DE2608441C3 - Zusatzschmierung für einen Arbeitszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zusatzschmierung für einen Arbeitszylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Zusatzschmierung ist in der DE-PS 8 25 048 beschrieben. Bei dieser ist die Kolbenstange in einem aus mit Öl und Graphit getränktem Filz gefertigten Ring geführt, und über diesen Ring steht die Ausgleichskammer des Arbeitszylinders mit der Umgebungsluft in Verbindung. Die zwischen der Ausgleichskammer und der Umgebung ausgetauschte Luft durchströmt jedoch das Volumen des selbstschmierenden Dichtringes nur ungenügend, da

ίο dessen Unterseite vollständig durch eine Ringscheibe abgedeckt ist und dessen obere Seite weitestgehend durch eine Kappe abgedeckt ist, welche zugleich zum Positionieren des selbs!schmierenden Dichtringes dient. Die Zusatzschmierung der Kolbenstange beruht daher

ti im wesentlichen auf der Mitnahme von Schmiermitte! durch die Kolbenstange.

Es ist auch bereits bekannt, bewegte Teile dadurch zu schmieren, daß man in einem gasförmigen Trägermedium suspendierte Schmiermitteltröpfchen auf den zu schmierenden Flächen niederschlägt.

^o zeigt die DE-PS 4 92 120 eine Vorrichtung zum Vernebeln von Schmiermittel in Druckluft, mit welcher Preßluftwerkzeuge betrieben werden sollen. Diese Vorrichtung weist einen mit Schmiermittel getränkten hohlzylindrischen Einsatz auf, durch welchen die Druckluft im wesentlichen radial hindurchströmt und dabei kleine Schmiermittelmengen aufnimmt. In der DE-AS 22 18 293 ist eine Ölnebelschmierung offenbart, bei welcher im offenen Kreislauf dauernd Druckluft zugeführt wird, in welcher das Öl zerstäubt wird, die in der Druckluft suspendierten Öltröpfchen verschiedenen Schmierstellen zugeführt werden und die im wesentlichen schmiermittelfreie entspannte Luft an die Umgebung abgeben wird. Insbesondere ist dort das Probier einer möglichst effektiven Abscheidung der Öltröpf chen aus dem Nebel an den Schmierstellen angesprochen, wozu gan/ speziell ausgebildete Verdichterdüsen mit einer fließfähigen Schüttung aus kleinen Durchmesser aufweisenden Kunststoff kugeln vorgeschlagen werden.

Bei den hier in Rede stehenden Arbeitszylindern ist es auch schon bekannt (US-PS 32 04 536), unmittelbar um den Kolben herum ölgetränkte .Schmierringe anzuordnen, und so f'ne Dauerschmierung des Kolbens sicherzustellen.

Die eingangs beschriebene Zusat/schmierung nach der DE-PS 8 25 048 hat den Nachteil, daß aus dem Volumen des schniermittelgetränkten Einsatzkörper nur verhältnismäßig wenig Schmiermittel von der Luft mitgenommen wird. Die bekannten Nebelschmierungen, wie sie in der DE-PS 4 92 120 und der DE-AS 22 18 293 beschrieben sind, haben den Nachteil, daß stets neue Mengen gasformigen Trägermediums zugeführt werden müssen. Diese Art der Schmierung kann also nicht dann verwendet werden, wenn der Arbeitszylinder mit einem geschlossenen Gasvolumen in Verbindung steht, wie dies /. B. bei einer Gasfeder der Fall ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zusatzschmierung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiterzubilden, daß eine bessere Schmiermil· telmitnahme aus dem schmiermiltelgetränkten Einsätzkörper erhalten wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Zusatzschmierung gemäß Anspruch 1,

Bei der erfindungsgemäßen Zusatzschmierung ist die Aüsgleichskarrimer zusätzlich mit einem Eirtlaßfück' schlagventil Und einem Auslaßrückschlagventil verse^ hen und dient somit zugleich als Hilfspumpe zum

Erzeugen eines Luftstromes durch die Ausgleichskammer und an der Kolbenstange vorbei. Dieser Luftstrom nimmt im schmiermittelgetränkten Einsatzkörper geringfügige Schmiermittelmengen mit, die infolge der räumlichen Trennung von Einlaßkanal und Auslaßkanal 5 bevorzugt auf der Kolbenstange und in geringerem Ausmaße auf der Zylindeiinnenwand niedergeschlagen werden.

Man erhält so in der Praxis eine erhebliche Verlängerung der Wartungsintervalle des Arbeitszylinders mit nur geringfügig erhöhtem apparativem Aufwand. Im praktischen Einsatz wurde eine Verlängerung der Standzeit der Gleitdichtpackung für die Kolbenstange um einen Faktor 3 an großen Stückzahlen erfindungsgemäßer Arbeitszylinder beobachtet, welche als Gasfeder-Dämpfer an Stanzpressen mit 100 oder mehr Hüben pro Minute angebracht waren.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird ein besonders gutes Schmieren der Kolbenstangenoberfläche erhalten, da die Luft aus der Ausgleichskammer längs der Kolbenstangenoberfläche abströmt.

Bei einer Zusatzschmierung gemäß Anspruch 3 erfolgt eine sehr starke Drosselung des abströmenden Schmiermittelnebels. Damit wird die Schmiermittelabscheidung auf der Kolbenstange einerseits durch die Verlangsamung der Strömung und die hierdurch erhöhte Kontaktzeit verbessert, andererseits wird auch die Abscheidung des Schmiermittels durch die an der Drosselstelle noch erfolgende Verwirbelung erhöht.

Bei einer Zusatzschmierung gemäß Anspruch 4 kann ein verhältnismäßig großer Einsatzkörper ohne Erhöhung der Abmessungen des Arbeitszylinders vorgesehen werden. In demjenigen Teil des Kühlrippen aufweisenden Endstückes, in welchem der den Einsatzkörper aufnehmende Ringraum vorgesehen ist ist /war die Wänne'eitung nach außen etwas verschlechtert, ein Ausgleich hierfür erfolgt aber dadurch, daß dieser Teil des Endstückes zugleich durch die Konvektion der durch die Ausgleichskammer geförderten Luft gekühlt wird.

Bei einer Zusatzschmierung nach Anspruch 5 hat die angesaugte Luft ausreichend Zei» im Einsatzkörper Schmiermittel mitzunehmen. Darüber hinaus ist sichergestellt, daß der Einsatzkörper selbst stoßartige Druckbelastungen nicht zur Gänze selbst aufnehmen muß. da ihm eine weitere Drosselstelle nachgeschaltet ist.

Bei einer Zusatzschmierung gemäß Anspruch 7 ist ein noch zufriedenstellendes Arbeiten auch dann sichergestellt, wenn der Einsatzkörper durch von der angesaugten Luft mitgeschleppte Verunreinigungen verstopft sein sollte.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 wird erreicht, daß unter normalen Arbeitsbedingungen der Bruchteil der Luft klein ist, der nicht mit Schmiermittel angereichert ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels üriter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Gasfeder, welche einen dauergeschmierten Kolben und eine Zusatzschmierung iuifwein, geschnitten längs der Linie M von Fig.2s

F i g. 2 eine Aufsicht auf die in F i g. 1 wiedergegebene Gasfeder;

F i g. 3 einen transversalen Schnitt durch die in F i g. 1 gezeigte Gasfeder längs der dortigen Schnittlinie 3-3;

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einer Ventilscheibe der Zusatzschmierung;

Fig.5 einen axialen Schnitt durch einen Teil des oberen Endes der Gasfeder, welcher die Zusatzschmierung enthält in vergrößertem Maßstabe;

F i g. 6 einen Schnitt durch den oberen Teil der Gasfeder längs der Linie 6-fi von F i g. 2;

F i g. 7 eine Aufsicht auf die Unterseite einer mit Kühlrippen versehenen Zylinderkappe der Gasfeder nach Fig. 1, wobei einige Teile weggebrochen sind; und

F i g. 8 einen transversalen Schnitt durch die Gasfeder nach F i g. 1 längs der dortigen Linie 8-8.

F i g. 1 zeigt eine Gasfeder in Form eines Arbeitszylinders, welcher mit einem Druckgasspeicher zusammenarbeitet Die Gasfeder 10 ist zwischen einem vertikal beweglichen Formwerkzeug und einem feststehenden Träger 14, welcher die Form einer Lochplatte hat angeordnet. Die Gasfeder 10 \u\ einen Zylinder 16. der etwa durch axiai auf Abstand gehauene Gummiringe 18 in einer zylindrischen Außenhülse 20 befestigt ist. Mit der Außenhülse 20 ist der Zylinder 16 durch einen Gewindeklemmring 22 verbunden, der eine Metallscheibe 24 :.ach unten auf den oberen Gummiring 18 drückt. Die beiden Gummiringe 18 sind durch einen Flansch 26 des Zylinders 16 voneinander getrennt, wobei der untere Gummiring 18 auf einer radial nach innen verlaufenden Schulter 28 der Außenhülse 20 sitzt Die Außenhülse 20 ist bei 30 mit einer Bohrung 32 in der Lochplatte 14 verschraubt Ein Kanal 34 verbindet die die Bohrung 32 und somit das untere, geöffnete Ende 36 des Zylinders 16 mit einem Speicher 38, der ein Gas (etwa Stickstoff) unter einem vorgegebenen, hohen Druck erhält. Aufgrund der Anordnung des Zylinders 16 in der Außenhülse 20 kann der Zylinder bezüglich der vertikalen Hauptachse der Hülse 20 geringfügig verkippen, falls die Bewegungsrichtung des Formwerkzeugs 12 gegenüber der zentralen Achse des Zylinders J 6 geringfügig geneigt ist.

Im Zylinder 16 befindet sich ein Kolben 40. mit dem eine Kolbenstange 42 fest verbunden ist Die Kolbenstange 42 erstreckt sicii nach oben rturch eine Zylinderkappe 44. Der Kolben 40 unterteilt den Innenraum des Zylinders 15 in eine Arbeitskammer 46 und eine Ausgleichskammer 48. Durch eine herkömmliche Ringdichtung 50 aus elastomerem Material ist der Kolben 40 zum Zylinder 16 abgedichtet. Der Kolben 40 ist ferner mit einem Verschleißring 52 aus Fasermaterial und einem schmie^rmittelgetränkten Filzring 54 versehen.

Die Zylinderkappe 44 besteht aus Metall mit einer 3UK/1 Wärmeleitfähigkeit (etwa Aluminium). Sie ist am oberen Ende des Zylinders 16 durch mehrere Schrauben 56 (Fig 6) befestigt. Auf der Oberseite· und am Außenumfang der Kappe 44 sind zahlreiche Rippen 58 ausgebildet, die dazu beitragen, die Gasfeder auf niederer Betriebstemperatur za halten. Die Zylinderkappe 44 erstreckt sich in Radialrichtung nach außen über das obere Ende des Zylinders 16 und überlappt dieses. Am unteren Ende ist sie mit einer zentralen Bohrung 60 versehen, so daß sie teleskopartig über da*, obere Zylinderende gesetzt werden kann. Der obere Abschnitt der Bohning 60 ist bei 62 in Radialrichtung erweitert, so daß zwischen der Außenfläche des Zylinders 16 und der Innenfläche der Kappe 44 ein Ringraum 64 gebildet wird.
Wie die F i g, 1 und 5 zeigt, hat der Ringraum 64 einen

im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Mehrere radiale Öffnungen 66 in der Kappe 44 verbinden den Ringraum 64 mit der Außeiiatmospäre. Die Öffnungen 66 liegen zwischen zwei benachbarten Rippen 58, so daß sie im wesentlichen von Öl, Schmutz und anderen Fremdstoffen, die üblicherweise an Formwerkzeugen vorhanden sind, geschützt sind. Im Ringfaum 64 befindet sich ein Einsatzkörper 68, der mit einem Schmiermittel, etwa öl, getränkt ist Der Einsatzkörper 68 enthält ein Fasermateria! (etwa Filz oder dgl.), das in ein siebartiges Stoffgewebe eingeschlossen ist. Der ringförmige Einsatzkörper 68 ist in Vertikalrichtung wesentlich kürzer als der Ringraum 64 bemessen. Wie Fig. 3 zeigt, erstreckt sich ferner der ölgetränkte Einsatzkörper 68 in Umfangsrichtung nicht über die gesamte Länge des Ringraums 64; seine einander zugekehrten Enden sind in Umfangsrichtung auf Abstand gehalten, so daß zwischen ihnen ein Luftspalt 70 gebildet wird, der mit einer der Radialöffnungen 66 in Verbindung steht.

Im oberen Ende des Zylinders 16 befinden sich ein Einlaßventilsitz 72 und ein Auslaßventilsitz 74. Diese bilden zusammen mit Ventilscheiben 76 Rückschlagventile und sind gegensinnig so angeordnet, daß über den Ventilsitz 72 lediglich ein Luftzustrom zur Ausgleichskammer 48 und über den Ventilsitz 74 lediglich eine Entlüftung der Ausgleichskammer 48 möglich ist. Beide Ventile sind von ähnlicher Bauweise und enthalten jeweils die leichte, kreuzförmige, bewegliche Ventilscheibe 76. wobei sich die eine Ventilscheibe 76 am unteren Ende des Ventilsitzes 72 und die andere Ventilscheibe 76 am oberen Ende des Ventilsitzes 74 befindet.

Auf der Unterseite der /y linderkappe 44 ist neben dem Ventilsitz 72 ein Spalt 78 eingearbeitet, so daß die Luft im Ringraum 64 oberhalb les schmiermittelgetränkten Einsatzkörpers 68 über den Ventilsitz 72 in die Ausgleichskammer 48 strömen kann. Eine Öffnung 80 in der Zylinderkappe 44 ist in Axialrichtung fluchtend zur Mittelbohrung des Ventilsitzes 47 angeordnet und ermöglicht die Entlüftung der Ausgleichskammer 48.

rvii ItUViIt ti citll uliuc 131 uic tvi/ILrcilsiailgc t.£ HU

Zylinder durch eine Polyamid-Gleitdichtbuchse 82 geführt die an ihrem oberen Ende eine Abstreif- und Dichtlippe 84 aufweist Gewünschtenfalls kann das Entlüftungs-Rückschlagventil entfallen und die Luft aus der Ausgleichskammer 48 über eine Axialnut 86 in der Gleitdichtbuchse 82 (F i g. 3) entweichen.

In dem Kolben 40 und der Kolbenstange 42 ist eine zentrale, axial verlaufende Bohrung 88 ausgebildet die am freien Ende der Kolbenstange 42 durch einen Gewindestopfen 90 verschlossen ist Die Bohrung 88 erstreckt sich zumindest bis zur Höhe des Filzrings 54 nach unten und steht mit der den Filzring 54 aufnehmenden Ringnut über zwei radial verlaufende Kanäle 92 (F i g. 1 und 8) in Verbindung. Die Bohrung 88 und die Radialkanäle 92 sind mit einem ölgetränkten, aus Faserstoffen gebildeten Dochtmaterial 94 gefüllt

im Betrieb liegt das freie Ende der Kolbenstange 42 an der Unterseite des Formwerkzeugs 12 und wird gegen diese unter der Einwirkung des Druckgases in der Arbeitskammer 46, die über den Kanal 34 mit dem Speicher 38 in Verbindung steht, nach oben angedrückt. Beim Abwärtshub des Formwerkzeugs 12 wird der Kolben 40 nach unten im Zylinder 16 verstellt, wodurch der Druck in der Arbeitskammer 46 erhöht und ein Unterdruck in der Ausgleichkammer 48 erzeugt wird. Aufgrund dieses Unterdrucks wird Luft über di'e Öffnungen 66 in den Ringraum 64 gesaugt. Diese Luftmenge strömt durch den ölgetränkten Einsatzkörper 68 nach oben und um den Ringraum 64 zum

to Einlaßventilsitz 72. Da der Druck in der Ausgleichkammer 48 geringer als im Ringraum 64 ist. nimmt die Ventilscheibe 76 die in den Fig. 1 und 5 gezeigte Stellung ein, so daß Luft vom Ringraum 64 über den Ventilsitz 72 in die Ausgleichkammer 48 strömen kann.

Wenn dieser Luftstrom den Einsatzkörper 68 nach oben durchsetzt, wird Öl mitgerissen und gelangt gemeinsam mit dem Luftstrom in die Ausgleichkammer 48. Das vom Luftstrom mitgenommene öl schmiert somit die Kolbenstange 42, die Innenwand des Zylinders 16 und die Bohrung der Gleitdichtbuchse 82 und verringert den Verschleiß. Hierdurch wiederum wird die konzentrische Ausrichtung des Kolbens und der Kolbenstange im Zylinder gewährleistet.

Wenn sich das Formwerkzeug 12 nach oben bewegt, verstellt sich der Kolben 40 unter der Einwirkung des Gasdrucks in der Arbeitskammer 46 nach oben, wodurch die Ausgleichkammer 48 verkleinert und die Luft von dort über den Ventilsitz 74 abströmt. Da zu diesem Zeitpunkt der Druck in der Ausgleichkammer 48 größer als der Atmosphärendruck ist, wird die Ventilscheibe 76 für den Ventilsitz 72 nach oben gedruckt und versperrt die Durchgangsbohrung im Ventilsitz 72, und die Ventilscheibe 76 für den Ventilsitz 74 wird angehoben und ermöglicht eine Entlüftung der Ausgleichkammer 48. Wie bereits erwähnt, kann gewünschtenfalls der Entlüftungskanal aus der Ausgleichkammer 48 einfach durch die flache Nut 86 in der Gleitdichtbuchse 82 gebildet werden. In diesem Fall verhindert die Dichtlippe 84 an ihrem oberen Ende den Zustrom einer merklichen Luftmenge in die Ausgleichkammer 48 über die Nut 86, wenn der Kolben 40 im Zylinder iö abwäris bewegt wird.

Der in F i g. 3 gezeigte Luftspalt 70 (der durch den Abstand zwischen den Enden des Einsatzkörpers 68 gebildet wird) ist aus Sicherheitsgründen vorgesehen, um einen freien Luftzustrom zur Ausgleichkammer 48 zu garantieren, falls der ölgetränkte Einsatzkörper 68 verstopft sein sollte. Die Anordnung der Kappe 44 sowie die Lage des Ringraums 64 und der Einlaßöffnun-

gen 66 ist jedoch so getroffen, daß ein Ansaugen v-n.01, Schmutz, Schmiermittel und anderen Fremdstoffen, deren Anwesenheit bei Formwerkzeugen unvermeidbar ist, in den Ringraum 64 verhindert wird Ferner sorgt der ölgetränkte Dochtkörper 94 für eine verlängerte Ölszufuhr zum Filzring 54, so daß eine häufige Wartung und Erneuerung desselben entfällt Dennoch ist die Wartung des Arbeitszylinders verhältnismäßig einfach, da die Ventile und der ölgetränkte Einsatzkörper 68 rasch zugänglich- sind, indem die Schrauben 56 gelockert werden und die Kappe 44 vom oberen Ende des Zylinders ί6 entfernt wird

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Zusatzschmiervorrichtung für einen einfach wirkenden Arbeitszylinder, insbesondere Gasfeder, mit einem in einem Zylinder axial verschiebbaren Kolben, der den Zylinderinnenraum in eine mit Druckmittel gefüllte Arbeitskammer und eine mit der Umgebung verbundene Ausgleichskammer unterteilt, und einer die Ausgleichskammer durchquerenden Kolbenstange, die an der Durchtrittsstel-Ie der Ausgleichskammerstirnwand von einer Gleitdichtpackung umgeben ist, wobei ein schmiermittelgetränkter, luftdurchlässiger Einsatzkörper im Strömungsweg zwischen der Ausgleichskammer und der Umgebung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Ausgleichskammer (48) mit der Umgebung über jeweils einen Einlaßkanal (64, 66, 78) und einen getrennten Auslaßkanal (80, 86) erfolgt, wobei im Einlaßkanal ein in Bniaßrichtung öffnendes Rückschlagventil (72, 76 bzw. 74) sowie der schmiermiueigetränkte Einsatzkörper (68) und im Auslaßkanal eine Drosselstelle (86) oder ein in Auslaßrichtung öffnendes Rückschlagventil (74) angeordnet sind.

2. Zusatzschmierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der AirJaßkanal durch einen Spalt (86) zwischen der Kolbenstange (42) und der Gleitdichtpackung (82) gebildet ist.

3. Zusatzschmierung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitdichtpackung (82) eine elastisch ■<... der Kolbenstange (42) anliegende Dichtlippe (84) aufwe-st.

4. Zusatzschmierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der den schmiermittelgetränkten Einsatzkörper (68) enthallende Abschniü des Einlaßkanals als den Zylinder (16) umgebender Ringraum (64) ausgebildet ist, der Cber einen ersten, bei seiner einen axialen Stirnfläche angeordneten radialen Kanal (66) mit der Umgebung und über einen /weiten, bei seiner gegenüberliegenden axialen Stirnfläche angeordneten radialen Kanal (78) mit der Ausgleichskamrr..^%r (48) verbunden ist.

5. Zusatzschmierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite radiale Kanal (78) als Drosselstelle ausgebildet ist.

6. Zusatzschmierung nach Anspruch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (64) in einem Kühlrippen (58) tragenden Endstück des Zylinderkopfes (16) ausgebildet ist.

7. Zusatzschmierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der schmiermittelgetränkte Einsatzkörper (68) eine durchgehende Unterbrechung (70) aufweist, durch welche Luft tinte,- Umgehung des Einsatzkörpermaterials gedrosselt direki zur Ausgleichskammer (48) strömen kann.

H Zusatzschmierung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung (70) des Einsatzkörper (86) in axialer Richtung verlauft und mit einer Vielzähl kleiner radialer Einlaßöffnungen (66) fluchtet.