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Verteilerring für pneumatische Medien zum Schmieren und KUhlen von
rotierenden Reibungsflächen Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 21 13 368.6 "Förderring
mit geringem Platzbedarf für flüssige Medien zum Schmieren und Kühlen von rotierenden,
Stößen und Schwingungen ausgesetzten Gleittlächen In der Anmeldung P 21 13 368.6
ist eine Vorrichtung zum Schmieren und Kühlen von stehenden und rotierenden Gleitflächen
durch flüssige Medien dargestellt, bei der ein geteilter oder ungeteilter Laufring
fest aue einer Welle oder einem anderen sich drehenden Teil aufgebracht ist, so
daß er sich mit der sich drehenden Welle dreht. in dem sich drehenden Laufring ist
ein Sammelraum angeordnet, aus dem die geförderten medien durch Bohrungen zu den
Gleitflächen ausströmen. Über einem, auf dem Laufring gelagerten, von einer Haltevorrichtung
festgehaltenen und dadurch sich nicht drehenden Deckel werden die Medien in den
sammelraum des auf der Welle sitzenden Laufringen eingerührt, Es hat sich herausgestellt,
daß in vielen Fällen infolge geringer Belastungen oder Bewegungen der Reibungsflächen
zueinander nur geringe Mengen an chmier- und Kühlmitteln erforlich sind, die laufend
oder taktweise zugeführt werden können, Das gilt insbesondere für durch den Einbau
von Wälzlagern durch rollende Reibung beanspruchte Flächen. So ist beispielsweise
bei Gelenkspindeln und Gelenkwellen in Zweigelenk-An ordnung, bei denen die Reibungsflächen
durch gleitende oder rollende Reibung beansprucnt werden, die Bewegung der Reibungsflächen
eueinander an den Gelenken gleich Null, wenn der Beugungswinkel gleich Null ist.
Erst; mit zunehmendem Beugungswinkel steigt die Bewegung der Reibungsflächen zueinander
ae Spindelumdrehung laufend ano Bei Nullstellung werden keine oder nur sehr geringe
mengen an Schmier- una Kühlmitteln benötigt, deren Dosierung bei flüssigen Medien
schwierig ist.
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Es kommt weiter hinzu, daß die Zufuhr größerer Mengen an flüssigen
Medien als erforderlich einerseits unnötige Mehrkosten verursacht an den Schmiermitteln
selbst und durch Verschmut
zung der Werkseinricatungendurch an den
Enden der Reibungsflächen austretende Medien. Andererseits bewirkt bei Wälzlagern
die Zufuhrüberhöhter Mengen an flüssigenSchmiermitteln infolge vergrößerter innerer
Reibung eine erhöhung der Lagertemperatur unt dadurch einen frühzeitigenVerschleiß
oder Zeratörungen der Lager, Erfindungsgemäß werden diese Nacnteile dadurch beseitigt,
daß auf pneumatischen Wege die Scnmier- und Kühlmittel nur in so gerlngen Mengen,
wie sie für die Punktion der Lager erforderlich sind. Als dafür geeignete schmier-und
Kühlmittel werden unter anderen verwendet Druckgas oder Preßluft mit Xett-, Öl-,
Emulsions- oder Wasserzusatz, die als Gemische den Reibungsflächen zugeführt werden.Derartige
Gemische haben ein geringeres spezifisches Gewicht und geringere spezifische Wärme,
ao daß größere Mengen zur Abfuhr einer gewissen Wärmemenge erforderlich sind, lassen
sich dadurch genauer dosieren, sind dünnflüssiger, so daß sie mit geringeren Drücken
durch Leitungen zu transportieren sind. Die Abdichtungen an den Laufflächen sind
infolge der geringeren Drücke leichter zu beherrschen, so daß die Werkseinrichtungen
in weitaus geringerm Maße verschmutzt werden. Bei Verwendung größerer Mengen von
Gas/Luft-ölgemischen sind an den Schmierstellen Absaugevorrichtungen angeordnet,
um gesundheitsschädliche Verunreinigungen der Luft zu vermeiden. Die Zufuhr der
Gemische kann laufend oder taktweise erfolgen. Die Medien werden getrennt oder gemischt
dem Verteilerraum-durch den Deckel oder von Spindelmitte aus zugeführt.
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Bei Gemischzufuhr wird die Verbindung mit dem Verteilerraum im Laufring
durch Bohrungen im Deckel oder in der Spindel hergestellt. Es werden meistens zwei
um 180 Q versetzte Bohrungen angeordnet. Bei Zuführung durch den Deckel übernehmen
die Zufuhr-Rohrleitungen das Festhalten des Deckels gegen Drehen, so daß besondere
Haltevorrichtungen nicht erforderlich sind.
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Bei Zuführung durch die Spindel wird der Verteilerraum an der Innenkante
des Laufringes angeordnet, so daß der Laufring nach außen geschlossen bleibt. Durch
Bohrungen an den Seiten des Laufringes strömen die Medien zu den Schmierstellen.
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Deckel und Haltevorrichtung entfallen hierbei.
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Bei getrennter Zuführung können die Medien nur von außen durch den
Deckel in den Verteilerraum geleitet werden0 Bei kleinen Spindeldurchmessern genügt
es im allgemeinen zur Erzielung einer genügenden Mischung, an einer Stelle des Dekkiels
die Preßluft und an einer um 180 ° entgegengesetzten Stelle die Schmier- und Kühlmedien
über eine Zerstäubungsdüse einzuführen.
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Bei größeren Wellendurchmessern wird die Preßluft an zwei um 180 v-ersetzten
Stellen durch den Deckel zugeführt, wobei kurz vor dem Deckel die Medienleitung
über eine Zerstäubungsdüse an die Preßluftleitung angeschlossen ist0 Die beiden
versetzten Zuführungsleitungen übernehmen gleichzeitig die Aufgabe, den Deckel gegen
Drehung festzuhalten.
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Die Anzahl der Schmierbohrungen, von denen je eine Leitung zu einer
Schmierstelle führt, kann beliebig gewählt werden. Es werden stets einige Reservebohrungen
vorgesehen, die durch Verschraubungen abgeschlossen sind. Im Bedarfsfalle werden
die Verschraubungen herausgenommen und an deren Stelle Leitungen angeschlossen.
Die Zahl der vorgesehenen Schmierstellen kann in umgekehrter Weise verringert werden.
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Bei langen Leitungen vom Verteilerring bis zu den Schmierstellen kann
es vorteilhaft sein, jedes Medium für sich bis nahe an die Schmierstellen heranzuführen.
In diesen Fällen wird ein Verteilerring mit zwei voneinander getrennten Verteilerräumen
vorgesenen, einen für die Preßluft und den anderen für die Schmiermedien, an die
voneinander getrennte Leitungen angeschlossen werden0 Kurz vor den Schmierstellen
werden beide Leitungen unter Vorschaltung einer Zerstäubungsdüse für das schmiermedium
zusammengeführt und das Gemisch einem Verteiler zur gleichmäßigen Speisung der vorhandenen
Schmierstellen zugertuIrt. Sollen mehrere Gruppen von schmierstellen versorgt werden,
so sind hinter dem Verteilerring besondere Verteiler mit einer entsprechenden Anzahl
von Auslässen vorzusehen. Von jedem Auslass dieser Verteiler führt je eine Leitung
für ein Medium zu den unmittelbar vor den Schmierstellen angeordneten Verteilern,
wobei beide Medien kurz vor den
Verteilern unter Vorschaltung einer
Zerstäubungsdüse für das Schmiermedium zusammengeleitet werden. Die Anzahl der Auslässe
dieser Endverteilerentspricht der Anzahl der zu versorgenden Schmierstellen. Die
hinter dem Verteilerring angeordneten Verteiler sind als Vorverteileranzusehen.
Um Unwuchtkräfte bei der Drehung zu vermelden, werden Vor- und Endverteiler jeweils
paarweise um 180 ° auf den Spindeln angeordnet.
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In den Pällen, in denen insbesondere bei Walzwerken die Anstell- oder
andere Bewegungen langer Spindeln oder Wellen das Anschließen der Rohrleitungen
für die Zuführung der Medien an einen Bestpunkt zum Halten des Deckels in wirtschaftliöher
Weise verhindern, werden bei zwei unter- oder nebeneinanderliegenden Spindeln die
Deckel der beiden Verteilerringe so durch die Zuführungs-Rohrleitungen verbunden,
daß Bewegungen der Spindeln in horizontaler oder vertikaler Richtung möglich sind,
Drehbewegungen der Deckel aber nicht Dabei sind die Rohrleitungen mit einem Deckel
fest verbunden, im anderen aber beweglich gelagert, Der Ausgleich der Bewegungen
erfolgt durch Schläuche.
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Bei Taktschmierung und Kühlung wird die Zuführung der Medien hinsichtlich
Taktzeit und Menge dadurch bewirkt, daß zeitlich einstellbare TaktgeberMagnetventile
ein- und ausschaltenO Durch entsprechende Einrichtungen kann auch das Umschalten
von Takt- auf Dauerschmierung und die Mengenregulierung automatisch durchgeführt
werden, die Mengenregulierungentsprechend der jeweiligen Belastung.
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Zur Dämpfung von Stößen und Schwingungen kann eine elastische Zwischenlage
zwischen Verteilerring und Spindel oder Welle angeordnet werden, entweder in Form
von Keilringen oder rechteckigen Profilen.
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Der Laufring kann auch auf einer besonderes vorbereiteten und tolerierten
Aufnahmefläche der Spindel montiert werden, die mit seitlichen Führungsrlächenzur
Zentrierung versehen werden kann, Abbildung 1 zeigt in schematischer Darstellung
einen Sciiiitt durch den Verteilerring mit getrennter Ledienzui'uhr.
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Um die Spindel oder Welle 1 ist der geteilte Laufring 2 mit dem Verteilerraum
3 und den Latyrinthdichtungen 4 lose aufgebracht und zusammengeschraubt0 In die
seitlichen konischen Ausdrehungen des Ringes 2 werden die konischen Spannringe 5
gelegt Der Druckring 6 ist durch-Schrauben mit dem Ring 2 verbunden. Durch Anziehen
der Schrauben preßt der Druckring 6 die konischen Spannringe 5 in die konischen
Aus drehungen des Laufringen 2 und gegen die ele oder Spindel 1, so daß eine feste
Verbindung zwiscnen Welle oder spindel 1 und dem Laufring 2 entsteht.
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Um den Laufring 2 wird der geteilte Deckel 7 gelegt, darüber das Halterohr
8 mit einem Festpunkt verbunden ist, Die Dichtringe 9, die durch die Seitenringe
10 gehalten werden, verhindern das seitliche Ausströmen der Medien.
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Durch die Bohrung ii des Halterohres 8 wird die Preßluft zugeführt,
durch die Bohrung 13 über die Zerstäubungsdüse 12 das Schmier- und Kühlmedium.
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Das Luft-Medium-Gemisch strömt durch die Bohrungen 14 im Laufring
2 und 15 im Druckring 6 zu den Schmierstellen ab.
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Für den Transport des Gemisches zu denSchuLierstellen genügt ein geringer
Druck der Preßluft, im allgemeinen unter zwei atü, für das Zerstäuben ein höherer
Druck, der sich beim Zerstäuben auf den Preßluftdruck entspannt.
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Zur Verbesserung der gleichmäßigen Verteilung des zugeführten Gemisches
auf die einzelnen Schmierstellen können an den Auslässen Blenden oder Verteiler
eingebaut werden.
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Abbildung 2 zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch
einen Verteilerring für die getrennte ZuSührung und Weiterleitung der Medien zu
einer Gruppe von Schmierstellen.
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Auf der Spindel oder Welle 9 sitzt auf einer vorbereiteten tolerierten
Aufnahmefläche mit seitlichen Bührungen der Laufring 1 mit dem Verteilerraum 7 für
ein Medium, beispielsweise Preßluft, und dem Verteilerraum 8 für ein weiteres Medium,
beispielsweise Schmieröl. Die Verteilerräums 7 und 8 sind durch die Deckel 2 mit
den Dichtringen 3, die durch die Führungsringe 4 gehalten werden, gegen das' Abfließen,
der Medien
nach außen abgedichtet. Durch die Bohrung 5 wird die
Preßluft zugeführt, die durch die Bohrung 10 ausströmt und in die Rohr rung 11 umgeleitet
wird. Durch die Bohrung 6 wird das Schmieröl zugeführt, das durch die Bohrung 12
ausströmt Beide Medien werden voneinander getrennt durch eigene Leitungen nahe an
die Schmierstellen herangeführt, dort unter Vorschaltung einer Zerstäubungsdüse
in der Ölleitung zusammen geführt und das Gemisch in einen Verteiler eingeleitet,
der die gleichmäßige Verteilung an die einzelnen Schmierstellen der Gruppe durch
eine an jeden Auslaß des Verteilers angeschlossene Zuführungsleitung übernimmt Sollen
mehrere nach einer Seite des Verteilerringes hin gel.-gene Gruppen von Schmierstellen
gespeist werden, so wird an der Austrittsöffung der Bohrung ii für Preßluft ein
Vorverteiler angeschlossen, der soviel Auslässe erhält, wie Gruppen von Schmierstellen
vorhanden sind. Von jedem Auslaß des Vorverteilers führt eine Leitung nahe an eine
der zu versorgenden Schmierstellengruppen heran.
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In der gleichen Weise wird an der Austrittsöffnung der Bohrung 1,2
für Schmieröl ein Vorverteiler angeschlossen, der soviel Auslässe erhält, wie Gruppen
von Schmierstellen vorhanden sind. Von jedem Auslaß des Vorverteilers führt eine
Leitung nahe an eine der zu versorgenden cnmierstellengruppen heran.
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Beide Leitungen werden dort unter Vorschaltung einer Zerstäubungsdüse
in der Schmierölleitung zusammengeführt und das Gemisch dem Endverteiler zugeleitet,
der wie vorher beßcarieben aie gleichmäßige Verteilung der Gemischmengen an die
einzelnen Schmierstellen der Gruppe durchführt.
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Sollen mehrere nach beiden seiten des Verteilerringes hin gelegene
Gruppen von Schmierstellen gespeist werden, so wird an die Bohrung 10 für Preßluft
und an die Bohrung 12 für Schmieröl je ein Vorverteiler angesonlossen mit einer
Anzahl von Auslässen, die der unzahl der Schmierstellengruppen entspracßt. in den
Sniverteiler weder Gruppe werden von dort Je eine Preblust- und Je eine Schmierölleitung
geführt, wobei
jeweils erforderliche Richtungsanderungen der Medienzufuhr
durcn Umleitung in Bohrungen 11 durchgeführt werden Die Verteilung an die einzelnen
Schmierstellen erfolgt wie vorher beschrieben.
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Abbildung 3 zeigt in schematischer Darstellung die Anordnung der Verteilerringe
auf zwei übereinanderliegenden anstellbaren Spindeln.
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Auf der rechtsdrehenden Spindel 1 ist der Verteilerring 2 montiert,
auf der linksdrehenden Spindel 4 der' Verteilerring 3.
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Die Preßluft wird über den beweglichen Schlauch 8 dem Rohr-5 zugeführt,
das durch die Konsole 6 mit dem Deckel des Verteilerringes 2 fest verbunden und
in der am Verteilerring 3 befestigten Konsole 7 durch ein Kugelgelenklager in vertikaler
Richtung beweglich gelagert ist, so daß der Achsabstand der Spindeln verändert werden
kann. Das Rohr 5 folgt dabei der Bewegung der Spindel 1 Der auf dem Rohr 5 angebrachte
Verteiler 9 -Sührt durch die beweglichen Schlauchleitungen 10 die Preßluft den Verteiler
ringen 2 und 3 zu.
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Das Schmieröl wird über den beweglichen Schlauch 14 dem Rohr 11 zugeführt,
das durch die Konsole 12 fest mit dem Deckel des Verteilerringes 2 verbunden und
in der am Verteilerring 9 befestigten Konsole 13 durch ein itugelgelenklager in
vertikaler Richtung beweglich gelagert ist, so daß der Achsabstand der Spindeln
verändert werden kann0 Das Rohr 11 folgt dabei der Bewegung der Spindel 1.
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Der auf dem Rohr 11 angebrachte Verteiler 15 rührt durch die beweglichen
Schlauchleitungen 16 über eine vorgeschaltete Zerstäubungsdüse den Verteilerringen
2 und 3 das Schmieröl zu.
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Die Verteilung des Gemisches zu den einzelnen Schmierstellen übernehmen
die Verteilerringe.
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Die Rohre 5 und 11 dienen gleichzeitig zum Festhalten der Deckel der
Verteilerringe 2 und 3.
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Die Medien werden den Verteilerringen mit dem jeweils erforderlichen
Druck zugeführt', um den Transport der Gemische von den Sammelräumen zu den Schmier-
und Kühlstellen zu bewirken Der Anteil der flüssigen ldedien an den Gemischen wird
variiert, um für den jeweils vorliegenden Betriebsfall die gewünschte Schmier- und
Kühlwirkung zu erzielen, Er wird im Einzelfall der jeweils auftretenden Belastung
und vorliegenden Drehzahl angepaßt. So ist bei Spindeln in Zweigelenk-Anordnung
der Anteil der flüssigen Medien geringer, wenn der Beugungswinkel gleich Null oder
klein ist. Steigt im Verlauf des Betriebes der Beugungswinkel auf größere Werte
an, so steigt im gleichen Ausmaß die Bewegung der ReibungsSlä= chen zueinander und
damit die Belastung an. Entsprechend der steigenden Belastung wird der Anteil der
flüssigen Medien erhöht. Dies kann durch Regelung von Hand oder automatisch in Abhängigkeit
vom beugungswinkel bewirkt werden. Bei im Verlauf des Betriebes sich wieder verkleinerndem
Beugungswinkel wird der Anteil der flüssigen Medien entsprechend erniedrist.
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Es kann im vorliegenden Fall auch mit gleichem Mischungsverhältnis
gearbeitet und dafür die Menge der jeweils zugeführten Gemische der Belastung entsprechend
erhöht oder erniedrigt werden.
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Treten während des Betriebes unzulässig hohe Erwärmungen der Reibungsflächen
auf, was aus den verschiedensten Gründen eintreten kann, so werden ebenfalls entweder
Gemische mit größeren Anteilen an flüssigen Meciien oder größere Mengen von Gemischen
zugeführt, wobei die Regelung von Hand oder automatisch durch Liessen der Temperatur
der an den Reibungsflächen ausströmenden Gemische erfolgen kann0 Bei Spindeln, die
mit unterschiedlichen Drehzahlen arbeiten, wird dies bei den Ialischungsverhaltnis
der lzedien und der Menge der zugeführten Gemische ebenfalls berüctslciltist.
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Es kann in Abhängigteit von der jeweils auftretenden Belastung die
Zufuhr der Gemische von Takt-Schmierung und
-Kühlung auf Dauer-Schmierung
und -Kühlung umgestellt werden entweder von Hand oder automatisch in Abhängigkeit
von BeugungswinKel' und Drehzahl.
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Falls die Temperatursteigerung an den ReibungsSlächen durch vermehrte
Zufuhr von Schmier- und Kühlmitteln nicht zum Stillstand gebracht werden kann, besteht
die Gefahr einer Funktionsstörung. Um dies zu verhindern, können von einer von Fall
zu Pall festgelegten Temperatur an, die dicht unter der höchstzulässigen Betriebstemperatur
liegt, optische und akustische Signale automatisch ausgelöst werden1 um die zu erwartende
Störung anzuzeigen. Kann innerhalb einer festgelegten Zeit die Temperatur nicht
gesenkt werden, so wird der Antrieb automatisch abgeschaltet.
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Fall es durch örtliche Verhältnisse oder anderweitig bedingt nicht
möglich ist, die Temperatur der ausströmenden Gemische zu messen, kann die Temperatur
an oder in der Nähe der Bei bungsflächen gemessen werden.
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Ein weiteres Charakteristikum ist die Gerauschbildung an den den eibungsfiächen,
die ebenfalls eine sich abzeicnnende Störung durch Erhöhung der Phonstärke anzeigt.
Wird ein bestimmte Ytert überschritten, kann durch automatisch ausgelöste optische
und akustische Signale ein zu erwartende Störung angezeigt una nach einem festgelegten
Zeitraum, falls die Geräuschbildung nicht auf das normale Maß zurückgeführt werden
kann, der Antrieb automatisch abgeschaltet werden.