DE2618948C3

DE2618948C3 - Düse für eine Vorrichtung zur kontinuierlichen ölschmierung von - freilaufenden - Maschinenelementen

Info

Publication number: DE2618948C3
Application number: DE2618948A
Authority: DE
Inventors: Tadao Kido; Yoshihiko Satou; Kou Niiza Tayama
Original assignee: Hitachi Elevator Engineering and Service Co Ltd; Hitachi Ltd; NANSHIN KIKOH CO Ltd
Current assignee: Hitachi Elevator Engineering and Service Co Ltd; Hitachi Ltd; NANSHIN KIKOH CO Ltd
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1976-04-29
Publication date: 1980-03-20
Also published as: DE2618948B2; HK50481A; JPS51127971A; GB1512756A; CA1041442A; US4095674A; JPS5732280B2; DE2618948A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Düse für eine Vorrichtung zur kontinuierlichen ölschmierung von - insbesondere freilaufenden - Maschinenelementen, wie Gliederketten, Seilen, Trossen od. dgl., mit den Gattungsmerkmalen des Hauptanspruchs.

Zur ölschmierung von umlaufenden Maschinenelementen wird das Schmieröl entweder in Tropfenform, als feinstverteilter Nebel oder als kontinuierlicher Strahl zu den Maschinenelementen, insbesondere zu endlos umlaufenden Gliederketten, Stahlseilen od. dgl. geführt. Die Schmierung mittels sog. öltropfer hat den Nachteil einer ungleichmäßigen Schmierung, durch die z. B. bei feingliedrigen Ketten nicht alle Kettenglieder und Gelenke geschmiert werden. Eine Ölnebel-Schmierung kann nur in in sich geschlossenen Räumen durchgeführt werden, weil der ölnebel zwangsläufig zu einer erheblichen Verschmutzung von anderen Bauelementen führt. Diese Schmierart eignet sich somit nicht für frei laufende Maschinenelemente. Bisher bekannte ölschmierungen mit einem kontinuierlichen ölstrahl haben die Nachteile eines hohen Schmiermittelverbrauches und einer Überschmierung der Maschinenelemente, weil

auch bei einem nur kurzzeitigen Intervall-Betrieb vergleichsweise große ölmengen von 100 cm³/min abgefördert werden, die häufig zu Verschmutzungen von anderen Bauteilen führen. Ketten und Seile von z. B. Fördereinrichtungen für Nahrungs- oder Arzneimittel oder auch Gliederketten von Fahrtreppen können auf diese Weise nicht geschmiert werden. Gleiche Probleme ergeben sich z. B. auch bei einer kontinuierlichen Schmierung von Zahnrädern, Gleitbahnen und anderen umlaufenden Maschinenelementen.

Bei einer bekannten Schmiervorrichtung für z. B. eine Gliederkette (US-PS 3116810) sind eine Vielzahl von dünnen Schmierölrohren bis unmittelbar oberhalb von vorbestimmten Schmierstellen der Kette geführt. Von mitlaufenden Steuergliedern der Kette wird ein Schwenkhebel betätigt, der zu genau vorbestimmten Zeitpunkten eine Schmierölpumpe einschaltet, durch die kurzzeitig bestimmte Schmierölmengen zu den zu diesem Zeitpunkt genau unterhalb der Schmierölrohre befindlichen Schmierstellen der Kette gefördert werden. Zwar ergibt sich bei dieser Schmiervorrichtung eine Verringerung des Schmierölverbrauches durch den Intervall-Betrieb, es kann jedoch nicht verhindert werden, daß in der kurzen Schmierperiode von der Pumpe übergroße ölmengen zu den Schmierstellen gelangen. Darüber hinaus läßt sich auch ein Nachtropfen nicht vermeiden, was wiederum zu einem erhöhten Ölverbrauch und zu Verunreinigungen der nicht zu schmierenden Bauteile führt.

Ferner sind weitgehende tropffreie Düsen bei sog. Sprühdosen bekannt (US-PS 2 744 580), die einen relativ breiten Axialkanal aufweisen, der in eine feine, von einer ringförmigen Wandung begrenzte Düsenbohrung übergeht. Durch diese Ausbildung der Düse verringert sich zwar die Tropfneigung, sie ist jedoch für eine kontinuierliche ölschmierung nicht geeignet, weil durch sie die Zerstäubung der Flüssigkeit durch das Treibmittel begünstigt und die Ausbildung eines durchgehenden Strahles vermieden werden soll.

Ferner sind geschlossene Schmierölsysteme in verschiedener Ausführung seit langem bekannt (GB-PS 305 853), bei denen das Schmieröl den verschiedenen Schmierstellen mittels einer zentralen ölpumpe, und eines Verteilers über gesonderte Schmierölleitungen zugeführt wird, welche direkt und leckdicht an den Schmierstellen befestigt sind und an ihrem Auslaufende je eine Düse mit Dosierventil aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Düse der eingangs genannten Gattung in der Weise weiterzubilden, daß die Schmierung von umlaufenden Maschinenelementen durch einen feinen, fadenförmigzusammenhängenden ölstrahl mit einer konstanten geringen ölmenge von 3-20 cmVmin erfolgt.

Der Lösung dieser Erfindungsaufgabe liegt der Gedanke zugrunde, durch die spezifische Ausgestaltung der Düse die Ausbildung eines feinen, fadenförmigen ölstrahles zu gewährleisten, der auch bei geringsten Durchsatzmengen durch die Düse erhalten bleibt. Praktisch verwirklicht ist dieser Lösungsgedanke bei einer Düse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.

Die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Düse liegen in einer ausreichenden Schmierung aller Einzelteile von umlaufenden Maschinenelementen, wie z. B. aller Zähne von Zahnrädern, der Glieder und Gelenke von Ketten, von Gleitflächen od. dgl., ohne daß dabei ein übermäßig hoher Schmiermitteiverbrauch und eine Überfettung mit der daraus fol-

genden möglichen Verschmutzung anderer Bauteile eintritt. Insbesondere der geringe und in engen Grenzen einstellbare Ölverbrauch wirkt sich bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung vorteilhaft aus.

Zur Verminderung der Tropf neigung einer derartig ausgebildeten Düse ist es zweckmäßig, im Bereich der Düsenbohrung einen kegelförmigen oder zylindrischen Ringansitz vorzusehen, dessen Länge geringfügig kleiner als die Länge der Düsenbohrung ist und mindestens 2 mm beträgt.

Um ein Reißen des Schmierölfadens und damit Tropfenbildung zu vermeiden, was auf die durch die Erdbeschleunigung zurückzuführende Erhöhung der Fallgeschwindigkeit bei größer werdendem Abstand zwischen Maschinenelement und Düse zurückzuführen ist, sollte gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung dieser Abstand 50 mm nicht übersteigen.

Bei staubhaltigen Betriebsräumen ist es ferner zweckmäßig, an der Stirnfläche der Düse einen kurzen Rohransatz als Staubschutzhaube vorzusehen, um das Ansetze» von Staubpartikeln an der Düsenbohrung zu verhindern.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht der Schmiervorrichtung,

Fig. 2 die Schmiervorrichtung nach Fig. 1 in schematischer Darstellung,

Fig. 3 eine teilgeschnittene Ansicht einer Düse für die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 eine andere Düse in teilgeschnittener Darstellung,

Fig. 5 eine weitere Düse mit einer Schutzhaube in teilgeschnittener Darstellung,

Fig. 6 eine andere Düse mit einer an das Düsengehäuse angeformten Schutzhaube.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, wird öl aus einem ölsammelbehälter 1 mittels einer von einem Motor 2 angetriebenen Pumpe 3 mit einem voreingestellten Druck zu einem Verteiler 6 gefördert, in dem der ölstrorn in eine Anzahl von Teilströmen aufgeteilt wird. Die Einstellung des Öldruckes erfolgt in einem Überströmventil 4, das eine Stellschraube Aa in einem Gehäuse 46 und einen Druckanzeiger 5 aufweist. Die ölmenge wlfd in einem ölmengenregelventil 7 eingestellt, von Jem das öl durch Düsen 8 zu den zu schmierenden Maschinenelementen 9 fließt. Das Mengeniegtflventil 7 soll bei einer kleinen Fördermenge von c'\i. 5-10 cnr'/min die ölmenge proportional zum Öldruck regeln. Das Mengenregelventil ist hierzu als forosseldüse ausgebildet, wodurch eine gleichzeitige Einstellung der ölmengen für mehrere Schmierstellen durch Verstellen des Überströmventils 4 vorgenommen werden kann.

Die Verwendung allein eines derartigen Regelventils 7 zur Regelung der ölmengen von ca. 5-10 cnrV min kann jedoch zum Tropfen des aus der Düse aus- ■ tretenden Öls führen. Zun; Erhalt eines dünnen, fadenförmigen ölstrahls hat eine in Fig. 3 dargestellte Düse 8 eine ringförmige Stirnfläche m,, eine Düsenbohrung 18, die an ihrem einen Ende zu dieser Stirnfläche W₁ hin offen ist und einen Axialkanal 19, der an das andere Ende der Düsenbohrung 18 anschließt. Am Gehäuse 20 der Düs^ 8 ist eine Schulterfläche w, und ein Ringansatz 21 ausgebildet. Die Düsenbohrung 18 erstreckt sich durch diesen Ringansatz 21 und einen Teil des Gehäuses. Die Düsenbohrung 18 hat einen Durchmesser d_x und eine Länge I₅, die Stirnfläche m_x des Ringansatze-s 21 hat einen Außendurchmesser d₂ und eine Länge I₂. Der Durchmesser d_l der Düsenbohrung 18 soll möglichst klein sein; damit ein kontinuierlicher ölstrahl bei kleinen Fördermengen von ca. 5-10 cnrVmin unter Vermeidung von Tropfenbildung erhalten werden kann, sind folgende Größenverhältnisse der Düse 8 einzuhalten:

d, = 0,3 bis 0,8 mm,

U₁^Id₁ und

I₁^Sd₁.

Bei Einhaltung dieser Beziehungen können z. B. Gliederketten oder auch andere Maschinenelemente, wie Drahtseile, Zahnräder oder Gleitbahnen gleichmäßig mit geringstmöglichem Ölverbrauch geschmiert werden, ohne daß eine Überschmierung eintritt und ohne daß das öl verspritzt.

Zum Erhalt gleichbleibender ölmengen bei einem konstanten ölruck soll ferner der Durchmesser D des Düsenkanals 19 der in Fig. 3 dargestellten Düse größer oder gleich dem doppelten Durchmesser t/, der Düsenbohrung 18 sein. Bei einer so gestalteten Düse wird jedoch die Wandstärke des Ringansatzes 21 sehr gering, wenn der Außendurchmesser d₂ der Endstirnfläche der Beziehung d₂S2d, genügt, wodurch sich die Herstellung der Düse erschwert. Diese Schwierigkeit ist bei der in F ig. 4 dargestellten Düse vermieden, bei welcher der Durchmesser d_x und die Länge /, der Düsenbohrung 18, der Außendurchmesser d₂ der Stirnfläche m, und der Durchmesser D des Düsenkanals 19 der Ausführung nach Fig. 3 entsprechen. Die Außenmantelfläche m₂ des Ringansatzes 121 ist jedoch kegelförmig mit einem Kegelwinkel β ausgebildet, so daß die Wandstärke des Ringansatzes 121 größer gewählt und damit die Düsenherstellung vereinfacht werden kann. Wird der Kegelwinkel Θ des Ringansatzes 121 zu groß gewählt, dann kann Öl an der kegeligen Außenumfangsfläche m₂ hängen bleiben und abtropfen, da an der Fläche m₂ gebildete Tröpfchen das auslaufende öl an sich ziehen. Der Kegelwinkel Θ des Ringansatzes soll daher kleiner 50° betragen.

Bei zu kurzem Ansatz 21 bzw. 121 der Düsenausführungen nach den Fig. 3 und 4 kann durch Berührung ein ablaufender ölfaden durch an der Schulterfläche W₃ anhaftendes öl oder Schmutzpartikel angezogen und dabei unterbrochen werden. Erst bei einer Länge I₂ des Ansatzes von mindestens 2 mm läuft das Öl stetig fadenförmig ab, auch wenn am Außenumfang des Ringansatzes 21,121 öltröpfchen anhaften.

Bei einem zu großen Abstand h zwischen der Düse 8 und dem Maschinenelement 9 kann der ölfaden abreißen. Diese Erscheinung erklärt sich durch die auf den ausfließenden ölstrahl wirkende Erdbeschleunigung, die zu einer Erhöhung der Fallgeschwindigkeit gegenüber seiner Austrittsgeschwindigkeit führt und dabei eine Durchmesserverringerung des Strahls zur Folge hat, der schließlich in eine Vielzahl von Tropfen zerfällt. Die kritische Höhe hängt im wesentlichen von der Durchsatzmenge und der Viskosität des Öls ab. Bei einem öl von z. B. 120 cSt Viskosität zum Schmieren einer Kette beträgt die kritische Höhe bei einer Durchflußmenge von 5-l()cmVmin etwa 50 mm, so daß der Abstand Λ zwischen der Düsenendfläche und dem Maschinen-

element ebenfalls bei höchstens 50 mm liegen soll und liegt vorzugsweise beim Schmieren einer Gliederkette zwischen 5 und 20 mm.

Durch an der Düsenmündung anhaftenden Staub kann ebenfalls eine Ablenkung oder Unterbrechung des ölfadens und damit eine Tropfenbildung verursacht werden. Bei den Ausführungen nach Fig. 5 und 6 wird das Anhaften von Staub durch Versehen einer Schutzhaube vermieden. Die Düse nach Fig. 5 weist eine Ringnut 8a auf, in der eine gesonderte Staubschutzhaube 10 befestigt ist. Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist am Außenumfang der Düse 8 ein sich axial erstreckender Ringansatz Sb vorgesehen. Bei vornan denem Flugstaub beträgt der Innendurchmesser D₁ der Staubschutzhaube 10 bzw. Sb mehr als 5 mm, da mit der Staub an der Haube hängen bleibt und der ölstrahl nicht beeinflußt. Diese Staubschutzhaube 8b 10 schützt die Düsenmündung vor versehentlicher Berührungen.

Die Schmiervorrichtung kann mit einer elektrischen Intervallsteuerung gekoppelt werden, die einer kontinuierlichen oder Intervallbetrieb sicherstellt unc die Vorrichtung abschaltet, wenn das zu schmierende Maschinenelement stillsteht.

Hierzu 3 Bialt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Düse für eine Vorrichtung zum Schmieren der Schmierstellen von insbesondere freilaufenden-Maschinenelementen, wie Gliederketten, Seilen od. dgl., mit einem kontinuierlichen Schmierölstrahl, wobei die Düse eine in einer ringförmigen Stirnfläche ausmündende axiale Düsenbohrung aufweist und das öl der Düse von einer Pumpe über eine Dosiereinrichtung zuführbar ist,dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenbohrung (18) einen Durchmesser (</,) von 0,3-0,8 mm besitzt, daß der Außendurchmesser (d₂) der ringförmigen Stirnfläche (m,) höchstens doppelt so groß wie der Durchmesser der Düsenbohrung, die Länge (Z₁) der Düsenbohrung höchstens um das Sechsfache größer als ihr Durchmesser und der Durchmesser (Z)) eines in die Düsenbohrung ausmündenden Düsenkanals (19) größer als der doppelte Durchmesser der Düsenbohrung ist.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (8) einen Ringansatz (21, 121) aufweist, dessen Länge (Z₂) geringfügig kleiner als die Länge (/,) der Düsenbohrung (18) ist und mindestens 2 mm beträgt (Fig. 3 und 4).

3. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringansatz (121) eine kegelförmige Umfangsfläche (m₂) aufweist, deren Kegelwinkel (Θ) höchstens 50° beträgt (Fig. 4).

4. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (A) zwischen dem Ende der Düsenbohrung (18) und der Schmiersteüe (9) 5-50 mm beträgt.

5. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang der ringförmigen Düsenstirnfläche (wi,) in an sich bekannter Weise eine ringförmige Staubschutzhaube (8 b, 10) angeordnet ist.