DE102011087378A1

DE102011087378A1 - Steuereinheit für eine Schmiermitteldosiervorrichtung

Info

Publication number: DE102011087378A1
Application number: DE102011087378A
Authority: DE
Inventors: Anton Erhardt
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2031-12-01
Also published as: DE102011087378B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit für eine Schmiermitteldosiervorrichtung zum Steuern der Befüllung und der Abgabe einer in der Schmiermitteldosiervorrichtung einstellbaren Menge von Schmiermittel. Erfindungsgemäß ist eine in einer Aufnahme verdrehbar angeordnete Steuerwelle (1) mit zumindest einer Befüllöffnung (2) zum Befüllen der Schmiermitteldosiervorrichtung und zumindest einer Abgabeöffnung (3) zur Abgabe von Schmiermittel aus der Schmiermitteldosiervorrichtung sowie an der Aufnahme zumindest eine Schmiermittelverbindung (4) vorgesehen, wobei durch Verdrehen der Steuerwelle (1) in der Aufnahme jeweils eine Befüllöffnung (2) oder eine Abgabeöffnung (3) an der Steuerwelle (1) mit einer Schmiermittelverbindung (4) an der Aufnahme zur Deckung gelangt, wobei im ersten Fall die Abgabeöffnung (3) bzw. im zweiten Fall die Befüllöffnung (2) durch Abdeckung von der Aufnahme abgedichtet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit für eine Schmiermitteldosiervorrichtung zum Steuern der Befüllung und der Abgabe einer in der Schmiermitteldosiervorrichtung einstellbaren Menge von Schmiermittel.
Hintergrund der Erfindung
Schmiermitteldosiervorrichtungen werden eingesetzt, um eine bestimmte Menge Schmiermittel, insbesondere Schmierfett, in Bauteilen, Komponenten oder Baugruppen etc. zu dosieren. Bekannte Schmiermitteldosiervorrichtungen, wie z.B. in der DE 20 02 730 A1 , weisen einen Dosierteil und einen Steuerteil auf. Das Schmiermittel gelangt mittels Pumpen über Schläuche oder Rohre in den Dosierteil. Hier wird die zu verarbeitende Menge Schmiermittel für das zu schmierende Bauteil eingestellt. Im Steuerteil wird das Schmiermittel über einen Steuerschieber und Kolben aus der Schmiermitteldosiervorrichtung zum Bauteil gepresst. Um die genaue Menge an Schmiermittel prozesssicher abgeben zu können, sind der Kolben und der Steuerschieber mit mehreren kostenintensiven Dichtungen bestückt, die notwendig sind, um einen unkontrollierten Schmiermittelaustritt aus den Anschlussbohrungen oder Schmiermittelkanälen zu vermeiden. Da der Steuerschieber in der Regel bei jedem Arbeitstakt eine lineare Bewegung vollzieht werden die Dichtungen über Querbohrungen hin und her bewegt und sind so einer großen mechanischen Belastung ausgesetzt. Der dadurch je nach Arbeitstaktung der Schmiermitteldosiervorrichtung bedingte schnelle Verschleiß der Dichtungen führt zu Undichtigkeiten, wodurch die Werkzeuge, Maschinen und die zu schmierenden Bauteile unkontrolliert mit Schmiermittel verschmiert werden. Außerdem kann nicht mehr garantiert werden, dass die Bauteile mit der genauen Schmiermittelmenge prozesssicher geschmiert werden. Um dies zu vermeiden, müssen die Dichtungen nach geringer Standzeit aus der Schmiermitteldosiervorrichtung ausgebaut und durch neue ersetzt werden. Dies gilt umso mehr für Schmiermittel mit abrasiven Elementen, wie z.B. Schmierfette mit Kupfer- oder Rußpartikeln.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, bei einer Schmiermitteldosiervorrichtung der vorgenannten Art den Verschleiß zu verringern und die Standzeiten zu erhöhen.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Schmiermitteldosiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass eine in einer Aufnahme verdrehbar angeordnete Steuerwelle vorgesehen ist. Diese weist zumindest eine Befüllöffnung zum Befüllen der Schmiermitteldosiervorrichtung und zumindest eine Abgabeöffnung zur Abgabe von Schmiermittel aus der Schmiermitteldosiervorrichtung auf. Durch einfaches Verdrehen der Steuerwelle in der Aufnahme gelangt jeweils eine Befüllöffnung oder eine Abgabeöffnung mit einer Schmiermittelverbindung an der Aufnahme zur Deckung, wodurch ein Schmiermittelfluss in die Schmiermitteldosiervorrichtung bzw. aus der Schmiermitteldosiervorrichtung herstellbar und auf diese Weise ein Befüllzustand oder ein Abgabezustand der Schmiermitteldosiervorrichtung einstellbar ist. Gleichzeitig ist die jeweils andere Öffnung der Steuerwelle, die nicht zur Deckung mit einer Schmiermittelverbindung an der Aufnahme gelangt, von der Aufnahme abgedeckt und dadurch abgedichtet. Da Außenmantel der Steuerwelle und Aufnahme hierbei jeweils eine Dichtfläche bilden, sind keine durch die Stellbewegung einem Verschleiß unterliegende Dichtungen zur Abdichtung von Befüllöffnung, Abgabeöffnung und Schmiermittelverbindung erforderlich.
In einer besonders einfach aufgebauten Steuereinheit sind am radialen Außenmantel der Steuerwelle eine Befüllöffnung und eine Abgabeöffnung in einem vorbestimmten Drehwinkelabstand zueinander angeordnet. Hierbei liegen Befüllöffnung und Abgabeöffnung mit einer Schmiermittelverbindung an der Aufnahme auf einer Umfangslinie, d.h. in Umfangsrichtung hintereinander. Dadurch ist an der Schmiermittelverbindung der Aufnahme im Bereich der Umfangslinie durch Verdrehen oder Hin- und Herdrehen der Steuerwelle entlang der Umfangslinie, je nachdem, ob die Befüllöffnung oder die Abgabeöffnung mit der Schmiermittelverbindung übereinander gelangt, der Befüll- oder der Abgabezustand an der Steuereinheit einfach einstellbar.
Um hohe Taktzeiten einerseits und eine gute Abdichtung zwischen Befüll- und Abgabeöffnung am Außenmantel der Steuerwelle und dem Innenmantel der Aufnahme zu erreichen, beträgt der Drehwinkelabstand zwischen Befüll- und Abgabeöffnung am Außenmantel der Steuerwelle vorzugsweise weniger als 90°.
Eine einfache Ausbildung von Befüllöffnung und Abgabeöffnung in der Steuerwelle wird ermöglicht, wenn die Befüllöffnung in der Steuerwelle, zumindest an ihrem Endabschnitt zum Außenmantel der Steuerwelle hin, zur Querschnittsebene der Steuerwelle geneigt verläuft.
Es ist von Vorteil, wenn die Befüllöffnung an einer axialen Stirnseite der Steuerwelle einen zentralen Schmiermitteleintritt zur Beaufschlagung mit Schmiermittel aufweist.
Vorzugsweise ist die Abgabeöffnung als einfache radiale Durchgangsbohrung an der Steuerwelle ausgebildet. Dabei kann die Befüllöffnung an einem Eingangsabschnitt ausgehend von einer Stirnseite der Steuerwelle als zentral verlaufende Axialbohrung ausgebildet werden, die geringfügig beabstandet von der radialen Durchgangsbohrung der Abgabeöffnung endet. Vorzugsweise ist dort eine Anschlussbohrung vorgesehen, an der die Befüllöffnung an ihrem Endabschnitt um den Drehwinkelabstand zur Durchgangsbohrung der Abgabeöffnung und zugleich in axiale Richtung um einen Winkel zur Axialbohrung geneigt zum Außenmantel der Steuerwelle hin ver-läuft, um dort auf einer Umfangslinie mit der Abgabeöffnung liegend auszutreten.
Bevorzugt ist die Steuerwelle an ihrem von der Befüllöffnung abgewandten axialen Endbereich an einem Mitnehmerabschnitt von einem Antrieb drehend antreibbar. Zum Antrieb der Steuerwelle kann beispielsweise ein pneumatischer Drehzylinder vorgesehen sein. Denkbar ist aber auch ein Elektromotor, insbesondere ein elektrischer Schrittmotor.
Eine einfache Antriebsverbindung zwischen Steuerwelle und Antrieb kann durch eine Welle-Nabe-Verbindung erreicht werden. Hierzu weist der Mitnehmerabschnitt eine Nabe zur Aufnahme einer vom Antrieb antreibbaren Mitnehmerwelle auf. Vorzugsweise ist an der Nabe radial außen zur Aufnahme eines formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindungselements, beispielsweise einer Passfeder oder eines Verbindungsstifts, eine radiale Öffnung vorgesehen.
Die Steuerwelle ist vorzugsweise gehärtet ausgeführt. Beispielsweise kann eine Beschichtung, insbesondere mit Titan-Nitrit (TiN 3) vorgesehen sein. Diese Beschichtung weist eine große Härte und Verschleißfestigkeit auf. Zugleich kann sie in mikrometerdünnen Schichten aufgetragen werden, wodurch eine große Genauigkeit in der Herstellung erreicht wird.
Vorzugsweise ist die die Aufnahme als ein Gehäuse mit einer Aufnahmebohrung ausgeführt ist, in die die Steuerwelle drehbar aufgenommen ist.
Eine gute Verdrehbarkeit und zugleich eine gute Abdichtung der Steuerwelle in der Aufnahmebohrung wird erreicht, wenn das Radialspiel zwischen Steuerwelle und Aufnahmebohrung zwischen ca. 2 μm und ca. 4 μm beträgt
Es ist von Vorteil, wenn das Gehäuse zwei diametral gegenüberliegende radiale Durchgangsöffnungen aufweist, die im Bereich einer Umfangslinie angeordnet sind, auf der am Außenmantel der Steuerwelle die Befüllöffnung und die Abgabeöffnung liegen. Vorzugsweise bildet dabei eine als radiale Durchgangsbohrung ausgeführte erste Durchgangsöffnung eine Schmiermittelverbindung zu der Schmiermitteldosiervorrichtung und die zweite Durchgangsöffnung einen Schmiermittelabgabeanschluss zum Anschließen von Verteilungsmitteln zur Verteilung von Schmiermittel an eine oder mehrere Schmierstellen. Auf einfache Weise ist hierdurch im Abgabezustand an einer Seite der Steuereinheit eine dosierte Menge von Schmiermittel einleitbar und an der gegenüberliegenden Seite zur Schmierung abgebbar.
Am Außenmantel des Gehäuses kann im Bereich der Schmiermittelverbindung ein Befestigungsabschnitt vorgesehen sein, an dem eine Dosiereinheit der Schmiermitteldosiervorrichtung an die Schmiermittelverbindung angeschlossen ist.
Es ist vorteilhaft, wenn das Gehäuse an einem stirnseitigen axialen Ende im Bereich der Aufnahmebohrung einen Anschlussflansch zum Anschließen einer Schmiermittelverbindung zum Beaufschlagen des Eingangsabschnitts der Befüllöffnung an der Steuerwelle mit Schmiermittel aus einem Schmiermittelreservoir aufweist.
Zum Befestigen eines Antriebsblocks zum Antrieb der Steuerwelle kann am Gehäuse an seinem antriebsseitigen axialen Ende einen Befestigungsflansch vorgesehen sein.
In Hinblick auf eine Vereinfachung von Herstellung und Montage kann zur Aufnahme der Steuerwelle in der Steuereinheit zumindest eine Hülse vorgesehen sein, die die Steuerwelle zumindest abschnittsweise umschließt, wobei die Steuerwelle in der Hülse verdrehbar ist. Bevorzugt bildet die Hülse an ihrem Innenmantel, ähnlich einer Gleitbuchse, eine Gleitfläche. Dabei ist die Steuerwelle mit der Hülse in einem oder mehreren weiteren Bauteil/en zur Aufnahme einsetzbar, die aus einfach zu verarbeitenden Werkstoffen, beispielsweise Aluminium, und ohne hohe Genauigkeitsanforderungen hergestellt werden können. Da die Hülse in großen Stückzahlen mit großer Genauigkeit einfach herstellbar und bearbeitbar, insbesondere einfach zu Härten oder zu Beschichten ist, können so die Herstellungskosten deutlich gesenkt werden. Außerdem sind Hülse und Steuerwelle einfach vormontierbar. Zudem sind Steuerwelle und Hülse zur Montage paarweise sortierbar, wobei durch Gruppensortierung die Anforderungen an die Fertigungstoleranzen reduziert und die Herstellungskosten weiter deutlich gesenkt werden können. Ferner ist die Hülse nach Montage in der Steuereinheit einfach auswechselbar.
Bevorzugt weist die Hülse zumindest eine radiale Durchgangsöffnung auf, die im Bereich einer Umfangslinie angeordnet ist, auf der am Außenmantel der Steuerwelle eine Befüllöffnung und eine Abgabeöffnung liegen. Dabei kommuniziert die Durchgangsöffnung am Außenmantel der Hülse mit der Schmiermittelverbindung an der Aufnahme.
Die Hülse kann in der Aufnahmebohrung des Gehäuses zwischen diesem und der Steuerwelle angeordnet werden. Vorzugsweise sind dabei zwei diametral gegenüberliegende Durchgangsöffnungen an der Hülse vorgesehen, wobei eine erste Durchgangsöffnung der Hülse mit der Schmiermittelverbindung am Gehäuse und eine zweite Durchgangsöffnung der Hülse mit dem Schmiermittelabgabeanschluss am Gehäuse fluchtet.
Zur Fixierung der Hülse in der Aufnahmebohrung des Gehäuses ist vorzugsweise eine quer zur Aufnahmebohrung verlaufende deren Innenwand schneidende Fixierungsbohrung im Gehäuse vorgesehen. Diese korrespondiert mit einer am Außenmantel der Hülse sich quer zur Längsachse der Hülse erstreckenden Nut. Ein in der Fixierungsbohrung angeordnetes Fixierungselement, beispielsweise ein Passstift, kann so im Bereich der Aufnahmebohrung einerseits in die Fixierungsbohrung an der Innenwand der Aufnahmebohrung und andererseits in die Nut am Außenmantel der Hülse formschlüssig eingreifen. Auf diese Weise ist die Hülse in der Aufnahmebohrung beidseitig axial gesichert und zugleich verdrehgesichert.
Vorzugsweise ist die Hülse gehärtet ausgeführt. Beispielsweise kann eine Beschichtung, insbesondere mit Titan-Nitrit (TiN) vorgesehen sein. Denkbar ist auch, die Hülse in Blech auszuführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:
1 in einer Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Steuereinheit in einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schmiermitteldosiervorrichtung angeordnet,
2 eine weitere Schnittdarstellung der Steuereinheit aus 1,
3 bis 6 Einzeldarstellungen der Steuerwelle der Steuereinheit aus 1 in verschiedenen Ansichten,
7 und 8 Einzeldarstellungen des Gehäuses der Steuereinheit aus 1 in verschiedenen Ansichten,
9 in einer Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Steuereinheit in einem zweiten Ausführungsbeispiel angeordnet,
10 bis 12 Einzeldarstellungen einer erfindungsgemäßen Hülse der Steuereinheit aus 9 in verschiedenen Ansichten,
13 bis 15 Einzeldarstellungen des Gehäuses der Steuereinheit aus 9 in verschiedenen Ansichten.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist eine erfindungsgemäße Steuereinheit für eine beispielhaft zur Dosierung von Schmierfett ausgeführte Schmiermitteldosiervorrichtung dargestellt. Die Steuereinheit weist eine Steuerwelle 1 auf, die drehbar in einer Aufnahmebohrung eines eine Aufnahme bildenden Gehäuses 6 angeordnet ist. Die Steuerwelle 1 ist an einem Mitnehmerabschnitt durch einen Antrieb 5 drehend antreibbar. Die Schmiermitteldosiervorrichtung weist eine Dosiereinheit 8 zum Einstellen einer abzuführenden Menge von Schmierfett auf. Zum Befüllen einer nicht dargestellten Dosierkammer der Dosiereinheit 8 ist in der Steuerwelle 1 eine durchgehende Befüllöffnung 2 ausgebildet. Diese ist an einem Eingangsabschnitt am vom Antrieb 5 abgewandten stirnseitigen Ende der Steuerwelle 1 mit Schmiermittel aus einem nicht dargestellten Schmiermittelreservoir beaufschlagbar ist. Hierzu ist am eingansseitigen Ende der Steuerwelle 1 stirnseitig ein Fettrohr 15 am Eingansabschnitt der Befüllöffnung 2 angeschlossen. Dieses ist am eingangsseitigen axialen Ende des Gehäuses an einem stirnseitigen Anschlussflansch befestigt. Der Anschluss ist über einen statischen Dichtring 16, hier ein O-Ring, abgedichtet. Das Fettrohr 15 bildet an seinem freien Ende einen weiteren Anschluss, an dem eine Schmiermittelverbindung zu einem nicht dargestellten Schmiermittelreservoir anschließbar ist. Aus dem Schmiermittelreservoir kann Schmierfett über das Fettrohr 15 und die Befüllöffnung 2 der Steuerwelle 1 in die Dosierkammer der Dosiereinheit 8 gefördert werden.
Der Eingangsabschnitt der Befüllöffnung 2 ist als eine zentrale Axialbohrung ausgeführt. Diese geht von einem stirnseitigen Ende der Steuerwelle 1 aus und endet geringfügig axial beabstandet von einer als radiale Durchgangsbohrung ausgeführten Abgabeöffnung 3. Eine sich am inneren Ende der Axialbohrung anschließende zweite Bohrung, bildet den Endabschnitt der Befüllöffnung 2. Dieser verläuft außerhalb der Bildebene von 1 zum radialen Außenmantel der Steuerwelle 1 hin, schräg geneigt zur Querschnittsebene der Steuerwelle 1 und tritt dann am radialen Außenmantel der Steuerwelle 1 auf einer Umfangslinie mit der Abgabeöffnung 3 liegend aus. Die Abgabeöffnung 3 dient zur Abgabe einer in der Dosiereinheit 8 einstellbaren Menge von Schmierfett.
Das Gehäuse 6 weist zwei an der Aufnahmebohrung diametral gegenüberliegende Durchgangsöffnungen auf. Eine erste Durchgangsöffnung zwischen Außenmantel des Gehäuses 6 und dem Innenmantel der Aufnahmebohrung ist als eine Durchgangsbohrung ausgeführt und bildet eine Schmiermittelverbindung 4 zur Dosiereinheit 8. Die Schmiermittelverbindung 4 steht am Außenmantel des Gehäuses 6 mit der Dosierkammer der Dosiereinheit 8 in unmittelbarer Verbindung. Der Schmiermittelverbindung 4 diametral gegenüberliegend ist eine zweite Durchgangsöffnung am Gehäuse 6 ausgeführt, die einen Schmiermittelabgabeanschluss 7 bildet, an dem Werkzeuge zur Verteilung des Schmierfetts an eine oder mehre Schmierstellen, beispielsweise an ein Wälzlager, am Gehäuse 6 anschließbar sind.
In 1 ist die Steuereinheit im Abgabezustand dargestellt, bei dem die Abgabeöffnung 3 am Außenmantel der Steuerwelle 1 mit der Schmiermittelverbindung 4 am Innenmantel der Aufnahmebohrung und mit dem Schmiermittelabgabeanschluss 7 des Gehäuses 6 jeweils fluchtend zur Deckung gebracht und auf diese Weise ein Schmiermittelfluss ermöglicht wird. Im Abgabezustand kann so die in der Dosiereinheit 8 eingestellte Schmierfettmenge aus der Dosierkammer über die Schmiermittelverbindung 4 in die Abgabeöffnung 3 der Steuerwelle 1 und von dort in den Schmiermittelabgabeanschluss 7 am Gehäuse 6 gepresst werden.
Am von der Befüllöffnung 2 abgewandten axialen Ende der Steuerwelle 1 ist der Antrieb 5 der Steuerwelle 1, hier als ein pneumatischer Drehzylinder ausgeführt, über eine Mitnehmerwelle 17 und eine Welle-Nabe-Verbindung mit dem Mitnehmerabschnitt der Steuerwelle 1 verbunden. Hierzu weist der Mitnehmerabschnitt eine Nabe auf, in die die Mitnehmerwelle 17 am Ende der Steuerwelle 1 eingreift. Über ein formschlüssiges Verbindungselement 18, hier eine Passfeder, die in eine Passfedernut an der Nabe eingreift, ist die Mitnehmerwelle 17 mit der Steuerwelle 1 drehfest verbunden. Über den Antrieb 5 ist die Steuerwelle 1 in der Aufnahmebohrung des Gehäuses 6 in beide Richtungen hin- und herverdrehbar. Der Innenmantel der Aufnahmebohrung bildet eine Gleitfläche, an der die Steuerwelle 1 in der Aufnahmebohrung leicht verdrehbar ist. Zur Befestigung des Antriebsblocks bildet das Gehäuse 6 an seinem antriebsseitigen Ende einen Befestigungsflansch. Am Ende der Aufnahmebohrung ist ein statischer Dichtring 20, hier ein O-Ring, angeordnet, der den Anschluss der Mitnehmerwelle 17 zwischen Antriebsblock, Aufnahmebohrung und Steuerwelle 1 abdichtet.
Die Aufnahmebohrung im Gehäuse 6 kann beispielsweise durch Koordinatenschleifen mit großer Genauigkeit ausgeführt werden.
2 zeigt die Schmiermitteldosiervorrichtung mit der Steuereinheit in einem Querschnitt entlang der Linie C-C aus 1. Am Außenmantel der Steuerwelle 1 sind Befüllöffnung 2 und Abgabeöffnung 3 auf einer Umfangslinie mit einem Drehwinkelabstand α beabstandet zueinander angeordnet. In der dargestellten Abgabeposition der Steuereinheit fluchtet die Abgabeöffnung 3 am Außenmantel der Steuerwelle 1 mit der Schmiermittelverbindung 4 am Gehäuse 6 und mit dem Schmiermittelabgabeanschluss 7 des Gehäuses 6. Gleichzeitig ist die zur Abgabeöffnung 3 um den Drehwinkelabstand α am Außenmantel der Steuerwelle 1 versetzt angeordnete Befüllöffnung 2 durch Abdeckung vom Innenmantel der Aufnahmebohrung am Gehäuse 6 abgedichtet. Außenmantel der Steuerwelle 1 und Innenmantel der Aufnahmebohrung des Gehäuses 6 bilden dabei eine Dichtfläche. In Befüll- und Abgabeposition sind so Befüllöffnung 2 und Abgabeöffnung 3 am Außenmantel der Steuerwelle sowie Schmiermittelverbindung 4 an der Aufnahmebohrung ohne den Einsatz von Dichtungen verschleißfrei abdichtbar. Der Drehwinkelabstand α entspricht am Innenmantel der Aufnahmebohrung und am Außenmantel der Steuerwelle 1 einer zwischen Befüllöffnung 2 und Abgabeöffnung 3 liegenden Dichtfläche. Der Drehwinkelabstand α bestimmt somit zum einen die Größe der wirksamen Dichtfläche zwischen Befüllöffnung 2 und Abgabeöffnung 3 am Außenmantel der Steuerwelle 1 sowie Innenmantel der Aufnahmebohrung am Gehäuse 6 und zum anderen die Taktzeit zum Hin- und Herschalten zwischen Befüll- und Abgabeposition der Steuerwelle 1. Der im Ausführungsbeispiel gewählte Drehwinkelabstand α von ca. 45° stellt ein Optimum hinsichtlich Abdichtung und Arbeitstaktung dar. So kann im Ausführungsbeispiel eine Arbeitstaktung von ca. 100 Hub/Minute bei verschleißfreier Abdichtung mit einer Standzeit von mehreren Millionen Befettungsvorgängen erreicht werden.
Zum Umschalten aus der dargestellten Abgabeposition in die Befüllposition wird die Steuerwelle 1 um den Drehwinkelabstand α, hier ca. 45°, entgegen dem Uhrzeigersinn in der Aufnahmebohrung verdreht. Dadurch kommt die Befüllöffnung 2 am Außenmantel der Steuerwelle 1 zur Deckung mit der Schmiermittelverbindung 4 in der Aufnahmebohrung des Gehäuses 6. Zugleich wird dabei die Abgabeöffnung 3 durch Abdeckung vom Innenmantel der Aufnahmebohrung abgedichtet. Somit kann Schmiermittel, hier Schmierfett, aus dem Fettrohr 15 über den Eingangsabschnitt der Befüllöffnung 2 und deren Austritt am Außenmantel der Steuerwelle 1 in die Schmiermittelverbindung 4 am Gehäuse 6 und in die mit dieser in unmittelbarer Schmiermittelverbindung stehende Dosierkammer der Dosiereinheit 8 geleitet werden. Durch ein Verdrehen der Steuerwelle 1 im Uhrzeigersinn in der Aufnahmebohrung um ca. 45° gelangt die Abgabeöffnung 3 wieder in Deckung mit der Schmiermittelverbindung 4, wodurch wieder die Abgabeposition erreicht wird, in der die während des Befüllvorgangs über Befüllöffnung 2 und Schmiermittelverbindung 4 in die Dosierkammer geleitete Schmierfettmenge über die Abgabeöffnung 3 der Steuerwelle 1 in den Schmiermittelabgabeanschluss 7 der zweiten Durchgangsöffnung gepresst werden kann. Auf diese Weise ist der Befüll- oder der Abgabezustand der Schmiermitteldosiervorrichtung durch einfaches Hin- und Herverdrehen der Steuerwelle 1 wechselweise einstellbar, je nachdem, ob am Außenmantel der Steuerwelle 1 die Befüllöffnung 2 oder die Abgabeöffnung 3 mit der Schmiermittelverbindung 4 in der Aufnahmebohrung des Gehäuses 6 zu Deckung kommt.
Das Radialspiel ∆r zwischen Steuerwelle 1 und Aufnahmebohrung ist im Ausführungsbeispiel auf ca. 2 µm eingestellt. Dieser Wert stellt in Hinblick auf die Verdrehbarkeit der Steuerwelle 1 in der Aufnahmebohrung einerseits und der Abdichtung zwischen dieser und der Steuerwelle 1 andererseits ein Optimum dar.
3 zeigt die Steuerwelle 1 in einem Querschnitt im Bereich der Abgabeöffnung 3 aus antriebsseitiger Ansicht. Die als radiale Durchgangsbohrung ausgeführte Abgabeöffnung 3 verläuft in der Querschnittsebene, während von der schräg geneigt zur Querschnittsebene verlaufenden Befüllungsöffnung 2 nur der Austritt am Außenmantel der Steuerwelle 1 sichtbar ist. Befüllöffnung 2 und Abgabeöffnung 3 sind am radialen Außenmantel der Steuerwelle 1 mit einem Drehwinkelabstand α, hier ca. 45°, zueinander angeordnet.
In dem in 4 dargestellten Längsschnitt entlang der Linie A-A aus 3 ist der Verlauf der Befüllöffnung 2 in der Steuerwelle 1 sichtbar gemacht. Am Ende der zentralen Axialbohrung des Eingangsabschnitts der Befüllöffnung 2 schließt sich der als Anschlussbohrung ausgeführte Endabschnitt der Befüllöffnung 2 an, der zum Austritt am Außenmantel der Steuerwelle 1 führt. Die Anschlussbohrung der Befüllöffnung 2 verläuft in axiale Richtung um den Winkel β, hier beispielhaft ca. 50°, zur Axialbohrung bzw. der Längsachse der Steuerwelle 1 geneigt, die der Drehachse der Steuerwelle 1 entspricht. Dabei ist die Anschlussbohrung um den Drehwinkelabstand α, hier ca. 45°, zur Durchgangsbohrung der Abgabeöffnung 3 geneigt, so dass Befüllöffnung 2 und Abgabeöffnung 3 am Außenmantel der Steuerwelle 1 auf einer Umfangslinie liegen.
In der Axialbohrung des Eingangsabschnitts der Befüllöffnung 2 ist ausgehend von der Stirnseite ein Gewindeabschnitt 21 ausgebildet, an dem ein Gewindestift als Montagehilfe zur Montage der Steuerwelle 1 eingeschraubt werden kann. Am antriebsseitigen Mitnehmerabschnitt ist ausgehend vom Ende der Steuerwelle 1 die Nabe zur Aufnahme der Mitnehmerwelle ausgebildet.
5 zeigt am Außenmantel der Steuerwelle 1 die Abgabeöffnung 3 und die Befüllöffnung 2 auf einer Umfangslinie 22 angeordnet. Dabei ist der nicht sichtbare Teil des Endabschnitts der Befüllöffnung 2 durch eine Stich-Punkt- Linie angedeutet.
In 6 ist die Steuerwelle 1 gegenüber der Ansicht in 4 um 180° gedreht dargestellt. Am antriebsseitigen Mitnehmerabschnitt der Steuerwelle 1 ist im Bereich der Nabe die durchgehende Passfedernut ausgebildet, die am Außenmantel der Steuerwelle 1 mit der Abgabeöffnung 3 axial fluchtet.
7 zeigt in einer perspektivischen Einzelansicht den die Aufnahme bildenden Gehäuse 6 mit der Aufnahmebohrung zur Aufnahme der Steuerwelle 1. Das Gehäuse 6 bildet an einem an seiner der Dosiereinheit 8 zugewandten Längsseite vorgesehenen Befestigungsabschnitt eine annähernd quadratische Anschlussplatte, in deren Zentrum die als Durchgangsbohrung ausgeführte Schmiermittelverbindung 4 liegt. An der Anschlussplatte kann die Dosiereinheit 8 mit der Dosierkammer unmittelbar an der Schmiermittelverbindung 4 angeschlossen werden. Hierzu sind Befestigungsöffnungen, beispielsweise für Schraubverbindungen, an der Anschlussplatte vorgesehen. An seinem eingangsseitigen axialen Ende ist am Gehäuse 6 der Anschlussflansch 9 zum Anschluss des Fettrohres 15 am Eingangsabschnitt der Befüllöffnung 2 vorgesehen. Zur Befestigung des Fettrohres 15 sind im Bereich der Aufnahmebohrung vier Befestigungsöffnungen vorgesehen. An seinem antriebsseitigen axialen Ende bildet das Gehäuse 6 den Befestigungsflansch 19 zum Anschluss des Antriebsblocks.
In 8 ist eine antriebsseitige Ansicht des Gehäuses dargestellt. Im Bereich des Befestigungsflansches 19 ist an jeder Seite des Gehäuses eine Befestigungsöffnung zum Anschluss des Antriebsblocks ausgebildet. Am Mitnehmerabschnitt der Steuerwelle 1 ist die Nabe zur Aufnahme der Mitnehmerwelle 17 koaxial zur Aufnahmebohrung des Gehäuses 6 angeordnet. Der Gehäuse 6 weist im Bereich der Aufnahmebohrung die Querschnittsform eines gleichschenkligen Trapezes auf, dessen parallelen Grundseiten einerseits der Dosiereinheit 8 und andererseits der Schmiermittelabgabeseite zugewandt sind. Die Schenkel der Trapezform, hier beispielhaft beidseitig mit ca. 30°, abgewinkelt, laufen zur Schmiermittelabgabeseite hin aufeinander zu. Auf diese Weise ist der Bauraum der Schmiermitteldosiervorrichtung zur Schmiermittelabgabeseite hin minimiert.
9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Hülse 10 in der Aufnahmebohrung des Gehäuses 6 zwischen diesem und der Steuerwelle 1 fixiert angeordnet ist und diese umschließt. In der Hülse 10 ist die Steuerwelle 1 wie in einer Gleitbuchse verdrehbar angeordnet. Die Hülse 10 weist zwei diametral gegenüberliegende als Durchgangsbohrungen ausgeführte radiale Durchgangsöffnungen 11, 12 auf. Eine erste Durchgangsöffnung 11 fluchtet mit der Durchgangsbohrung der Schmiermittelverbindung 4 am Gehäuse 6 und eine zweite Durchgangsöffnung 12 mit dem Schmiermittelabgabeanschluss 7. In dieser Position ist die Hülse 10 in der Aufnahmebohrung des Gehäuses 6 formschlüssig beidseitig axial gesichert und zugleich verdrehgesichert. In 9 ist die Steuereinheit im Befüllzustand dargestellt. Die Befüllungsöffnung 2 ist dabei am Außenmantel der Steuerwelle 1 mit der ersten Durchgangsöffnung 11 am Innenmantel der Hülse 10 fluchtend zur Deckung gebracht und steht über die Schmiermittelverbindung 4 am Außenmantel des Gehäuses 6 mit der in 9 nicht dargestellten Dosierkammer der Dosiereinheit 8 in Strömungsverbindung. Im Befüllzustand der Steuereinheit ist am Außenmantel der Steuerwelle 1 die Abgabeöffnung 3 durch Abdeckung vom Innenmantel der Hülse 10 abgedichtet.
Zum Umschalten aus der Befüllposition in die Abgabeposition der Steuereinheit wird die Steuerwelle 1 am Mitnehmerabschnitt durch die nicht dargestellte Mitnehmerwelle um den Drehwinkelabstand α, hier ca. 45°, mit dem Uhrzeigersinn in der Hülse 10 verdreht. Dadurch kommt die Abgabeöffnung 3 am Außenmantel der Steuerwelle 1 zur Deckung mit den Durchgangsöffnungen 11, 12 gebracht. Zugleich wird die Befüllöffnung 2 durch Abdeckung vom Innenmantel der Hülse 10 abgedichtet.
Die Draufsicht der Hülse 10 in 10 zeigt eine Nut 14 am Außenmantel der Hülse 10, die zwischen eingangsseitigem Ende und den Durchgangsöffnungen 11, 12 quer zur Längsachse verläuft. In die Nut 14 kann ein nicht dargestellter Passstift zur Fixierung der Hülse 10 in der Aufnahmebohrung am Gehäuse 6 formschlüssig eingreifen.
Im Längsschnitt der Hülse 10 in 11 und im Querschnitt der Hülse 10 in 12 ist der Verlauf der verdeckten Nut 14 durch eine Strich-Punkt-Linie angedeutet. Die Nut 14 verläuft parallel zu den radialen Durchgangsöffnungen 11, 12.
13 zeigt eine Draufsicht am Befestigungsabschnitt des Gehäuses 6 mit der Anschlussplatte für die nicht dargestellte Dosiereinheit 8. Zwischen der zentralen Schmiermittelverbindung 4 und dem eingangsseitigen Anschlussflansch 9 ist eine Fixierungsbohrung 13 zur Aufnahme des nicht dargestellten Passstiftes ausgeführt. Dabei tangiert die Mittellinie der Fixierungsbohrung 13 die Innenwand der durch gestrichelte Linien angedeutete verdeckt im Gehäuse 6 verlaufenden Aufnahmebohrung.
Im Längsschnitt des Gehäuses 6 in 14 schneidet die Fixierungsbohrung 13 den Innenmantel der Aufnahmebohrung. In diesem Bereich greift der in der Fixierungsbohrung 13 montierte Passstift einerseits in die Innenwand der Aufnahmebohrung und andererseits in die Nut 14 am Außenmantel der Hülse 10 formschlüssig ein. Dadurch ist die Hülse 10 in der Aufnahmebohrung des Gehäuses 6 beidseitig axial gesichert und zugleich verdrehgesichert. In 14 und in der eingangsseitigen Ansicht am Anschlussflansch 9 des Gehäuses 6 in 15 ist der Verlauf der verdeckten Fixierungsbohrung 13 durch deren Mittellinie angedeutet. Die Fixierungsbohrung 13 verläuft quer zur Aufnahmebohrung sowie parallel zur Schmiermittelverbindung 4 und zum Schmiermittelabgabeanschluss 7.
Bezugszeichenliste

1: Steuerwelle
2: Befüllöffnung
3: Abgabeöffnung
4: Schmiermittelverbindung
5: Antrieb
6: Gehäuse
7: Schmiermittelabgabeanschluss
8: Dosiereinheit
9: Anschlussflansch
10: Hülse
11: Durchgangsöffnung
12: Durchgangsöffnung
13: Fixierungsbohrung
14: Nut
15: Fettrohr
16: Dichtring
17: Mitnehmerwelle
18: Verbindungselement
19: Befestigungsflansch
20: Dichtring
21: Gewindeabschnitt
22: Umfangslinie
α: Drehwinkelabstand
β: Winkel
∆r: Radialspiel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2002730 A1 [0002]

Claims

Steuereinheit für eine Schmiermitteldosiervorrichtung zum Steuern der Befüllung und der Abgabe einer in der Schmiermitteldosiervorrichtung einstellbaren Menge von Schmiermittel, dadurch gekennzeichnet, dass eine in einer Aufnahme verdrehbar angeordnete Steuerwelle (1) mit zumindest einer Befüllöffnung (2) zum Befüllen der Schmiermitteldosiervorrichtung und zumindest einer Abgabeöffnung (3) zur Abgabe von Schmiermittel aus der Schmiermitteldosiervorrichtung sowie an der Aufnahme zumindest eine Schmiermittelverbindung (4) vorgesehen ist, wobei durch Verdrehen der Steuerwelle (1) in der Aufnahme jeweils eine Befüllöffnung (2) oder eine Abgabeöffnung (3) an der Steuerwelle (1) mit einer Schmiermittelverbindung (4) an der Aufnahme zur Deckung gelangt, wobei im ersten Fall die Abgabeöffnung (3) bzw. im zweiten Fall die Befüllöffnung (2) durch Abdeckung von der Aufnahme abgedichtet ist.
Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am radialen Außenmantel der Steuerwelle (1) eine Befüllöffnung (2) und eine Abgabeöffnung (3) in einem vorbestimmten Drehwinkelabstand (α) zueinander auf einer Umfangslinie mit einer Schmiermittelverbindung (4) an der Aufnahme angeordnet sind.
Steuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllöffnung (2) in der Steuerwelle (1), zumindest an ihrem sich zum Außenmantel der Steuerwelle (1) hin erstreckenden Endabschnitt, zur Querschnittsebene der Steuerwelle (1) geneigt verläuft.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllöffnung (2) an einer axialen Stirnseite der Steuerwelle (1) einen zentralen Schmiermitteleintritt zur Beaufschlagung mit Schmiermittel aufweist.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabeöffnung (3) als radiale Durchgangsbohrung an der Steuerwelle (1) ausgeführt ist.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllöffnung (2) an einem Eingangsabschnitt ausgehend von einer Stirnseite der Steuerwelle (1) als zentrale Axialbohrung ausgeführt ist, die geringfügig beabstandet von der radialen Durchgangsbohrung der Abgabeöffnung (3) endet und an einer Anschlussbohrung um den Drehwinkelabstand (α) zur Durchgangsbohrung der Abgabeöffnung (3) und zugleich in axiale Richtung um einen Winkel (β) zur Axialbohrung geneigt zum Außenmantel der Steuerwelle (1) hin verläuft und dort auf einer Umfangslinie mit der Abgabeöffnung (3) liegend austritt.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerwelle (1) an ihrem von der Befüllöffnung (2) abgewandten axialen Endbereich an einem Mitnehmerabschnitt von einem Antrieb (5) drehend antreibbar ist.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerwelle (1) mit einer Beschichtung aus Titan-Nitrit ausgeführt ist.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme als ein Gehäuse (6) mit einer Aufnahmebohrung ausgeführt ist, in die die Steuerwelle (1) drehbar aufgenommen ist.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Radialspiel (∆r) zwischen Steuerwelle (1) und Aufnahme zwischen ca. 2 μm und ca. 4 μm beträgt.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) zwei an der Aufnahmebohrung diametral gegenüberliegende Durchgangsöffnungen aufweist, die im Bereich einer Umfangslinie angeordnet sind, auf der am Außenmantel der Steuerwelle (1) die Befüllöffnung (2) und die Abgabeöffnung (3) liegen, wobei eine als radiale Durchgangsbohrung ausgeführte erste Durchgangsöffnung eine Schmiermittelverbindung (4) am Gehäuse (6) zur Schmiermitteldosiervorrichtung und die zweite Durchgangsöffnung einen Schmiermittelabgabeanschluss (7) am Gehäuse (6) zum Anschließen von Verteilungsmitteln zur Verteilung von Schmiermittel an eine oder mehrere Schmierstellen bildet.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenmantel des Gehäuses (6) im Bereich der Schmiermittelverbindung (4) ein Befestigungsabschnitt vorgesehen ist, an dem eine Dosiereinheit (8) der Schmiermitteldosiervorrichtung an die Schmiermittelverbindung (4) angeschlossen ist.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse an einem stirnseitigen axialen Ende im Bereich der Aufnahmebohrung ein Anschlussflansch (9) zum Anschließen einer Schmiermittelverbindung zum Beaufschlagen des Eingangsabschnitts der Befüllöffnung (2) an der Steuerwelle (1) mit Schmiermittel aus einem Schmiermittelreservoir vorgesehen ist.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der Steuerwelle (1) zumindest eine Hülse (10) vorgesehen ist, die die Steuerwelle (1) zumindest abschnittsweise umschließt, wobei die Steuerwelle (1) in der Hülse (10) verdrehbar ist.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) zumindest eine radiale Durchgangsöffnung (11, 12) aufweist, die im Bereich einer Umfangslinie, auf der am Außenmantel der Steuerwelle (1) die Befüllöffnung (2) und die Abgabeöffnung (3) liegen, angeordnet ist und die Durchgangsöffnung (11) am Außenmantel der Hülse (10) mit der Schmiermittelverbindung (4) an der Aufnahme kommuniziert.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) in der Aufnahmebohrung des Gehäuses (6) zwischen diesem und der Steuerwelle (1) fixiert angeordnet ist und zwei diametral gegenüberliegende radiale Durchgangsöffnungen (11, 12) aufweist, wobei eine erste Durchgangsöffnung (11) mit der Schmiermittelverbindung (4) am Gehäuse (6) und eine zweite Durchgangsöffnung (12) mit dem Schmiermittelabgabeanschluss (7) am Gehäuse (6) fluchtet.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung der Hülse (10) in der Aufnahmebohrung eine quer zu dieser verlaufende die Innenwand der Aufnahmebohrung schneidende Fixierungsbohrung (13) im Gehäuse (6) vorgesehen ist, die mit einer am Außenmantel der Hülse (10) sich quer zu deren Längsachse erstreckenden Nut (14) korrespondiert, wobei ein in der Fixierungsbohrung (13) angeordnetes Fixierungselement im Bereich der Aufnahmebohrung einerseits in die Fixierungsbohrung (13) an der Innenwand der Aufnahmebohrung und andererseits in die Nut (14) am Außenmantel der Hülse (10) formschlüssig eingreift.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) mit einer Beschichtung aus Titan-Nitrit ausgeführt ist.