DE2520241B2

DE2520241B2 - Schmierbüchse mit einem elektrochemischen System zur Schmierdruckerzeugung

Info

Publication number: DE2520241B2
Application number: DE2520241A
Authority: DE
Inventors: Helmut E. Fandrich; Colin W. Oloman; Anton Delta Orlitzky
Original assignee: ORLITZKY ANTON DELTA BRITISCH KOLUMBIEN (KANADA)
Current assignee: ORLITZKY ANTON DELTA BRITISCH KOLUMBIEN (KANADA)
Priority date: 1974-05-09
Filing date: 1975-05-07
Publication date: 1979-08-16
Also published as: DE2520241C3; JPS5442421B2; JPS50153173A; GB1496841A; CA1014910A; US4023648A; DE2520241A1

Description

Bei einer bekannten Schmierbüchse der im Oberbegriff des Anspruchs i aufgeführten Gattung (DE-AS 1256001) beginnt die Gaserzeugung, wenn die Elektroden durch Drehung einer Schraube in den Elektrolyten gedrückt werden. Ist dies geschehen, gibt es keine Möglichkeit mehr, die Gaserzeugng wirksam zu steuern; weder die Geschwindigkeit der Gaserzeugung noch deren Unterbrechung bzw. Neubeginn. Soweit nach einer anderen Ausgestaltung dieser bekannten Schmierbüchse die Elektroden mit der Schraube verbunden sind, kann ein Zustand eintreten, bei dem die Elektroden den Elektrolyten nicht mehr berühren und der Schmierstoff ersi: teilweise ausgestoßen ist. Dieser Zustand kann insbesondere dann auftreten, wenn die Schmierbüchse horizontal angeordnet ist.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, die bekannte Schmierbüchse hinsichtlich der Steuerung der Gaserzeugung zu verbessern, insbesondere eine Möglichkeit zum wiederholten Ein- und Ausschalten der Gaserzeugung zu schaffen und die Funktions- und Steuerfähigkeit unabhängig von der Lage der Schmierbüchse zu machen.

Diese Aufgabe wird ausgehend vo'.i ilen Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen dieses Anspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.

Die in der Merkmalsgruppe b) des Anspruchskennzeichens aufgeführten Merkmale sind bereits bei einem elektrochemischen System zur Gasdruckerzeugung bekannt (US-PS 1916235). Bei diesem System ist eine Elektrolytkammer vorgesehen, die über eine Rohrleitung mit einer Kolben-Zylinder-Einheit verbunden ist. Die Gaserzeugung wird bei diesem System mit einem Schalter gesteuert, mit dein ein die Elektroden der Elektrolytkammer verbindender Schaltkreis geöifnet und geschlossen werden kann. Dieses System arbeitet nur bei im wesentlichen vertikaler Stellung der Elektrolytkammer, da ansonsten die Elektrolytflüssigkeit aus der Elektrolytkammer in den Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit läuft und die Elektrolytflüssigkeit nicht mehr in Berührung mit den Elektroden ist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Schmierbüchse geschaffen, bei der in vorteilhafter Weise mittels eines elektrischen Stromkreises die Gaserzeugung und damit die Schmiermittelzufuhr jederzeit an- und abgestellt und auch beschleunigt bzw. verringert werden kann, wobei die Steuerung der Schmiermittelzufuhr vollkommen unabhängig von der Lage der Schmierbüchse ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Maßnahmen nach den Ansprüchen 2 und 3 sind bereits bei Schmierbüchsen in in Rede stehender Gattung bekannt (DE-OS 2157670).

Ein Ausfülirungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform der Schmierbüchse,

Fig. 2 einen vergrößerten vertikalen Schnitt durch die Schmierbüchse, wobei der Schaltkreis schematisch dargestellt ist,

Fig. 3 einen Schaltkreis der Schmierbüchse,

Fig. 4 eine vergrößerte Aufsicht der Elektrolyt enthaltenden Zelle der Schmierbüchse,

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 von Fig. 4,

Fig. 6 einen vertikalen Schnitt durch eine andere Ausfühningsform der Schmierbüchse, und

Fig. 7 einen Schaltkreis der Schmierbüchse von Fig. 6.

Die Schmierbüchse Io gemäß den t i g. 1 bis 5 weist einen Behälter 12 auf, der aus einem geeigneten Material hergestellt, z. B. aus Stahl gefertigt ist. Dieser Behälter 12 hat einen trichterförmigen Boden 15, welcher bei 16 außen mit einem Gewinde versehen ist, so daß er in eine Schmieröffnung eines Lagers, von welchem die Standardschmierkappe entfernt wurde, eingeschraubt werden kann. Das untere Ende 17 des Behälterbodens weist einen relativ schmalen Durchgang 18 auf, welcher durch einen Stopfen verschlossen werden kann, wenn die Schmierbüchse nicht verwendet wird. Ein geeigneter Schmierstoff 22 ist in dem Behälter 12 vorgesehen. Es wird eine durchsichtige Hülse 24 für den Behälter 12 vorgesehen, wobei die Hülse z. B. aus durchsichtigem Kunststoffmaterial hergestellt ist.

Ein Einsatz 27 ist in dem Behälter 12 an dem dem Boden 15 gegenüberliegenden Ende befestigt. Der Einsatz 27 ist so geformt, daß er mit der Hülse 24 übereinstimmt, wie dies bei 28 in Fig. 2 gezeigt ist. Eine Trenneinrichtung ist in dem Behälter 12 gegen den Durchgang 18 bewegbar angeordnet und trennt den Behälter 12 in eine Schmierstoffkammer 29 und eine Druckgaskammer 29a. Die Trenneinrichtung weist ein gasdichtes Diaphragma 30 auf, das sich quer über den Boden des Einsatzes 27 erstieckt und einen Kragen 31 aufweist, welcher über die Seite des Einsatzes 27 paßt und fest zwischen letzterem und der Hülse 24 angeordnet ist, wobei der Einsatz 27 fest gogen den Kragen 31 drückt, um das Diaphragma 30 in der Stellung zu halten. Die Trenneinrichtung weist einen Kolben 35auf.dereineringförmige Wand36hat, die sich nach oben erstreckt und gleitend in die Hülse 24 paßt. Dichtvorrichtungen, wie beispielsweise O-Ringe 38, sind um die Wand 36 zwischen ihr und der Hülse 24 vorgesehen. Diese O-Ringe 38 gleiten auf der inneren Oberfläche der Hülse, um den Kolben 35 von einer Berührung mit der Hülse abzuhalten. Aus Fig. 2 sieht man, daß, wenn der Behälter 12 mit Schmierstoff gefüllt ist, die Kolbenwand 36 in den Zwischenraum 28 zwischen der Hülse 24 und dem Kragen 31 des Diaphragmas 30 paßt. Der Behälter 12 ist mit einer Mehrzahl von vertikal angeordneten Sichtfenstern 40 versehen, so daß es möglich ist, die Menge Schmierstorf in der Hülse 24 zu sehen.

Die Druckgaskammcr 29a weist eine Kammer 44 auf, welche im Einsatz 27 ausgebildet ist und sich nach unten in Richtung des Diaphragmas 30 öffnet. Ein

perforierter Boden 45 ist für die Kammer 44 vorgesehen und wird mittels eines Sprengrings 46 in seiner Stellung gehalten. Eine gaserzeugende Zelle 50 ist in der Kammer 44 vorgesehen und ruht auf dem Boden 45, Die Zelle ist ein Teil eines elektrischen Systems 52 der Vorrichtung (siehe Fig. 3). Das System 52 weist eine Mehrzahl von Widerständen auf, die parallel in dem Schaltkreis angeordnet sind, wobei jeder Widerstand mit einem Schalter in Reihe geschaltet ist. In diesem Beispiel sind vier Widerstände 54, 55, 56 und 57 vorgesehen, die mit entsprechenden Schaltern 60,61,62 und 63 in Reihe geschaltet sind. Die Widerstände haben verschiedene Widerstandswerte. In diesem Beispiel steigen die Widerstandswerte von dem Widerstand 54 zu dem Widerstand 57.

Die Schalter 60 bis 63 weisen mit einem Innengewinde versehene Buchsen 68,69,70· und 71 auf. Die Buchsen 68 bis 71 bilden je einen Kontakt und zusätzliche Kontakte 72, 73, 74 und 75 sind am Boden isoliert von den entsprechenden Buch?/ ;i 68 bis 71 vorgesehen. Diese Buchsen «8 bis 71 sind geeignet, um mit Gewinde versehene Stecker z. B. in Form von Schrauben 76 aufzunehmen, wenn die Schmierbüchse nicht verwendet wird, wobei eine Schraube 76 aus einem nicht-leitenden Material in jede Buchse geschraubt wird. Obwohl diese Schrauben nicht absolut notwendig sind, halten sie Verunreinigungen von den Buchsen fern und schützen die Schaltkreise vor einem zufälligen Schließen. Wenn die Schrauben 76 aus nicht-leitendem Material durch Schrauben 77 aus leitendem Material ersetzt werden und dabei mit den zwei Kontakten der Buchse in Eingriff kommen, wird der dadurch gebildete Schalter geschlossen. Es ist erwünscht, einen Durchgang 79 vom inneren Ende zum äußeren Ende des Einsatzes 27 vorzusehen, wobei in dem Durchgang ein Druckminderungsventil 80 vorgesehen ist. Es soll bemerkt werden, daß jede der Buchsen 68 bis 71 und die äußeren Enden des Durchgangs 79 mit öffnungen im Ende des Behälters 12 ausgerichtet sind. Der Durchgang 79 ist an seinem inner ^n Ende mit der Druckgaskammer 29a zwischen dsm Einsatz 27 und dem Diaphragma 30 verbunden.

Die Zelle 50 ist im Detail in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Diese Zelle ist in der Sandwich-Bauweise ausgebildet und weist eine Anode 85 aus Zink oder irgendeinem anderen Metall, z. B. Magnesium oder einer Legierung auf, welche elektrochemisch für diese Zwecke geeignet ist. Eine absorbierende Isolierschicht 86 aus Papier oder Baumwolle ist im Inneren der Anode vorgesehen. Diese Schicht ist mit einem Elektrolyt imprägniert, welcher in einer relativ dicken Lage 87 einer Paste vorgesehen ist, die aus Kohlenstoff 0(⁴Cr anderem geeigneten Material hergestellt ist, welches mit einem Elektrolyt vermischt ist. Das Elektrolyt besteht beispielsweise aus einer Mischung einer starken Lösung von Lithium-Chlorid in Wasser (ungefähr 40% Lithium-Chlorid), wobei genügend Zinkchlorid vorgesehen ist, um den pH-Wert unter 6 zu bringen. Dies geschieht üblicherweise bei ungefähr 10% Zi.ikchlorid. Wenn gewünscht, können andere geeignete Bestandteile, wie /. B. Chlormtrium und Chlorkalzium in dem Elektrolyt verwendet werden. Entsprechende Mengen Kohlenstoff und entsprechende Mengen Elektrolyt bewegen sich in der Größenordnung von 15 bis 25% Kohlenstoff und 80 bis 75% Elektrolyt. Unter der Pastenschicht 87 ist eine Kathode 90 in Form eines feinen Drahtnetzes vorgesehen, das z. B. aus rostfreiem Stahl, Blei oder

ähnlichem Material bestehen kann. Eine Folie 91 bildet den Boden der Zelle 50. Die Folie besteht aus Kunststoff, z. B. Polypropylen und gestattet das Entweichen des Gases.

Zur Inbetriebnahme der Schmierbüchse 10 wird > der Stöpsel 19 entfernt und das Ende 17 des Behälterbodens wird in die Schmieröffnung des Lagers, das geschmiert werden soll, geschraubt. Der Fluß des elektrischen Stromes im Schaltkreis 52 bestimmt die Menge des in einer gegebenen Zeit erzeugten Gases, m Das erzeugte Gas strömt in die Druckkammer 29a gegen das Diaphragma 30 und den Kolben 35, um letzteren gegen den Schmierstoff in der Kammer 29 zu bewegen, um dadurch den Schmierstoff durch den Durchgang 18 herauszupressen. Da der Widerstand ι. 54 den geringsten Widerstandswert aufweist, wenn die Schraube 77 in die Buchse 68 geschraubt wurde, wird das Gas schneller entwickelt und der Schmierstoff wird aus dem Behälter 12 in der gleichen Weise herausbewegt. Wenn die Erzeugung des benötigten Gases m· vermindert werdensoll, kann die Schraube 77 in eine andere Hülse eingeschraubt werden.

Die Schmierbüchse gleicht bis zu einem gewissen Grad Temperaturänderungen aus. Wenn beispielsweise die Temperatur absinkt, nimmt die erzeugte :\ Spannung ab und der innere Widerstand in der Zelle 50 steigt, da die Widerstände jedoch aus Metall hergestellt sind, gleicht der Widerstand, welcher abnimmt, wenn die Temperatur absinkt, die geänderten Bedingungen aus. Wenn die Temperatur steigt, findet das ;r Umgekehrte statt.

In der Praxis ist der Widerstand eines jeden der Widerstände um vieles größer als der innere Widerstand der Zelle. Beispielsweise ist eine Vorrichtung so eingestellt, daß sie 200 cm' eines Schmiermittels r, in 30 Tagen ausgibt, wobei der notwendige Strom, welcher durch den Schaltkreis fließt, ungefähr 1,5 Milliampere beträgt. Unter diesen Bedingungen beträgt der Widerstand der Zelle bei Raumtemperatur ungefähr 5 Ohm, wohingegen der äußere Widerstand :.. der Widerstände ungefähr 100 Ohm beträgt. Dies hat zum Ergebnis, daß Änderungen in der Umgebungstemperatur einen relativ kleinen Einfluß auf den Stromfluß und daher auf die erzeugte Gasmenge haben.

In dem dargestellten Beispie! wird, wenn ein Widerstand 54 verwendet wird, der Schmierstoff in ungefähr 30 Tagen ausgegeben, wohingegen bei Widerständen 55. 56 und 57 die Ausgabezeit ungefähr 60. 90 b/w 120 Tage beträgt.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine alternative Ausführungsform der Schmierbüchse 100.

Der Einsatz 103 im Behälter 12 befestigt, bildet eine runde Kammer 104. Die Wand der Kammer 104 ist aus einer Anode 106 hergestellt und eine Kathode 107 ist in dazwischengeschobenen Segmenten abgetrennt durch einen Isolator 108 angeordnet. Eine Röhre 112 erstreckt sich von der Druckgaskammer 29α ι die Kammer 104 und hat ein inneres Ende 113. das sich in der Mitte der Kammer öffnet. Ein geeigneter Elektrolyt 116 ist in der Kammer 104 angeordnet, füllt jedoch weniger als die Hälfte der Kammer aus, so daß er nicht durch die Röhre 112 fließt, unabhängig, in welcher Lage sich die Schmiervorrichtung befindet. !Die Röhre 112 öffnet sich aus dem Einsatz in den Raum zwischen letzterem und dem Diaphragma 30.

Die Anode 106 und die Kathode 107 sind an gegenüberliegenden Enden eines elektrischen Schaltkreises 120 angeordnet, welcher eine Batterie 122 mit eiiiSr gewünschter: Spannung und Kapazität, wie bei r.oiclswsisc 2 Volt *jr:d 1 A.rri***srssti!nds suf\vei^ct die ebenfalls in dem Einsatz 103 befestigt ist. Der tatsächlich fließende Strom liegt in der Größenordnung von 1,5 Milliampere in einer 30-Tage-Einheit. Der Schaltkreis weist ebenfalls einen Schalter auf, welcher in dieser Auslührungsform eine mit einem Innengewinde versehene Buchse 124 ist. Die Buchse 124 bildet einen Kontakt, welcher von einem anderen Kontakt 125 am Boden der Buchse getrennt und isoliert ist. Eine leitende Schraube oder ein Stecker 128 ist in die Buchse 124 einzubringen, um den Schalter zu schließen.

Wenn die Schmierbüchse 100 verwendet wird, wird die Schraube 128 in die Buchse 124 eingebracht, um den Schaltkreis. 120 zu schließen. Strom fließt durch den Schaltkreis, wenn zumindest ein Segment der Anode 106 und zumindest ein Segment der Kathode 107 mit dem Elektrolyt 116 in Berührung kommt. Der durch den Elektrolyt fließende Strom entwickelt Gas und dieses entweicht über die Röhre 112. um einen Druck auf das Diaphragma 130 aufzubringen, um den Kolben 35 gegen den Schmierstoff zu bewegen, um letzteren durch den Durchgang 18 herauszupressen.

Obwohl die Schmierbüchse 100 nur mit einem Buchsenschaäter 124 gezeigt ist, ist es offensichtlich, daß eine Mehrzahl von Buchsen mit parallel geschalteten Widerständen in dem Schaltkreis 120 verwendet werden kann, ebenso wie bei der Voirichtun«; 10.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schmierbüchse mit einem durch eine Trenneinrichtung in eine Schmierstoffkammer und eine Druckgaskammer aufgeteilten Behälter, wobei im der Druckgaskammer ein elektrochemisches System zur Erzeugung eine Gasdruckes und eine mil: einem Elektrolyten gefüllte Zelle mit einer Kathode und einer Anode vorgesehen sind, sowie min einer Vorrichtung zum Ingangsetzen der elektrochemischen Reaktion, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die den Elektrolyt enthaltende Zelle (50 bzw. 104) mit der Gasdruckkammer (29a) nut über Mittel (91 bzw. 112) in Verbindung; steht, die gasdurchlässig, jedoch für den. Elektrolyten undurchlässig sind;

b) daß die Anode (85 bzw. 106) und die Kathode (90 bzw. 197) fest innerhalb der Zelle: (50 bzw. 104) angeordnet und über einen äußeren Schaltkreis (52 bzw. 120) verbunden sind, der zumindest einen Schalter (60 bis 63 bzw. 124) zum öffnen und Schließen des. Stromkreises aufweist und

c) daß der Elektrolyt sowie die Kathode und die Anode so ausgebildet und angeordnet: sind, daß unabhängig von der Lage der Schmierbüchse (10) immer ein Berührungskontakt zwischen Elektrolyt einerseits und Kathode und Anode andererseits besteht.

2. Schmierbüchse noch Ai^pruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung einen Kolben (35) aufweist, der gleiten, in dem Behälter (12) angeordnet ist.

3. Schmierbüchse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein dehnbares, gegen die Trenneinrichtung (35) auf der Gaskammerseitc anliegendes Diaphragma (30) vorgesehen ist, da» mit der Wand des Behälters (12) verbunden ist.

4. Schmierbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter eine Buchse (60, 124) mit im Abstand angeordneten Kontakten (60,72, 125) und einer öffnung außerhalb des Behälters aufweisen, daß der Schaltkreis (52,120) mit den Kontakten verbunden ist und zum Schließen des Schaltkreise!! leitende Stecker (77,128) von außerhalb des Behälters in die Buchsen einsetzbar sind.

5. Schmierbüchse nach einem der Ansprüche ! bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl! von Widerständen (54 bis 57) verschiedener Größe parallel in dem Schaltkreis (52, 120) angeordnet sind, und daß je ein Schalter (60 bis 63) in Reihe mit je einem Widerstand (54 bis 57) geschaltet ist.

6. Schmierbüchse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von nicht-leitenden Steckern (76) in dit: Buchsen (60 bis 63) einsetzbar ist.

7. Schmierbüchse nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert der Widerstände. (54 bis 57) einige Male größer ist als der innere Widerstand der Zelle (50,104).

8. Schmierbüchse nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlüftungsventil (80) in dem Behälter vorgesehen ist.

9. Schmierbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Batterie (122) in dem Schaltkreis vorgesehen ist.

10. Schmierbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle (104) von runder Form ist, und daß die Kathode (106) und die Anode (107) aus eingeschichteten Segmenten besteht, die voneininder durch Isoliervorrichtungen (1Of I), welche dazwischen angeordnet sind, getrennt werden.