PROCESS AND APPARATUS FOR SPLITTING A STREAM OF LUBRICANT DROPLETS IN A CARRYING MEDIUM INTO AT LEAST TWO SEPARATE OUTGOING FLOWS

Abstract: 1. A process for dividing a lubricant in droplet form, which is supplied in a carrier medium, into at least two separate discharge flows, preferably for dividing oil droplets which are supplied in a turbulent air flow, characterized in that the inlet flow is subdivided into a plurality of intermediate flows, and respective groups of intermediate flows which are combined together in a group-wise manner open into respective ones of the discharge flows, and the intermediate flows, at the transitions from the inlet flow into the intermediate flows, have collectively in groups equivalent spatial preferential directions.

Description: Verfahren zum Aufteilen von in einem Trägermedium herangeführten tropfenförmigen Schmiermedium in wenigstens zwei voneinander getrennte Ausgangströmungen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufteilen von einem in einem Trägermedium herangefülirten tropfenförmigen Schmiermedium in wenigstens zwei voneinander getrennte Ausgangs strömungen, vorzugsweise zum Aufteilen von in einer turbulenten Luftströmung herangeführten Öltropfen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Für die Zufuhr von Schmiermedium zu Reibstellen ist die Ol- nebelschemierung bekannt, bel der in einem zentralen Ölnebel- gerät das Schmieröl mikrofein vernebelt wird. Die Oberflächenspannung der mikrofeinen Ölpartikelchen ist grösser als die Anziehungskraft der Ölpartikel. Dies hat zur Folge, dass sich Ct2S mikrofein vernebelte öl In einem Zustand befindet, welcher einem gasförmigen Aggregatzustand ähnelt. Das mikrofein wenebelte Öl kann in diesem Zustand von dem zentralen Vernebelungsgerät über Verteiler den einzelnen Reibstellen zugeführt werden Das mikrofein vermebelte öl wird vor den Schmierstellen in entsprechenden Düsen rückverdichtet, so dass sich dort wieder @ropfenförmige Ölflüssigkeit bildet. v achtail dieses ölnebelsystems besteht darin, dass es nicht möglich ist, den Ölnebel vollständig wieder in eine Tropfenform zusammenzuführen, und dass dann durch den Ubrig- bleibenden Ölnebel eine Umweltverschmutzung bzw. Umwelt -chädigung auftreten kann. Weiterhin kann der Ölnebela nur mit geringen Geschwindigkeiten transportiert werden, da er mikrofein vernebelte Aggregatzustand des öls nur so lan ge aufrechterhalten bleibt, als die Strömung laminar ist. Wenn die Strömung turbulent wird, prallen die Ölpartikel zu sammen und vereinigen sich zu so grossen Öltropfen, dass es sich wiederum um Flüssigkeit handelt. In diesem Zustand ist eine aufteilung möglich, und das Ö1 läuft zum Behälter zu Jck. Die erforderliche geringe Strömungsgeschwindigkeit, die geringer sein muss als die der Reynolds-Zahl entsprechende kritische Strömungsgeschwindigkeit, bedingt relativ grosse Querschnitte für die Leitungen. Es ist auch bekannt, einer Schmierstelle Schmiermedlum in einer turbulenten Luftströmung zuzuführen. Bei diesem Verfahren treten jedoch Probleme bei der Aufteilung des tropfenförmigen, in der Luftströmung herangeführten Schmierme diiiins auf die einzelnen Schmierstellen auf. An den Abzweigstellen bewirkt nämlich die Schwerkraft, dass sich jeweils ein grösserer Teil der Öltropfen an der jeweils untersten Stelle des Verteilers befindet. Somit ist die Verteilung lageabhängig, was sich beispielsweise bei auf Fahrzeugen angebrachten Schimieranlagen negativ auswirkt. Es sind Versuche unternommen worden, Verteiler mit beweglichen Elementen einzusetzen. Diese Versuche haben Jedoch zu keinen prakti- schen Erfolgen geführt. Weiterhin wurde bereits vorgeschlagenS in den Verteilern gesonderte Luftwirbel (ähnlich einem Zyklon) zu erzeugen. Da jedoch die Viskosität des Schmiermediums in weiten Grenzen schwanken kann, hat sich auch dieser Vorschlag als nicht erfolgreich erwiesen. Im Hinblick darauf, dass die Schmieröle infolge ihrer unterschiedlichen Viskositäten strömungsmässig nicht berechenbar sind, und da das Verhältnis der Luftmenge zu der ölmenge je nach Bedarf unterschiedlich ist, so dass die Einbaulage eine entsprechende Rolle spielt, ist es bleich, bei einer Schmierung mit einem Öl-Luftgemisch, welches in einer tur bulenten Luftströmung herangeführt wird, dem Luftstrom die Ölmenge für jede Reibstelle gesondert dosiert zuzugeben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mittels dessen eine Aufteilung eines in einem Trägermedium herangeführtenm tropfenförmigen Schmiermediums in wenigstens zwei voneinander getrennte Ausgangsströmungen erzielt werden kann, bei dem die Aufteilung lageunab -ngsi- ohne bewegliche Telle erfolgt, so dass der Einfluss der Schwerkraft auf die Öltropufen bei der Verteilung keine Rolle mehr spielt, und dass somit die von dem Ol-Nebelsystem bekannten Vorteile mit den bekannten Vorteilen des Öl-Luft- systems ohne die jeweiligen Nachteile kombiniert werden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Eingangsströmung in eine Mehrzahl von Zwischenströzungen unterteilt wird, und Jeweils eine Gruppe von Zwi schenströmungen in eine der Ausgangsströmungen mUndet, und die Zwischenströmungen an den Ubergängen von der Eingangsströmung in die Zwischenströmungen gruppenweise insgesamt gleichwertige räumliche Vorzugsrichtungen aufweisen. Der Erfvindung liegt der Gedanke zugrunde, das Schmiermedlum zwl scnen der Eingangs strömung und den Ausgangsströmungen In eine Vielzahl von Zwischenströmungen zu unterteilen. Bei der aufteilung einer Eingangs strömung in zwei kusgangsströmun- ren kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Eingangsströmung zunächst in acht Zwischenströmungen unterteilt wirc von denen jeweils vier in eine Ausgangsströmung zusammengeführt werden. Der Begriff gleichwertige räumliche Vorzugsrichtungenn ist dabei so zu verstehen, dass jeweils zwei Zwischenströmungen am Boden des Eingangskanals einmünden, jeweils zwei Zwischenströmungen an den beiden gegenüberliegenden Seitenwänden und jeweils zwei Zwischenströmungen an der Oberseite des Kanals abzweigen. Die Zwischenströmungen zweigen somit in vier unterschiedlichen Lagen ab, und zwar am Boden, an den gegenüberliegenden Seiten und an der Oberseite. Je eine der Zwischenströmungen vom Boden, von den ge genüberliegenden und der Oberseite wird dann in die eine Äusgangsströmung zusammengeführt, während die übrigen vier Zwischenströmungen in die andere Ausgangsströmung zusammengeführt werden. Da somit Jeder Ausgangsströmung vier Zwi- schenstrsmungen mit unterschiedlichen räumlichen Vorzugsrich tun gen am Übergang von der Eingangs strömung In die Zwischen strömungen zugeordnet sind, ist die dadurch erzielte Aufteilung lageunabhängig, da sich der Einfluss der Gravitationskraft auf die öltropfen in Jeder Lage gleich auf die Verteilung auswirkt. Das Verfahren ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es ist natürlich eine Aufteilung in mehr als zwei Ausgangsströmungen möglich, und es kann auch eine wesentlich grösse re Anzahl von Zwischenströmungen als erwähnt vorgesehen sein. Das erfindungsgemässe Verfahren weist die Vorteile auf, dass es von der Einbaulage der Anordnung umbeeinflusst arbeitet, dass es ohne bewegliche Elemente auskommen kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Verhältnis von Trägermedium zu Schmiermedium entsprechend der Vordosierung erhalten bleibt, so dass der Aufteilungsvorgang dieses Verhältnis unbeeinflusst lässt. Weiterhin kann das Verfahren un- abhängig von der Viskosität des Schmiermediums eingesetzt werden. Es ist für den gesamten Bereich von dünnflüssigen bis zu hochviskosen Schmiermedien verwendbar. Weitere yorteile des erfindungsgemässen Verfahrens bestehen darin, dass das Schmiermedlum, beispielsweise öl, flüssig bleibt, so dass das Öl an der Reibstelle mit Hilfe der zum Transport verwendeten Luft versprüht werden kann. Es tritt kein ölnebel aus, und das Verfahren ist somit umweltfreundlich. Weiterhin kann Je nach Anwendungsfall das Verhältnis Trägermedium-Schmiermedium an der Zentrale je nach Anwen- dungsfall verändert werden. Gegenüber dem öl-Nebelsystem kann eine höhere Fördergeschwindigkeit verwendet werden1 was zu kleinen Querschnitten führt. Im Verhältnis zu Verteilern mit beweglichen Elementen arbeitet das erfindung gemässe Verfahren verschleissfrei. Ein Aufheizen des öls zur Verringerung der ölviskosität ist nicht erforderlich. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit einem der Eingangs strömung zugeordneten Eingangskanal und mehreren, den Ausgangs strömungen zugeordneten Ausgangskanälen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangskanäle mit dem Eingangskanal über je eine Gruppe gleicher Anzahl einer Vielzahl von Zwischenkanälen verbunden sind, und die räumlichen Vorzugsrichtungen der den einzelnen Gruppen zugeordneten Zwischenkanäle an den ttber- gängen zu dem Eingangskanal unter den Gruppen gleichwertig aufgeteilt sind. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ausgangskanäle unterschiedlich grosse Durch trittsquerschnitte aufweisen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einmündungen der Zwischenkanäle in den Eingangskanal radial um die gedachte Mittelachse des Eingangskanals verteilt nebeneinander angeordnet sind, und die Zwischenkanäle mit nebeneinanderliegenden Einmundungen unterschiedlichen Gruppen zugeordnet sind. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in den Ausgangskanälen Drosseleinrichtungen vorgesehen sind. Mittels dieser Drosseleinrichtungen kann das Aufteilverühältnis unterschiedlich gestaltet werden. Wenn die Drossel inrichtungen beispielsweise in Form von Blenden ausgestaltet sind, und die Blendenöffnungen In den Äus gangskanälen gleich gross sind, so erfolgt eine gleichmässige Aufteilung. Sind die Blendenöffnungen unterschiedlich gross, so ergeben sich entsprechend den Querschnittsunterschieden unterschiedliche Strömungsaufteilungen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann auch vorge- sehen sein, dass der Eingangskanal eine Innenverzahnung aufweist, und die Zwischenkanäle dadurch geDildet werden, dass in den Eingangskanal Zahnräder mit einer Zähnezahl eingeschoben werden, die sich von derjenigen der Innenverzahnung unterscheidet. Die dadurch in der Verzahnung entstehenden und über den Umfang verteilten Lücken bilden die Zwischenkanäle die dann gruppenweise mit den Ausgangskanlen verbunden sind. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den zeichnun- gen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Mehrzahl von Verteilungseinrichtungen; Fig. 2 einen Schnitt durch eine Verte.ilungseinrichtung in vergrössertem Massstab, und zwar entsprechend der Li nie II-II in Fig. 1; Fig. 3 eine perspektivische Schnittdarstellung entspre chend der Linie III-III in Fig. 2. Von einer (nicht dargestellten) Zentraleinrichtung wird ein Öl-Luftgemisch, bei dem das Öl nicht vernebeltem Zusatnd, sondern in tropfenförmigem Zustand enthalten ist, in einer turbulenten Luftströmung in Richtung des Pfeiles A in einer Leitung 1 herangeführt. Die Leitung 1 weist mehrere Verteiler 2, 3, 4 ... auf, an welche sich Abzweigleitungen 5, 6, 7 anschliessen. aPn die Abzweigleitungen schliessen sich weitere Verteiler 8, 16, 9, 10 sie 11 e. Von diesen Verteilern aus wird das Öl-Luftgemisch, welches nit 12 bezeich- net ist, Reibstellen bzw. Schmierstellen zugeführtm, die als Wälzlager, Gleitlager, Gleitflächen, Zahnräder, ketten od. dgl. ausgebildet sein können, und die In Fig. 1 schematisch dargestellt sind. Die zu den Reibstellen führenden Abzweig- leitungen sind bei dem Verteiler 8 mit 13 und bei dem Verteiler 16 mit 14 und 15 bezeichnet. Der Verteiler 16 ist in den Figuren 2 und 3 in vergrössertem Massstab schematisch dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Die Leitung 5 bildet in ihrem Inneren einen Eingangskanal 17 für eine Eingangsströmung in Richtung des Pfeiles B für die in einer turbulenten Luftströmung herangeführten öltropfen. Der Eingangskanal i7 weist ein abgeschlossenes Stirnende 18 auf. Ueber den Innenumfag des Eingangskanals 17 sind in radialer Richtung verteilt insgesamt zehn Zwi- schenkanäle 19 bis 28 angeordnet. Die Zwischenkanäle 19, 21, 23, 25 und 27 führen sämtlich in einen Ausgangskanal 29, durch den das Öl-Luftgemisch der Reibstelle in Pfeil- richtung C zugeführt wird. Die jeweils zwischen den soeben erwähnten Zwischenkanälen liegende Zwischenkanäle 20, 22, 24, 26 und 28 münden sämtlich in einen Ringkanal 30, welcher wiederum in einen Kanal 31 mündet, in welchem Öl-Luft- gemisch In Pfeilrichtung D abströmt. Wenn sich infolge der Schwerkraft ein grösserer Teil der Öltropfen in der Eingangsströmung B in unteren Bereich des Eingangskanals be indet, so teilt sich dennoch unabhängig von der Schwer raft die Strömung la die Ausgangsströmungen D und C gleichmässig auf, da beiden Ausgangsströmungen die gleiche Anzahl von Zwischenkanälen mit gleichen räumlichen Vorzugsrichtungen zugeordnet ist. Wenn der Verteiler eine andere räumli- ehe Lage einnimmt, so bleibt diese Verteilung unverändert. Der Einfluss der Schwerkraft auf die Verteilung bei einer Lageänderung kann umso besser ausgeschaltet werden, je grösser die Anzahl der Zwischenkanäle ist. in den ausgangskänalen 29 bzw. 31 sind Drosseleinrichtungen 52 bzw. 33 vorgesehen, mittels derer der Querschnitt der Ausgangskanäle unterschiedlich gross gestaltet werden kann. Hierdurch wird eine grosse Variationsbreite der Aufteilungsverhältnisse ermöglicht. Wenn beispielsweise die Drosseleinrichtung einen Öffnungsradius von 0,1 mm aufweist, so entspricht dies einem Querschnitt von 0,0314 mmê . Wenn die Öffnung der Drosseleinrichtung in einem anderen Aus gangskanal demgegenüber eine Bohrung mit einem Radius von 0,2 mm aufweist, so entspricht dies einem Querschnitt von 0,1256 mm2, also dem vierfachen Querschnittswert des anderen Ausgangskanals (unter der Annahme, dass entgegen der @eichneri soren Darstellung die Querschnitte der Ausgangskanäle gleich gross sind). Beträgt der Radius einer Bohrung 1 mm, so entspricht der Querschnitt bereits dem hundertfa- chen Wert, verglichen mit einer Bohrung von 0,1 mm Radius. 5 ist natürlich auch möglich, dass das Trägermedium gleichzeitig Arbeitsmedium sein kann.

Claims: Verfahren zum Aufteilen von in einem Trägermedium herange führten tropfenförmigen Schmiermedium in wenigstens zwei voneinander getrennte Ausgangsströmungen sowie Vorrich tung zur Durchführung dieses Verfahrens Patentansprüche 1. Verfahren zum Aufteilen eines in einem Trägermedium herangeführten, tropfenförmigen Schmiermediums in we nigstens zwei voneinander getrennte Ausgangsströmun gen, vorzugsweise zum Aufteilen von In einer turbulen ten Luftströmung herangeführten Öltropfen, dadurch ge kennzeichnet, dass die Eingangs strömung in eine Mehrzahl von Zwischenströmungen unterteilt wird, und jeweils ei ne Gruppe von Zwischenströmungen in eine der Ausgangs strömungen mündet, und die Zwischenströmungen an den Übergängen von der Eingangs strömung in die Zwischen strömungen gruppenweise insgesamt gleichwertige räum liche Vorzugsrichtungen aufweisen. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, mit einem der Eingangs strömung zugeordneten Eingangskanal und mehreren, den Ausgangsströmungen zu geordneten Ausgangskanälen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangskanäle (29, 31) mit dem Eingangskanal (17) über Je eine Gruppe gleicher Anzahl einer Viel zahl von Zwischenkanälen (19, 21, 23, 25, 27 bzw. 20, 22, 24, 26, 28) verbunden sind, und die räumlichen Yoz zugsrichtungen der den einzelnen Gruppen zugeordneten Zwischenkanäle an den übergängen zu dem Eingangskanal (17) unter den Gruppen gleichwertig aufgeteilt sind. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangskanäle (29, 31) unterschiedlich gros se Durchtrittsquerschnitte aufweisen. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Einmündungen der Zwischenkanäle (19 bis 28) in dem Eingangskanal (17) radial um die gedachte Mittelachse des Eingangskanals (17) ver teilt nebeneinander angeordnet sind, und die Zwischen kanäle mit nebeneinanderliegenden Eininündungen unter schiedlichen Gruppen zugeordnet sind. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ausgangskanälen (29, 31) Drosseleinrichtungen (32, 33) vorgesehen sind.

Inventors: SCHNELL, HORST
Applicants: SCHNELL, HORST
Application year: 1979
Main classification: F16N7
IPC codes: F16N7