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Dokumentenidentifikation DE202007008531U1 15.11.2007
Titel Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung und Lageranordnung hiermit
Anmelder Lincoln GmbH, 69190 Walldorf, DE
Vertreter Keil & Schaafhausen Patentanwälte, 60322 Frankfurt
DE-Aktenzeichen 202007008531
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 15.11.2007
Registration date 11.10.2007
Application date from patent application 14.06.2007
IPC-Hauptklasse B21B 45/02(2006.01)A, F, I, 20070614, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung, insbesondere zur Zudosierung von Schmierstoff zu Schmierstellen in einem Walzwerk oder dergleichen. Weiter betrifft die Erfindung eine Lageranordnung, die beispielsweise in einem Walzwerk eingesetzt ist, mit wenigstens einer derartigen Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung.

In Walzwerken wird zur Schmierung von Lagern neben Fett immer häufiger Öl verwendet. Dabei wird eine kleine Ölmenge teilweise zusammen mit Luft zu den Lagern transportiert. Die Luft hat dabei zusätzlich zu dem Transport des Öls auch die Funktion, das Lager durch Überdruck nach außen abzudichten. Für derartige Anwendungsfälle ist es bekannt, in Lagern Leitungen vorzusehen, über welche Öl gemeinsam mit Luft zu den Schmierstellen des Lagers zugeführt werden. Hierbei ist jeder Schmierstelle eine Drosselpatrone zugeordnet, über welche ein Teil des Öls aus der Leitung der Schmierstelle zugeführt wird. Das übrige Öl wird über die Leitung zu den weiteren Schmierstellen geleitet.

Bei diesen bekannten Systemen liegt ein Nachteil in der geringen Genauigkeit der Zudosierung und Verteilung des Schmierstoffes. Die Genauigkeit der Dosierung und Verteilung ist dabei im Wesentlichen von dem Gegendruck in den Lagerstellen abhängig. Zudem ist ein Volumenabgleich zwischen verschiedenen Schmierstellen nur sehr schwer möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung sowie eine Lageranordnung hiermit bereitzustellen, die eine exakte Mengendosierung der an jede Schmierstelle abgegebenen Schmierstoffmenge sowie eine genau Einstellung der Verteilung zwischen den einzelnen Schmierstellen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Vorrichtung mit einer Leitung ausgerüstet ist, über welche eine Schmierstoffquelle mit mehreren Schmierstellen verbunden ist, wobei in der Leitung wenigstens ein als Zumessventil ausgebildeter Injektor als Einsatzpatrone zur Abgabe einer definierten Schmierstoffmenge in einem Zyklus aus Druckbeaufschlagung und Druckentlastung des zugeführten Schmierstoffes vorgesehen ist, dem ein Durchgangskanal derart zugeordnet ist, dass Schmierstoff von der Schmierstoffquelle an dem Injektor vorbei in Richtung zu einer stromabwärts gelegenen Schmierstelle geleitet wird. Die erfindungsgemäß eingesetzten Injektoren können dabei beispielsweise durch die Wahl entsprechend unterschiedlicher Kolben exakt hinsichtlich der Menge des abgegebenen Schmierstoffes eingestellt werden. Dies ermöglicht eine sehr genaue Zudosierung von Schmierstoff zu jeder einzelnen Schmierstelle. Weiter ist es durch die erfindungsgemäße Anordnung der Injektoren in der Leitung möglich, entsprechend der Anzahl der mit Schmierstoff zu versorgenden Schmierstellen mehrere Injektoren hintereinander in die Leitung einzubringen, wobei der Durchgangskanal eine Versorgung aller Injektoren mit Schmierstoff sicherstellt. Die Injektoren lassen sich auf diese Weise besonders einfach in eine Bohrung oder dergleichen einer Lageranordnung integrieren, wodurch eine besonders kompakte und geschlossene Bauweise ermöglicht wird.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Durchgangskanal ist vorzugsweise als ein Bypasskanal innerhalb des Injektors ausgebildet. Mit anderen Worten ermöglicht der Durchgangskanal eine Strömungsverbindung von der Schmierstoffquelle an einem Injektor vorbei zu dem nächsten stromabwärts gelegenen Injektor. Wenn der Durchgangskanal dabei beispielsweise als eine Bohrung ausgebildet durch den Körper des Injektors hindurch verläuft, müssen keine zusätzlichen Bohrungen oder Ausnehmungen in der Lageranordnung vorgesehen werden. Weiter kann auch auf eine separate Leitung zur Versorgung sämtlicher Injektoren mit Schmierstoff verzichtet werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Leitung durch eine Bohrung in einem mit Schmierstoff zu versorgenden Bauteil, beispielsweise einem Lagergehäuse oder einem Innen- oder Außenring eines Lagers, gebildet, wobei in der Bohrung die Injektoren und zwischen diesen wenigstens eine Distanzhülse vorgesehen sind. Durch Anzahl und Länge der Distanzhülsen lässt sich so der Abstand zwischen den Injektoren entsprechend der Position der Schmierstellen einstellen.

Es wird bevorzugt, wenn wenigstens ein Injektor als ein Einleitungsverteiler zur Zudosierung von Schmierstoff an eine Schmierstelle ausgebildet ist. Dabei weist der Injektor vorzugsweise einen Schmierstoffeinlass und einen einer zu schmierenden Stelle zugewandten Schmierstoffauslass auf, zwischen denen in einer Hülse, die zusammen mit einer Einlasskappe als eine in eine Leitung und/oder Bohrung einsetzbare oder einschraubbare Einsatzpatrone ausgebildet ist, ein Dichtungskolben und ein Förderkolben verschiebbar geführt sind. Hierbei weist der Dichtungskolben eine umlaufende Dichtlippe auf, die ein Durchströmen eines Schmierstoffes in Förderrichtung erlaubt und ein Zurückströmen des Schmierstoffes verhindert, und zwischen einer einen Druckentlastungskanal freigebenden und einer diesen sperrenden Stellung verschiebbar ist, wobei der Förderkolben gegen die Kraft eines elastischen Elements zur Förderung von Schmierstoff zu der zu schmierenden Stelle in Förderrichtung und zum Ansaugen von Schmierstoff durch die Kraft des elastischen Elements entgegen der Förderrichtung verschiebbar ist. Ein derartiger Aufbau der Injektoren ermöglicht eine besonders zuverlässigen und wartungsarmen Betrieb bei gleichzeitig kompakter Bauweise.

Weiter kann ein Adapter mit einem Außengewinde zum Fixieren der Einsatzpatrone bzw. des Injektors in einer Leitung und/oder in einer Gewindebohrung vorgesehen sein, wobei die Einsatzpatrone zumindest bereichsweise einen kleineren Außendurchmesser als der Adapter aufweisen kann. Auf diese Weise lässt sich das als Einsatzpatrone ausgebildete Zumessventil (Injektor) leicht in eine Bohrung bzw. Leitung einschieben und kann durch Einschrauben des Adapters befestigt werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Injektoren zur Betätigung durch aufeinanderfolgende Druckbeaufschlagung und Druckentlastung mittels Öl als Schmierstoff ausgebildet sind. Der in einem Zyklus aus aufeinanderfolgender Druckbeaufschlagung und Druckentlastung zugeführte Schmierstoff dient somit gleichzeitig zur Betätigung der Injektoren.

In einigen Anwendungsfällen hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn zusätzlich zu dem Öl oder dergleichen Schmierstoff den Schmierstellen auch Luft zugeführt wird. Hierzu kann zusätzlich ein insbesondere im Wesentlichen parallel zu der Leitung verlaufender Luftkanal zur Zufuhr von Druckluft zu wenigstens einer der Schmierstellen vorgesehen sein. Dabei wird es bevorzugt, wenn der Luftkanal und/oder eine Abzweigkanal des Luftkanals stromabwärts von einem Injektor und vor der Schmierstelle in einer zu der Schmierstelle führenden Zufuhrleitung für Luft und den Schmierstoff, insbesondere Öl, mündet. Die von dem Injektor dosierte Ölmenge kann somit von der Luft zu der Schmierstelle transportiert werden. Gleichzeitig zu dieser Funktion als Transportmedium kann die Luft infolge des Überdrucks auch eine Dichtheitsfunktion in dem zu schmierenden Bauteil, beispielsweise einem Lager, ausüben.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung müssen die Injektoren nicht alle ein identisches Fördervolumen aufweisen. Vielmehr können auch Injektoren mit unterschiedlichen Fördervolumina vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise durch eine unterschiedliche Auslegung der Größe der Förderkolben bzw. des Hubs der Förderkolben erreicht werden.

Weiter betrifft die Erfindung eine Lageranordnung, beispielsweise eine Lageranordnung in einem Walzwerk, mit einem Außenring und einem Innenring, welche relativ zueinander verdrehbar sind, und mit Wälzkörpern, insbesondere Kugeln, welche zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnet sind. Dabei ist erfindungsgemäß in dem Lagergehäuse bzw. in dem Außenring und/oder in dem Innenring wenigstens eine vorzugsweise radial verlaufende Bohrung vorgesehen, die mit wenigstens einem in und/oder an dem Innen- oder Außenring vorgesehen Injektor einer Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung der oben genannten Art verbunden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen schematisch:

1 in Perspektivansicht ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Lageranordnung,

2 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

3 einen Querschnitt der Vorrichtung nach 2.

In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung mit einer Lageranordnung, wie sie beispielsweise für Walzwerke oder dgl. eingesetzt werden kann, durch ein Lagergehäuse 1 angedeutet. In diesem können ein nicht dargestellter Innen- und Außenring mit dazwischen in Laufbahnen angeordneten Kugeln vorgesehen sein, so dass der Außenring relativ zu dem Innenring verdrehbar ist. Durch das Lagergehäuse 1 der Lageranordnung erstrecken sich in radialer Richtung mehrere Bohrungen 3, welche in die Laufbahnen der Kugeln münden und damit die Schmierstellen 2 bilden.

Wie in 1 angedeutet, wird durch mehrere Bohrungen 4, 5 in dem Lagergehäuse 1 eine Leitung definiert, in der Schmierstoff, bspw. Öl, von einer nicht dargestellten Schmierstoffquelle zu den Schmierstellen 2 geleitet wird. In dieser Leitung 4, 5 ist ein in der dargestellten Ausführungsform als Einleitungsverteiler (Injektor) 6 ausgebildetes Zumessventil vorgesehen, welcher als Einsatzpatrone in die Bohrung 5 eingeschoben ist.

Auf der in 2 rechten, außen liegende Seite ist die Bohrung 5 durch einen Adapter 7 verschlossen, welcher in einem Gewindeabschnitt der Bohrung 5 eingeschraubt ist, und hierdurch den als Einsatzpatrone ausgebildeten Einleitungsverteiler 6 fixiert. Zwischen den Einleitungsverteilern 6 sind Distanzhülsen 8, 9 in der Leitung vorgesehen, so dass die Einleitungsverteiler 6 jeweils einer Bohrung 3 bzw. Schmierstelle 2 zugeordnet sind. Die Leitung 4, 5 kann durch ein Anschlusselement, welches zur Verbindung mit einer externen Schmierstoffleitung ausgebildet ist, verschlossen sein.

Jeder Einleitungsverteiler 6 ist im Wesentlichen durch eine Einlasskappe 10 und eine Hülse 11 gebildet, welche zusammen die Einsatzpatrone bilden. Der Außendurchmesser der Einsatzpatrone ist dabei kleiner als der Außendurchmesser des Adapters 7, so dass sich die Einsatzpatrone leicht in die Bohrung 5 einführen lässt.

Der durch die zentrale Öffnung in der Einlasskappe 10 bzw. der Hülse 11 definierte Schmierstoffeinlass steht mit einem Durchgangskanal 12 in Verbindung, der in der Art einer Bypassleitung durch die Hülse 11 hindurch zu der stromabwärts gelegenen Distanzhülse 8 führt. Auf der in 2 unteren Seite ist jeder Einleitungsverteiler 6 mit einem den zu schmierenden Wälzkörpern zugewandten Schmierstoffauslass 13 versehen. Die beiden in 2 dargestellten Einleitungsverteiler 6 sind relativ zueinander um 90° gedreht dargestellt, so dass in den beiden Einleitungsverteilern 6 unterschiedliche Kanäle und Bohrungen sichtbar sind, die jedoch bei beiden Einleitungsverteilern 6 vorhanden sind.

Der Schmierstoffeinlass mündet zunächst in einen ersten Zylinderraum 14, in welchem ein als Umsteuerventil arbeitender Dichtungskolben 15 verschiebbar geführt ist. Aus dem ersten Zylinderraum 14 führt ein axialer Kanal 16 in einen in den Figuren linken, zweiten Zylinderraum 17, der über Bohrungen in den Schmierstoffauslass 13 mündet. In dem zweiten Zylinderraum 17 ist ein Förderkolben 18 verschiebbar geführt. Zusätzlich zweigt aus dem ersten Zylinderraum 14 ein Umsteuer- oder Druckentlastungskanal 19 ab, welcher in den zweiten Zylinderraum 17 mündet.

Der Dichtungskolben 15 wird durch eine Feder 20 in der Figur nach links beaufschlagt, so dass der Dichtungskolben 15 gegen den Druckentlastungskanal 19 gedrückt wird und diesen absperrt. Weiter ist der Dichtungskolben 15 mit einer umlaufenden Dichtlippe 21 versehen, welche eine Strömung eines Schmierstoffes in dem ersten Zylinderraum 14 in Förderrichtung, das heißt in der Figur nach links, erlaubt, ein Zurückströmen des Schmierstoffs in entgegengesetzter Richtung jedoch verhindert. Der Förderkolben 18 ist in dem zweiten Zylinderraum 17 abgedichtet geführt, so dass Schmierstoff nicht durch den zweiten Zylinderraum 17 an dem Förderkolben 18 vorbei strömen kann. Eine Feder 22drückt den Förderkolben 18 entgegen der Förderrichtung des Schmierstoffes in 2 nach rechts.

Wird nun in der Druckphase Schmierstoff durch die Leitung 4, 5 in den Schmierstoffeinlass der Einsatzpatrone 6 gedrückt, so wird der Dichtungskolben 15 fest gegen den Druckentlastungskanal 19 gepresst und schließt diesen ab. Gleichzeitig kann der Schmierstoff an der Dichtlippe 21 vorbei fließen, welche sich durch den Druck des Schmierstoffs verformt. Der Schmierstoff gelangt über den axialen Kanal 16 in den zweiten Zylinderraum 17 und bewegt den Förderkolben 18 gegen den Druck der Feder 22 in Förderrichtung. Hierdurch wird im linken Bereich des zweiten Zylinderraums 17 aufgenommener Schmierstoff durch den Schmierstoffauslass 13 zu der zu schmierenden Stelle gefördert.

In der Druckentlastungsphase wird kein weiterer Schmierstoff über die Leitung 4, 5 zugeführt. Der Dichtungskolben 15 wird alleine durch die Kraft der Feder 22 gegen den Druckentlastungskanal 19 angelegt. Die durch die Druckphase komprimierte Feder 22 ist dagegen so ausgelegt, dass in der Entlastungsphase der Förderkolben 18 in der Figur nach rechts verschoben werden kann. Hierdurch wird der rechts des Förderkolbens 18 in dem zweiten Zylinderraum 17 aufgenommene Schmierstoff durch den axialen Kanal 16 in den ersten Zylinderraum 14 gedrängt. Der Schmierstoff kann jedoch die Dichtlippe 21 des Dichtkolbens 15 nicht passieren und hebt diesen gegen die Kraft der Feder 20 von dem Druckentlastungskanal 19 ab. Der Schmierstoff kann somit durch den Druckentlastungskanal 19 strömen und von diesem in den zweiten Zylinderraum 17 fließen.

Wenn der Förderkolben 18 seine in 2 gezeigte rechte Endstellung erreicht hat, kann in einer erneuten Druckphase der Schmierstoff aus dem linken Bereich des zweiten Zylinderraums 17 von dem Förderkolben zu dem Schmierstoffauslass 13 gefördert werden.

Die beiden in 2 gezeigten Einleitungsverteiler 6 haben unterschiedlich gestaltete Förderkolben 18. So hat der in der Figur linke Förderkolben einen größeren Durchmesser und einen größeren Hub als der Förderkolben des in der Figur rechts dargestellten Einleitungsverteilers 6. Hierdurch wird ein größeres Fördervolumen bei jedem Hub des Förderkolbens 18 des linken Einleitungsverteilers 6 erreicht.

Zusätzlich zu der Leitung 4, 5 ist in 2 gestrichelt ein Luftkanal 23 angedeutet, der, wie in 3 erkennbar ist, im Wesentlichen parallel zu der Leitung 4, 5 verläuft. Über den Luftkanal 23 wird Druckluft zu dem Schmierstoffauslass 13 geleitet. Über eine Querbohrung wird die Druckluft vor dem Schmierstoffauslass 13 mit dem von dem Einleitungsverteiler 6 zudosierten Schmierstoff, der bei der dargestellten Ausführungsform Öl ist, gemischt. Die Luft transportiert das Öl zu der jeweiligen Schmierstelle und kann gleichzeitig die Dichtigkeit in einem Lager verbessern.

1
Lagergehäuse
2
Schmierstelle
3
Bohrung
4
Bohrung (Leitung)
5
Bohrung (Leitung)
6
Einleitungsverteiler (Injektor)
7
Adapter
8
Distanzhülse
9
Distanzhülse
10
Einlasskappe
11
Hülse
12
Durchgangskanal
13
Schmierstoffauslass
14
erster Zylinderraum
15
Dichtungskolben
16
axialer Kanal
17
zweiter Zylinderraum
18
Förderkolben
19
Druckentlastungskanal
20
Feder
21
Dichtlippe
22
Feder
23
Luftkanal


Anspruch[de]
Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung, insbesondere zur Zudosierung von Schmierstoff zu Schmierstellen (2) in einem Walzwerk, mit einer Leitung (4, 5), über welche eine Schmierstoffquelle mit mehreren Schmierstelle (2) verbunden ist, wobei in der Leitung (4, 5) wenigstens ein als Zumessventil ausgebildeter Injektor (6) als Einsatzpatrone zur Abgabe einer definierten Schmierstoffmenge in einem Zyklus aus Druckbeaufschlagung und Druckentlastung des zugeführten Schmierstoffes vorgesehen ist, dem ein Durchgangskanal (12) derart zugeordnet ist, dass Schmierstoff von der Schmierstoffquelle an dem Injektor (6) vorbei in Richtung zu einer stromabwärts gelegenen Schmierstelle (2) geleitet wird. Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal (12) als ein Bypasskanal innerhalb des Injektors (6) ausgebildet ist. Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (4, 5) durch eine Bohrung in einem mit Schmierstoff zu versorgenden Bauteil gebildet ist, wobei in der Bohrung die Injektoren (6) und zwischen diesen wenigstens eine Distanzhülse (8, 9) vorgesehen sind. Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Injektor (6) als ein Einleitungsverteiler zur Zudosierung von Schmierstoff an eine Schmierstelle (2) ausgebildet ist, und einen Schmierstoffeinlass und einen einer zu schmierenden Stelle (2) zugewandten Schmierstoffauslass (13) aufweist, zwischen denen in einer Hülse (11), die zusammen mit einer Einlasskappe (10) als eine in eine Leitung (4, 5) und/oder Bohrung (4, 5) einsetzbare oder einschraubbare Einsatzpatrone ausgebildet ist, ein Dichtungskolben (15) und ein Förderkolben (18) verschiebbar geführt sind, wobei der Dichtungskolben (15) eine umlaufende Dichtlippe (21) aufweist, die ein Durchströmen eines Schmierstoffes in Förderrichtung erlaubt und ein Zurückströmen des Schmierstoffes verhindert, und zwischen einer einen Druckentlastungskanal (19) freigebenden und einer diesen sperrenden Stellung verschiebbar ist, und wobei der Förderkolben (18) gegen die Kraft eines elastischen Elements (22) zur Förderung von Schmierstoff zu der zu schmierenden Stelle (2) in Förderrichtung und zum Ansaugen von Schmierstoff durch die Kraft des elastischen Elements (22) entgegen der Förderrichtung verschiebbar ist. Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Adapter (7) mit einem Außengewinde zum Fixieren der Einsatzpatrone in einer Leitung (4, 5) und/oder Gewindebohrung (4, 5), wobei die Einsatzpatrone zumindest bereichsweise einen kleineren Außendurchmesser als der Adapter (7) aufweist. Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoren (6) zur Betätigung durch aufeinanderfolgende Druckbeaufschlagung und Druckentlastung mittels Öl als Schmierstoff ausgebildet sind. Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zusätzlich einen insbesondere im Wesentlichen parallel zu der Leitung (5) verlaufenden Luftkanal (23) zur Zufuhr von Druckluft zu wenigstens einer der Schmierstellen (2) aufweist. Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal (23) und/oder ein Abzweigkanal des Luftkanals (23) stromabwärts von einem Injektor (6) und vor der Schmierstelle (2) in eine zu der Schmierstelle führende Zufuhrleitung für Luft und den Schmierstoff, insbesondere Öl, mündet. Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Injektoren (6) ein unterschiedliches Fördervolumen aufweisen. Lageranordnung, insbesondere in einem Walzwerk, mit einem Außenring und einem Innenring, welche relativ zueinander verdrehbar sind, und mit Wälzkörpern, insbesondere Kugeln, welche zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnet sind, wobei in dem Außenring und/oder in dem Innenring wenigstens eine vorzugsweise radial verlaufende Bohrung vorgesehen ist, die mit wenigstens einem in und/oder an dem Innen- oder Außenring vorgesehenen Injektor (6) einer Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche verbunden ist.






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