DE3787478T2

DE3787478T2 - Flüssigkeitsgeschmierte und selbstschmierende Lageranordnung.

Info

Publication number: DE3787478T2
Application number: DE3787478T
Authority: DE
Inventors: John L Baker; David K Braunagel; Kenneth E Major
Original assignee: Hy Tech Hydraulics Inc
Current assignee: Hy Tech Hydraulics Inc
Priority date: 1986-01-13
Filing date: 1987-01-12
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2007-01-13
Also published as: MX161223A; JPS62167999A; AU6717887A; DE3787478D1; CA1290708C; EP0232978B1; EP0232978A2; AU595572B2; EP0232978A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flüssigkeitsgeschmierte und selbstschmierende Lageranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Welle aufnehmende reibungsfreie Lager sind gekennzeichnet durch einen inneren Laufring, der mit der Welle umläuft, einen äußeren Laufring, der stationär ist, und reibungsfreie Lagerelemente, die zwischen den Laufringen umlaufen.
Wenn ein derartiges Lager in einer Schmutz ausgesetzten und korrodierenden Umgebung verwendet wird, ist das Schmiermittel üblicherweise Schmierfett. Beispielsweise verwendet ein Lager, das die Welle einer wassergekühlten Betonschneidsäge aufnimmt, eine einzige Lippendichtung, die zuläßt, daß Schmierfett, Feuchtigkeit und angesammelter Schmutz von dem Lager weggespült werden. Ein derartiges Lager überhitzt sich im normalen Betrieb, und beim Abkühlen werden Schmutzrückstände und Feuchtigkeit um die Dichtungen herum in das Lager eingeführt, wo sie Korrosion und mechanische Beschädigung verursachen.
Es hat seit langem ein Bedarf an selbstschmierenden und selbstreinigenden reibungsfreien Lagern bestanden, die weder kompliziert in der Anwendung, noch teuer zu installieren sind, und die auf einfache Weise gegen Lager in bereits vorhandenen Maschinen ausgewechselt werden können.
Bekannte Ölschmiersysteme sind für derartige reibungsfreie Lager, die horizontale Wellen aufnehmen, ungeeignet, und sie sind noch schlechter für solche Lager, die vertikale Wellen aufnehmen.
Bei niedrigen bis mittleren Wellendrehzahlen hält die Turbulenz im Öl die rotierenden Lager mit einem Ölfilm bedeckt, bei höheren Geschwindigkeiten tendieren jedoch die Zentrifugalkräfte dazu, daß dieser Ölfilm entfernt wird, so daß ein schädlicher Metall-Metall-Kontakt entsteht.
Es ist ein Ölnebel-Schmiersystem bekannt, das eine Quelle geregelter komprimierter Luft, einen Ölbehälter, einen Nebelerzeuger, einen Nebel in Öl umwandelnden Verdichter, eine Düse, die den verdichteten Ölstrahl in das Lager einspritzt, und eine Pumpe zum Rückführen des Öls aus dem Lager zurück in den Ölbehälter verwendet. Ein derartiges Nebelsystem ist sperrig, unpraktisch und zu teuer für den Betrieb in den meisten tragbaren Maschinen, z. B. Betonsägen und dergl.
Ein Nebelsystem, das eine Quelle komprimierter Luft nicht benötigt, ist in US-A- 2 950 943 beschrieben. Es verwendet einen Ölbehälter, der unterhalb eines Slingerarmes angeordnet ist, welcher mit der drehbaren Welle gekoppelt ist. Der Slinger spritzt Öl und erzeugt einen Nebel, von dem ein Teil die rotierenden Lagerflächen erreicht. Eine derartige Vernebelung ergibt eine irreguläre und ungleichförmige Schmierung - bestenfalls werden die Verschleißteile aus den Lagern nicht ausreichend geschmiert und gereinigt.
Ein typisches Ölzuführ- und -spülsystem ist in DE-C 836 131 und dem diesem deutschen Patent entsprechenden US-Patent US-A- 2 604 188 gezeigt. Dieses System weist ein Lagergehäuse auf, das zwei Antireiblager aufnimmt, in denen eine Welle gelagert ist. Die Welle trägt eine sich drehende Scheibe, die das Öl, das durch die Lager geführt worden ist, spült. Das Öl wird dabei durch Zentrifugalpumpwirkung in einen Ringraum nach außen geschleudert, von wo es durch eine Leitung und ein Rückschlagventil in einen Ölspeicherbehälter geführt wird. Im Gegensatz zu vorliegender Erfindung wird hierbei ein externer Kompressor verwendet, der Öl aus dem Behälter in die Lager fördert. Der Behälter nach diesem bekannten System hat einen Auslaß, der Öl unter statischem Druck durch Einlaßleitungen und Strahlen in die Einlässe zu den Lagern speist. Ein positives Druckdifferential wird an jeder Dichtung aufgebaut; dieses Potential ist erforderlich, um die Druckverluste im Rückführpfad aufzuheben, und bewirkt, daß jede Dichtung einen Ölfilm an der Grenzfläche zwischen Dichtung und Welle austreten läßt. In der Beschreibung dieses Patentes ist ausgeführt " . . . . . the static air pressure supply may be dispensed with . . . ." (die statische Luftdruckeinspeisung kann entfallen) (Spalte 4, Zeilen 10-13 der US-A-2 604 188). Wenn der statische Luftdruck aus dem Behälter in Wegfall kommt, fällt der Luftraum über dem Öl im Behälter auf einen Druck in der Nähe des atmosphärischen Druckes ab. Aus diesem Grunde gelangt ein geringer oder gar kein Ölfilm durch jede Dichtung, und jede der Dichtungen wird rasch aufgrund der Reibung zwischen Dichtung und benachbartem Teil der hindurchgeführten rotierenden Welle zerstört.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lageranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 so zu verbessern, daß ein Ölfilm stets durch jede Dichtung und den benachbarten Teil der die Dichtung durchsetzenden rotierenden Welle austritt.
Die Erfindung ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 charakterisiert. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nach vorliegender Erfindung wird ein positiver Druckunterschied an jeder Dichtung erzielt, damit jede Dichtung einen Ölfilm an die Grenzfläche zwischen Dichtung und Welle führen kann, wodurch eine hohe Lebensdauer für die Dichtung sichergestellt ist. Weil der Druck am Einlaß in jedes Lager stets positiv, d. h. höher als Atmosphärendruck, ist, tritt ein Ölfilm stets durch jede Dichtung aus, und dieser Ölfilm verringert die Reibung zwischen jeder Dichtung und dem benachbarten Teil der durch die Dichtung hindurchtretenden rotierenden Welle.
Die speziellen Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand von Beispielen in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert, die zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht längs der Linie 1-1 der Fig. 2 der Schmieranordnung für eine in einer Richtung umlaufende Welle, die von zwei reibfreien Lagern aufgenommen wird und einen Ölbehälter im Lagergehäuse enthält,
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 der Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittansicht des Lagergehäuses längs der Linie 3-3 der Fig. 4,
Fig. 4 und 5 Schnittansichten längs Linien 4-4 und 5-5 der Fig. 3,
Fig. 6 eine Vorderansicht einer Ausführungsform des Schmiermittelpumpelementes, das auf der Welle der Schmieranordnung nach den Fig. 1 und 2 angeordnet ist,
Fig. 7 eine Schnittansicht längs der Linie 7-7 der Fig. 6,
Fig. 8 eine vergrößerte Ansicht des Bereiches in der Nähe des Abgabeauslasses aus dem exzentrischen Ausdehnungskanal, der dem Pumpelement nach Fig. 6 im Betrieb zugeordnet ist,
Fig. 9 eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform des Pumpelementes,
Fig. 10 eine Schnittansicht längs der Linie 10-10 der Fig. 9,
Fig. 11 eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform eines Pumpelementes,
Fig. 12 eine Schnittansicht längs der Linie 12-12 der Fig. 11,
Fig. 13 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Schmieranordnung nach den Fig. 1 und 2, jedoch für eine in zwei Richtungen umlaufende Welle,
Fig. 14 eine Schnittansicht ähnlich der nach Fig. 13, bei der jedoch der Ölbehälter über den Lagern angeordnet ist,
Fig. 15 eine Längsschnittansicht längs der Linie 15-15 der Fig. 14,
Fig. 16 eine Schnittansicht ähnlich der nach Fig. 14, bei der der Ölbehälter unterhalb der Lager angeordnet ist,
Fig. 17 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Schmieranordnung nach den Fig. 1 und 2, jedoch für eine vertikale Welle,
Fig. 18 eine perspektivische Ansicht der Schmierlageranordnung nach Fig. 14, die in Verbindung mit einer Betonsäge verwendet wird, und
Fig. 19 eine Explosionsdarstellung der Wellenanordnung in der Betonsäge nach Fig. 18.
In den Zeichnungen werden ähnliche oder symmetrische Teile mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem Apostroph (') versehen bezeichnet, und solche Teile werden nicht nochmals beschrieben.
Eine Ausführungsform der selbstschmierenden Lageranordnung nach der Erfindung, die mit 1 bezeichnet ist (Fig. 1-5), ist vollständig in einem einteiligen Gehäuse 2 mit einer Hauptbohrung 3 und einer Längsachse 5 (Fig. 2 und 4) eingeschlossen.
Die Bohrung 3 nimmt eine horizontale Hohlwelle 4 auf, deren Rotationsachse koaxial mit der Hauptachse 5 der Bohrung verläuft (Fig. 1 und 2). Die Welle 4 ist drehbar in zwei entsprechenden Lagern 6, 6', die Rücken an Rücken angeordnet sind, aufgenommen. Während zwei Lager dargestellt sind, kann auch nur ein solches Lager vorgesehen sein. Jedes Lager 6 oder 6' weist entsprechende Lagerelemente 7 auf, die zwischen einem inneren Laufring 9, der mit der Welle 4 befestigt ist, und einem stationären äußeren Laufring 10, der gegen eine Schulter 11 in der Bohrung 3 anliegt, rotieren. Die Lagerelemente 7 können ballige oder zylindrische Rollen, Kugeln und dergl. sein.
Zwischen den Lagern 6, 6' innerhalb der Bohrung 3 ist ein ringförmiger Schacht 13 ausgebildet, der im Betrieb am Boden ein flüssiges Schmiermittel, typischerweise Öl der Art, das Metallverunreinigungspartikel in Suspension enthalten kann, sammelt.
Ein kreisförmiges Pumpelement, das allgemein mit P bezeichnet ist, ist konzentrisch innerhalb des Schachtes 13 auf der Welle 4 zwischen den Lagern 6, 6' befestigt. Das Pumpelement P kann unterschiedliche Formen für unterschiedliche Schmieranforderungen der Lager 6, 6' haben.
In der Anordnung 1 ist das Pumpelement eine flügel- bzw. schaufelartige Scheibe, die konzentrisch auf der Welle 4 befestigt ist und die einen äußeren Durchmesser besitzt, der dem Durchmesser des äußeren Laufringes 10 entspricht. Das Pumpelement P weist eine ringförmige Nabe 15 (Fig. 6-8) und vier radiale Schaufeln, die mit 17 bezeichnet sind, auf.
Zahl und Form der Schaufeln 17 hängt vorwiegend von den Drehzahl und Schmierbedingungen der Lager 6, 6' ab (Fig. 6-12). Für höhere Drehzahlen können zwei Schaufeln 17 ausreichend sein, bei niedrigeren Drehzahlen können acht oder mehr derartiger Schaufeln vorgesehen sein.
Da die Drehzahl der Welle der wichtigste Faktor ist, kann bei sehr hohen Drehzahlen das Pumpelement P sogar auf eine ringförmige Scheibe 43 reduziert werden (Fig. 9 und 10), die einen nach außen sich konisch erweiternden Querschnitt hat. Das Pumpelement P kann auch eine Nabe 16' aufweisen (Fig. 11 und 12), die eine Klammer 12 aufnimmt, welche mit Borsten 8 gefüllt ist, die eine ringförmige Bürste 43' bilden.
Jede Schaufel 17 besitzt ein sich nach außen konisch erweiterndes Ende 18 (Fig. 6 und 7) mit einem in Umfangsrichtung verlaufenden bogenförmigen Rand 19 und entgegengesetzten Seiten 20 und 21. Jedes Paar von aufeinanderfolgenden Schaufeln 17 bildet dazwischen eine Tasche 22 aus.
Vorzugsweise ist ein aus der Mitte versetzter, in Umfangsrichtung verlaufender Ausdehnungskanal 24 (Fig. 2-5), der sich in die Wandung 23 (Fig. 3) der Bohrung 3 erstreckt, im Betrieb dem Pumpelement P zugeordnet. Der Kanal 24 beginnt an einer Stelle 25 (Fig. 4) und verschiebt sich allmählich in Umfangsrichtung aus dem Mittelpunkt über einen Bogenbereich von etwa 180º. Der Abgabeauslaß 26 aus dem Ausdehnungskanal 24 ist mit einer Ölrückführleitung 32 gekoppelt und geht allmählich in diese Leitung über.
Ein Ende 28 (Fig. 1) der Hauptbohrung nimmt eine Drehmomentmutter 29 zur Einstellung des Axialdruckes gegen das Lager 6' auf, wenn die Rollen 7 sich abnutzen. Die Bohrung 3 ist effektiv gegen die Umgebung durch doppellippige Dichtungen 30, 31 abgedichtet.
Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein Ölbehälter 35 (Fig. 1 und 2) ausgebildet, der ein Filterelement 36 enthält. Das Öl im Behälter 35 wird durch äußere Rippen 41 gekühlt. Öl kann durch einen Füllpfropfen 39 nachgefüllt werden. Ein Ablaßstöpsel 40 nimmt einen Magneten 42 auf, der die meisten Metallverschleißteilchen, die durch das Filter 36 fließen, anzieht.
Von der Rückführleitung 32 fließt Öl durch eine Führung, die mit 34 bezeichnet ist und die vier sich nach innen verjüngende Kanäle 34' aufweist, die das zurückströmende Öl in das Filterelement 36 über ein Rohr 44 richten.
Sauberes Öl im Behälter 35 muß ein ausreichend großes Volumen haben, damit der Schmiermittelbedarf der Anordnung 1 erfüllt werden kann. Dieses Volumen ist umgekehrt proportional der Wellendrehzahl. Zu viel oder zu wenig Öl im Behälter 35 kann zu einer Reduzierung der Lebensdauer führen.
Die Drehrichtung des Pumpelementes P und des Ölflusses sind in den Zeichnungen mit fest ausgezogenen Pfeilen dargestellt. Die gestrichelten Pfeile geben eine umgekehrte Drehrichtung und Ölflußrichtung an (Fig. 13 und 14).
Im Betrieb der Anordnung, soweit bisher beschrieben, fließt das gefilterte und gekühlte Öl auf Grund der Schwerkraft aus dem Behälter 35 durch die Auslaßkanäle 33, 33' in Einlaßöffnungen 38, 38' des Gehäuses 2 (Fig. 1). Das Öl sammelt sich am Boden des Schachtes 13 (Fig. 2) und um die untersten Rollen 7 an, bis die Ölpegel im Schacht 13 und im Behälter 35 gleich hoch sind.
Bei jeder Ausführungsform des Pumpelementes P rotiert der äußere Umfang entgegengesetzt zum Ausdehnungskanal 24.
Das Öl im Schacht 13 beginnt sich unter dem Einfluß des Pumpelementes P zu drehen. Der Druck beginnt zu steigen, wenn das Öl gezwungen wird, in die reduzierte Querschnittsfläche 25 des außermittigen Ausdehnungskanals 24 einzutreten. Jede Schaufel 17 injiziert durch Zentrifugalkraft einen Teil des Öls von dem Schacht 13 in den Ausdehnungskanal 24, während ein Teil des rotierenden Öls in Taschen 22 zurückgehalten wird. Das Öl nimmt innerhalb des Ausdehnungskanals 24 kinetische Energie auf und fließt vom Kanal 24 durch den Abgabeauslaß 26 in die Rückführleitung 32. Wenn die Welle 4 eine konstante Drehzahl erreicht hat, wird Öl auch mit konstanter Geschwindigkeit in den Schacht 13 geführt.
Die Geschwindigkeit des Öls am Abgabeauslaß 26 muß ausreichend hoch sein, damit ein entsprechender Ölfluß in einer etwa axialen Richtung über die Rollen 7 (Fig. 1) aufrecht erhalten wird und dabei die Lager 6 und 6' gespült, gekühlt und geschmiert werden.
Die Geschwindigkeit des Öls, das durch den außermittig versetzten Ausdehnungskanal 24 fließt, ändert sich in Abhängigkeit von der Größe und Form der Schaufeln 17, von der gekrümmten Länge und Exzentrizität des Ausdehnungskanals 24, von der Drehzahl der Welle 4, und von den Dimensionen in und um den Abgabeauslaß 26. Somit kann die Ölgeschwindigkeit im Ausdehnungskanal 24 gesteuert werden durch (1) Ändern der Exzentrizität des Ausdehnungskanals 24, (2) Modifizieren der konstruktiven Auslegung der Schaufeln 17, (3) Ändern der kritischen Dimensionen in und um den Auslaß 26 und/oder Ändern des Abstandes zwischen dem Umfangsrand des Pumpelementes P und der Wandung 23 der Bohrung 3. Es können austauschbare Pumpelemente P mit unterschiedlichen geometrischen Konfigurationen vorgesehen werden. Sie können zweckmäßigerweise verwendet werden, um im Betrieb die Geschwindigkeit des Ölflusses im Ausdehnungskanal 24 zu verändern, was ein wichtiger Vorteil für das Schmiersystem 1 ist.
In der bisherigen Beschreibung wurde die Welle 4 als in einer einzigen Richtung umlaufend betrachtet, z. B. im Gegenuhrzeigersinn.
Fig. 13 zeigt eine in zwei entgegengesetzten Richtungen arbeitende Anordnung 50 mit zwei entgegengesetzt gerichteten, exzentrischen Ausdehnungskanälen 51, 51', die Drucköl in die Rückführleitungen 52, 52' über Rückschlagventile 53, 53' und durch einen Querverbindungskanal 54 speisen. Die Ausdehnungskanäle 51, 51' sind identisch und haben gleiche Winkellänge. Vorzugsweise weist jeder Ausdehnungskanal einen Winkelbereich zwischen 90º und 180º auf.
Wenn die Welle 4 im Gegenuhrzeigersinn umläuft, wird durch den Öldruck in der Leitung 52 das Ventil 53 geöffnet, während das Ventil 53' geschlossen bleibt. Öl kehrt in den Behälter 35 nur über den Ausdehnungskanal 51 zurück. Wenn umgekehrt die Welle 4 im Uhrzeigersinn rotiert, öffnet der Öldruck im Kanal 52' das Ventil 53', während das Ventil 53 geschlossen bleibt. Öl kehrt in den Behälter 35 nur über den Ausdehnungskanal 51' und den Kanal 54 zurück.
Ein wichtiger und überraschender Vorteil der Anordnung 1 ist darin zu sehen, daß die Anordnung in einwandfreier Weise auch arbeiten kann, wenn das Gehäuse 2 um 90º (nicht dargestellt) gegenüber der in den Fig. 2 und 13 gezeigten Position gedreht wird, so daß die Welle 4 von den Lagern 6, 6' in vertikaler Richtung rotierend aufgenommen wird.
In den Fig. 14 und 15 ist eine weitere in zwei Richtungen arbeitende Schmieranordnung 56 dargestellt, die ebenfalls ein Paar von entgegengesetzt gerichteten Ausdehnungskanälen 51, 51' aufweist, die Öl in Rückführleitungen 52, 52' einspeisen, welche durch normalerweise geschlossene, angelenkte Klappentürventile 57, 57' gesteuert werden. Wenn die Welle 4 im Gegenuhrzeigersinn umläuft, öffnet der Öldruck in der Leitung 52 das Ventil 57 und schließt das Ventil 57'. Öl kehrt in den Behälter 37 nur von dem und durch den Ausdehnungskanal 51 und das Ventil 57 zurück. Wenn umgekehrt die Welle 4 im Uhrzeigersinn rotiert, öffnet der Öldruck in der Leitung 52' das Ventil 57' und schließt das Ventil 57. Öl kehrt in den Behälter 37 nur aus dem und durch den Ausdehnungskanal 51' und das Ventil 57' zurück.
In Fig. 14 ist der Behälter 37 oberhalb der Bohrung 3 angeordnet, so daß Öl aus dem Behälter 37 unter Schwerkraft in den Schacht 13 fließen kann, von wo es durch das rotierende Pumpelement P abgesaugt wird.
Fig. 16 zeigt eine weitere, in zwei Richtungen arbeitende Schmieranordnung 60, die ähnlich der Anordnung 56 ist und ein Paar von Rückführleitungen 52, 52' besitzt, die durch Klappentürventile 57, 57' gesteuert werden.
Wenn die Welle 4 im Gegenuhrzeigersinn umläuft, öffnet der Öldruck in den Leitungen 52 das Ventil 57 und schließt das Ventil 57'. Auf diese Weise wird Öl in den Behälter 37 nur aus der und durch die Leitung 52 und das Ventil 57 zurückgeführt. Wenn umgekehrt die Welle 4 im Uhrzeigersinn rotiert, öffnet der Öldruck in der Leitung 52' das Ventil 57' und schließt das Ventil 57. Auf diese Weise wird Öl in den Behälter 37 nur aus der und durch die Leitung 52 und das Ventil 57 zurückgeführt. Der Ölfluß über die Lager 6, 6' erfolgt aufgrund der Saugwirkung durch Rohre 45, die zwischen dem Boden des Filters 36 und den Rückseiten der Lager 6, 6' angeordnet sind.
Weil die Welle 4 über dem Behälter 37 angeordnet ist, soll Öl in den Leitungen 52, 52' einen Pegel erreichen, der ausreicht, um die untersten Rollen 7 gerade zu bedecken, wenn die Welle 14 nicht rotiert. Beim Rotieren der Welle 4 füllt das Öl den Schacht 13 durch Saugwirkung. Im Anschluß daran erfolgt eine normale Ölzirkulation, und der Ölpegel im Behälter fällt auf einen Pegel, der in Fig. 16 dargestellt ist.
Alle vorausgehenden Ausführungsformen weisen eine horizontale Welle auf, bei der Anordnung 66 (Fig. 17) sind die Lager 6, 6' so dargestellt, daß sie eine vertikale Welle 4 aufnehmen, und der Behälter 37 ist' so angeordnet, daß die Rollen 7 des Lagers 6, jedoch nicht die Rollen 7 des Lagers 6' benetzt werden. Wenn die Welle 4 zu rotieren beginnt, wird Öl aus dem Behälter 37 in den Ausdehnungskanal 24 gesaugt, und dann kann eine Ölzirkulation an den Lagern 6 und 6' stattfinden. In jeder anderen Hinsicht arbeitet das System 66 wie die vorausgehend beschriebenen Schmieranordnungen.
In den Fig. 18 und 19 ist eine herkömmliche Betonschneidsäge 70 dargestellt. Die Diamantschneidscheibe 71 nimmt Kühlwasser (nicht dargestellt) auf entgegengesetzten Seiten innerhalb einer sehr schmutzigen und korrodierenden Umgebung auf. Ein Bund 73 befestigt die Schneidscheibe 71 auf der Welle 72, die von Lageranordnungen 56, 56' der in Fig. 14 und 15 gezeigten Art aufgenommen wird. Die Lageranordnungen 56, 56' müssen in beiden Winkelrichtungen mit sehr hohen, variablen Geschwindigkeiten rotieren. Die Schneidscheibe 71 muß auf Spitzenleistung gehalten werden, damit ein dynamischer Abgleich sichergestellt ist. Ihre Lineargeschwindigkeit darf etwa 3000 m/min nicht übersteigen, da sonst Wasser in zentrifugaler Richtung von den Flächen entfernt wird.
Eine derartige Betonschneidsäge 70 verwendet derzeit Schmierfett und erfordert eine tägliche Lagerschmierung, da andernfalls Feuchtigkeit und Verunreinigungen über Nacht eindringen und Roststellen verursachen sowie die Lager beschädigen können. Die einfachen Lippendichtungen (nicht dargestellt) der Lager müssen öffnen, damit schmutziges Schmierfett austreten kann. Dies führt dazu, daß Fremdstoffe und Wasser unvermeidbar in die Lager eingesaugt werden.
Die Schmieranordnungen nach der Erfindung ermöglichen es dem Benutzer, Wartungen der Lageranordnungen 56, 56' periodisch durchzuführen. Da doppellippige Abdichtungen 30, 31 (Fig. 14) nicht öffnen brauchen, kann kein Schmutz und keine Feuchtigkeit in die Lager gelangen, so daß diese Lager wesentlich länger halten.
Die selbstschmierenden Lageranordnungen nach der Erfindung sind einfach im Aufbau und wirtschaftlich in der Herstellung. Ein Film aus sauberem Öl wird kontinuierlich auf den Rollen 7 aufrechterhalten, Feuchtigkeit und Fremdstoffe können nicht in die Lager eindringen, Wärme wird durch das Öl laufend abgeführt, und die Reibwirkung wird zwischen den Lagerflächen auf einem Minimum gehalten, wodurch insgesamt die Lebensdauer der Lageranordnung erhöht wird.

Claims

1. Selbstschmierendes Flüssiglagersystem (1) mit mindestens einem Lager (6), das eine rotierende Welle (4) trägt, einem Gehäuse (2) mit einer Bohrung (3) zur Aufnahme der Welle und des Lagers, wobei das Lager einen inneren, mit der Welle umlaufenden Laufring (9), einen stationär in der Bohrung angeordneten äußeren Laufring (10) und Lagerelemente (7) zwischen den Laufringen besitzt, einem Paar von Stirndichtungen (30, 31) zum Abdichten der Bohrung gegen die Umgebung, wobei das Lager eine Flüssigschmiermittel-Einlaßseite und ein Flüssigschmiermittel- Auslaßseite besitzt, wobei ein Pumpelement (P) drehbar mit der Welle in der Bohrung auf der Auslaßseite des Lagers (6) befestigt ist und die Bohrung eine Innenwand (23) hat, die mindestens eine gekrümmte Kammer (24) bildet, welche den äußeren Umfang des Pumpelementes (P) mit einem vorgegebenen lichten Abstand umgibt, und wobei die Kammer (24) mindestens eine Abgabeöffnung (26) besitzt, und mit einem Rückführkanal (32), der einen Speicherbehälter (35) zwischen der Abgabeöffnung (26) und der Einlaßseite des Lagers (6) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Rückführkanal (32) innerhalb des Gehäuses ausgebildet ist und die Kammer eine Pumpkammer ist,

b) der Speicherbehälter in der Nähe des Lagers innerhalb des Gehäuses so angeordnet ist, daß Schmiermittel frei durch Schwerkraftwirkung aus dem Behälter in die Pumpkammer (24) durch die Einlaßseite des Lagers strömen kann,

c) das Pumpelement (P) periphere tangentiale Oberflächen aufweist, die entgegengesetzt zur Innenwand (23) der Pumpkammer (24) angeordnet sind und mit dieser Innenwand (23) den lichten Abstand bilden, um den Druck des zirkulierenden Schmiermittels zu erhöhen,

d) das Pumpelement (P) einen Gesamtdurchmesser entsprechend etwa dem Außendurchmesser des äußeren Laufringes (10) hat.

2. Schmiermittelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (23) ein Paar entgegengesetzter gekrümmter Pumpkammern (51, 51') bildet, das Pumpelement (P) konzentrisch auf der Welle (4) innerhalb der Pumpkammern (51, 51') befestigt ist, und das Pumpelement (P) bei seiner Drehung mit der Welle (4) Flüssigschmiermittel durch das Lager (6) hindurch und durch eine der Pumpkammern (51, 51'), je nach der Richtung der Wellendrehung, in Umlauf setzt.

3. Schmiermittelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpelement (P) mindestens zwei diametral gegenüberliegende Schaufeln (17) aufweist, wobei jedes aufeinanderfolgende Paar von Schaufeln eine Tasche (22) dazwischen für die Aufnahme von Schmiermittel festlegt.

4. Schmiermittelsystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpkammer (24) sich allmählich nach außen über einen bogenförmigen Verlauf verjüngt, und daß der Rückführkanal (32) ein Filterelement (36) zum Filtern des zirkulierenden Flüssigschmiermittels enthält.

5. Schmiermittelsystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (4) im wesentlichen um eine horizontale-oder um eine vertikale Achse drehbar angeordnet ist, und daß ein Werkzeug (71) auf der Welle befestigt ist.

6. Schmiermittelsystem nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpelement (P) konzentrisch auf der Welle (4) innerhalb der Pumpkammer (24) befestigt ist, und daß das Pumpelement (P) eine ringförmige Scheibe (43) ist.

7. Schmiermittelsystem nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rücken an Rücken angeordnete Lager (6, 6') innerhalb der Bohrung (3) vorgesehen sind, daß die Welle in den Lagern drehbar gelagert ist, und daß das Pumpelement (P) konzentrisch auf der Welle (4) zwischen den Lagern befestigt ist.

8. Schmiermittelsystem nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpkammer (24) einen Winkelbereich zwischen 90º und 180º hat.