SOMMER SASCHA (DE)
WO2001033133A1 | 2001-05-10 |
GB1152732A | 1969-05-21 | |||
DE2214652A1 | 1972-10-05 | |||
GB718303A | 1954-11-10 |
Ansprüche : 1. Vorrichtung (1) zur Bereitstellung von Schmiermittel, das mit der Vorrichtung (1) einer Verbrauchstelle für das Schmiermittel zuführbar ist, wobei die Vorrichtung (1) ein Gehäuse (2) mit einem über einen Schmiermittel-Einlass (6) befüllbaren Sammelvolumen (9) für das Schmiermittel aufweist und eine Kolbenanordnung mit einem im Gehäuse (2) bewegbaren Kolben (11), der ausgelegt ist, auf im Sammelvolumen (9) vorlegbares Schmiermittel zu wirken, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11) vorgespannt ist, so dass der Kolben (11) kraftunterstützt auf das im Sammelvolumen (9) vorlegbare Schmiermittel derart wirkt, dass das vorgelegte Schmiermittel an einer druckabhängig arbeitenden Zwischenventil-Anordnung ansteht, wobei abhängig von einem im Sammelvolumen (9) herrschenden Druck das Schmiermittel von dem Sammelvolumen (9) über die offene Zwischenventil-Anordnung in eine Druckkammer (15) für das Schmiermittel überführbar ist, bis in einem mit Schmiermittel gefüllten Zustand der Druckkammer (15) die Zwischenventil-Anordnung schließt und ein Durchlass vom Sammelvolumen (9) zur Druckkammer (15) verschlossen ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmiermittel-Auslass (7) der Vorrichtung (1) mit der Druckkammer (15) verbunden ist, so dass Schmiermittel aus der Druckkammer (15) über den Schmiermittel-Auslass (7) der Verbrauchstelle zuführbar ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Druckkammer (15) und dem Schmiermittel-Auslass (7) eine druckabhängig arbeitende Auslassventil-Anordnung (22) vorgesehen ist, welche mit Erreichen eines Auslassdruckes in der Druckkammer (15) einen Ventildurchlass der Auslassventil-Anordnung (22) öffnet, womit Schmiermittel von der Druckkammer (15) zum Schmiermittel- Auslass (7) gelangt. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenventil-Anordnung und die Auslassventil-Anordnung (22) derart aufeinander abgestimmt sind, dass ein Öffnungsdruck im Sammelvolumen (9), bei welchem die geschlossene Zwischenventil-Anordnung öffnet, geringer ist, als ein Öffnungsdruck in der Druckkammer (15) , bei welchem die geschlossene Auslassventil-Anordnung (22) öffnet. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckerhöhungseinheit zur Druckerhöhung der mit Schmiermittel gefüllten Druckkammer (159 vorhanden ist. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) ein angetrieben bewegbarer Dosierkolben (18) vorgesehen ist, welcher für ein Eintauchen in die Druckkammer (15) ausgebildet ist. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine übergeordnete Kontrolleinheit für den Betrieb der Vorrichtung vorhanden ist, welche abhängig von einem Kontrollsignal eine Bewegung des Dosierkolbens (18) kontrolliert. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebseinheit (16) für die angetriebene Bewegung des Dosierkolbens (18) vorgesehen ist. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorspannung des Kolbens (11) eine Krafteinheit vorgesehen ist, wobei der Kolben (11) von der Krafteinheit beaufschlagt ist. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit ausgebildet ist, einen angetriebenen zurücklegbaren Bewegungsweg des Dosierkolbens (18) vorzugeben. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Druckkammer (15) verbundenes Überdruckventil (26) vorgesehen ist, welches bei Erreichen eines vorgebbaren Druckes in der mit Schmiermittel beaufschlagten Druckkammer (15) öffnet, um eine Reduzierung des Drucks in der Druckkammer (15) durch ein Ableiten von Schmiermittel über das geöffnete Überdruckventil (26) zu ermöglichen . 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anzeigemittel (8) zur automatisierten Anzeige eines Füllstandes von in dem Sammelvolumen (9) vorhandenem Schmiermittel vorgesehen sind, welche Magnetmittel (32) und mit den Magnetmitteln (32) zusammenwirkende Sensormittel umfassen, die zwischen dem Kolben (11) und einem dem Gehäuse (2) zugeordneten Gegenabschnitt, der zum Kolben (11) benachbart ist, wirksam sind. 13. Werkzeug mit relativ zueinander angetrieben bewegbaren Werkzeugteilen, welche mit einem Schmiermittel beaufschlagt sind, wobei eine Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorhanden ist. |
Stand der Technik
Im Maschinenbau bei Einrichtungen wie zum Beispiel Werkzeugen sind Vorrichtungen zur Bereitstellung von Schmiermittel im Bereich von relativ zueinander bewegbaren Bauteilen der
Einrichtung bekannt, um unerwünschten Reibungseffekten entgegenzuwirken .
Die Schmierung dient neben einer Geräuschreduzierung
beispielsweise zur Verbesserung eines Wirkungsgrades durch verringerte Reibung und zur Verlängerung der Lebensdauer entsprechender Einrichtungen.
In den allermeisten Fällen findet im Betrieb der Einrichtung ein Verbrauch von Schmierstoff statt, der in der Folge eine Nachführung von Schmierstoff nötig macht. Häufig werden je nach Betrieb und Art der Einrichtung unterschiedliche Mengen an nachzuführendem Schmierstoff bzw. gegebenenfalls
vergleichsweise kleine Schmierstoff-Mengen benötigt, um eine dauerhafte und effektive Schmierung zu gewährleisten,
insbesondere um einen gleichmäßigen geschlossenen Schmierstofffilm an betreffenden Oberflächen zu erhalten.
In diesem Zusammenhang werden Vorkehrungen getroffen, welche eine regelmäßige Kontrolle einer Schmiermittel-Situation an den Einrichtungen durch Betriebspersonal vorsehen, mit im Bedarfsfall individuellen Maßnahmen bzw. einem manuellen bzw. händischen Nachschmieren, was Nachteile mit sich bringt.
Beispielsweise ist dabei das Risiko erhöht, dass Undefinierte bzw. ungeeignete Schmiermittelmengen zugeführt werden oder eine notwendige Maßnahme verspätet erfolgt oder komplett vergessen wird. Nachteilig sind dabei insbesondere notwendige Maschinen-Stillstandzeiten, welche durch
Zugänglichkeitsprobleme und zu berücksichtigende
Sicherheitsaspekte bedingt sind.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die einleitend genannten Nachteile zu verhindern bzw. zu minimieren bzw.
entsprechende Vorrichtungen und Werkzeuge technisch und wirtschaftlich vorteilhaft auszubilden. Insbesondere soll eine preisgünstige und zuverlässig arbeitende automatische
Versorgung mit Schmiermitteln ermöglicht werden.
Insbesondere soll für elektrisch betriebene Anordnungen, welche im Hinblick auf eine Schmiermittel-Situation komplexen Anforderungen stellt, eine automatisierte Schmierung mit vergleichsweise reduziertem Kontrollbedarf vorteilhaft erfolgen .
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Varianten der Erfindung .
Die Erfindung geht zunächst aus von einer Vorrichtung zur Bereitstellung von Schmiermittel, das mit der Vorrichtung einer Verbrauchsstelle für das Schmiermittel zuführbar ist, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse mit einem über einen
Schmiermittel-Einlass befüllbaren Sammelvolumen für das
Schmiermittel aufweist und eine Kolbenanordnung mit einem im Gehäuse bewegbaren Kolben, der ausgelegt ist, auf im
Sammelvolumen vorlegbares Schmiermittel zu wirken. Die
Vorrichtung ist insbesondere als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet für einen dauerhaften Verbleib und eine variable Anbringung an einer Maschine oder einem Werkzeug. Vorzugsweise ist die Vorrichtung als eine separate Baueinheit ausgebildet zum Beispiel als Nachrüst- der Austauscheinheit.
Die Vorrichtung umfasst eine Vorlage zur Speicherung einer im Sammelvolumen vorhandenen Menge an viskosem bzw. pastösem Schmiermittel und ermöglicht eine definierte Zuführung bzw. Nachfüllung von Schmiermittel an die Verbrauchsstelle
entsprechend einem Schmiermittelbedarf aufgrund von an der Verbrauchstelle verbrauchtem Schmiermittel. Das sich wie eine Flüssigkeit mit vergleichsweise hoher Viskosität verhaltende Schmiermittel ist vorzugsweise ein Schmierstoff wie zum
Beispiel Schmier- oder Lagerfett. Die Verbrauchsstelle gehört zu einer von der Vorrichtung zu unterscheidenden Einheit mit sich relativ zueinander bewegenden Teilen zwischen denen
Reibeffekte auftreten. Die Bewegung kann sich zum Beispiel auf fortlaufend rotierenden Elementen wie eine Welle bzw. Spindel beziehen und/oder auf translatorische bzw. lineare Bewegungen. Das Schmiermittel steht an der Verbrauchsstelle insbesondere unter einem vergleichsweise höheren Druck, der bei der
Zuführung von Schmiermittel mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zumindest überwunden werden muss, welche daher insbesondere als Druckerhöhungs- bzw. Einpress-Anordnung ausgestaltet ist und insbesondere nach dem Verdrängungsprinzip von kommunizierenden Volumina arbeitet.
Der Schmiermittel-Einlass ist vorzugsweise mit einem
selbsttätigen Rückschlag-Ventil versehen bzw. verschließbar, so dass über den Schmiermittel-Einlass Schmiermittel von außen in das Sammelvolumen, zum Beispiel mit einer Hand-Fettpresse, gepresst werden kann, aber kein Schmiermittel vom
Sammelvolumen durch den Schmiermittel-Einlass nach außen austreten kann.
Der Kern der Erfindung liegt darin, dass der Kolben
vorgespannt ist, so dass der Kolben kraftunterstützt auf das im Sammelvolumen vorlegbare Schmiermittel derart wirkt, dass das vorgelegte Schmiermittel an einer druckabhängig
arbeitenden Zwischenventil-Anordnung ansteht, wobei abhängig von einem im Sammelvolumen herrschenden Druck, das
Schmiermittel von dem Sammelvolumen über die offene
Zwischenventil-Anordnung in eine Druckkammer für das
Schmiermittel überführbar ist, bis in einem mit Schmiermittel gefüllten Zustand der Druckkammer die Zwischenventil-Anordnung schließt und ein Durchlass vom Sammelvolumen zur Druckkammer verschlossen ist. Die Zwischenventil-Anordnung wirkt auf eine Verbindung zwischen dem Sammelvolumen und der Druckkammer. Damit wird eine automatisierte und zuverlässige Nachschmierung möglich .
Demgemäß sind die Druckkammer und das Sammelvolumen getrennte Volumina, welche nur in kurzen Zeitphasen zum Nachfüllen der Druckkammer mit Schmiermittel miteinander in Verbindung stehen bzw. kommunizieren und Schmiermittel von dem Sammelvolumen in die Druckkammer fließt.
Die Druckkammer liegt vorzugsweise innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung. Das Volumen der Druckkammer ist vergleichsweise gering und beträgt insbesondere nur einen Bruchteil des
Volumens des Sammelvolumens, welches dieses maximal einnehmen kann. Die Druckkammer kann kompakt z. B. durch
Leitungsbohrungen in einem festen Bauteilabschnitt der
Vorrichtung ausgebildet sein. Die Größenordnung des mit
Schmiermittel füllbaren Volumens der Druckkammer ist
vorzugsweise etwas größer als eine Schmiermittelmenge, welche bei einem Schmiermittel-Nachfüllvorgang maximal notwendig ist bzw. aus der Druckkammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Richtung der Verbrauchstelle abgegeben wird. Das Sammelvolumen, das von außen mit Schmiermittel nachfüllbar ist, ist in seiner Größe veränderlich, je nach Stellung des Kolbens. Der Kolben ist vorzugsweise abgedichtet bewegbar im Gehäuse untergebracht, damit kein Schmiermittel aus dem
Sammelvolumen z. B. außen an einem umfänglichen Bereich des Kolbens vorbei austreten kann. Das Schmiermittel aus dem
Sammelvolumen soll ausschließlich in die Druckkammer überführt werden. Das Sammelvolumen kann seine maximale Ausdehnung einnehmen, wenn es vollständig mit Schmiermittel gefüllt ist, wobei das Sammelvolumen einen überwiegenden Anteil des Raums einnehmen kann, der innen im Gehäuse vorhanden vom Gehäuse umschlossen ist.
Die Zwischenventil-Anordnung ist insbesondere eine Rückschlag- Ventilanordnung, wobei die Zwischen-Ventilanordnung demgemäß ein Rückschlag-Ventil umfasst. Vorzugsweise ist ein
Kugelrückschlagventil vorgesehen, das einen durch einen als Kugel ausgestalteten Ventilkörper verschlossenen Durchlass mit einer Engstelle zwischen dem Sammelvolumen und der Druckkammer aufweist. Die Kugel wird insbesondere unter Wirkung einer Federkraft einer vorgespannten Feder in Richtung der Engstelle gedrückt und verschließt den mit der Engstelle gebildeten Durchlass. Das Schmiermittel kann dann nicht durch das
Zwischenventil strömen. Das Zwischenventil ist in der
gesperrten Richtung bzw. bei geschlossenem Ventilkörper für das Schmiermittel dicht. Wenn das Schmiermittel von der zur Seite mit der Federwirkung gegenüberliegenden Seite bzw. von der Seite des Sammelvolumens auf die Kugel drückt und die Kraft des Schmiermittels auf die Kugel die Kraft der Feder übersteigt, kann das Schmiermittel durch das geöffnete
Zwischenventil zur Druckkammer durchströmen.
Zum Öffnen des Zwischen-Ventils , wobei ein Durchlass nur in eine Richtung möglich ist, wird die vergleichsweise geringe Federkraft durch den höheren Druck auf der Seite, von der das Schmiermittel durch das Ventil strömt, überwunden. Das
Zwischen-Ventil arbeitet selbsttätig bzw. öffnet und schließt selbsttätig. Mit der Zwischen-Ventilanordnung wird ein Durchfluss durch eine Ventilöffnung nur in einer
Strömungsrichtung erlaubt. Bei Umkehrung der Strömungsrichtung schließt das Zwischen-Ventil mit dem Ventilkörper. In Richtung von der Druckkammer zum Sammelvolumen wird der Durchfluss von Schmiermittel unterbunden, so dass über das Zwischen-Ventil kein Schmiermittel in das Sammelvolumen zurückströmen kann. Durch einen im Sammelvolumen mindestens nötigen Druck bzw. einem Zwischen-Ventil-Öffnungsdruck herrscht im Sammelvolumen ein Druck, der gegen eine auf den Ventilkörper wirkende
Schließkraft wirkt. Bei Erreichen eines Öffnungsdrucks im Sammelvolumen öffnet das Zwischen-Ventil und ermöglicht einen Durchfluss von Schmiermittel vom Sammelvolumen in die
Druckkammer, bis ein Druckausgleich im hydraulisch verbundenen Zustand des Sammelvolumens und der Druckkammer erreicht ist.
Das Sammelvolumen und die Druckkammer kommunizieren im
Normalbetrieb vorzugsweise ausschließlich über die Zwischen- Ventilanordnung miteinander.
Das Gehäuse der Vorrichtung ist insbesondere hohlprofilartig insbesondere rohrartig, vorzugsweise mit außen daran
ausgebildeten Längsvertiefungen oder Längsnuten, die zur
Verbindung mit weiteren Bauteilen geeignet sind.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine
praxistaugliche Lösung bereitgestellt, indem genau vorgebbare Schmiermengen dosierbar sind bzw. eine Unter- oder
Überschmierung vermieden wird.
Da der hydraulische Widerstand zum Beispiel über die
Viskosität auch von der Temperatur des Schmiermittels abhängt bzw. diese in vielen industriellen Anwendungen nicht im Voraus bestimmbar bzw. Undefiniert ist, sind bisherige beispielsweise zeitgesteuerte oder druckabhängige Prozesse für eine
optimierte Schmierung nicht oder nur bedingt geeignet. Dem wird mit der Erfindung entgegengewirkt.
Das Sammelvolumen bzw. die Druckkammer ist ausgebildet, darin unterschiedliche Schmierstoffe unterzubringen, beispielsweise mit Wandungen aus geeigneten Metall- und/oder Kunststoff- Werkstoffen. Die vorgeschlagene Anordnung kann kompakt und von geringem Gewicht sein, was insbesondere vorteilhafterweise einen Einsatz bei Industrierobotern oder dergleichen
ermöglicht .
Des Weiteren ist die erfindungsgemälie Vorrichtung insbesondere aufgrund der vorgegebenen Verhältnisse im Gehäuse bzw. der gekammerten Unterbringung und die druckabhängige Förderung des Schmiermittels für einen raumlageunabhängigen Einsatz
beispielsweise bei bewegten Systemen wie an Industrierobotern vorteilhaft geeignet.
Des Weiteren ist durch die Verwendung von einfachen bzw. ggf. standardisierten bzw. handelsüblichen Komponenten der
Vorrichtung eine vergleichsweise wirtschaftliche bzw.
preiswerte Herstellung möglich. Außerdem sind problemlos optische oder andere Anzeigeeinrichtungen eines Füllstandes mit Schmiermittel insbesondere im Sammelvolumen, welche eine Schmiermittel-Speichermenge darstellt, realisierbar.
Weiterhin können steuerungstechnisch verwendbare Warnsignale im Hinblick auf ein Erreichen eines minimalen Füllstand- Niveaus der Schmiermittelmenge im Sammelvolumen realisiert werden. Mit der Bauform der Vorrichtung sind hydraulische Drücke des Schmiermittels in der Vorrichtung von 10 Bar und mehr möglich, da das Gehäuse eine druckstabile gekapselten Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht. Damit kann die Vorrichtung überdrucksicher gestaltet werden.
Die Einbauart und der Einbauort der erfindungsgemäßen
Bereitstellungsvorrichtung sind aufgrund der Ausbildung der Vorrichtung als eine Baueinheit vorteilhaft frei wählbar, da die Baueinheit problemlos hantierbar ist.
Weiter ist es vorteilhaft, dass ein Schmiermittel-Auslass der Vorrichtung mit der Druckkammer verbunden ist, so dass
Schmiermittel aus der Druckkammer über den Schmiermittel- Auslass der Verbrauchsstelle zuführbar ist. Der Schmiermittel- Auslass kann eine Öffnung bzw. einen Leitungsabschnitt für Schmiermittel umfassen. Der Schmiermittel-Auslass ist
vorzugsweise ein Bauteil mit Durchlassleitung, welches am Gehäuse einschraubbar und herausschraubbar fest anbringbar ist. Vorzugsweise ist der Schmiermittel-Auslass an einem stirnseitigen Abschnitt bzw. einem axialen Ende der
Vorrichtung vorhanden.
Vorteilhafterweise ist zwischen der Druckkammer und dem
Schmiermittel-Auslass eine druckabhängig arbeitende
Auslassventil-Anordnung vorgesehen, welche mit Erreichen eines Auslassdruckes in der Druckkammer einen Ventildurchlass der Auslassventil-Anordnung öffnet, womit Schmiermittel von der Druckkammer zum Schmiermittel-Auslass gelangt. Die
Auslassventil-Anordnung umfasst vorzugsweise ein Auslass- Ventil, das im Aufbau vergleichbar mit dem Zwischen-Ventil ist, insbesondere ein selbsttätig arbeitendes
federbeaufschlagtes Rückschlagventil zum Beispiel als
Kugelventil. Das Auslass-Ventil öffnet erst bei Erreichen eines vergleichsweise hohen Drucks in der Druckkammer, wobei das Zwischen-Ventil geschlossen ist. Damit kann Schmiermittel in einem Schmiervorgang aus der Druckkammer gezielt dem
Schmiermittel-Auslass zugeführt und von dort auf den Weg zur Verbrauchstelle strömen. In der Regel ist es so, dass nach dem Verdrängungsprinzip das inkompressible Schmiermittel vom
Schmiermittel-Auslass in eine gefüllte Schmiermittel-Leitung mündet, womit in der Schmiermittel-Leitung im Bereich vor der Verbrauchstelle vorhandenes Schmiermittel an der
Verbrauchstelle für Schmiermittel in einer Menge zuströmt, die der Menge entspricht, welche den Schmiermittel-Auslass passiert hat.
Eine vorteilhafte Modifikation der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Zwischenventil-Anordnung und die
Auslassventil-Anordnung derart aufeinander abgestimmt sind, dass ein Öffnungsdruck im Sammelvolumen, bei welchem die geschlossene Zwischenventil-Anordnung öffnet, geringer ist, als ein Öffnungsdruck in der Druckkammer, bei welchem die geschlossene Auslassventil-Anordnung öffnet. Damit wird vorteilhaft erreicht, dass die Zwischenventil-Anordnung und die Auslassventil-Anordnung nicht gleichzeitig öffnen. Damit ist es unmöglich, dass Schmiermittel aus der Druckkammer über die Auslassventil-Anordnung ausströmt, wenn Schmiermittel von dem Sammelvolumen in die Druckkammer nachgefüllt wird, was andernfalls zu unkontrollierten Dosierzuständen führen würde.
Mit der vorgeschlagenen Anordnung ist sichergestellt, dass die Zwischenventil-Anordnung geschlossen ist, wenn die
Auslassventil-Anordnung bei höherem Druck öffnet, womit ein kontrolliertes Dosieren von Schmiermittel, insbesondere nach dem Verdrängungsprinzip, aus dem in sich abgeschlossenen definierten Volumen der Druckkammer zur Verbrauchstelle stattfindet .
Die Zwischenventil-Anordnung und die Auslassventil-Anordnung bzw. das darin jeweils enthaltene Rückschlag-Ventil sind abgestimmt, dass das Schmiermittel im Normalbetrieb immer nur in eine Richtung durch die Vorrichtung strömt, wonach
Schmiermittel von dem Sammelvolumen in die Druckkammer und von der Druckkammer in Richtung des Schmiermittel-Auslasses strömt .
Wenn beispielsweise ein hydraulischer Druck pl in dem
Schmiermittel enthaltenen Sammelvolumen herrscht und der Druck in der Druckkammer etwas geringer als pl ist, womit auch die Auslassventil-Anordnung geschlossen ist, öffnet die
Zwischenventil-Anordnung selbsttätig, so dass Schmiermittel aus dem Sammelvolumen in die Druckkammer strömt, bis ein
Druckausgleich in dem Sammelvolumen und der Druckkammer erreicht ist und die Zwischenventil-Anordnung wieder schließt. Die Auslassventil-Anordnung bleibt dabei geschlossen, da kein entsprechender höherer Druck erreicht wird, bei dem die
Auslassventil-Anordnung öffnen würde. In diesem
Gleichgewichtszustand ist die Zwischenventil-Anordnung
geschlossen, die Druckkammer ist mit Schmiermittel gefüllt und die Auslassventil-Anordnung ist ebenfalls geschlossen. Das Sammelvolumen nimmt ein von der Stellung des Kolbens im
Gehäuse abhängiges Volumen ein. Dieser Zustand stellt einen Wartezustand der Vorrichtung dar, der einem definiert
auslösbaren Schmiervorgang vorausgeht.
Überdies ist es vorteilhaft, dass eine Druck-Erhöhungseinheit zur Druckerhöhung der mit Schmiermittel gefüllten Druckkammer vorhanden ist. Dabei handelt es sich um den hydraulischen Druck aufgrund des Schmiermittels. Soll ausgehend vom oben beschriebenen Wartezustand eine Schmiermitteldosierung
erfolgen, wird der Druck in der Druckkammer gezielt erhöht, beispielsweise ausgelöst mit einem vorgebbaren Kontrollvorgang bzw. Dosierbefehl der Vorrichtung. Die Druckerhöhung in der Druckkammer mit der Druck-Erhöhungseinheit muss bis zu einem Auslösedruck erfolgen, der dem Druck entspricht, bei dem die Auslassventil-Anordnung öffnet. Wenn die Auslassventil- Anordnung öffnet, strömt Schmiermittel über die offene
Auslassventil-Anordnung und den Schmiermittel-Auslass der Verbrauchstelle zu. Vorzugsweise umfasst die Druck- Erhöhungseinheit einen in die Druckkammer eintauchenden hin- und herbewegbaren Kolben wie z. B. einen Dosierkolben. Der Druck muss so lange erhöht bleiben bzw. der Kolben muss so lange eine Hubbewegung ausführen, bis die erforderliche
Schmiermittelmenge aus der Druckkammer ausgeströmt ist. Nach dem Ende einer in die Druckkammer hinein gerichteten
Kolbenhubbewegung wird kein Schmiermittel mehr verschoben bzw. "verdichtet", wodurch vor und hinter dem Auslassventil
Druckgleichheit herrscht. Dadurch wirkt am Auslassventil zum Beispiel eine Feder auf einen Kugelventilkörper, so dass die Auslassventil-Anordnung wieder schließt. Der Schmiervorgang ist abgeschlossen. Der Druck in der Druckkammer fällt durch den Rückhub des Kolbens bzw. aufgrund des dabei frei werdenden Volumens in der Druckkammer ab, was eine Saugwirkung erzeugt. Als Folge öffnet die Zwischenventil-Anordnung und
Schmiermittel strömt vom Sammelvolumen in die Druckkammer nach bis wieder Gleichgewicht herrscht. Die Druckkammer ist wieder komplett mit Schmiermittel gefüllt. Der nächste Schmiervorgang kann ausgelöst werden. Diese Vorgänge wiederholen sich zum Beispiel automatisiert ohne dass ein manuelles Eingreifen von außen notwendig ist. Erst wenn im Sammelvolumen keine
ausreichende Menge an Schmiermittel mehr vorhanden bzw.
vorgelegt ist, muss ein Nachfüllen von Schmiermittel in das Sammelvolumen erfolgen, was von Hand oder ebenfalls
automatisiert erfolgen kann. Dies erfolgt nach einer Vielzahl von Schmiervorgängen in entsprechenden Zeitabständen, was abhängig von der pro Zeiteinheit benötigten Schmiermittelmenge und dem maximalen Füllvolumen des Sammelvolumens für darin vorlegbares Schmiermittel ist.
Überdies ist es von Vorteil, dass im Gehäuse ein angetrieben bewegbarer Dosierkolben vorgesehen ist, welcher für ein
Eintauchen in die Druckkammer ausgebildet ist. Der
Dosierkolben ist zu unterscheiden von dem Kolben, der
ausgelegt ist, auf im Sammelvolumen vorlegbares Schmiermittel zu wirken. Der Dosierkolben kann aus einer Grundstellung durch eine Vorwärtsbewegung weiter in das Volumen der Druckkammer eintauchen, wobei der Dosierkolben durch eine Zurückbewegung wieder um die gleiche Strecke in die entgegengesetzte Richtung rückstellbar ist. Der Dosierkolben wirkt demgemäß in der
Druckkammer aber nicht auf das im Sammelvolumen vorgelegte Schmiermittel. Der insbesondere als Verdrängerkolben wirkende Dosierkolben ist vorzugsweise Teil der Druckerhöhungseinheit. Mit der Bewegung des Dosierkolbens wird ein Volumen der
Druckkammer, welches für Schmiermittel zur Verfügung steht, beeinflusst. Das Aufnähmevolumen für Schmiermittel in der Druckkammer wird durch ein angetriebenes Bewegen bzw.
Ausfahren des Dosierkolbens in eine erste Bewegungsrichtung verringert. Das Volumen für das Schmiermittel wird wieder vergrößert, wenn der in der Druckkammer eingetauchte
Dosierkolben nach dem Ende der Bewegung in die erste
Bewegungsrichtung in die zweite Bewegungsrichtung bzw.
entgegen der ersten Bewegungsrichtung zurückgefahren wird. Mit der über die Kontrolleinheit definiert festlegbaren Bewegung des Dosierkolbens, was insbesondere Zeitpunkt, Richtung, Weglänge, Dauer bzw. Geschwindigkeit angeht, kann im Ergebnis eine exakt vorgebbare bzw. gewünschte Menge an Schmiermittel aus der Druckkammer über den Schmiermittel-Auslass verdrängt werden, indem Schmiermittel von der Vorrichtung an die
Verbrauchstelle strömt. Der in der Druckkammer wirksame Teil des Dosierkolbens weist vorzugsweise eine zylindrische
Außenform auf. Der Dosierkolben ist vorzugsweise dicht
gegenüber dem Volumen der Druckkammer beweglich aufgenommen.
Der Dosierkolben und der weitere Kolben im Gehäuse sind vorteilhafterweise parallel in Längsrichtung des Gehäuses bewegbar. Der Dosierkolben weist vorzugsweise einen geringeren Durchmesser als der Kolben auf. Eine Fläche einer Stirnseite des Dosierkolbens beträgt bevorzugt nur einen Bruchteil der Fläche einer Stirnseite des Kolbens. Der Dosierkolben und der Kolben sind insbesondere parallel bewegbar innerhalb des
Gehäuses vorzugsweise parallel zur Längsachse der Vorrichtung. Die Vorrichtung ist insbesondere als eine Zylinder-Kolben- Anordnung ausgestaltet mit zwei darin unabhängig voneinander arbeitenden bzw. verschieblichen Kolben.
Vorteilhafterweise ist der Kolben als Ringkolben ausgebildet, der eine zentrische Öffnung aufweist, durch welche über einen abgedichteten Lagerspalt eine stationäre Hülse reicht, an deren Außenmantel der Kolben flüssigkeitsdicht hin- und herbewegbar ist. Radial außen ist der Kolben gegenüber der Innenseite des Gehäuses beweglich und dicht bewegungsgeführt .
Der Dosierkolben greift vorzugsweise durch eine zentrische axiale Öffnung in der Hülse durch, gegenüber welcher der
Dosierkolben axial vorwärts- und zurückbewegbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist eine übergeordnete Kontrolleinheit für den Betrieb der Vorrichtung vorhanden, welche abhängig von einem Kontrollsignal eine
Bewegung des Dosierkolbens kontrolliert. Die Kontrolleinheit, z. B. eine Regel- oder Steuereinheit, ist Teil der Vorrichtung oder ist alternativ als eigene Einheit vorhanden. Die
Kontrolleinheit umfasst vorzugsweise eine Rechnereinheit und kommuniziert mit unterschiedlichen Organen außerhalb der
Vorrichtung und innerhalb der Vorrichtung wie zum Beispiel der Antriebseinheit für den Dosierkolben oder Sensoreinrichtungen. Hierfür sind Signal- und Energieversorgungsleitungen
vorgesehen. Die Kontrolleinheit ist insbesondere separat und entfernt zu einem Hauptbauteil vorhanden, welches das Gehäuse mit dessen Inneren mit dem Kolben, Dosierkolben, Sammelvolumen und der Druckkammer umfasst.
Überdies ist es vorteilhaft, dass eine Antriebseinheit für die angetriebene Bewegung des Dosierkolbens vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist eine elektrische Antriebseinheit für eine angetriebene Bewegung des Dosierkolbens in zumindest eine Richtung ausgebildet, zum Beispiel mit einer
Niederspannungsquelle für die Antriebseinheit, welche
beispielsweise mit einer elektrischen Spannung von 24 Volt im Niederspannungsbetrieb betreibbar ist.
Vorteilhafterweise kann ein Antrieb ohne weitere Hilfsenergie beispielsweise über eine 24 Volt-Niederspannungssignalleitung erfolgen. Vorteilhafterweise ist damit eine Schmierung mit einer definierten Menge an Schmiermittel über die Bewegung des Dosierkolbens je nach Signalflanke möglich, insbesondere unabhängig von einem hydraulischen Widerstand oder einem
Zeitfaktor .
Vorzugsweise umfasst die Antriebseinheit eine
Hubmagnetanordnung mit einem Hubmagnet, wobei bei einem entsprechenden Kontrollbefehl der Kontrolleinheit für einen Schmiervorgang die Antriebseinheit bestromt wird. Der
Dosierkolben, der insbesondere mit dem bewegbaren Hubmagnet gekoppelt bzw. verbunden ist, wird dann unter der Wirkung des bewegten Hubmagnets aus der Grundstellung versetzt, so dass ein Teil des Dosierkolbens weiter in die Druckkammer
eintaucht. Für ein Zurückbewegen bzw. Rücksteilen des
ausgefahrenen Dosierkolbens ist vorteilhaft von außen
kontrolliert lediglich das Abschalten der Bestromung der Antriebseinheit notwendig. Bei abgeschalteter Antriebseinheit ist dann die Hubmagnetanordnung ohne Wirkung. Zur Rückstellung des Dosierkolbens bzw. des Hubmagnets ist eine Rückstellkraft eingerichtet, die vorzugsweise dauerhaft wirkt. Die
Rückstellkraft wird vorzugsweise mit einem mechanischen
Bauteil realisiert, insbesondere mit einer Feder wie eine vorgespannte Schraubenfeder, welche zuvor beim Bewegen des Dosierkolbens mit der Antriebseinheit gespannt bzw.
zusammengedrückt wird, so dass bei aufgehobener Antriebs- bzw. Hubmagnetwirkung die gespannte Rückstellfeder den Dosierkolben in dessen Grundstellung zurückbewegt. In der erreichten
Grundstellung, in welcher der Dosierkolben von der
Rückstellfeder zum Beispiel gegen einen mechanischen Anschlag gedrängt wird, wartet der ruhende Dosierkolben auf einen nächsten Schmier- bzw. Dosiervorgang.
Auch ist es von Vorteil, dass zur Vorspannung des Kolbens eine Krafteinheit vorgesehen ist, wobei der Kolben von der
Krafteinheit beaufschlagt ist. Vorzugsweise umfasst die
Krafteinheit eine mechanische Federanordnung mit einer Feder zum Beispiel einer Schraubenfeder. Alternativ könnte auch eine andere Kraftquelle wie eine Luftfeder vorgesehen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kontrolleinheit ausgebildet, einen angetriebenen
zurücklegbaren Bewegungsweg des Dosierkolbens vorzugeben. Der Bewegungsweg bezieht sich insbesondere auf den vom
Dosierkolben in der Druckkammer eintauchend zurücklegbaren Bewegungsweg .
Damit wird die von der Vorrichtung abgegebene Dosiermenge des Schmiermittels definiert vorgegeben. Mit dem definierten
Eintauchen des Dosierkolbens in die Druckkammer ist mit Beginn der Bewegung des Dosierkolbens in der Druckkammer eine
Druckerhöhung ausgelöst, wobei durch das inkompressible bzw. nahezu inkompressible Schmiermittel die Auslassventil- Anordnung unmittelbar öffnet, wobei Schmiermittel aus der Druckkammer durch die offene Auslassventil-Anordnung und den Schmiermittel-Auslass verdrängt und der Verbrauchsstelle zuführbar ist. In der Regel erstreckt sich zwischen dem
Schmiermittel-Auslass der Vorrichtung und der Verbrauchstelle ein Verbindungsabschnitt wie beispielsweise eine
Schlauchleitung, durch den Schmiermittel gefördert wird bzw. in dem Schmiermittel bereits vorhanden bzw. mit diesem gefüllt ist. Das im Verbindungsabschnitt vorhandene Schmiermittel wird bei einem Schmier- bzw. Dosiervorgang vom verdrängten
Schmiermittel weitergeschoben, so dass an der Verbrauchstell eine Menge an Schmiermittel ankommt, die der
Schmiermittelmenge entspricht, welche aus der Druckkammer ausgeschleust wird.
Es ist weiterhin vorteilhaft, dass ein mit der Druckkammer verbundenes Überdruckventil vorgesehen ist, welches bei
Erreichen eines vorgebbaren Druckes in der mit Schmiermittel beaufschlagten Druckkammer öffnet, um eine Reduzierung des Drucks durch ein Ableiten von Schmiermittel über das geöffnete Überdruckventil zu ermöglichen. Die Druckentlastung betrifft Zustände, in denen die Auslassventil-Anordnung geschlossen ist oder bei geöffneter Auslassventil-Anordnung die Druckkammer mit Bereichen verbunden ist, die in Strömungsrichtung nach dem Schmiermittel-Auslass anschließen, also der
Verbindungsabschnitt zur Verbrauchstelle. Damit können auch dort gegebenenfalls auftretende unerwünschte hohe Drücke vermieden werden, womit überdruckbedingte Beschädigungen bzw. ein Platzen einer Schmiermittelleitung verhindert werden.
Das Überdruckventil gibt bei Drucküberschreitung in der
Druckkammer einen Durchlass für Schmiermittel frei, wobei Schmiermittel vorzugsweise entweder durch einen zum
Schmiermittel-Auslass weiteren bzw. separaten Überdruck- Auslass an der Vorrichtung aus der Druckkammer austritt oder intern an einer Stelle innerhalb der Vorrichtung. Die
Überdruck-Ausschleusung bei interner Rückführung von
Schmiermittel erfolgt vorzugsweise in das Sammelvolumen zurück .
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn mit dem Überdruckventil eine Entlüftungsfunktion für die Druckkammer bzw. darin sich ansammelndes Gas bzw. Luft erfüllt ist. Dies kann zum Beispiel durch eine geeignete Positionierung des Überdruckventils geschehen. Das Überdruckventil kann in einem Bereich
vorgesehen sein, in dem sich Gas bzw. Luft aufgrund von
Dichteunterschieden in der Druckkammer bevorzugt ansammelt. Damit lassen sich in die Druckkammer eingeschleuste Gas- bzw. Luftmengen selbsttätig bei einem Überdruck-Szenario bzw.
regelmäßig reduzieren, indem zum Beispiel bewusst ein
Überdruck erzeugt wird.
Schließlich ist es von Vorteil, dass Anzeigemittel zur
automatisierten Anzeige eines Füllstandes von in dem
Sammelvolumen vorhandenem Schmiermittel vorgesehen sind, welche Magnetmittel und mit den Magnetmitteln zusammenwirkende Sensormittel umfassen, die zwischen dem Kolben und einem dem Gehäuse zugeordneten Gegenabschnitt, der zum Kolben benachbart ist, wirksam sind. Die Anzeigemittel ermöglichen eine einfache visuelle bzw. optische Erkennung des Schmiermittel-Füllstandes von außen. Am Kolben können beispielsweise
Permanentmagnetmittel angebracht werden, welche mit
Sensormitteln am Gehäuse oder an anderer Stelle
zusammenwirken. Die Sensormittel wirken auf einen abhängig von der Stellung des Kolbens im Gehäuse einstellbaren
Anzeigeabschnitt oder weisen einen solchen auf, der außen am Gehäuse sichtbar ist. Je nach Schmiermittel-Menge im
Sammelvolumen nimmt der Kolben eine jeweils dazugehörige
Stellung im Innern des Gehäuses ein, so dass die Stellung des Kolbens eine Maß für die im Sammelvolumen vorgelegte Menge an Schmiermittel darstellt. Bei maximal gefülltem Sammelvolumen wird der Kolben gegen die Kraftwirkung der Krafteinheit zurückversetzt gegenüber einem leeren Sammelvolumen, wonach die Krafteinheit den Kolben maximal bis zu einem Anschlag vorschiebt. Die Anzeigemittel sind vorzugsweise ausgelegt über die komplette Strecke in allen Stellungen des Kolbens zwischen der maximal zurückversetzten und der maximal vorgeschobenen Stellung jeweils die aktuelle Stellung außen sichtbar zur Anzeige zu bringen. Schließlich betrifft die Erfindung ein Werkzeug mit relativ zueinander angetrieben bewegbaren Werkzeugteilen, welche mit einem Schmiermittel beaufschlagt sind, wobei eine Vorrichtung gemäß einer der oben genannten Ausgestaltungen vorhanden ist. Das Werkzeug ist insbesondere ein Niet-, ein Clinchniet- oder ein Clinchwerkzeug. Das erfindungsgemäße Werkzeug weist beispielsweise einen hydropneumatischen Antrieb auf oder einen elektrisch betätigten Spindelantrieb zum Drehantrieb einer Spindel, welche je nach Drehrichtung ein translatorisch
bewegbares Stempelteil des Werkzeugs vorwärts bewegt oder zurückfährt .
Die präzise und zuverlässige Nachschmierung von Schmiermittel mit der Schmiervorrichtung des Werkzeugs ist insbesondere vorteilhaft für elektrisch bewegbare Spindelantriebe, da diese vergleichsweise empfindlich sind im Hinblick auf eine Unteroder Überversorgung mit Schmiermittel.
Figurenbeschreibung
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand eines schematisiert dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Im Einzelnen zeigt:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer
perspektivischen Ansicht,
Figur 2 die Anordnung gemäß Figur 1 zur Längsachse um 90
Winkelgrade gedreht,
Figur 3 die Vorrichtung gemäß Figur 1 im Längsschnitt,
Figur 4 ein vergrößertes Detail der in Figur 3 durch den
Längsschnitt nicht gezeigten Hälfte der
Vorrichtung in einem zu Figur 3
unterschiedlichen Betriebszustand . In den Figuren ist eine erfindungsgemäße schematisierte
Vorrichtung zur Bereitstellung von Schmiermittel gezeigt, welche als eine Schmiereinheit 1 ausgebildet ist. Die
Schmiereinheit 1 dient beispielsweise zur Schmierung einer von einer elektrischen Antriebseinheit drehbar antreibbaren
Spindel. Die Schmiereinheit 1 umfasst ein Gehäuse 2, hier beispielsweise ein kantförmiges Profilrohr aus einem
Aluminiummaterial. Das Gehäuse 2 kann beispielsweise aus einem standardmäßig zur Verfügung stehenden Aluminium-Profilrohr durch ein Ablängen auf eine jeweils gewünschte Länge gebracht werden, was eine preisgünstige Herstellung ermöglicht. Das Gehäuse 2 ist mit einer vorderen anschlussseitigen
Stirnflansch 3 und einer hinteren Stirnflansch 4 axial
beidseitig verschlossen. Im Gehäuse 2 sind außen in
Längsrichtung durchgehend geradlinige und parallele Längsbzw. Profilnuten 5 ausgebildet. Die Profilnuten 5 können vorzugsweise zur Befestigung weiterer Teile genutzt werden.
An der Schmiereinheit 1 ist außen an der vorderen Stirnplatte 3 ein als Schmiernippel 6 ausgebildeter Schmiermittel-Einlass vorhanden. Der Schmiernippel 6 ist insbesondere ein üblicher DIN-Schmiernippel, welcher in der Stirnplatte 3 beispielsweise in eine übliche Gewindebohrung bzw. Zoll-Gewinde eingeschraubt ist und über den Schmiermittel nachgefüllt wird. Des Weiteren ist an einer axialen Stirnfläche der vorderen Stirnflansch 3 ein Schmiermittel-Auslass 7 vorhanden. Über den Schmiermittel- Auslass 7 wird eine Verbindung zu einer Schmierstelle
beispielsweise über ein Zwischenstück wie zum Beispiel einen Schlauch oder eine feste Leitung eingerichtet, um verbrauchtes Schmiermittel zu ersetzen und die Schmierwirkung
aufrechtzuerhalten.
Das Nachfüllen von Schmiermittel in die Schmiereinheit 1 erfolgt durch den Schmiernippel 6 insbesondere manuell durch eine Bedienperson zum Beispiel mit einer Hebel- oder
Stoßfettpresse durch manuelle Betätigung oder gegebenenfalls automatisiert mit einer Druckluftpresse oder einer elektrisch betätigten Presse.
Gemäß Figur 2 ist in einer der Profilnuten 5 eine
Füllstandsanzeige-Anordnung 8 zur Anzeige der Speichermenge an Schmiermittel angebracht, welche weiter unten noch näher erläutert ist.
Das Gehäuse 2 bildet eine nach außen dicht geschlossene
Umhüllung eines Inneren der Schmiereinheit 1, in dem das
Schmiermittel mit einer vergleichsweise großen Speichermenge vorgelegt ist. Das Innere der Schmiereinheit 1 ist gemäß dem Längsschnitt aus Figur 3 näher ersichtlich. In einem als
Reservoir 9 ausgebildeten Speicher- bzw. Sammelvolumen ist Schmiermittel über den Schmiernippel 6 und eine Reservoir- Leitung 10 von außen zuführbar, so dass das Schmiermittel bei gefülltem Reservoir 9 in einer größeren Menge im Reservoir 9 gespeichert ist. Auf das im ringförmigen Reservoir 9
vorhandene Schmiermittel wirkt ein gemäß Rl und R2 beweglicher ringartiger Kolben 11 mit seiner vorderen ringförmigen
Stirnseite IIa. Der Kolben 11 ist vorgespannt in Richtung auf das Reservoir 9. Für die Vorspannung, welche dauerhaft auf den Kolben 11 wirkt, ist eine Krafteinheit vorgesehen. Die
Krafteinheit wirkt auf eine der Stirnseite IIa
gegenüberliegende Seite des Kolbens 11. Im vorliegenden Fall ist die Krafteinheit durch eine Schraubenfeder 12 realisiert, die gegen einen absatzförmigen Anlagering IIb an dem Kolben 11 drückt, so dass der Kolben 11 mit einer Federkraft
beaufschlagt ist. Die vorgespannte Schraubenfeder 12 drückt mit ihrem dem Kolben 11 abgewandten hinteren Ende gegen einen festen Gegenanschlag an der hinteren Stirnflansch 4. In Figur 3 ist wenig Schmiermittel im Reservoir 9 vorhanden.
Unter der Wirkung der Kraft der Schraubenfeder 12 steht das viskose Schmiermittel im Reservoir 9 nach einem Nachfüllen über den Schmiernippel 6 unter einem Druck PI. Der Druck PI im Reservoir 9 reicht aus, um ein Zwischenventil 13 einer
Zwischenventil-Anordnung zu öffnen. Das Zwischenventil 13 reicht mit einem Durchlass 14 an das Reservoir 9 heran, um einen Strömungsweg mit dem Durchlass 14 für Schmiermittel vom Reservoir 9 in eine Druckkammer 15 selbsttätig zu sperren oder freizugeben. Das selbsttätige Zwischen-Ventil 13 ist hier beispielhaft ein federbelastetes Ventil mit einer von einer Ventilfeder 13a vorgespannt beaufschlagten Ventilkugel 13b als Ventilkörper. Bei Erreichen bzw. Überschreiten des Drucks Pi im Reservoir 9 wird der Durchlass 14 durch das Wegbewegen der Ventilkugel 13b in Richtung Rl freigegeben, so dass
Schmiermittel aus dem Reservoir 9 in die Druckkammer 15 strömt .
Die Druckkammer 15 weist ein unveränderliches bzw. festes Volumen auf, welches wesentlich geringer ist als das maximale Speichervolumen des Reservoirs 9.
Die in Intervallen und kurzzeitig stattfindende Nachfüllung der Druckkammer 15 mit Schmiermittel aus dem Reservoir 9 erfolgt so lange, bis die Druckkammer 15 gefüllt ist, wobei ein Druckausgleich bzw. ein Druckgleichgewicht zwischen der Druckkammer 15 und dem Reservoir 9 herrscht. Bei dem dann herrschenden Druck schließt das Zwischen-Ventil 13
selbsttätig. Ein Zurückströmen von Schmiermittel aus der
Druckkammer 15 in das Reservoir 9 ist nicht möglich. Die von der Ventilfeder 13a beaufschlagte Ventilkugel 13b verschließt den Durchlass 14, wobei die Druckkammer 15 und das Reservoir 9 voneinander getrennte Volumina sind.
Um die Schmiereinheit 1 zu kontrollieren und einen
Schmiervorgang auszulösen, ist vorzugsweise eine übergeordnete Kontrolleinheit (nicht dargestellt) der Schmiereinheit 1 vorgesehen, die mit der Antriebseinheit 16 kommuniziert. Soll ein Schmiervorgang ausgelöst werden, wird über die
Kontrolleinheit ein entsprechendes Arbeitssignal erzeugt mit dem eine Antriebseinheit 16, welche hier als Antrieb 17 mit einem Hubmagnet ausgebildet ist, aktiviert. Die
Antriebseinheit 16 bewirkt eine kontrollierte bzw. gesteuerte Bewegung eines Dosierkolbens 18. Der Dosierkolben 18 ist fest mit dem Hubmagneten des Antriebs 17 verbunden und dient der genauen Zuführung von Schmiermittel aus der Druckkammer 15 durch den Schmiermittel-Auslass 7.
Zur Energieversorgung der Antriebseinheit 16 ist ein
entsprechender Anschluss 19 mit weiterführender Leitung 19a in der Stirnflansch 4 vorhanden. Die Antriebseinheit 16 ist vorteilhaft insbesondere mit Niederspannung betreibbar
beispielsweise mit 24 Volt gemäß einer Hilfsenergieversorgung zum Beispiel von einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) .
Der angetrieben in Richtung Rl bewegbare Dosierkolben 18 reicht in die Druckkammer 15 und verdrängt bei einer Bewegung mit dem Antrieb 17 mit seiner reservoirseitigen Stirnfläche und einem daran anschließenden vorderen Dosierkolbenabschnitt Schmiermittel aus dem Reservoir 9, so dass Schmiermittel durch den Schmiermittel-Auslass 7 strömt.
Die Druckkammer 15 umfasst einen Leitungsabschnitt 20, der einen Teil des Volumens der Druckkammer 15 bildet und in welchem der Dosierkolben 18 mit seinem vorderen Abschnitt gemäß Rl und R2 hin- und herbewegbar ist.
Der beispielsweise zylindrische Dosierkolben 18 weist einen Durchmesser auf, der mit einer Dosiermenge an Schmiermittel pro Dosiervorgang korreliert. Die Stirnfläche des
Dosierkolbens 18 ist deutlich kleiner als eine ringförmige Stirnfläche der Stirnseite IIa des Kolbens 11, welche auf das Reservoir 9 wirkt.
Der Dosierkolben 18 ist vorzugsweise zentrisch zur Längsachse der Schmiereinheit 1 bzw. zum Kolben 11 vorhanden und greift axial durch eine Hülse 21. Die im Inneren der Schmiereinheit 1 positionsfeste Hülse 21 ist fest mit der Stirnflansch 3 verbunden. Eine Außenseite der Hülse 21 dient zur radial inneren Führung des ringförmigen Kolbens 11, der von der Hülse 21 durchgriffen wird. Ein umfänglich radial nach außen vorstehender Bund an einem der Stirnflansch 3 abgewandten Ende der Hülse 21 begrenzt den Bewegungsweg des Kolbens 11 in
Richtung R2, womit sich das maximale Volumen des Reservoirs 9 ergibt .
Der Dosierkolben 18 ist in der Hülse 21 abgedichtet geführt, wobei mit der Abdichtung erreicht wird, dass aus der
Druckkammer 15 kein Schmiermittel über den Leitungsabschnitt 20 ins Innere der Schmiereinheit 1 im Bereich der
Schraubenfeder 12 gelangen kann.
Mit der Bewegung des Dosierkolbens 18 in Richtung Rl wird das Volumen in der Druckkammer 15 für das Schmiermittel
verringert, so dass der Druck in der Druckkammer 15 ansteigt beispielsweise auf einen Druck P2, welcher oberhalb des Drucks PI liegt. Hierdurch spricht eine Auslass-Ventilanordnung 22 mit einem Auslass-Ventil 23 an, welche zwischen der
Druckkammer 15 und dem Schmiermittel-Auslass 7 vorhanden ist. Durch Öffnen des Auslass-Ventils 23 wird ein Durchlass 24 freigegeben, womit Schmiermittel von der Druckkammer 15 zu einer Auslassleitung 7a des Schmiermittel-Auslasses 7 strömt und von dort weiter in eine in den Figuren nicht dargestellte Dosierleitung im Anschluss an den Schmiermittel-Auslass 7 gelangen kann. Von dort wird Schmiermittel bis an eine
Verbrauchsstelle des Schmiermittels verdrängt, da die
komplette Leitung zwischen der Auslassleitung 7a und der daran anschließenden Zuführleitung von Schmiermittel gefüllt ist.
Die geförderte Dosiermenge an Schmiermittel wird über die Ausfahrlänge des Dosierkolbens 18 in Richtung Rl bestimmt, abhängig von dessen Durchmesser. Damit ist die Schmiermittel- Dosiermenge über Parametrisierung mit der Kontrolleinheit vorgebbar. Wie das Zwischenventil 13 ist auch das Auslass- Ventil 23 als Rückschlagventil ausgebildet, so dass kein Schmiermittel von der Auslassleitung 7a zurück in die
Druckkammer 15 fließen kann.
Nach einem Dosiervorgang mit Schmiermitteln wird die Antriebseinheit 16 abgeschaltet bzw. die elektrische Versorgung mit Niederspannung aufgehoben, wobei der Hubmagnet in Richtung R2 durch die Wirkung einer vorgespannten
Rückstellfeder 25 zurückgefahren wird in die in Figur 3 gezeigte Ausgangsposition.
Mit dem Rückhub des Dosierkolbens 18 und dem damit verbundenen Druckabfall in der Druckkammer 15 schließt das Auslass-Ventil 23. Bei geschlossenem Auslass-Ventil 23 öffnet das
Zwischenventil 13 aufgrund des federkraftbeaufschlagten
Kolbens 11 und die Druckkammer 15 wird mit Schmiermittel aus dem Reservoir 9 wieder gefüllt bis zum Druckausgleich in der Druckkammer 15 und dem Reservoir 9. Der Kolben 11 schiebt sich dabei etwas in Richtung Rl vor. Das Nachfüllen der Druckkammer 15 nach einem Dosiervorgang erfolgt automatisiert.
Der Durchmesser des Dosierkolbens 18 und der Antrieb 17 mit dem Hubmagnet sind so ausgelegt, dass die zulässige
Stromstärke, mit welcher der Antrieb 17 arbeitet, vorzugsweise gemäß einer üblichen 24-Volt-Versorgung, ausreicht, um den erforderlichen Druck P2 zu erzeugen. Die Mengenvorgange der gewünschten Dosiermenge mit Schmiermittel ist über die
Hubstrecke des Dosierkolbens 18 vorgebbar.
Das Auslass-Ventil 23 ist vorzugsweise ebenfalls als
selbsttätiges Ventil beispielsweise als federbelastetes
Kugelventil ausgestaltet.
Um eine Beschädigung bzw. Fehlfunktionen zu vermeiden, ist außerdem eine Sicherheitsanordnung mit einem Überdruck-Ventil 26 vorgesehen. Die Sicherheitsanordnung dient beispielsweise dazu, ein Fördern von Schmiermittel mit dem Dosierkolben 18 gegen einen zu hohen Gegendruck zu vermeiden, um z. B. ein Platzen einer Verbindungsleitung zur Verbrauchsstelle wie einem Verbindungsschlauch auszuschließen. Dieses Szenario kann beispielsweise eintreten, wenn eine Verstopfung in einem
Schmiermittel-Förderweg existiert, beispielsweise bei einem Knick in einem Verbindungsschlauch. Wird beispielsweise ein unzulässiger hoher Druck P3 in der Druckkammer 15 erreicht, welcher höher als der Druck P2 ist, jedoch kleiner als der Druck, bei dem Schaden zu erwarten ist, öffnet das Überdruck- Ventil 26, so dass bei dem höheren Druck Schmiermittel aus der Druckkammer 15 über eine vom offenen Überdruck-Ventil 26 freigegebene Ablassleitung 27 aus der Druckkammer 15
ausströmen kann. Gemäß Figur 3 führt die Ablassleitung 27 bei geöffnetem Überdruck-Ventil 26 nach außen, so dass über eine Öffnung in der vorderen Stirnplatte 3 das Schmiermittel sichtbar herausläuft. Damit ist ein Überdruckfall visuell von einem Instandhaltungspersonal sichtbar.
Alternativ (nicht dargestellt) kann die Ablassleitung 27 bei geöffnetem Überdruck-Ventil 26 auch an eine andere Stelle abfließen, vorzugsweise z. B. zurück in das Reservoir 9.
Dadurch wird der Fehler von außen nicht sichtbar, ein Austritt von Schmierstoff am Gerät findet jedoch nicht statt. Auch eine nachfolgend erläuterte Entlüftung der Druckkammer 15 findet dann nicht statt.
Vorzugsweise befindet sich die Öffnung der Ablassleitung 27 innerhalb der Druckkammer 15 an einer Stelle, an welcher sich beim Befüllen des Reservoirs 9 mit Schmiermittel Gas bzw. Luft bevorzugt ansammelt. Wird das Reservoir 9 vollständig gefüllt bis zum Erreichen des Drucks P3, so dass bei offenem
Zwischenventil 13 das Überdruck-Ventils 26 auslöst und öffnet, wird selbsttätig bzw. automatisiert die Druckkammer 15
entlüftet. Damit wird bei jedem Befüllvorgang bis zum Druck P3 eine automatisierte Entlüftung der Schmiereinheit 1
sichergestellt .
Eine Variante einer Füllstandsanzeige 28, welche eine äußere visuelle und/oder andere Informationsanzeige im Hinblick auf einen aktuellen Füllstand mit Schmiermittel in der
Schmiereinheit 1 bzw. dem Reservoir 9 bereitstellt, zeigt Figur 4. Figur 4 zeigt einen Zustand "LEER", wohingegen gemäß Figur 3 noch eine Menge an Schmiermittel im Reservoir 9 vorhanden ist. Figur 4 stellt ein vergrößertes Detail der in Figur 3 durch den Schnitt weggelassenen Hälfte der Schmiereinheit 1 dar.
Die Füllstandsanzeige 28 stellt für ein das
Instandhaltungspersonal Informationen bereit zum Beispiel im Hinblick auf gegebenenfalls notwendige Maßnahmen. Hierfür wird der Kolben 11 bzw. dessen Position in der Schmiereinheit 1 genutzt. Wenn sich ausreichend Schmiermittel im Reservoir 9 befindet, ist der Kolben 11 bzw. dessen Stirnseite IIa
beabstandet zu einem Anzeigestift 29 bzw. zu dessen
rückwärtigen Stirnseite. Der Anzeigestift 29 ist in axialer Richtung gemäß Rl und R2 in der vorderen Stirnplatte 3
geringfügig linear versetzbar. Hierfür ist der Anzeigestift 29 mit einer Rückstellkraft, hier in Form einer Rückstellfeder 30 beaufschlagt. Je nach Position des Anzeigestifts 29 steht ein vorderer Endabschnitt mit einer Vorderseite 29a an einer
Außenseite der vorderen Stirnflansch 3 über oder ist zu der Außenseite bündig oder nach innen zurückversetzt. Dies ist von einem Bediener jederzeit visuell erkennbar.
Bei ganz gefülltem Reservoir 9 ist die Stirnseite IIa des Kolbens 11 vom Anzeigestifts 29 beabstandet, wobei durch die Rückstellfeder 30 die Vorderseite versenkt zur Außenseite der vorderen Stirnflansch 3 ist. Der Anzeigezustand "OK" ist gegeben .
Bei geringer Schmiermittel-Füllmenge nähert sich der Kolben 11 mit seiner Stirnseite IIa der rückwärtigen Seite des
Anzeigestifts 29 und drückt auf seinem letzten Bewegungshub in Richtung Rl den Anzeigestift 29 in Richtung Rl beispielsweise um wenige Millimeter, so dass dieser beginnt, außenseitig an der vorderen Stirnplatte 3 vorzustehen. Dabei wird ein erster Ring außen vorne am Anzeigestift 29 sichtbar, was einem
Anzeigezustand "LOW" entspricht. Der vorstehende Anzeigestift 29 kann von einem Bedienpersonal visuell eindeutig und
unmittelbar erkannt werden. Bei leerem Reservoir 9 drückt der Kolben 11 den Anzeigestift 29 so weit vor, so dass an der Außenseite der vorderen
Stirnflansch 3 zwei Ringe erkennbar sind, was einen
Anzeigezustand "EMPTY" signalisiert. Ein Nachfüllen ist notwendig .
Bei der erstmaligen wie oben beschrieben Befüllung des
Reservoirs 9 bis zum Druck P3 steht der Anzeigestift 29 an der Außenseite der vorderen Stirnflansch 3 mit drei Ringen
erkennbar über, was das maximale Befüllen anzeigt. Bei
vollgefülltem Reservoir 9 steht der Kolben 11 hinten in
Richtung R2 an einem Anschlag der Hülse 21 an und der Druck im Reservoir 9 steigt. Durch die Auslegung der Rückstellfeder 30 wird erreicht, dass das Reservoir 9 soweit befüllt werden kann, bis der Anzeigestift 29 vollständig gegen die Federkraft der Rückstellfeder 30 in Richtung Rl verfährt. Damit wird der Anzeigestift 29 vollständig beispielsweise über drei
Ringmarkierungen heraus versetzt, womit eine Anzeigezustand "FÜLL" erreicht ist, und ein Betriebsarbeiter hat die
Information, dass das Reservoir 9 vollständig befüllt ist.
Die Federkraft der Rückstellfeder 30 ist derart abgestimmt, dass diese bei einem Druck P2 so stark ist, den Anzeigestift 29 gegen den Druck P2 im Reservoir 9 in das Reservoir hinein Richtung R2 zu drücken. Bei einem Druck kleiner P3 ist dies ebenfalls möglich. Damit ist der Anzeigestift von außen bzw. außerhalb des Gehäuses 2 sichtbar eingefahren. Damit hat ein Bedienpersonal die Information, dass ausreichend Schmiermittel im Reservoir 9 vorhanden ist.
Wird im Schmierbetrieb der Schmiereinheit 1 bei einem ersten Schmierzyklus durch ein Vorfahren des Dosierkolbens 18
Schmiermittel aus dem Reservoir 9 in die Druckkammer 15 gefördert, fährt der Anzeigestift 29 aufgrund der
Druckverringerung in Richtung P2 zurück, wonach eine nicht überstehende Anzeige der Vorderseite des Anzeigestifts 29 an der vorderen Stirnplatte 3 erreicht ist. Dies entspricht einer Anzeige "OK". Vorteilhafterweise ist eine Legende 31 von außen an der
Stirnseite der vorderen Stirnplatte 3 vorhanden, welche die möglichen Anzeigezustände "OK", "LOW", "EMPTY" und "FÜLL" des Anzeigestifts 29 darstellt und zuordnet.
Alternativ oder zusätzlich kann der Anzeigestift 29 bzw.
dessen Position sensorisch erfasst und entsprechende Signale erzeugt werden, welche an die übergeordnete Kontrolleinheit oder an andere Einheiten weiter geleitet werden, um diese elektronisch zu verarbeiten.
Eine andere mögliche Füllstandsanzeige-Anordnung 8 umfasst auf dem Kolben 11 aufgebrachte Magnetringe 32 als preisgünstige Standard-Initiatoren, wie zum Beispiel bei Pneumatikzylindern bekannt, um ein von den Magnetringen 32 erzeugtes
Füllstandsignal mit der Füllstandsanzeige-Anordnung 8 sichtbar zu machen bzw. abfragen zu können.
Bezugszeichenliste :
1 Schmiereinheit
2 Gehäuse
3, 4 Stirnflansch
5 Profilnut
6 Schmiernippel
7 Schmiermittel-Auslass
7a Auslassleitung
8 Füllstandsanzeige-Anordnung
9 Reservoir
10 Reservoir-Leitung
11 Kolben
IIa Stirnseite
IIb Anlagering
12 Schraubenfeder
13 Zwischenventil
13a Ventilfeder
13b Ventilkugel
14 Durchlass
15 Druckkammer
16 Antriebseinheit
17 Antrieb
18 Dosierkolben
19 Anschluss
19a Leitung
20 Leitungsabschnitt
21 Hülse
22 Auslassventil-Anordnung
23 Auslass-Ventil
24 Durchlass
25 Rückstellfeder
26 Überdruck-Ventil
27 Ablassleitung
28 Füllstandsanzeige
29 Anzeigestift
29a Vorderseite
30 Rückstellfeder
31 Legende
32 Magnetring
Next Patent: COMPOSITION FOR USE IN THE TREATMENT OF NEUROPATHIC PAIN