet ist. Durch die Verwendung der Rückschlagventile und eines für cille Tragkammern gemeinsamen Druckschalters wird der Aufwand für die Überwachungsvorrichtung erheblich verringert. Bei Verstopfung einer Drosselstelle und damit Nichtschmierung einer Tragkammer wird infolge Druckabfall in der zur Trag-

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kammer führenden Leitung der Kolben des Kolbenventiles durch die Kraft seiner Feder verschoben und über die Bypass-Leitung ein Weg zur Beaufschlagung des Druckschalters durch den Pumpendruck freigegeben. Gleichzeitig gelangt über die Bypass-Leitung aber auch Schmiermittel zu der Tragkammer, so daß eine Art Notschmierung durchgeführt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser Zeichnung ist ausschnittsweise ein beweglicher Führungsteil 1 und ein fester Führungsteil 2 beispiels- m weise einer Werkzeugmaschine abgebildet, wobei der feste Führungsteil 2 mehrere gegen das bewegliche Führungsteil 1 offene Tragkammern 3 aufweist, von denen der Einfachheit halber nur eine Tragkammer 3 dargestellt ist. An diese Tragkammer 3 ist eine Druckleitung 4 angeschlossen, über die die Tragkammer 3 von einer Pumpe 5 und über eine Pumpen-Hauptleitung 6 mit Schmiermittel beaufschlagbar ist, so daß sich in der Tragkammer 3 durch das Schmiermittel ein Druckpolster bildet. Durch dieses Schmiermittel-Druckpolster wird das bewegliche Führungsteil 1 so weit angehoben, daß das Schmiermittel durch den Spalt zwischen dem festen Führungsteil 2 und dem beweglichen Führungsteil 1 JL in nicht gezeigte Sammelkanäle abfließen kann und von dort w in den der Pumpe 5 zugeordneten Schmiermittelbehälter 7 gelangt.

Allen Tragkammern 3 ist dabei eine gemeinsame Pumpe 5 für das Schmiermittel zugeordnet, das über sich an die Hauptleitung 6 anschließende weitere Druckleitungen 4 in die entsprechenden Tragkammern 3 gefördert wird. In jeder in eine Tragkammer 3 mündenden Druckleitung 4 ist ein Drosselventil 8 angeordnet, das einen an sich bekannten Aufbau besitzt und die Aufgabe hat, die zur Tragkammer 3 gelan-

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gende Schmiermittelmenge in Abhängigkeit von dem in der Tragkammer 3 herrschenden Druck und damit in Abhängigkeit von der Belastung zu steuern.

Kurz vor der Tragkammer 3 mündet in die Druckleitung 4 eine an die Pumpen-Hauptleitung 6 angeschlossene Bypassleitung 9a, 9b, in der ein Kolbenventil 10 angeordnet ist. Dieses Kolbenventil 10 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem zylindrischen, an beiden Stirnflächen verschlossenen Gehäuse 11, in dem ein Kolben 12 verschiebbar geführt ist. Dieser Kolben 12 weist in seinem mittleren Bereich ein abgesetztes zylindrisches Teil 13 auf, in dem sich eine radial verlaufende Bohrung 14 befindet. In dieser Bohrung 14 endet eine sich von einer Stirnfläche 15 des Kolbens 12 aus in axialer Richtung erstreckende Bohrung 16. In dem Gehäuse 11 sind ferner zwei Ringkanäle 17, 18 vorgesehen, wobei der Ringkanal 17 über die Leitung 9a mit der Hauptleitung 6 verbunden ist, während der Ringkanal 18 über die Leitung 9b mit der Druckleitung 4 vor der Tragkammer 3 in Verbindung steht. Durch eine Druckfeder 19 kann der Kolben 12 aus der gezeichneten Stellung, in der der Strömungsweg vom Ringkanal 17 zum Ringkanal 18 gesperrt ist, in eine Stellung verschoben werden, in der die beiden Ringkanäle 17, 18 miteinander in Strömungsverbindung stehen und damit die Tragkammer 3 unter Umgehung der Druckleitung 4 mit Drosselventil 8 über die Bypass-Leitung 9a, 9b mit dem Kolbenventil 10 von der Pumpe 5 beaufschlagbar ist. Die beiden Endstellungen des Kolbens 12 sind dabei durch Sicherungsringe 20, 21 vorgegeben.

In die Bypass-Leitung 9b zwischen Kolbenventil 10 und Tragkammer 3 mündet eine Leitung 22, an deren anderem Ende sich ein an sich bekanntes Rückschlagventil 23 befindet. An der anderen Seite des Rückschlagventiles 23 schließt sich eine Sammelleitung 24 an, die über entsprechende Rückschlagventile mit allen Tragkammern 3 in Verbindung steht. In diese Sammelleitung 24 ist ein Druckschalter 25 bekannter Bauart

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eingesetzt, und über eine zum Schmiermittelt)ehälter 7 führende Leitung 27 mit einem Absperr-Ventil 26 kann die Sammelleitung 24 entlüftet werden.

Der Druckschalter 25 ist auf einen Druck eingestellt, der über dem bei normalem Betrieb in der Tragkammer 3 und damit auch in der Druckleitung 4 auftretenden maximalem Druck liegt. Der eingestellte Druck des Druckschalters ist jedoch nicht höher als der Pumpendruck. Der Maximaldruck in der Druckleitung 4 bzw. in der Tragtasche 3» ist jedoch niedriger als der Druck vor dem Drosselventil 8 und in der Leitung 9a vor dem Kolbenventil.

Im drucklosen Zustand, also bei abgeschalteter Pumpe 5, wird der Kolben 12 durch die Druckfeder 19 in einer Stellung gehalten, die der abgebildeten Stellung des Kolbens 12 entgegengesetzt ist und in der der Strömungsweg von der Leitung 9a und dem Ringkanal 17 zu dem Ringkanal 18 und der Leitung 9b freigegeben ist. Bei Anschalten der Pumpe 5 wird nun das Schmiermittel einerseits über die Hauptleitung 6, das Drosselventil 8 und die Druckleitung 4 zu der Tragkammer 3 gefördert. Andererseits fließt aber auch gleichzeitig das Schmiermittel über die Hauptleitung 6, die Leitung 9a, den Ringkanal 17, den Ringkanal 18 und die Leitung 9b zu der Tragkammer 3. Das Schmiermittel brei- J tet sich dabei über die Bohrung 14 und die Bohrung 16 in dem der Stirnfläche 15 des Kolbens 12 zugewandten Raum 28 des Gehäuses 11 aus. Mit zunehmendem Förderdruck, der bei Anschalten der Pumpe 5 noch nicht sofort seine erforderliche Höhe erreicht, wird durch die damit auf die Stirnfläche 1y des Kolbens 12 einwirkende Kraft der Kolben 12 allmählich entgegen der Kraft der Druckfeder 19 verschoben. Die Druckfeder 19 ist so bemessen, daß bei Erreichen des für die hydrostatische G-leitlagerung erforderlichen j^rbeitsdruckes der Kolben so weit entgegen der Kraft der Druckfeder 19 verschoben j st, daß der Strömungsweg von dem Hingkanal 17 zu dem Ringkanal 18 gesperrt ist und das

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Schmiermittel nur noch über das Drosselventil 8 und die Druckleitung 4 zu der Tragkammer 3 gelangen kann.

Kommt es beispielsweise nach langer Stillstandszeit der Werkzeugmaschine durch verharztes Schmieröl in der Tragkammer 3 oder durch eine Verschmutzung in der Zuflußbohrung zur Tragkammer 3 zu einem Ausfall'der Tragkammer 3, stellt sich in der Druckleitung 4, der Leitung 9b, der Leitung 22 mit dem Rückschlagventil 23 und der Sammelleitung 24 ein Druck ein, der dem Pumpendruck entspricht und der damit höher als der im Druckschalter 25 eingestellte Druck ist. Dieser Druckanstieg hat zur Folge, daß der Druckschalter anspricht und ein Signal abgibt, das einen Defekt in der hydrostatischen GIeitlagerung anzeigt. Durch die Verwendung eines Rückschlagventiles 23 für jede Tragkammer 3, die dann in einer Sammelleitung 24 zusammengeführt sind, ist nur ein Druckschalter für die Überwachung aller Tragkammern 3 erforderlich.

Tritt nun beispielsweise eine Verstopfung im Drosselventil 8 ein, wird ebenfalls die Schmiermittelzufuhr zur Tragkammer 3 unterbrochen. Dadurch fällt der Druck in der Druckleitung 4, in der Leitung 9b, in dem Ringkanal 18 und damit aber auch über die Bohrungen 14 und 16 in dem Raum 28 des Kolbenventiles 10 ab, so daß der Kolben 12 durch die Kraft der Druckfeder 19 aus der gezeichneten Stellung verschoben wird. Dabei gibt der Kolben 12 den Strömungsweg von dem Ringkanal 17 zu dem Ringkanal 18 frei, so daß das Schmiermittel von der Pumpe 5 über die Bypass-Leitung 9a, 9b mit dem Kolbenventil 10 zu der Tragkammer gelangt. Jetzt herrscht in der Leitung 9b kurzzeitig und annähernd der von der Pumpe 5 erzeugte Druck, der einerseits, wie bereits oben ausgeführt, über die Leitung 23, das Rückschlagventil 23 und die Sammelleitung 24 den Druckschalter zur Wirkung bringt, so daß ein Störsignal abgege-

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ben wird. Andererseits aber hat dieser Druckanstieg zur lolge, daß der Kolben 12 entgegen der Kraft der Druckfeder 19 verschoben wird und wieder den Strömungsweg von dem Ringkanal 17 zu dem Ringkanal 18 sperrt. Sofort nach dem Sperren des Kolbenventiles 10 fällt der Druck in der Leitung 9b wieder ab, der Kolben 12 wird wieder durch die Feder 19 verschoben und es gelangt wieder Schmiermittel von der Pumpe 5 über die Bypass-Leitung 9a, 9b mit dem Kolbenventil 10 zu der Tragkammer 3. Sobald in der Leitung 9b der Pumpendruck annähernd vorherrscht, wird der Druckschalter 25 betätigt und das Kolbenventil 10 wieder geschlossen« Dieser Vorgang wiederholt sich bis zum Abschalten der Werkzeugmaschine bzw. Pumpe 5. Über die Bypass-Leitung 9a, 9b wird somit eine Notschmierung der Tragkammer 3 vorgenommen, durch die die Werkzeugmaschine vor Folgeschäden bewahrt wird.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Vorrichtung zur Überwachung des Schmiermittelflusses in einer hydrostatischen Gleitlagerung, die mehrere Tragkammern aufweist, von denen jede über eine getrennte, mit einem Drosselventil versehene Druckleitung von einer gemeinsamen Pumpe mit Schmiermittel beaufschlagbar ist, wobei der Druck vor jeder Tragkammer von einem Druckschalter überwacht wird,
   dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckleitung (4) zur Tragkammer (3) über ein Rückschlagventil (23) und eine Sammelleitung (24) mit einem gemeinsamen Druckschalter (25) verbunden ist und daß jeder Tragkammer (3) eine vor dem Rückschlagventil (23) in die Druckleitung (4) mündende Bypass-Leitung (9a, 9b) mit einem normalerweise entgegen einer Federkraft (19) in Sperrsteilung gehaltenen Kolbenventil (10) zugeordnet ist.

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