DE2348013A1

DE2348013A1 - Vorrichtung zur zufuhr von schmiermittel zu einer mit schmiermittel zu versorgenden einrichtung

Info

Publication number: DE2348013A1
Application number: DE19732348013
Authority: DE
Inventors: Helmut G Tietje
Original assignee: LUBE SYSTEMS CORP
Current assignee: LUBE SYSTEMS CORP
Priority date: 1972-10-10
Filing date: 1973-09-24
Publication date: 1974-04-18
Also published as: JPS54172170U; JPS4972565A; FR2202578A5; CA992007A; DE2348013C2; GB1409757A

Description

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LÜBE SYSTEMS CORPORATION, Englewood, New Jersey, USA

Vorrichtung zur Zufuhr von Schmiermittel zu einer mit Schmiermittel zu versorgenden Einrichtung

Die Erfindung betrifft, eine Vorrichtung zur Zumessung und Zufuhr von Schmiermittel zu Schmiermittel benötigenden Einrichtungen, insbesondere eine Vorrichtung, mittels der eine kontinuierliche Zuführung mit weitgehend konstantem Schmiermittelstrom zu einem Lager od.dgl. möglich ist.

In der US-Patentschrift 3 498" 413 ist eine Schmiernutteldose beschrieben, die im wesentlichen aus einer transparenten Kappe in einem an einer Maschine montierten Gehäuse besteht. In der Kappe ist ein federbelasteter Kolben angeordnet, der das Schmiermittel herausfördert und der Maschine zuführt. Ein mit einem Kopf versehener Kolbenschaft ist an dem Kolben befestigt und bewegt sich in einem sich nach außen kegelförmig erweiternden Strömungskanal, der in den Gehäuse ausgebildet ist und zwischen darin befindlichen Zuführöffnungen und der Maschine verläuft. Wenn die Dose

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entsprechend ihrer Kapazität voll gefüllt ist, dichtet der kegelförmige Kopfteil die Mündungen ab und blockiert die ZufUhröffnungen in einer Auflerbetriebstellung, da der Kolben sich ohne Eintreten eines Schmiermittelstromes nicht nach unten bewegen kann. Der Schmiermittelstrom wird aber durch das Verschließen der Zuführöffnungen durch den Kopfteil des Ventilschaftes unterbunden. Hinzu kommt, daß eine Ströaungssteuerung nur anfänglich geschieht, wenn näelich die zusaemengefaßte Querschnittsfläche der Zufiihröffnungen größer als die Querechnittsflache um die ringförmige Mündung ist, die durch den kegelförmig zulaufenden Kanal und den Außenumfang des Kopfteiles des Ventilschaftes in einer zur Schaftachse senkrechten Ebene gebildet wird. Erreicht der Kopfteil des Ventilschaftes erst einmal eine Stelle, an der die Querschnittsfläche dieser ringförmigen Mündung größer als die zusammengefaßte Querschnittsfläche der Zuführöffnungen ist, dann wird der Schmiermittel strom durch die Drosselwirkung (Einschnürung) der Zuführöffnungen begrenzt. Da die Querschnittsfläche der Zuführöffnungen aber feststeht, erfolgt kein Ausgleich der abnehmenden Druckkraft der Feder.

Weiterhin wird ein erheblicher Anteil der Schmiermittelkapazität der Dose durch einen Ringraum innerhalb des Gehäuses eingenommen, aus dem das Schmiermittel durch den federbelasteten Kolben nicht ausgedrückt werden kann. Diese verbleibenden Teile des Schmiermittelvolumens neigen zum Zusammenbacken und zu einer Verfestigung, wenn deren Ölanteil auf Grund einer Öl/Füllmittel-Trennung abnimmt, was gegebenenfalls zu einer Fehlfunktion führt, wenn die

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Schmiermitteldose nicht periodisch auseinandergebaut und der festgebackene Schmiermitteianteil von Hand entfernt wird. Dieser WartungsVorgang erfordert aber ein Abstellen der zu schmierenden Anlage und stellt außerdem eine unerwunnohte Handhabung dee Sohwiermi tt olnmtorlal η dur. Hinzu kommt, dall en notwendig IMt₁ die Sohiui i»rnil I. Inldoij« von dor zu versorgenden Einrichtung wogar zu entfernen, um »le zu Itolnigungezwookem aubelnanderbauen zu können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die geschilderten Nachteile zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zur konstanten Zufuhr von Schmiermittel zu einer mit Schmiermittel zu versorgenden Einrichtung vorgeschlagen, mit einem zylindrischen Gehäuse als Schmiermittelreservoir, von dessen Boden aus sich eine Schmiermittelzuführung nach unten erstreckt, die eine als Fuhrung für den nach unten ragenden Kolbenschaft eines im Gehäuse durch eine Feder nach unten gedrückten und abgedichtet beweglichen Kolbens dienende Einschnürung enthält, wobei die Feder zwischen einer Halterung an de - Oberseite des Kolbens und einer Halterung an der Innenseite der oberen Gehäusestirnwand unter Druck vorgespannt ist, uniu ^T " in der Gehäusestirnwand mindestens eine Belüftungsöffnung vorgesehen ist. Als wesentliche Verbesserung wird vorgeschlagen, daß in dem Kolbenschaft mindestens ein Schmiermittelkanal ausgebildet ist, dessen in Verbindung mit der Schaftführung gebildeter Querschnitt ausgehend von dem unteren Schaftende zunimmt, um als Ausgleich für die mit dem Kolbenhub abnehmende Federdruckkraft einen konstanten Schmier* mittelstrom zu bewirken.

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Der wesentliche Gedanke bei der erfindungsgemäßen Schmiermitteldose besteht also darin, daß der Kolbenschaft des federbelasteten Kolbens sich in einem zylindrischen Durchtrittskanal bewegt, in dem eine Schaftführung ausgebildet ist. Mindestens ein Kanal von veränderlicher Querschnittsfläche ist in dem Kolbenschaft so ausgebildet, daß die Kanalquerschnittsfläche, die durch den Kanal des Schaftes in Verbindung mit der Schaftführung gebildet wird, in genauem Abhängigkeitsverhältnis zur Abnahme der Federdruckkrait zunimmt.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Schmiermitteldose in mit Schmiermittel gefülltem Zustand;

Fig. 2 eine Schnittansicht der Schmiermitteldose in dem Zustand, bei dem das Schmiermittel ausgegeben ist;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Dichtanordnung der Schmiermitteldose mit dem dafür vorgesehenen Gehäuse;

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Kolbenschaft, längs der Linie 4-4 in Fig. 1, und

Fig. 5 eine Untenansicht des Kolbenschaftes.

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Ge»ä© der darstellung la den Zeichnungen» insbesondere den Fig. 1 vm.4 2j feesteht die erfindungsgemäße Sehmiermittel-Z«Bi<eßeiisrie&töitg 10, kurz als "Schmiermitteldose" bezeichnet , im weseitlichen aas einem Gehäuse 12, einer zylindrisenen Kappe 1%, einer Kolbenanordnung l6 einschließlich einem ÜCoIfeenschaft 18 und einer Schraubenfeder 20. Das Getoäase 12 ist aus einer scheibenförmigen Bodensektion 22

einer zylindrischen Außenwand 2k aufgebaut. Die Außen— 2% Baagibt den AuSenrand der Bodensektion 22, während zyi iäHidrisciie inmenwand 26 im inneren Bereich der Bo-

22 aasgebildet ist. Die Innenwand 26 liegt kon— zentriseft aÄsgeriehtet zur Außenwand 24 und erstreckt sich von #er Äö€ieiäseittiön 22 aus zu der dem Schmiermittel reservoir L gegenüberliegenden Seite, wie nachfolgend noch näher erläutert «iaNL Zwischen der Außenwand 2h und der Innenwand 26 verlaufen ein« Anzahl von Stützrippen 28 in radialer Richtung, Ein Teil der Bodensektion 22 und der Außenwand 2h ist als iKacfefäl!einrichtung 30 für Schmiermittel ausgebildet, die eine ifffhung 32 mit einem darin eingeschraubten her-Seaimiernippel 3h aufweist.

unteren· Emde der inneren Wand 26 ist ein Außengewinde j€ T©r§esei&eB, ai-fctels dessen die SehDiiermitteldose io auf ei»e öiciaf <lar,geetellte, mit SchmierÄittel zn versorgem^e¹ Äaseitiiae aufgeschraubt werden kann, Außer#eaf mnsciflieit die innere Wand 26 einen DurehtrittskaBal J8_t der aa selöeai Ä^ren Ende sich zu einem geringeren Quer— sc&nitt yer|ia®^t und dadurch eine Schaftführung ho für ämm. Holbensclhaft 18 bildet, Fon Bedeutung ist* daß von ^ dieser Se&mfffü&ruag 40 aus der Durchtrittskaaal JB sich oder weniger gleichmäßig aaeh außen erweitert, um auf

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der einen Seite ein fcontiaMierliches Fließen des Schmierfiiittels zu ermöglichen and auf der anderen Seite einen Sekundärst römiings—Widerstand gegenüber dem Sehaiiermittel durch die den Purehtrittskanal %S bildende Wandung zu verhindern. Die Innenfläche der Außenwand 2% des Gehäuses 12 besitzt ein Innengewinde 42, in welches das untere Gewindeen-de %% tier Kappe Ik einsehraubbar ist. Die Stirnseite dieses Endes wird gegen einen Diehtring %6 gedrückt, der in einer Aatm-aümenut kB mit einer Dichtrippe oder -kante 5Ö* die iii äer ©©deJiSefc— tion 22 des Gehäuses 12 geformt ist, gedruckt wird fPig. 3).

Die Kappe lh weist, eine zylindrische Seitenwand $2 asaf, die an eine» Ende durch eine muldenförmige Stirnwand 3^:k aoge— schlössen ist. Die Stirnwand 54 trägt eine nach innen ragende zylindrische Innenwand 56 uxiü ist &m einer Stelle der Seitenwand 52 angeordnet, so daß der Kolben 18 darin üfo&r eine geradlinige Strecke wandern kann, die »ehr als etwa 35 % der Gesatttthöhe der Schaiermitteldose 10 ausBiacht. An der Verbindungsstelle der Seitenwand 52 mit der Stirnwand 5% ist eine Anzahl von öffnungen 58 ausgebildet, die zur Evakttiereag der im oberen Teil der Schaiersitteldöse 1© foefiödlichen Luft während des Nachfüllens der Schalerlitte!dose «it Schaleraittel dienen.

Am unteren Stirnende der Seiteaw&nci $2 sind konzentrische Sippen oder Kanten 62 konzentrisefe unu in eineffi bestiÄÄteö Abstand zur Dicht rippe 50 des Seiiäiises 12 vorgeseaeii, Jim den Dicht ring %6 effektiv so zusamaendriicken za koataen^ dia B ein Austreten von Öl aus der ,Selsaierffiittelilose &ttt Srand ues sogenannten "Trenn- oder Lberbriiekungseffekis^w, bei det eine Separierung des Öls voa äem das Schmiermittel bil'G&äeti Fiill-

material auftritt, unterbunden wird. Das Austreten von Öl deutet eine Zunahme der Viskosität des Schmiermittels und eine mögliche Fehlfunktion an, falls der Zustand sich verschlimmert.

Der Kolben 16 besteht im wesentlichen aus einer scheibenförmigen Grundplatte 64, die in einer Ebene weitgehend senkrecht zur Achse des Gehäuses 12 angeordnet ist. Er weist einen zylindrischen Kolbenschaft 18 auf, der sich in die Schaftführung 40 hinein und durch diese hindurch erstreckt. Der Schaft enthält zwei im wesentlichen U-förmige Kanäle 66 von zunehmendem Querschnitt ausgehend vom Schaftende bis zu der Verbindungsstelle des Schaftes 18 mit der Grundplatte 6k (vgl. die Fig. i, 4 und 5). Dies soll einen weitgehend konstanten Schmiermittel strom durch die Schmiermittelkanäle während der Verschiebung des Kolbens 16 in der Kappe 14 unabhängig davon ergeben, daß mit zunehmendem Weg die Federdruekkraft abnimmt, wie nachfolgend noch erläutert wird. Die Innenfläche der Schaftführung 40 dient als genaue Lagerwandung für den Schaft 18 und definiert außerdem in Verbindung mit dem Schaft 18 den Querschnitt der Schmiernuttelkanäle. Schließlich wirkt die Schaftführung auch als Stabilisator für den Kolben l6, um diesen ständig senkrecht zur Hubrichtung zu halten. Es versteht sich, daß sich die Querschnittsform der Kanäle 66 verändern läßt und es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Kanäle gleichmäßig angeordnet sind, um den "Überbrückungseffekt" zu verhindern. Um eine gute Führung des Schaftes in der Schaftführung zu erhalten, sollte der Gleitspalt zwischen den zylindrischen Flächen des Schaftes 18 und der Innenfläche der Schaftführung 40 weniger als etwa 0,254 ram, vorzugsweise

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sogar weniger als 0,127 mm betragen. Da die Bedingungen für die Gleitspaltgröße eine Funktion der Querschnittsfläche der Schmiermittelkanäle, der Drückkraft der Feder, der Schmiermittelart und dergleichen sind, ist die Schmiermitteldose in ihrer Funktion dann zufriedenstellend, falls der Gleitspalt nicht größer als 20 %, vorzugsweise aber weniger als 10 % des kürzesten Abstandes zwischen den Wandungen des Kanalteiles bei mit Schmiermittel gefülltem Zustand der Dose ist.

Die Grundplatte 64 ist mit nach oben stehenden konzentrischen Ringrippen 68, 70 und 72 ausgestattet, von denen die äußere Ringrippe 72 einen sich nach außen erstreckenden Flansch 74 trägt, der parallel zur Grundplatte 64 verläuft. Dadurch wird zwischen der Grundplatte 64 und dem Flansch 74 eine U-förmige Ringkammer zur Aufnahme eines Dichtrings 76 gebildet.

Die Schraubenfeder 20 ist in der Schmiermitteldose 10 so angeordnet, daß ihr eines Ende die zylindrische Innenwand 56 der Kappe 14 umgibt, während ihr anderes Ende zwischen den beiden Ringrippen 70 und 72 der Kolben-Grundplatte 64 aufsteht. Die Feder 20 stellt die Einrichtung dar, die den Schmiermittelstrom aus dem Reservoir L zu der Schmiermitteldurchtrittsöffnung 38 über die Schmiermittelkanäle veränderlichen Querschnitts 66 im Schaft 18 bewirkt. Der Schmiermittelstrom erfolgt dabei bei jeder Stellung des Schaftes 18 in der Schaftführung 40. Als Ergebnis des veränderlichen Querschnitts der Schmiermittelkanäle an der Kontaktstelle mit der Schaftführung 40 erfolgt ein weitgehend konstanter

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Sehmieraittelstrem zur und durch die Schmierjuittelzuführung 38, unabhängig davon, daß die Druckkraft der Feder während der Abwärtsbewegung des Kolbens l6 ausgehend vom gefüllten Zustand bis zum leeren Zustand der Schmiermitteldose 10 abnimmt. Die Änderung (Zunahme) der Querschnittsfläche der Schmiermittelkanäle sollte direkt proportional zur Änderung (Abnahme) der Druckkraft der Feder 20 über den ganzen Hub des Kolbens 16 in der Kappe Ik sein. Wenn beispielsweise die Druckkraft der Feder im gefüllten Zustand der Schmiermitteldose doppelt so groß ist wie in dem leeren Zustand, dann sollte auch die Änderung der Querschnittsfläche der Schmiermittelkaaiäle ausgehend vom Hubanfang bis zum Hubende des Kolbens l6 das zweifache ausmachen. Verläuft die Änderung der Federdruckkraft linear, dann sollte auch die Änderungder Querschnittsfläche der Schmiermittelkanäle linear verlaufen. Da allerdings die Druckkräfte in der Regel nicht linear sind, sollte auch die Querschnitts!'lache der Schmier— mittelkanäle einen nicht linearen Verlauf einhalten, wobei Kanal tiefe und -breite so verändert wird, daß man eine Querschnittsfläche mit einem konstanten Verhältnis zur Druckkraft der Feder über den ganzen Hub des Kolbens erhält»

Die erfinduagsgemäße Schmiermitteldose 10 erlaubt eine Zylindersehraubenfeder 20 mit einem minimalen Platzbedarf in vertikaler Eiehtung entsprechend der Federhohe und mit ausreichender Kapazität über den Hub hinaus, durch die man einen relativ flachen Kraftlinienverlatif über den Hub erhält. Hinzu kernt, daß die Feder vollständig zusammengedrückt werden kann, d„h« zublock steht, ohne daß die Elastizitätsgrenze fles Federörahtes äfcerscaritten wird. Auch dies führt zu einer

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maximalen Ausnutzung des vertikalen Abstandes innerhalb der Einheit.

Im Betrieb wird eine nicht gezeigte Schmiermittelpreäfse oder -einspritzvorrichtung an den Schmiernippel 34 angesetzt und das Schmiermittel über die Öffnung 32 in das Reservoir L gefördert, das durch die Basissektion 22 des Gehäuses 12 und die Innenwandung der Seitenwand 52 der Kappe 14 in Verbindung mit der Unterseite der Grundplatte 64 des Kolbens 16 gebildet wird« Die Zufuhr erfolgt so lange, bis der Kolben 16 an der muldenförmigen Stirnwand 54 anliegt (Fig. l). In der Regel wird die Schmiermitteldose IO an der mit Schmiermittel zu versorgenden Maschine nach dem Auffüllen des Reservoirs L montiert. Nach der Abnahme der Schmiermittelpresse führt die Druckkraft der Feder 20 zu einer Abwärtsbewegung des Kolbens l6 einschließlich dessen Schaft 18 innerhalb der Kappe 14 und innerhalb des Gehäuses 12. Hieraus folgt ein Schmiernut— telstroa mit damit einhergehender proportionaler Zunahme der Querschnittsfläche der Schmierwittelkanäle die durch die U-förinigen Kanäle 66 des Schaftes 18 innerhalb der Schaftführung 40 gebildet werden. Hierdurch stellt sich zwar eine abnehmende Druckkraft der Feder 20 ein, die jedoch zu einem weitgehend konstanten Schmiermitte1strom über den Hub des Kolbens i6 in der Dose führt. Es versteht sich, daß in Abhängigkeit von der Viskosität des Schmiermittels Federn unterschiedlicher Federsteifigkeiten zur Anwendung kommen iuiissen, d.h., daß umso größere Druckkräfte von der F&der aufgebracht werden müssen, je schwerer das Sehmiensittel ist.

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Claims

Patent- (Schutz—) Ansprüche

Vorrichtung zur konstanten Zufuhr von Schmiermittel zu einer mit Schmiermittel zu versorgenden Einrichtung, mit einem zylindrischen Gehäuse als Schmiermittelreservoir, von dessen Boden aus sich eine Schmiermittelzuführung nach unten erstreckt, die eine als Führung für den nach unten ragenden Kolbenschaft eines im Gehäuse durch eine Feder nach unten gedrückten und abgedichtet beweglichen Kolbens dienende Einschnürung enthält, wobei die Feder zwischen einer Halterung an der Oberseite des Kolbens und einer Halterung an der Innenseite der oberen Gehäusestirnwand unter Druck vorgespannt ist, und wobei in der Gehäusestirnwand mindestens eine Belüftungsöffnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolben— schaft (18) mindestens ein Schmiermittelkanal (66) ausgebildet ist, dessen in Verbindung mit der Schaftführung (kO) gebildeter Querschnitt ausgehend von dem unteren Schaftende zunimmt, um als Ausgleich für die mit dem Kolbenhub abnehmende Federdruckkraft einen konstanten Schmiermittel strom zu bewirken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü der Querschnitt des Schmiermittelkanals (66) proportional mit abnehmender Federdruckkraft ansteigt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Kolbens (l6) mehr als 35 % der Gesamthöhe der Vorrichtung ausmacht.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschaft (18) zylindrisch ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftführung (40) zylindrisch ist und zwischen der Außenfläche des Kolbenschaftes (18) und der Schaftführung (40) ein .Gleitspalt von weniger als 0,254 mm besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitspaltbreite weniger als 0,127 mm beträgt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) eine Ringkammer zur Aufnahme eines an der Gehäusewand (52) gleitenden Dichtringes (76) besitzt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (22) des Gehäuses (12) mit dem oberen Teil (14) des Gehäuses (12) verschraubbar ist und einen umfänglich hochstehenden Rand (24) besitzt, der zusammen mit einer davon im Abstand nach innen angeordneten Ringrippe (48) eine Ringnut zur Aufnahme eines Dichtringes (46) bildet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Boden der Ringnut mindestens eine nach oben stehende Dichtrippe (50) vorgesehen ist, die mit rain-

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destens einer entsprechenden Diehtrippe (62) an der unteren Stirnseite des oberen Gehäuseteils (ih) im Sinne einer Zusammendrüekung des Dichtringes (46) zusammenwirkt,

iO.Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Kolbens (l6) der Oberseite des Bodens (22) des Gehäuses (12) der Form nach angepaßt, vorzugsweise flach ist, um die bei Leerung des Gehäuses (12) verbleibende" Sehmiermittelrestmenge möglichst klein zu kälten.

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