DE19748649C2 - Device for lubricating moving components - Google Patents
Device for lubricating moving componentsInfo
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Abstract
Eine Vorrichtung zum Schmieren von bewegten Bauteilen, z. B. rotierenden Wellen mit sehr kleinen Schmiermittelmengen wie bei der Mikroschmierung, bei welcher die Schmiermittelmenge der Schmierstelle durch eine magnetostriktive Mikropumpe oder ein magnetostriktives Ventil zugeführt wird, deren Ein- und Ausschaltfunktion durch ein bezogen auf sie äußeres Magnetfeld gesteuert wird, welches durch die Bewegung des Bauteiles selbst in magnetische Wechselwirkung mit der Pumpe oder dem Ventil zu deren Betätigung gebracht wird. Die magnetostriktive Mikropumpe oder das -ventil ist dabei im Abstand zu dem bewegten Bauteil ortsfest angeordnet, wobei auf dem Bauteil ein Magnet angebracht ist, dessen Feld bei seiner Bewegung mit dem Bauteil in Wechselwirkung mit der Pumpe oder dem Ventil tritt, oder die magnetostriktive Mikropumpe oder das -ventil ist auf dem bewegten Bauteil selbst befestigt und der Magnet ist in Abstand dazu ortsfest angeordnet, wobei die Pumpe oder das Ventil bei der Bewegung des Bauteiles mit dem Feld des Magneten in Wechselwirkung tritt.A device for lubricating moving components, e.g. B. rotating shafts with very small amounts of lubricant as in micro-lubrication, in which the amount of lubricant is supplied to the lubrication point by a magnetostrictive micropump or a magnetostrictive valve, the on and off function of which is controlled by an external magnetic field, which is controlled by the movement of the Component itself is brought into magnetic interaction with the pump or the valve to actuate it. The magnetostrictive micropump or valve is arranged at a distance from the moving component, a magnet being attached to the component, the field of which, when it moves, interacts with the pump or valve, or the magnetostrictive micropump or the valve is fastened to the moving component itself and the magnet is arranged in a fixed distance therefrom, the pump or the valve interacting with the field of the magnet during the movement of the component.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmieren von bewegten Bauteilen, z. B. rotierenden Wel len mit sehr kleinen Schmiermittelmengen wie bei der Mi kroschmierung, bei welcher die Schmiermittelmenge der Schmierstelle durch eine magnetostriktive Mikropumpe oder ein magnetostriktives Ventil zugeführt wird, deren Ein- und Ausschaltfunktion durch ein bezogen auf sie äußeres Magnetfeld gesteuert wird, welches durch die Bewegung des Bauteiles selbst in magnetische Wechselwirkung mit der Pumpe oder dem Ventil zu deren Betätigung gebracht wird.The present invention relates to a device for Lubrication of moving components, e.g. B. rotating wel len with very small amounts of lubricant as with the Mi Kroschmierung, in which the amount of lubricant Lubrication point through a magnetostrictive micropump or a magnetostrictive valve is fed, whose input and switch-off function by means of an exterior related to it Magnetic field is controlled by the movement of the Component itself in magnetic interaction with the Pump or the valve is brought to their actuation.
Die Erfindung befasst sich mit der Schmierung von beweg ten Bauteilen, vorzugsweise rotierenden Wellen mit sehr geringen Schmiermittelmengen, wie sie bei der sogenannten Mikroschmierung gebraucht werden. Ein Verfahren zum Schmieren von bewegten Bauteilen mit sehr kleinen Schmiermittelmengen ist aus der DE 38 23 497 A1 bekannt, wobei die Schmiermittelmenge der Schmierstelle durch eine Mikropumpe zugeführt wird und wobei deren Ein- und Aus schaltfunktion durch ein Feld gesteuert wird, welches durch die Bewegung des Bauteiles selbst in Wechselwirkung mit der Pumpe zu deren Betätigung gebracht wird. Dabei erfolgt der Antrieb der Mikropumpe unter Ausnutzung des piezoelektrischen Effektes. Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, die anstelle eines piezoelektrischen alternativ einen magnetorestriktiven Aktor aufweisen.The invention is concerned with the lubrication of moving ten components, preferably rotating shafts with very small amounts of lubricant, as in the so-called Micro lubrication are needed. A procedure for Lubricate moving parts with very small Lubricant quantities are known from DE 38 23 497 A1, the amount of lubricant of the lubrication point by a Micropump is supplied and their on and off switching function is controlled by a field which through the movement of the component itself in interaction is brought into operation with the pump. Here the micropump is driven using the piezoelectric effect. Furthermore there are devices known instead of a piezoelectric alternative have a magnetorestrictive actuator.
Aufgabe der Erfindung ist es dabei, eine vorteilhafte Vorrichtung unter Aufteilung ihrer Elemente anzugeben, mit welcher die Schmierung nur bei Bedarf, d. h. nur wenn die Bewegung bzw. die Rotation des Bauelementes wirklich stattfindet, in Gang gesetzt wird. Zur Lösung der Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung vor, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben ist. Eine weitere, vorteilhafte Lösung der Aufgabe ist im Patentanspruch 2 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Merkmalen der Unteransprüche zu sehen.The object of the invention is an advantageous Specify the device by dividing its elements, with which the lubrication only when needed, d. H. only if the movement or rotation of the component really takes place, is started. To solve the task the present invention proposes a device as specified in claim 1. Another, advantageous solution to the problem is in claim 2 specified. Advantageous embodiments of the invention are to be seen in the features of the subclaims.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß immer nur dann, wenn die Pumpe oder das Ventil durch ge genseitige Lageveränderung in den Feldbereich des Magne ten gelangen, eine bestimmte Menge des Schmiermittels vom Reservoir an die Schmierstelle abgegeben wird und damit eine Schmierung bei Drehung z. B. einer Welle immer sicher gestellt ist. Der Permanentmagnet bietet dabei den weite ren Vorteil der leistungslosen Ansteuerung der Pumpe, was bei der Zugänglichkeit der Vorrichtung, für ihr Gewicht und für ihre Betriebssicherheit von Bedeutung ist.The particular advantage of the invention is that only when the pump or valve is ge mutual change of position in the field area of the Magne a certain amount of lubricant from Reservoir is delivered to the lubrication point and thus lubrication when rotating z. B. a wave always safe is posed. The permanent magnet offers the wide range ren advantage of the powerless control of the pump what with the accessibility of the device, for its weight and is important for your operational security.
Weitere Einzelheiten des Verfahrens werden im folgenden und anhand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert. Es zeigen dazuFurther details of the method are explained in more detail below and with reference to FIGS. 1 to 5. To show it
die Fig. 1 und 2 Permanentmagnete auf einem bewegten Teil mit ortsfester magnetortriktiver Mikropumpe, Figs. 1 and 2, permanent magnets on a moving part with stationary magnetortriktiver micropump
die Fig. 3 eine magnetostriktive Mikropumpe auf dem be wegten Teil mit ortsfesten Permanentmagnet, Fig. 3 is a magnetostrictive micropump on the wegten be part with stationary permanent magnet,
die Fig. 4 eine Vorrichtung wie 3, jedoch mit einem Wech selmagnetfeld;However, selmagnetfeld Figure 4 is a device such as with a 3 Wech.
die Fig. 5 eine Anwendung bei der Werkstückbearbeitung. FIG. 5 shows an application in the machining of the workpiece.
Die beschriebene Vorrichtung basiert auf einem Verfahren zum Schmieren von bewegten Bauteilen, z. B. von rotie renden Wellen mit sehr kleinen Schmiermittelmengen wie sie bei der sogenannten Mikroschmierung benötigt werden. Dazu wird die notwendige Schmiermittelmenge der Schmier stelle durch eine magnetorstriktive Mikropumpe oder ein magnetostriktives Ventil zugeführt, deren Ein- und Aus schaltfunktion durch ein, bezogen auf sie, äußeres Mag netfeld gesteuert wird. Dieses wird durch die Bewegung des Bauteiles selbst in magnetische Wechselwirkung mit der Pumpe oder dem Ventil zu deren Betätigung gebracht. Magnetorstriktive Mikropumpen oder -ventile besitzen ei nen magnetostriktiven Aktor, d. h. ein Element, welches sich unter dem Einfluß eines Magnetfeldes in seiner Form oder seiner Lage verändert. Diese Veränderung wird bei Pumpen zum Fördern, bei Ventilen zum Öffnen und Schließen des Ventildurchganges benutzt. Ein zu diesem Zweck geeigneter Aktor kann z. B. eine magnetoreriktive Membrane sein. Das heisst nun, daß der jeweilige Aktor immer dann angeregt wird, wenn die Pumpe oder das Ventil in das Magnetfeld bewegt wird, d. h. der Aktor wird durch das äußere Magnetfeld ferngesteuert. Typische Anwen dungsfelder für das Verfahren können z. B. kleine Turbi nenlaufwerke oder die Werkstückbearbeitung durch Drehen oder Fräsen sein. Vorteilhafterweise erfolgt die Schmie rung dabei immer nur bei Bedarf, d. h. nur dann, wenn die Bewegung oder Rotation wirklich stattfindet.The device described is based on a method for lubricating moving components, e.g. B. from rotie shaft with very small amounts of lubricant such as they are required for so-called micro-lubrication. For this, the necessary amount of lubricant becomes the lubricant set by a magnetorstrictive micropump or magnetostrictive valve supplied, their on and off switching function by a, related to them, outer mag netfeld is controlled. This is due to the movement of the component itself in magnetic interaction the pump or the valve to operate them. Magnetorstrictive micropumps or valves have egg a magnetostrictive actuator, d. H. an element which shape under the influence of a magnetic field or changed its location. This change will Pumps for conveying, with valves for opening and closing of the valve passage used. One for this purpose suitable actuator can e.g. B. a magnetorictive Membrane. That means that the respective actuator is always excited when the pump or valve is moved into the magnetic field, d. H. the actuator is through the external magnetic field is remote controlled. Typical users Fields of application for the process can, for. B. small turbi internal drives or workpiece machining by turning or milling. The Schmie is advantageously carried out tion only when necessary, d. H. only if the Movement or rotation really takes place.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen nun verschiedene Vorrichtungen in Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens. Figs. 1 to 5 show various devices now in use of the method described above.
Gemäß den Fig. 1 und 2 befinden sich Permanentmagnete 1 und 7 zur Erzeugung von Gleichfeldern auf dem bewegten Teil 2, die Pumpen oder Ventile 3 sind ortsfest instal liert. Das heißt nun, daß die magnetostriktive Mikropumpe oder das -ventil 3 im Abstand zu der Weile 2 angeordnet und auf dieser der Magnet 1, 7 angebracht ist, dessen Feld bei seiner Bewegung mit der Welle in Wechselwirkung mit der Pumpe oder dem Ventil tritt.Referring to FIGS. 1 and 2, there are permanent magnets 1 and 7 for generating direct fields on the moving part 2, the pumps or valves 3 are stationary profiled instal. This means that the magnetostrictive micropump or valve 3 is arranged at a distance from the shaft 2 and on this the magnet 1 , 7 is attached, the field of which, when it moves with the shaft, interacts with the pump or the valve.
Gemäß den Fig. 3 und 4 werden umgekehrt Magnetfelder eingesetzt, die ortsfest angeordnet sind und an denen sich die Ventile oder Pumpen 3 auf dem bewegten Teil 2 in der Bewegung bzw. Rotation vorbeibewegen. Das heißt hier, daß die magnetostriktive Mikropumpe oder das -ventil 3 auf der Welle 2 selbst befestigt und der Magnet 1,7 in Abstand dazu ortsfest angeordnet ist, wobei die Pumpe oder das Ventil bei der Bewegung der Welle mit dem Feld des Magneten in Wechselwirkung tritt.Referring to FIGS. 3 and 4, magnetic fields are used vice versa, which are arranged fixed and on which the valves or pumps 3 on the moving part 2 moving past in the movement or rotation. This means here that the magnetostrictive micropump or valve 3 is attached to the shaft 2 itself and the magnet 1 , 7 is arranged at a distance from it, the pump or the valve interacting with the field of the magnet when the shaft is moving occurs.
Die Fig. 1 zeigt einen Permanentmagneten 1 in Hufeisenform zur Erzeugung eines homogenen magnetischen Gleichfeldes, der auf einer drehbaren Welle 2 angebracht ist und der die mit Abstand von ihm ortsfest angeordnete magneto striktive Mikropumpe 3 oder ein magnetostriktives Ventil bei Drehung der Welle 2 periodisch anregt. Die Pumpe 3 fördet dann Schmiermittel aus einem Schmierstoffreservoir 6 über die Leitung 4 zur Schmierstelle 5. Dabei ist die Anordnung so gewählt, daß sich die Pumpe 2 bzw. das Ven til zwischen den Polen des Hufeisenmagnetes 1 befindet. Fig. 1 shows a permanent magnet 1 in a horseshoe shape for generating a uniform constant magnetic field which is mounted on a rotatable shaft 2 and the distance from him fixedly arranged magneto Restrictive micropump 3 or a magnetostrictive valve upon rotation of the shaft 2 stimulates periodically. The pump 3 then delivers lubricant from a lubricant reservoir 6 via the line 4 to the lubrication point 5 . The arrangement is chosen so that the pump 2 or the Ven valve is located between the poles of the horseshoe magnet 1 .
Die Fig. 2 zeigt eine modifizierte Ausführung der Fig. 1. Hier besteht der Permanentmagnet aus einem Stabmagneten 7, wobei sich die Pumpe 3 bzw. das Ventil periodisch im inhomogenen Feld des Stabmagneten 7 bewegt. Dabei können auch mehrere Magnete 7 über den Umfang der Welle 2 ver teilt sein. Die Pumpenfunktion ist dieselbe wie bei der Fig. 1. FIG. 2 shows a modified embodiment of FIG. 1. Here the permanent magnet consists of a bar magnet 7 , the pump 3 or the valve moving periodically in the inhomogeneous field of the bar magnet 7 . Several magnets 7 can also be divided over the circumference of the shaft 2 . The pump function is the same as in FIG. 1.
Die Fig. 3 zeigt einen Permanentmagneten 8, der jetzt ortsfest von der Welle 2 angeordnet ist, wogegen die Pumpe 3 oder das Ventil auf der Welle 2 als bewegtem Teil befestigt sind. Hier bewegt sich die Pumpe 3 bei Drehung der Welle 2 am Magneten 8 vorbei, die Funktion ist die gleiche wie vorstehend beschrieben. Die Fig. 4 zeigt eine Modifikation der Fig. 3, wobei der Permanentmagnet durch das magnetische Wechselfeld einer Spule 9 ersetzt ist. Fig. 3 shows a permanent magnet 8, the stationary now is disposed from the shaft 2, the pump 3 or the valve whereas on the shaft 2 are mounted as a moving part. Here the pump 3 moves past the magnet 8 when the shaft 2 rotates, the function is the same as described above. FIG. 4 shows a modification of FIG. 3, the permanent magnet being replaced by the alternating magnetic field of a coil 9 .
In der Fig. 5 ist ein Anwendungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt, die Werkstückbearbeitung beim Drehen. Ein Drehteil 10 wird mit dem Drehstahl 11 abgedreht, die Schnittstelle 12 soll durch die magnetostriktive Mikro pumpe oder ein entsprechendes Ventil 13 über die Leitung 15 aus einem Reservoir 14 bei der Bearbeitung mit Schmierstoff versorgt werden. Dazu ist der Hufeisenmagnet 16 am Spannfutter 17 des Drehteiles 10 befestigt und dreht sich mit diesem so an der Pumpe vorbei, daß das U des Magneten die Pumpe 13 periodisch umgreift und dadurch deren Aktor betätigt. In FIG. 5, an example of application of the device is shown, the workpiece machining during turning. A rotating part 10 is turned off with the turning tool 11 , the interface 12 is to be supplied by the magnetostrictive micro pump or a corresponding valve 13 via line 15 from a reservoir 14 during processing with lubricant. For this purpose, the horseshoe magnet 16 is attached to the chuck 17 of the rotating part 10 and rotates with it past the pump such that the U of the magnet periodically engages around the pump 13 and thereby actuates its actuator.
11
Permanentmagnet
Permanent magnet
22nd
Welle
wave
33rd
magnetostriktive Pumpe oder Ventil
magnetostrictive pump or valve
44th
Leitung
management
55
Schmierstelle
Lubrication point
66
Schmierstoffreservoir
Lubricant reservoir
77
Permanentmagnete
Permanent magnets
88th
Permanentmagnet
Permanent magnet
99
Magnetspule
Solenoid
1010th
Drehteil
Turned part
1111
Drehstahl
Turning tool
1212th
Schnittstelle
interface
1313
magnetostriktive Pumpe oder Ventil
magnetostrictive pump or valve
1414
Reservoir
reservoir
1515
Leitung
management
1616
Hufeisenmagnet
Horseshoe magnet
1717th
Spannfutter
Chuck
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