DE2541473A1

DE2541473A1 - Schmiervorrichtung

Info

Publication number: DE2541473A1
Application number: DE19752541473
Authority: DE
Inventors: William H Ficken; Howard E Schulien
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1974-09-27
Filing date: 1975-09-17
Publication date: 1976-04-15
Also published as: GB1492317A; FR2286338A1; FR2286338B1; US3951476A; DE2541473C2; JPS5160861A

Description

Schmiervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung zum Schmieren eines umlaufenden Teiles, welche von dem umlaufenden Teil getragen ist und einen Schmiermittelbehälter und einen Schmiermittelkanal aufweist, der vom Schmiermittelbehälter ausgeht und in einem Schmiermittelabgabeteil endet, das bei dem umlaufenden Teil angeordnet ist.

In der Raumfahrt, bei der niedrige Leistungsverluste und eine lange Standzeit eines Lagers unabdingbare Voraussetzungen sind, entstehen spezielle Probleme der Lagerschmierung. Der dem Lager zugeführte Schmiermittelstrom muß so bemessen und eingestellt werden, daß die Standzeit des Lagers vergrößert wird,chne daß das zum Drehen erforderliche Drehmoment spürbar nachteilig beeinflußt wird. Temperaturunterschiede müssen ausgeglichen werden, da der

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Schmiermittelstrom bei geringen Temperaturen abnimmt! und bei ; hohen Temperaturen zunimmt. Bekannte Schmiervorrichtungen weisen ! hierzu verschieden ausgebildete Schmiermittelübergabeeinrichtungen auf. Diese bekannten Schmiervorrichtungen führen jedoch zu vergrößerten Leistungsverlusten, da deren Übergabeeinrichtungen zusätzliche Reibung übereinander hinwegwischender Teile erzeugen und dem Lager zugeführtes überschüssiges Schmiermittel infolge seiner Viskosität zu bremsenden Scherkräften führt.

Durch die Erfindung soll daher eine dynamische Schmiervorrichtung geschaffen werden, durch welche einem umlaufenden Teil eine vorgebbare, abgemessene Schmiermittelmenge zugeführt wird,ohne daß die Laufeigenschaften des Teiles spürbar verschlechtert werden, d.h. das Drehmoment zum Drehendes Teiles nachteilig beeinflußt wird; dabei soll die Schmiervorrichtung mit Schmiermittel verschiedener Viskosität arbeiten können, wie sie im Hinblick auf die möglichen Temperaturänderungen bei Einsätzen in der Raumfahrt in Betracht zu ziehen sind.

Hierzu schafft die Erfindung ausgehend von dem eingangs beschriebenen Stand der Technik eine Schmiervorrichtung, die gekennzeichzentrifugalkraftbetätigten

! net ist durch einen im Schmiermittelkanal angeordneten/Stromregler, ! welcher den Schmiermittelstrom durch den Schmiermittelkanal ein-

stellt.

! Vorteilhaft Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran-

! Sprüchen angegeben. Dabei ist gemäß einer der Weiterbildungen

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eine Einrichtung zum Zurückhalten des von dem Abgabeteil über-

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gebenen Schmiermittels vorgesehen und eine Mehrzahl von Kanälen führt von der Rückhalteeinrichtung für Schmiermittel zu einem vorgegebenen Bereich des umlaufenden Teiles.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Lager mit der erfindungsgemäßen dynamischen Schmiervorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Schmiervorrichtung, in dem Einzelheiten des Stromreglers dargestellt sind; und

Fig. 3 eine schematische Aufsicht auf den Stromregler.

In Fig. 1 ist ein Lager insgesamt mit 2 bezeichnet. Das Lager 2 ist ein Kugellager und hat einen inneren Laufring 4 und einen äußeren Laufring 6. Der innere Laufring 4 schlägt an einer Schulter 8 an, die auf einer Welle 10 vorgesehen ist. Die Verriegelung des Lagers 2 an der Schulter 8 erfolgt unter Verwendung einer Mutter 11, die auf die Welle 1O aufgeschraubt oder aufgepreßt ist« Dabei wird das Lager 2 in geeigneter Weise auf die Welle 10 aufgedrückt, so daß es mit der letzteren in bekannter Weise umläuft.

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Die Mutter 11 weist einen Schmiermittelbehälter 12 auf, der mit einem geeigneten Schmiermittel 13 gefüllt ist.Dieses kann ein Öl oder Fett mit der gewünschten Viskosität sein. Ein Schmiermittelkanal 14 führt vom Schmiermittelbehälter 12 weg und endet in einer Öffnung 15. Die letztere ist durch eine Drosseleinrichtung 16 verschlossen, die z.B. durch eine Mehrzahl von Milliporenfiltern oder dergleichen gebildet sein kann und so kalibriert ist, daß ein vorgegebener Schmiermittelstrom durch die Öffnung 15 durchtreten kann. In dem Schmiermittelkanal 14 ist zwischen dem Schmiermittelbehälter 12 und der Drosseleinrichtung 16 ein Stromregler 18 angeordnet, der nachstehend unter Bezugnahme auf die Fign. 2 und 3 noch im einzelnen beschrieben wird.

Die Schmiervorrichtung arbeitet wie folgt: Schmiermittel tritt aus dem Schmiermittelbehälter 12 über den Schmiermitte!kanal 14, den Stromregler 18 und die Drosseleinrichtung zu einer Abgabekante 20 der Mutter 11 aus. Bei Drehung der Welle 10 und damit auch des Schmiermittelbehälters 12 wird Schmiermittel auf einen Haltering 22 des Lagers geschleudert und gelangt vom letzteren zu einer Mehrzahl von Kanälen 24 und durch diese zum äußeren Laufring 6 des Lagers 2. Damit wird die gewünschte Schmierung erhalten. Der Haltering 22 ist mit einer Lippe 22A versehen, welche derart von dem Schmiermittelbehälter 12 ausgestoßenes Schmiermittel zurückhält. Die Lippe 22A ist so angeordnet, daß sie Schmiermittel 13 durch die Kanäle 24 zum äußeren Laufring 6 leitet. Die Kanäle 24 berühren Ausnehmungen des Halteringes 22, in denen Kegelrollen und/oder Kugeln angeordnet sind.

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Wird die Schmiervorrichtung unter einem eingestellten Vakuum betrieben, so wird in den Schmiermittelbehälter 12 gerollter Filz 28 eingebracht, um eine Evakuierung der Luft über eine Öffnung zu ermöglichen, ohne daß bei einem vorgegebenen Gravitationsfeld Öl austritt, wie nun beschrieben wird.

Bei Drehung der Welle 10 wird durch die entstehende Zentrifugalkraft auf das im Schmiermittelbehälter 12 befindliche Schmiermittel 13 ein Druck ausgeübt, der von der Größe

ist. Dabei ist

P = Druck am Auslaß des Schmiermittelbehälters, f = Dichte des Schmiermittels,

g = Erdbeschleunigung,
R = Auslaßradius (vgl. Flg. 1),

R. = Innenradius bis zum Schmiermittelspiegel (vgl. Fig.1) (jO = Winkelgeschwindigkeit der Welle 10

Verwendet man als Drosseleinrichtung Milliporenfilter, so ist der Schmiermittelstrom proportional zum Druck. Die zur Entleerung des zusätzlichen Volumens im Schmiermittelbehälter befindlichen Schmiermittels erforderliche Zeit ist gegeben durch:

T - dV (2)

wobei:

T «χ Zeit

V = Volumen

d = Durchsatz ist. -6-

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Der Durchsatz nimmt während dieser Zeit ab, da mit der Abnahme des im Schmiermittelbehälter 12 angetroffenen Schmiermittelpegels auch der Druck abnimmt.

Das Schmiermittel 13 kann dadurch dosiert dem Lager 2 zugeführt werden, daß cor in Einzelheiten in den Fign. 2 und 3 dargestellte Stromregler 18 für Schmiermittel verwendet wird. Der Stromregler 18 weist ein Gehäuse 32 auf, das in der Mutter 11 fest gelagert ist, und hat eine Öffnungsplatte 34, die in der Mutter 11 in Längsrichtung verschiebbar gelagert ist. In der Öffnungsplatte 34 ist eine geeignete öffnung 36 ausgebildet. An der Öffnungsplatte 34 und dem Gehäuse 32 ist eine Feder 38 zum Vorspannen der Öffnungsplatte 34 befestigt.

Anfänglich kann die öffnung 36 zunächst außerhalb der Achse des Schmiermittelkanales 14 liegen, wie dies in den Fign. 2 und 3 dargestellt ist. Durch die der Winkelgeschwindigkeit der Welle 10 entsprechende Zunahme oder Abnahme der Zentrifugalkraft wird die Fehlfluchtung zwischen öffnung 36 und Schmiermittelkanal 14 eingestellt, wobei die Feder 38 sich ausdehnt oder zusammengedrückt wird; hierdurch wird der Schmiermittelstrom durch den Schmiermittelkanal 14 eingestellt. Der Stromregler kann z.B., wie in den Fign. 2 und 3 gezeigt, so ausgelegt sein, daß eine Zunahme der WinkelgeBohwindigkeit der Welle 10 und eine entsprechende Zunahme der Zentrifugalkraft zu einem Zusammendrücken der Feder 38 führt, so daß der Schiaiermittelkanal 14 nur teilweise verschlossen wird. Damit kann ein größerer Schmiermittelstrom durch den Schmiermittelkanal 14 gefördert werden. Nimmt dagegen die Zen-

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trifugalkraft ab, so wird der Schmiermittelkanal weiter verschlossen und damit der Schmiermütelstrom verkleinert.

In der Zeichnung ist der Schmiermittelbehälter 12 als angeformter Teil der durch Lager und Welle gebildeten Einheit dargestellt. Der Schmiermittelbehälter kann jedoch als ein von dem Lager und der Vie lie des Lagers getrennter Teil ausgebildet sein. In der vorstehenden Beschreibung ist die erfindungsgemäße Schmiervorrichtung zusammen mit einem Kugellager mit umlaufendem innerem Laufring beschrieben. Die Erfindung arbeitet jedoch gleichermaßen und nach demselben Prinzip bei einem Kugellager mit umlaufendem äußerem Laufring und auch bei anderen Lagern.

Durch die Winkelgeschwindigkeit der Welle 10 wird das Fluchten der Öffnung 36 bezüglich des Schmiermittelkanales 14 unter Zusammendrücken oder Ausdehnung der Feder 38 eingestellt, so daß der vom Schmiermittelkanal 14 geführte Schmiermittelstrom geregelt werden kann. Zum Beispiel kann der in den Fign. 2 und 3 dargestellte Stromregler so ausgelegt sein,daß eine durch Zunahme der Winkelgeschwindigkeit der Welle 10 bewirkte Zunahme der Zentrifugalkraft eine Komprimierung der Feder 38 herbeiführt, so daß der Schmiermittelkanal 14 nur zum Teil versperrt wird; hierdurch kann ein vergrößerter Schmiermittelstrom erhalten werden, während umgekehrt bei einer Abnahme der Zentrifugalkraft der Schmiermittelkanal weiter verschlossen wird, so daß der Schmiermittelstrom verkleinert wird.

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Obwohl der Schmiermittelbehälter 12 als Teil einer einstückigen Mutter der durch das Lager und die Welle gebildeten Einheit dargestellt ist, kann der Schmiermittelbehälter als vom Lager oder der Welle des Lagers getrenntes Teil ausgebildet sein.

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Claims

Patentansprüche

f1./ Schmiervorrichtung zum Schmieren eines umlaufendes Teiles, welche von dem umlaufenden Teil getragen ist und einen Schmfermittelbehälter und einen Schmiermittelkanal aufweist, der vom Schmiermittelbehälter ausgeht und in einem Schmiermittelabgabeteil endet, das bei dem umlaufenden Teil angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen im Schmiermittelkanal (14) angeordneten Zentrifugalkraft^betätigten Stromregler (18), welcher den Schmiermittelstrom durch den Schmiermittelkanal (14) einstellt.
2. Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrifugalkraft betätigte Stromregler aufweist: Eine in dem Schmiermittelkanal (14) angeordnete und mit einer Öffnung (36) versehene Platte (34), die transversal bezüglich

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des Schmiermittelkanales (14) verschiebbar angeordnet ist; und eine Einrichtung (33) zum Vorspannen der Platte (34), derart, daß die von der letzteren getragene Öffnung (36) in vorgegebener Lage bezüglich der Achse des Schmiermittelkanales (14) liegt, wobei die Vorspanneinrichtung auf die bei der Drehung erzeugte Zentrifugalkraft anspricht, um die Platte (34) derart in transversaler Richtung zu verschieben, daß die vorgegebene gegenseitige Lage zwischen Achse der Öffnung (36) und Achse des Schmiermittelkanales (14) angepaßt wird.
3. Schmiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine im Schmiermittelkanal (14) angeordnete Drosseleinrichtung (16) zum Drosseln des Schmiermittelstromes im Schmiermittelkanal (14).
4. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine dem Abgabeteil zugeordnete Rückhalteeinrichtung (22A), welche vom Abgabeteil (20) abgegebenes Schmiermittel zurückhält; und durch eine Mehrzahl von Kanälen (24), die mit der Rückhalteeinrichtung (22) für Schmiermittel in Verbindung stehen und zu einem vorgegebenen Bereich des umlaufenden Teiles (2) führen.

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