DE907611C

DE907611C - Procedure for the lubrication of ball bearings and the lubrication system for carrying out the procedure

Info

Publication number: DE907611C
Application number: DEU847D
Authority: DE
Inventors: Eugene Josiah Ray
Original assignee: United Shoe Machinery Corp
Current assignee: United Shoe Machinery Corp
Priority date: 1940-12-28
Filing date: 1940-12-28
Publication date: 1954-03-25

Description

Verfahren zur Schmierung von Kugellagern und Schmierungssystem zum Ausführen des Verfahrens Es ist bekannt, schnell laufende Wellen in mit Kugeln od. dkl. versehene Lager einzusetzen, da Reibung in solchen Lagern auf ein Mindestmaß herabsinkt. Jedoch hängt die Höchstgeschwindigkeit, mit der die Lager ohne übermäßige Erhitzung betätigt werden .können, zum großen Teil von einem wirksamen Schinieren der Lager ab. Zum Schmieren der Lager wird nun gewöhnlich Idas Schmiermittel in ziemlich großen Mengen in die Lager, eingeführt, so daß das Schmiermittel den Spielraum zwischen den Kugeln sowie Aden Lagern und der Welle ausfüllt. Dies ist insofern nachteilig, ,als alle Teilchen Lies Schmiermittels, die sich ein dien Lagern befinden, auch die nicht unmittelbar an den Lagerteilen anliegenden Teile, gegeneinander hin und her bewegt werden müssen. Die hierzu verwendete Kraft wird aber wiederum in Wärme verwandelt und bewirkt eine zunehmende Temperatur des Schmiermittels, so daß die Lager natürlich übermäßig erhitzt wenden.Procedure for the lubrication of ball bearings and lubrication system for Carrying out the method It is known to use high-speed waves in or with balls. Use darkly provided bearings, since friction in such bearings is reduced to a minimum descends. However, the maximum speed with which the bearings depend without excessive Heating can be actuated, to a large extent, by an effective hinge the camp. To lubricate the bearings, Ida's lubricant is usually used in fairly large quantities are introduced into the bearings, so that the lubricant has the leeway between the balls and Aden bearings and the shaft. This is so disadvantageous, as all particles read lubricant, which are in the bearings, also the parts that are not directly adjacent to the bearing parts, towards one another and have to be moved here. The force used for this is in turn in Heat transforms and causes an increasing temperature of the lubricant, so that turn the bearings naturally overheated.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, dafür zu sorgen, daß einerseits den Lagern genügend Schmiermittel zugeführt wird, die Menge des Schmiermittels jedoch so gering ist, daß die Lager mit viel größerer Geschwindigkeit als bisher betätigt wenden können.The present invention now aims to ensure that on the one hand Sufficient lubricant is supplied to the bearings, but the amount of lubricant is so low that the bearings are operated at a much greater speed than before can turn.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird' über dem 4n dem Lagergehäuse aufgespeicherten Schmiermittel ein Luftstrom von erheblicher Geschwindigkeit erzeugt, der feine Teilchen des Schmiermittels mit sich reißt und mit diesen einen Sprühregen oder Nebel bildet, wobei der Nebel durch den Luftstrom in dem Kugellager abgesetzt wird.According to the method according to the invention, the bearing housing is located above the 4n stored lubricant creates an air stream of considerable speed, which carries along fine particles of the lubricant and with them a spray or fog forms, the fog by the air flow in the ball bearing is discontinued.

Das Schmierungssystem zum Ausführen des Verfahrens wird vorzugsweise für- ein Kugellager verwendet, das eine schnell laufende Welle trägt- und in ein Gehäuse eingesetzt ist. Erfindungsgemäß ist in dem - Gehäuse über dem im Gehäuseboden aufgespeicherten Schmiermittel ein sich schnell drehender Lufterreger gelagert, der durch seine kreisende Bewegung unmittelbar über dem Spiegel des Schmiermittels eiinen sich mit einer erheblichen Geschwindigkeit bewegenden Luftstrom erzeugt. Der Lufterreger besteht erfindungsgemäß aus einer zwischen den Kugellagern auf der Welle angeordneten Scheibe, -die bei ihrer schnellen Drehbewegung die siie umgebende Luftschicht in radialer Richtung mitreißt, wobei. der dadurch gebildete Luftstrom in dem unteren Gehäuseteil auf den Schmiermittelspiegel auftrifft und in dem oberen Gehäuseteil geben die Innenwand des Gehäuses geschleudert wird und: sich nach beiden Richtungen teilt.The lubrication system for carrying out the method is preferred Used for- a ball bearing that carries a high-speed shaft- and in a Housing is used. According to the invention is in the - housing above that in the housing base stored lubricant is stored in a rapidly rotating air exciter, which by its circular motion directly above the level of the lubricant creates a stream of air moving at a considerable speed. According to the invention, the air exciter consists of one between the ball bearings on the Shaft arranged disc, -the with its fast rotating movement surrounding it Air layer entrains in the radial direction, whereby. the airflow created by it impinges on the lubricant level in the lower housing part and in the upper Housing part give the inner wall of the housing is thrown and: look after both Directions.

Der Spiegel des Schmniermittels wird durch eine nach dem Mariottschen Prinzip wirkende Speiseflasche in einer solchen Höhe gehalten, daß derselbe außer dem Bereich :des Lufterregers und der Lager liegt.The level of the lubricant is determined by a Mariott Principle acting food bottle held at such a height that the same except the area: the air exciter and the bearings.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise @dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is for example @shown.

Fig. i ist eine senkrechte Schnittansicht eines Gehäuses, in dem eine schnell laufende Welle in Kugellagern drehbar ist, und einer Schmiervorrichtung für die Lager; Fig. 2 .ist eine Schnittansicht nach Linie II-II d-er Fig. i, in -der eine nach dem Mariottschen Prinzip wirkende Speiseflasche dargestellt ist, und Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer Speiseflasche nach einer anderen Ausführungsform.Fig. I is a vertical sectional view of a housing in which a high-speed shaft rotatable in ball bearings, and a lubricating device for the camp; Fig. 2 .is a sectional view along line II-II d-er Fig. I, in - which shows a food bottle that works according to the Mariott principle, and FIG. 3 is a sectional view of a feed bottle according to another embodiment.

Das Schmrierungssystem wird beispielsweise an Hand einer Schnittfräsmnaschine beschrieben, jedoch ist es keineswegs auf Maschinen dieser Art beschränkt. Ein Gehäuse 12 ist durch Schrauben 14 an einem Maschinengestell io (Fig. i) befestigt. In den Enden des Gehäuses sind Kugellager mit äußeren Laufringen 16, 18 und inneren Laufringen 20, 22 vorgesehen. Die äußeren Laufringe 16, 18 sind, gleitbar in Bohrungen des Gehäuses 12 eingepaßt. Die inneren Laufringe 2o, 22 sitzen fest auf einer. Welle.24 und liegen dabei gegen Absätze der Welle an.The lubrication system is used, for example, on the hand of a cutting milling machine described, but it is by no means limited to machines of this type. One housing 12 is fastened to a machine frame io (FIG. I) by screws 14. In the Ends of the housing are ball bearings with outer races 16, 18 and inner races 20, 22 are provided. The outer races 16, 18 are slidable in bores of the Housing 12 fitted. The inner races 2o, 22 sit firmly on one. Wave. 24 and lie against the shoulders of the shaft.

Das Lager ist zum Einhalten seiner besten Wirkungslage federbelastet. Eine- Vorsteckscheibe 26 liegt geigen den rechten Laufring 18 (Fig. i) an. Sie wird durch Druckfedern 28, die in Ausnehmungen 30 eines durch Schrauben 36 mit dem Gehäuse 12 verbundenen Lagerdeckels 34 eingesetzt sind, nach links gedrückt. Der Laufring 18 wird infolgedessen ebenfalls nach links bewegt. Der Axialdruck des Laufrings 18 wird über die von ihm gehaltenen Kugeln, den Laufring 22 und die Welle 24 auf den Laufring 20 und von da über die ,in seiner Ringnut geführten Kugeln auf den Laufring 16 übertragen. Ein langer, durch Schrauben 4o mit dem Gehäuse verbundener Lagerdeckel 38 dient als Widerlager für ,den Laufring 16 in dem Gehäuse. Jeder Radial-und Längsschlag der Welle wird durch ,die beschriebene.Vorrichtung aufgefangen. Ein nicht dargestellter Fräser wird in bekannter Weise auf einem komischen Sitz 42 des linken Wellenendes aufgesetzt. Auf dem anderen Wellenende ist eine Riemenscheibe 44 zum Antreibender Welle gelagert.The bearing is spring-loaded to maintain its best operating position. A slip-on disk 26 rests against the right race 18 (Fig. I). It is pressed to the left by compression springs 28 which are inserted into recesses 30 of a bearing cover 34 connected to the housing 12 by screws 36. The race 18 is consequently also moved to the left. The axial pressure of the race 18 is transmitted to the race 20 via the balls held by it, the race 22 and the shaft 24 and from there to the race 16 via the balls guided in its annular groove. A long bearing cover 38 connected to the housing by screws 40 serves as an abutment for the race 16 in the housing. Every radial and longitudinal runout of the shaft is absorbed by the device described. A milling cutter, not shown, is placed in a known manner on a strange seat 42 of the left end of the shaft. A pulley 44 for driving the shaft is mounted on the other end of the shaft.

In dem Gehäuse ist eine Kammer 46 ausgebildet. in deren unterem Teil, zu dem ein Ölsumpf 48 (Fig. 2) gehört, das Schmiermittel, beispielsweise f51, aufgespeichert ist. Ungefähr halbwegs zwischen den Kugellagern ist in dem Gehäuse ein. Lufterreger gelagert, beispielsweise in der Form einer ein Ganzes mit der Welle 24 bildenden Scheibe 5o. An Stelle einer Scheibe kann ein Teil anderer Form verwendet werden. Der Lufterreger erzeugt durch seine schnelle, kreisende Bewegung einen starken Luftstrom. Der Ölspiegel liegt sowohl in Ruhelage der Welle als auch beim Drehen der Welle immer tiefer als .der unterste Teildes Scheibenrandes und auch tiefer als die Kugeln der Lager 16, 18. Das aufgespeicherte Öl kommt folglich mit den sich bewegenden Teilen nicht in unmittelbare Berührung. Durch .den Lufterreger wird auf folgende Weise ein auf Luft und Öl bestehender Sprühregen oder Nebel gebildet und den Kugellagern zum Schmieren derselben zugeführt: Die Scheibe 5o wird mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1l/2 km/Min. (ungefähr z i ooo Umdr./Min.) gedreht. Hierbei reißt die, Scheibe die sie umgebende Luft mit. Der so erzeugte Luftstrom fährt radial und tangential zur Scheibe über den Ölspiegel und bildet eine Furche El (Fig. i) in demselben. Gleichzeitig reißt der Luftstrom feine Ölteilchen mit sich und bildet einen Sprühregen oder Nebel, der die Kammer 46 über dem Ölspiegel füllt. Der Luftstrom, der sich der Scheibe gegenüber am schnellsten bewegt, wird gegen die Innenwand des Gehäuses fin dessen oberen Teil geschleudert und, teilt sich, wie durch die Pfeile B-B dargestellt, in beiden Richtungen, worauf er sich in gleichen Teilen, in Pfeilrichtung C-C, nach den Kugellagern hin bewegt. Infolge des Zwischenraumes zwischen den Laufringen und den einzelnen Kugeln bewegt sich der Nebel frei durch dieselben hindurch und setzt nur einen feinen Film auf idienselben ab. Der Nebel schlägt .sich in den freien Räumen D biw. E neben den Außenenden der Lager nieder, und das Öl wird dann durch Leitungen F und G d@ern Ölvorrat im unteren Teil der Kammer 46 unter den Lagern her wieder -zugeführt, so daß die Lager niemals mit Öl gefüllt werden.A chamber 46 is formed in the housing. in the lower part, to which an oil sump 48 (FIG. 2) belongs, the lubricant, for example f51, is stored. About halfway between the ball bearings is a in the housing. Air exciter stored, for example in the form of a whole with the shaft 24 forming disk 5o. A part of a different shape can be used instead of a disk. The air exciter generates a strong air flow through its fast, circular movement. The oil level is always lower than the lowest part of the disk edge, both when the shaft is at rest and when the shaft is rotating, and also lower than the balls of the bearings 16, 18. The stored oil consequently does not come into direct contact with the moving parts. By .the air exciter a spray or mist consisting of air and oil is formed in the following way and fed to the ball bearings to lubricate them: The disk 5o is driven at a speed of approximately 1l / 2 km / min. (about zi ooo revolutions per minute). The disc pulls the air around it with it. The air flow generated in this way moves radially and tangentially to the disc over the oil level and forms a furrow El (Fig. I) in the same. At the same time, the air flow entrains fine oil particles and forms a spray or mist which fills the chamber 46 above the oil level. The air flow, which moves fastest opposite the disc, is thrown against the inner wall of the housing fin its upper part and, as shown by the arrows BB, divides in both directions, whereupon it is divided in equal parts, in the direction of the arrow CC, moved towards the ball bearings. As a result of the space between the races and the individual balls, the mist moves freely through them and only deposits a fine film on them. The fog hits itself in the free spaces D biw. E down next to the outer ends of the bearings, and the oil is then fed back through lines F and G to the oil supply in the lower part of the chamber 46 under the bearings, so that the bearings are never filled with oil.

Der durch Drehen der Scheibe und in geringerem Maße durch Drehen der Welle 24 erzeugte Luftstrom bildet nicht nur die Furche A, sondern zieht auch das Öl mit sich, d. h. auf der Seite der Kammer, wo der Luftstrom zuerst auf das Öl auftrifft (s. J in F.ig. 2), wird das Öl niedergedrückt, auf der anderen Seite der Kammer dagegen wird das Öl etwas hochgeschoben (s. K in Fing. 2). Der Zwischenraum zwischen dem Gehäuseunterende und der Welle 24 mit (ihrer Scheibe 5o wird durch den Ölvorrat verkleinert und setzt -infolgedessen dem Luftstrom einen gewissen Widerstand entgegen, wodurch der Druck des Luftstroms erhöht und eine vollständigere Zirkulation nach allen Teilen der Lager erhalten wird.The by turning the disc and, to a lesser extent, by turning the Airflow generated by shaft 24 not only forms furrow A, but pulls that as well Oil with itself, d. H. on the side of the chamber where the airflow first hits the oil hits (see J in Fig. 2), the oil is pressed down, on the other side of the In the chamber, on the other hand, the oil is pushed up a little (see K in fing. 2). The gap between the lower end of the housing and the shaft 24 with (its disk 5o is through the oil supply decreases and consequently the air flow decreases a counteracts some resistance, which increases the pressure of the air flow and becomes more complete Circulation to all parts of the warehouse is obtained.

Zwischen den Lagerdeckeln 34, 38 und der Welle 24 ist nur ein äußerst kleiner Zwischenraum gelassen, um das Eindringen von Staub u. dgl. in die Lager zu verhindern. Ferner ist jeder Deckel 34, 38 mit Nuten 6o ibzw. 62 versehen, die irgendwelches Ausdringen von 01 verhindern, indem etwa ausdringendes 01 in ,den Nuten angesammelt und durch Leitungen 64, 66 nach dem Unterteil der Kammer 46 zurückgeführt wird.Only an extremely small gap is left between the bearing caps 34, 38 and the shaft 24 in order to prevent dust and the like from entering the bearings. Furthermore, each cover 34, 38 is ibzw with grooves 6o. 62 provided that prevent leakage of any of these 01 by about 01 in ausdringendes accumulated the grooves and through lines 64 is recycled 66 to the lower part of the chamber 46th

Zum Regelnder Ölhöhe in d@emGehäuse dient eine nach dem Mariottschen Prinzip wirkende Speisefl.asche. Nach einer Ausführungsform (Fig.2) ist eine Speiseflasche 70 aus Glas mit einem Deckel 72 einer bekannten Ölschale 74 auf folgende Weise verbunden: Der Deckel ist mit Schraubengewinde 76 versehen. Beim Einschrauben einer Klemmutter 78 in das Schraubengewinde wird ein ein Ganzes mit der Flasche 7o bildender Flansch So zwischen der Mutter 78 und dem Deckel 72 festgeklemmt. Flaschendichtungen auf der Mutter und dem Deckel bilden einen dichten Verschluß für die Verbindung zwischen der Flasche und der Schale und verhüten ein Ausfließen von Öl. Indem Deckel ist ein Rohr 82 eingesetzt, dessen Unterende abgeschrägt ist. Öl fließt aus der Flasche 7o durch das Rohr 82, die Schale 74 und eine Leitung 83 des Gehäuses 12 in den Sumpf 48 und den Unterteil der Kammer 46 ein, bis der Ölspiegel die zum Verschließen des Rohrs 82 nötige Höhe erreicht. Die Ölhöhe ist infolgedessen festgelegt, und der Ölspiegel wird in einem bestimmten Abstand von den Kugellagern und der Scheibe oder, mit anderen Warten, außer Berührung mit den sich bewegenden Teilen gehalten. Die Speiseflasche nach Fig. 2 eignet sich besonders dlazu, Schnittfräsmaschinen das Schmiermittel zuzuführen, da der Arbeitsgang in diesen Maschinen ziemlich gleichmäßig ist. Eire Stöpsel 84 verschließt eine Leitung 86, durch die das Öl aus der Kammer 46 und dem Sumpf 48, wenn erwünscht, ausgelassen werden kann. Der Deckel 72 ist bei 88 schwingbar befestigt und wird: zum Füllen der Speiseflasche in Kipplage .bewegt. In Arbeitslage (Fig. 2) wird der Deckel durch einen mittels einer Schraube 92 mit dem Deckel verbundenen Bügel 9o gesperrt.A food bottle that works according to the Mariott principle is used to regulate the oil level in the housing. According to one embodiment (FIG. 2), a glass feeding bottle 70 is connected to a cover 72 of a known oil pan 74 in the following manner: The cover is provided with screw thread 76. When a clamping nut 78 is screwed into the screw thread, a flange So forming a whole with the bottle 7o is clamped between the nut 78 and the cover 72. Bottle seals on the nut and lid form a tight seal for the connection between the bottle and the bowl and prevent oil leakage. A tube 82, the lower end of which is beveled, is inserted into the cover. Oil flows from the bottle 7o through the tube 82, the shell 74 and a line 83 of the housing 12 into the sump 48 and the lower part of the chamber 46 until the oil level reaches the height required to close the tube 82. The oil level is fixed as a result, and the oil level is kept a certain distance from the ball bearings and the disc or, in other respects, out of contact with the moving parts. The food bottle according to FIG. 2 is particularly suitable for supplying the lubricant to cutting milling machines, since the operation in these machines is fairly uniform. A plug 84 closes a conduit 86 through which the oil from the chamber 46 and the sump 48 can be vented if desired. The lid 72 is attached to swing at 88 and is: moved in the tilted position to fill the food bottle. In the working position (FIG. 2) the cover is locked by a bracket 9o connected to the cover by means of a screw 92.

Eine Speiseflasche. einer anderen Ausführungsform (Fig. 3) wird verwendet, wenn der Arbeitsgang der Maschine ungleichmäßig -ist oder wenn sich die Ölhöhe in dem Gehäuse 12 nicht vorherbestimmen läßt. Ein mit der Leitung 83 verbundenes Paßstück ioo ist ,in das Gehäuse 12 geschraubt und nimmt ein Rohr io2 auf, das in .dem PaBstück gleitbar ist. Eine Speiseflasche io4 ist, wie nach der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, durch eine Klemmutter und Flaschendichtungen mit einem Deckel io6 verbunden, in dem das Rohr i o2 befestigt ist. Zwischen dem Deckel io6 und dem Paßstück ioo sind eine oder mehrere Vorsteckscheiben io8 vorgesehen, so daß das Ende des Rohrs angehoben oder gesenkt werden kann. Ein federbelastetes Ventil verschließt die Öffnung im Oberende des Rohrs io2, um zu verhindern, daß C51 aus der Flasche fließt, wenn das Rohr in oder außer Eingriff mit dem Paßstück gebracht wird. Eine Ventilspindel 112 tritt beim Einschiebendes Rohrs io2,in das Paßstück mit dem Unterende des Paßstückes in Eingriff und öffnet das Ventil, so daß das C51 nach denn Mariottschen Prinzip in Arbeitslage der Speiseflasche nach der Kammer 46 hinfließen kann.A food bottle. another embodiment (Fig. 3) is used if the machine's operation is uneven - or if the oil level is in the housing 12 can not be predetermined. A fitting connected to line 83 ioo is screwed into the housing 12 and receives a tube io2, which is in .dem fitting is slidable. A food bottle io4 is, as according to the embodiment shown in Fig. 2, connected to a lid io6 by a clamp nut and bottle seals, in to which the pipe i o2 is attached. Between the lid io6 and the fitting piece ioo are one or more push-on washers io8 are provided so that the end of the tube is raised or can be lowered. A spring-loaded valve closes the opening in the Top of tube io2 to prevent C51 from flowing out of bottle when that Tube is brought into or out of engagement with the fitting. A valve stem 112 occurs when inserting the pipe io2, into the fitting piece with the lower end of the fitting piece engages and opens the valve so that the C51 works according to the Mariott principle can flow towards the chamber 46 in the working position of the feeding bottle.

Je weiter der Ölspiegel von dem Unterende des Lufterregers entfernt ist, um so weniger 0I wird durch .den Luftstrom aufgenommen. Eine größere Drehgeschwindigkeit der Scheibe, eine breitere Scheibe oder eine Scheibe mit größerem Durchmesser erfordern alle einen entsprechend tiefer liegenden Ölspneegel indem Gehäuse, um den Höchstbetrag des von dem Luftstrom aufgenommenen Öles zu regeln. Die Maschine kann mehrere Monate gebraucht werden, ohne daß der Bedienungsmann den Ölvorrat erneuern oder irgendwie auf die Schmiervorrichtung achten muß. Ferner ist ein Heißlaufen der Maschine während dieser Zeit nicht zu befürchten, 'und kein C51 wird aus derselben ausfließen. An Stelle von Luft können auch andere Gase verwendet werden, beispielsweise solche Gase, wie sie für Kühlanlagen gebraucht werden.The further away the oil level is from the lower end of the air exciter the less 0I is absorbed by the air flow. A greater speed of rotation the disc, a wider disc or a larger diameter disc all a correspondingly lower lying oil level in the housing to the maximum amount to regulate the oil absorbed by the air stream. The machine can last several months can be used without the operator having to renew the oil supply or in any way must pay attention to the lubricating device. Furthermore, the machine overheats during not to be feared at this time, 'and no C51 will flow out of it. At Instead of air, other gases can also be used, for example such Gases like those used for cooling systems.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for lubricating ball bearings, characterized in, diaß over the lubricant stored in the housing (12) containing the ball bearing a significant velocity air stream is generated, the fine particles of the Dragging lubricant with it and forming a spray or mist with it, whereby the mist is deposited by the air flow in the ball bearing.

2. Lubrication system for carrying out the method according to claim i for a ball bearing that has a fast running shaft and inserted into a housing, is characterized in, diaß in the housing (12) above the lubricant stored in the housing base a rapidly rotating air exciter (5o) is mounted, which through its circling Movement above the level of the lubricant is moving at a significant rate moving air flow generated.

3. Lubrication system according to claim 2, characterized in that that the air exciter consists of one arranged between the ball bearings on the shaft (24) Disk (5o) consists, which, with its rapid rotating movement, creates a layer of air that gives it a rustic feel entrains in the radial direction, whereby the air flow formed thereby (in the lower Part of the housing impinges on the oil and in the upper housing part against its inner wall is thrown and divides in both directions.