DE2334186A1

DE2334186A1 - Schmiervorrichtung

Info

Publication number: DE2334186A1
Application number: DE19732334186
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ing Auer; Gerhard Nieder
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1973-07-05
Filing date: 1973-07-05
Publication date: 1975-01-23
Also published as: DE2334186B2; FR2236111B3; FR2236111A1; DE2334186C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung, insbesondere für Lager mit langer Laufzeit.

Problemstellung

Zur Gewährleistung einer einwandfreien Funktion von Lagern (Wälz-, Kugel- oder Gleitlager) werden bekanntlich geeignete Schmiermittel (s.B. Fette, öle) verwendet. Im einfachsten Falle, wenn die Lager leicht zugänglich sind, reicht es aus, von Zeit zu Zeit von außen Schmiermittel zuzuführen. Es ist weiterhin bekannt, - Lager derart abzudichten und mit einer derartigen Schmiermittelmenge zu füllen, daß diese über die gesamte zu erwartende Laufzeit ausreicht. Hierbei müssen jedoch zusätzliche Reibungsverluste in Kauf genommen werden. Insbesondere für Schwungräder, wie sie in der Kaumfanrttechnik zur Stabilisierung von Raumfahrzeugen oder Satelliten verwendet werden, sind die bekannten Schmiermethoden ungeeignet. Bei derartigen Schwungrädern wird Energie hauptsächlich in den Lagern zwischen den drehbaren und feststehenden Teilen "verbraucht", so daß beispielsweise

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Reibungsverluste durch eine zu große Schmiermittelmenge in den Lagern unbedingt vermieden werden müssen. Andererseits nuß jedoch den Lagern so viel Schmiermittel zur Verfugung gestellt werden, daß auch über die Laufzeit von mehr als zehn Jahren eine sichere Schmierung der Lager erfolgen kann.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schmiervorrichtung zu schaffen, welche einen einfachen, platz- und gewichtssparenden Aufbau aufweist und welche auch in Langzeitbetrieb eine sichere Schmierung von Lagern gewährleistet. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst.

Vorteile und Weiterbildungen

Da aus der erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung das Schmiermittel erst bei sich drehendem Lagerteil in das Lager gelangen kann, haben auch längere Stillstandzeiten keinen Einfluß auf die im Lager vorhandene Schmiermittelmenge. Die Lager können daher mit einer minimalen Schmiermittelmenge bei der Herstellung gefüllt werden, ohne daß nach beispielsweise längeren Startverschiebüngen des Raumfahrzeuges um Wochen oder Monate mit einer erhöhten Schmiernittelmenge und damit verbundenen Anfahrmomenten gerechnet werden muß. Die Schmiervorrichtung enthält einen Körper, welcher gemäß des zweiten Patentanspruches in vorteilhafter Weise aus einem porösen Material besteht, in welchem aufgrund der Bemessung der kapillaren Struktur und der Viskosität des Schmiermittels sowie dem Wirksamwerden der Zentrifugalkraft Schmiermittel fließen kann.

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Als hierzu hervorragend geeignete Werkstoffe seien gesinterte Metalle oder Kunststoffe und auch in der Struktur faserige Kunststoffe oder Filze genannt. Da - wie oben angegeben - auch die Viskosität des Schmiermittels von Bedeutung ist und diese mit zunehmender Temperatur abnimmt, ergibt sich bei höheren Temperaturen auch ein höherer Schtrri ermitte !durchs atz. Somit wird in vorteilhafter Weise dem Umstand Rechnung getragen, daß zu dem Lager, welches bei höheren Temperaturen auch mehr Schmiermittel verbraucht, auch entsprechend mehr Schmiermittel gelangt. Die/Aufgabe des Schmiermittels an das Lager erfolgt frühestens nach dem Anfahren des drehbaren Lagerteiles, wenn der genannte Körper vorher bereits mit Schmiermittel vollständig gesättigt war. Die abgegebene Schmiermittelmenge kann dann pro Jahr und Lager bei wenigen Milligramm liegen. Soll hingegen Schmiermittel erst nach einer vorwählbaren Zeit austreten, so wird mit der vorteilhaften Weiterbildung gemäß des vierten Patentanspruches dies ermöglicht. Da der genannte Körper nur teilweise mit Schmiermittel gesättigt ist, kann mit Beginn des Drehens des drehbaren Teiles noch kein Schmiermittel austreten. Es muß vielmehr eine Zeit verstreichen, in welcher der Körper durch das in der Kammer gespeicherte Schmiermittel gesättigt wird. Somit läßt sich eine Zeitverzögerung für das Einsetzen des Schmiermittelstromes auch in Größenordnungen von einem Jahr ohne weiteres erreichen, welche Zeitverzögerung insbesondere durch den Querschnitt der Drosselstelle beeinflußbar ist.

In der vorteilhaften Ausbildung gemäß des fünften Patentanspruches wird eine durch die Zentrifugalkraft betätigbare Vorrichtung vorgesehen, mit welcher das im Körper vorhandene Schmiermittel zumindest teilweise in das Lager gepreßt werden kann. Diese Ausbildung ist vor allem dann von Interesse, wenn bei Drehzahlerhöhungen aufgrund des damit verbundenen erhöhten Schmiermittelverbrauches dem

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Lager eine entsprechend erhöhte Schmiermittelmenge zur Verfügung gestellt werden soll. Im einfachsten Falle ist die genannte Vorrichtung ein in radialer Richtung "bewegbarer Kolben, dessen radial nach außen weisende Stirnfläche an dem genannten Körper anliegt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Schniermittelvorrichtung ist mit dem siebten Patentanspruch angegeben. Dabei ist eine Schmiervorrichtung zwischen zwei in axialer Richtung nebeneinander liegenden Radiallagern vorgesehen, welche somit die Schmierung für beide Lager übernimmt.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Prinzipdarstellung von Fig. 1. Zwei Kugellageraußenringe 1 und 2 sind über eine Abstandshülse 3 miteinander verbunden und dienen beispielsweise zur radialen Abstützung des um die Drehachse M- drehbaren Rotors (nicht dargestellt) gegenüber dem feststehenden Stator eines Schwungrades (nicht daxgestellt). Innerhalb der Abstandshülse $ ist ein hohlzylindrischer Körper 5 vorgesehen, welcher eine derartige innere Struktur aufweist, daß erst bei drehendem Rotor ein Schmiermitteldurchsatz ermöglicht wird. Die kreisringförmigen Stirnflächen 6, 7 des genannten Körpers 5 reichen frei an den Lagerspalt der genannten Kugellager heran. Koaxial zu dem Körper 5 sind zwei weitere Hülsen 8 und 9 vo.rgeseh.en, wobei die äußere Hülse 8 eine sich im wesentlichen über die gesamte axiale Länge erstreckende Innennut 10 aufweist. In der somit zwischen'Hülsen 8 und 9 liegenden Kammer befindet sich Schmiermittel 11. Die Hülse 8 enthält weiterhin über den Umfang gleichmäßig verteilte radiale Bohrungen 12, welche die Kammer mit dem genannten Körper 5 verbinden. Anstelle der Bohrungen 12 können als Drosselstellen beispielsweise auch Filter vorgesehen sein.

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Bei stillstehendem Rotor kann aus den bereits genannten Gründen kein Schmiermittel in die Lager gelangen. Die in den wirksamen Übertrittsquerschnitt der Bohrungen 12 wirkende Kapillarkraft verhindert, daß Schmiermittel aus der Innennut 10 in den Körper 5 gelangt. Dreht sich hingegen die Schmiervorrichtung um die Drehachse 4, so wird infolge der wirksamen Zentrifugalkräfte Schmiermittel aus der Inne.nnut 10 durch die als Drosselstellen wirksamen Bohrungen 12 in den Körper 5 gepreßt. Damit kommt innerhalb des genannten Körpers eine Schmiermittelströmung zustande. Je nach vorherigem Sättigungsgrad des Körpers mit Schmiermittel wird eine kürzere oder längere Zeit verstreichen bis Schmiermittel über die Stirnflächen bzw. 7 zu den Lagern austreten kann.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche

Schmiervorrichtung, insbesondere für Lager mit langer Laufzeit, dadurch ^kennzeichnet, daß mit dem drehbaren Teil des Lagers ein Körper mit einer derartigen inneren Struktur derart verbtinden ist, daß bei stillstehendem Lager durch den Körper, im, wesentlichen kein Schmiermittel fließen kann und dieses erst bei drehendem Lagerteil infolge der wirksamen Zentrifugalkraft fließen und zum Lager gelangen kann.
2. Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einem porösen, kapillar wirksamen Material besteht und daß die Kapillaren und die Viskosität des Schmiermittels derart aufeinander abgestimmt sind, daß erst bei drehendem Lagerteil infolge der wirksamen Zentrifugalkraft Schmiermittel fließen kann.
3. Schmiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Körper dem Lager zugeordnete, freie Oberflächen aufweist, durch welche das Schmiermittel zum Lager gelangen kann.
4. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der genannte nur teilweise mit Schmiermittel gefüllte Körper über wenigstens eine vorzugsweise als Bohrung ausgebildete Drosselstelle mit wenigstens einer in radialer Sichtung gesehen, innen liegenden Kammer verbunden is-t, in welcher Schmiermittel gespeichert ist..
5. Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einem porösen, kapillar wirksamen Material besteht und mittels einer durch die Zentrifugalkraft betätigbaren Vorrichtung derart defox'mierbar ist, daß Schmiermittel zum Lager gelangen kann.

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6. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper zu Beginn der Laufzeit nur teilweise mit Schmiermittel gesättigt ist, so daß nach dem Einsetzen der Zentrifugalkraft "bis zur Sättigung des Körpers mit Schmiermittel eine Zeitverzögerung für die Abgabe von Schmiermitteln an das Lager erreicht wird.
7- Schmiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei koaxiale Hülsen vorgesehen sind, wobei vorzugsweise die äußere Hülse eine ringförmige Innennut zur Speicherung von Schmiermittel und wenigstens eine radial nach außen gerichtete Drosselstelle, welche vorzugsweise als Bohrung ausgebildet ist, aufweist, und daß die äußere Hülse von dem als Hohlzylinder ausgebildeten Körper umgeben ist.
8. Schmiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Hülsen koaxial innerhalb einer Abstandshülse angeordnet sind, welche in an sich bekannter Weise in axialer Richtung zwischen den Außenringen von zwei Radial-Wälz-Lagern vorgesehen ist, und daß die beiden Stirnflächen des hohlzylindrischen Körpers gegenüber dem Lagerspalt der genannten Lager angeordnet sind.

9*. Schmiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anordnung auf dem Rotor eines Stabilisierungsschwungrades.

Heidelberg, 2. Juli 1973
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