Schmiermittels

Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung zum Dosieren und Fördern eines fließfähigen Schmiermittels, mit einem Gehäuse mit einem Schmiermitteleinlass , einem Schmiermittelauslass , einem mit dem Schmiermitteleinlass und dem Schmiermittelauslass ver ^¬ bundenen Hubraum, welcher Hubraum durch einen bewegbaren Dosierkolben begrenzt ist, wobei die dem Hubraum gegenüberliegende Seite des Dosierkolbens in einem Federraum angeordnet ist, der mit einem Anschluss für Druckluft verbunden ist, sodass der Do ^¬ sierkolben über die Druckluft gegen eine Rückstellfeder bewegbar ist, wobei im Schmiermitteleinlass ein Ansaugventil und im

Schmiermittelauslass ein Ausstoßventil angeordnet ist.

Dosiereinrichtungen zum Dosieren und Fördern eines fließfähigen Schmiermittels werden beispielsweise zur Applikation von

Schmiermittel auf Spurkränzen von Schienenfahrzeugrädern und zur Aufbringung des Schmiermittels auf Schienenflanken eingesetzt, um den Verschleiß des Schienenrades und der Schiene im Bereich des Spurkranzes zu verringern und, vor allem bei Kurvenfahrten oder Pendelbewegungen, die Lärmentwicklung zu reduzieren.

Aber auch bei Industrieanlagen, insbesondere deren Gleitführungen, Lagerstellen und Wälzlagerungen, ist die Versorgung mit Schmiermittel notwendig, um eine fehlerfreie Funktion zu gewähr ^¬ leisten .

Die WO 79/00307 AI zeigt eine Einrichtung zum Dosieren und Fördern eines fließfähigen Schmiermittels der gegenständlichen Art. Die Konstruktion ist relativ aufwändig.

Eine weitere Dosiereinrichtung geht aus der EP 050 600 AI hervor, wobei anstelle einer pneumatischen Kolbenzylindereinheit eine Magnetspule mit einem Eisenkern verwendet wird.

Eine weitere Dosiereinrichtung der gegenständlichen Art ist beispielsweise aus der DE 1405687 A bekannt geworden. Die Dosierung und Förderung des fließfähigen Schmiermittels erfolgt über eine druckluftbetriebene Pumpe mit einem Dosierkolben. Während eines Pumpenhubes wird das Schmiermittel aus einem Behälter angesaugt und danach in eine Leitung weiterbefördert. Dabei gelangt unwei ^¬ gerlich ein Teil des Schmiermittels zurück in den Vorratsbehäl ^¬ ter, weshalb die Menge des Schmiermittels nicht präzise dosiert werden kann.

Die DE 202008001220 Ul beschreibt eine Einrichtung zur Aufbrin ^¬ gung von Schmiermittel auf den Spurkranz eines Schienenfahrzeugrades unter Verwendung eines druckluftbetätigten

Dosierkolbens .

Die EP 854072 Bl beschreibt ein Verfahren zur Steuerung der Schmiermittelabgabe einer Spurkranzschmiereinrichtung von Schienenfahrzeugen, wobei die Dosierung des Schmiermittels in Abhängigkeit der Fahrstrecke durchgeführt wird.

Schließlich zeigt die CA 2326030 AI eine Dosiereinrichtung zum Dosieren und Fördern eines fließfähigen Schmiermittels mit einer Düse zur Abgabe einer dosierten Menge des Schmiermittels an die gewünschte Stelle des Spurkranzes.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer oben genannten Dosiereinrichtung, welche eine präzise Dosierung und geeignete Förderung des Schmiermittels zulässt und möglichst einfach und robust aufgebaut ist. Die Dosiereinrich ^¬ tung soll für verschiedenste Schmiermittel wie Schmieröle, Öle mit Feststoffanteil bis hin zu fließfähigen Schmierfetten einsetzbar sein.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass ein By ^¬ pass zur Verbindung des Anschlusses für die Druckluft mit dem Schmiermittelauslass stromabwärts des Ausstoßventils angeordnet ist. Die Anordnung des Ansaugventils im Schmiermitteleinlass und des Ausstoßventils im Schmiermittelauslass verhindert eine Bewe ^¬ gung des Schmiermittels zurück in den Schmiermittelbehälter und ermöglicht eine präzise Dosierung in Abhängigkeit des Hubs des Dosierkolbens. Durch die Anordnung des Bypasses kann die zur Be ^¬ tätigung des Dosierkolbens verwendete Druckluft auch für die Förderung des fließfähigen Schmiermittels eingesetzt werden. So ^¬ mit wird das Schmiermittel taktweise in die Förderleitung do ^¬ siert und mit derselben Druckluft wie sie für die Betätigung des Dosierkolbens verwendet wird taktweise weiterbefördert. Die Län ^¬ ge der Förderleitung zwischen Dosiereinrichtung und Schmierstelle, beispielsweise der Spurkranz eines Schienenrades, muss natürlich durch entsprechende Dosierung und Förderung des

Schmiermittels überbrückt werden, bevor Schmiermittel an der ge ^¬ wünschten Stelle austritt. Die Konstruktion ist relativ einfach und somit kostengünstig und robust und relativ wartungsarm.

Vorzugsweise ist der Schmiermitteleinlass an der Oberseite des Gehäuses angeordnet, sodass das Schmiermittel ohne weitere Ein ^¬ richtungen wie z.B. Pumpen automatisch über die Schwerkraft in die Dosiereinrichtung gelangen kann.

Wenn der Federraum eine Öffnung zur Verbindung mit dem Schmiermittelbehälter aufweist, kann ein Volumenausgleich für die Bewegung des Dosierkolbens erzielt werden. Theoretisch wäre dies auch mit einer Öffnung in die Umgebung der Dosiereinrichtung möglich, nur würden dann Probleme hinsichtlich der Verschmutzung und Leckage auftreten können, die bei einer Öffnung des Federraums zum Schmiermittelbehälter wegfallen.

Wenn im Bypass eine Drossel angeordnet ist, kann die Förderwir ^¬ kung über den Druckluftbypass eingestellt werden.

Vorteilhafterweise ist im Bypass weiters ein Rückschlagventil angeordnet, wodurch ein Eintreten des Schmiermittels in die DruckluftZuleitung verhindert wird.

Um eine Justierung der Dosiermenge zu ermöglichen, kann eine Einrichtung zum Einstellen des Hubes des Dosierkolbens vorgese ^¬ hen sein. Die Veränderung des Hubes des Dosierkolbens stellt eine besonders einfache und robuste Möglichkeit zur Einstellung der dosierten Menge an Schmiermittel dar.

Die Einsteileinrichtung kann durch eine Einstellschraube gebil ^¬ det sein. Dies ist die einfachste und kostengünstigste Möglich ^¬ keit zur Veränderung der dosierten Schmiermittelmenge.

Alternativ dazu kann die Einsteileinrichtung auch durch einen Motor gebildet sein. Dadurch könnte eine automatisierte Verände- rung der Dosierung an Schmiermittel erfolgen.

Idealerweise ist der Anschluss für Druckluft mit einer Druck- luftquelle mit einem Druck von 3 bis 5 bar verbunden. Druckluft in diesem Druckbereich ist einfach, beispielsweise mit einem Hilfskompressor, erzeugbar, wodurch der Aufwand für den Betrieb der Dosiereinrichtung gering gehalten werden kann.

Wenn der Bypass durch eine Stopfenschraube verschlossen wird, beziehungsweise der Bypass gar nicht gebildet wird, kann eine Variante der Förderung des Schmiermittels erzielt werden, gemäß der die Druckluft nicht zur Förderung des Schmiermittels einge ^¬ setzt wird, sondern alleine durch die Pumpkraft des Dosierkol ^¬ bens erfolgt. Bei dieser sogenannten hydraulischen Förderung befindet sich lediglich das Schmiermittel in der Förderleitung, wohingegen bei der oben erwähnten pneumatischen Förderung sowohl Schmiermittel als auch Luft in der Förderleitung existieren.

Am Schmiermittelauslass ist eine Förderleitung zur Verbindung mit zumindest einer Sprühdüse angeordnet. Über die Sprühdüse er ^¬ folgt die Aufbringung des Schmiermittels an die gewünschte Stel ^¬ le, beispielsweise den Spurkranz eines Schienenrades bzw. die Flanke der Schiene.

Wenn die Förderleitung über einen Verteiler mit mehreren Sprühdüsen verbunden ist, kann eine gleichzeitige Förderung des

Schmiermittels an mehrere Stellen vorgenommen werden. Der Verteiler muss so konzipiert sein, dass in jede Leitung bzw. zu je ^¬ der Sprühdüse im Wesentlichen dieselbe Menge an Schmiermittel gefördert wird.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist der Verteiler einen Ver- teilereinlass und mehrere, der Anzahl an Sprühdüsen entsprechende, Verteilerauslässe auf. Der Verteilereinlass und die mehreren Verteilerauslässe müssen hinsichtlich ihrer Geometrie so kon ^¬ struiert sein, dass eine gleichzeitige Aufteilung des Schmier ^¬ mittels an alle Verteilerauslässe möglich ist.

Idealerweise ist der Verteilereinlass an der Unterseite des Ver ^¬ teilers und die Verteilerauslässe über dem Verteilereinlass an- geordnet. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, dass das Schmiermittel nicht schwerkraftsbedingt in die Verteilerauslässe fließt und zu einer unerwünschten ungleichen Verteilung des Schmiermittels über die Sprühdüsen führt.

Die Sprühdüsen können über ein Gewinde mit der Förderleitung verbindbar sein, um eine einfache und rasche Montage und Demon ^¬ tage der Sprühdüsen zu ermöglichen.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Übersicht eines Systems zur Spurkranz ^¬ schmierung bei einem Schienenfahrzeug;

Fig. 2 ein schematisches Schnittbild einer Variante einer Do ^¬ siereinrichtung zur Dosierung und Förderung eines Schmiermittels unter Verwendung von Druckluft;

Fig. 3 ein schematisches Schnittbild einer Variante einer Do ^¬ siereinrichtung zur Dosierung eines Schmiermittels unter Verwendung von Druckluft, jedoch mit hydraulischer Schmiermittelförderung;

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung einer Ausführung einer druck- luftbetätigten Dosiereinrichtung;

Fig. 5 die druckluftbetätigte Dosiereinrichtung gemäß Fig. 4 in zusammengebautem Zustand in perspektivischer Ansicht;

Fig. 6 eine Verbindung von vier Sprühdüsen über einen Verteiler mit der Dosiereinrichtung;

Fig. 7 den Verteiler gemäß Fig. 6 in vertikal geschnittener Darstellung;

Fig. 8 den Verteiler gemäß Fig. 7 entlang der Schnittlinie VIII- VIII;

Fig. 9 eine Ausführungsform einer Sprühdüse in Seitenansicht;

und

Fig. 10 das Schnittbild durch die Sprühdüse gemäß Fig. 9 entlang der Schnittlinie X-X.

Fig. 1 zeigt eine schematische Übersicht eines Systems zur Spur ^¬ kranzschmierung bei einem Schienenfahrzeug. Die Dosiereinrichtung 1 zum Dosieren und Fördern eines fließfähigen

Schmiermittels 2 ist unterhalb eines Schmiermittelbehälters 11 angeordnet. Über einen Anschluss 7 wird Druckluft 8 zur Dosie ^¬ rung und allenfalls auch Förderung des Schmiermittels 2 in die Dosiereinrichtung 1 eingebracht. Zu diesem Zweck wird eine

Druckluftquelle 27 mit einer entsprechenden Steuerung 28 und verschiedenen Druckreglern und Ventilen mit dem Anschluss 7 verbunden. Über einen Schmiermittelauslass 5 der Dosiereinrichtung

1 gelangt das Schmiermittel in eine Förderleitung 25 und allen ^¬ falls in einen Verteiler 30, wo das Schmiermittel auf mehrere Förderleitungen 25 aufgeteilt wird. Am Ende der Förderleitungen 25 befinden sich vorzugsweise Sprühdüsen 29, über die das fließ ^¬ fähige Schmiermittel 2 an die gewünschte Stelle, beispielsweise den Spurkranz 35 eines Schienenrades 34, aufgebracht wird. Auf diese Weise können die Spurkränze und die entsprechenden Teile der Schiene mit Schmiermittel versehen werden, um den Verschleiß sowohl am Schienenrad 34 als auch an der Schiene zu reduzieren und die Geräuschentwicklung zu verhindern.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Schnittbild einer Variante einer Dosiereinrichtung 1 zur Dosierung und Förderung eines Schmiermittels 2 unter Verwendung von Druckluft 8. Bei dieser Variante der Dosiereinrichtung 1 wird die Druckluft 8 sowohl für die Dosierung als auch für die Förderung des Schmiermittels 2 verwendet, weshalb auch von der pneumatischen Dosier- und

Fördermethode gesprochen wird. Die Dosiereinrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 3 mit einem Schmiermitteleinlass 4, einem Schmier ^¬ mittelauslass 5 und einen mit dem Schmiermitteleinlass 4 und dem Schmiermittelauslass 5 verbundenen Hubraum 6. Im Hubraum 6 ist ein Dosierkolben 9 bewegbar angeordnet, wobei die dem Hubraum 6 gegenüberliegende Seite des Dosierkolbens 9 in einem Federraum 6' angeordnet ist, der mit einem Anschluss 7 für die Druckluft 8 verbunden ist. Somit kann der Dosierkolben 9 über die Druckluft 8, welche über den Anschluss 7 eingebracht wird, gegen die Kraft der Rückstellfeder 10 bewegt werden, wodurch Schmiermittel vom Schmiermitteleinlass 4 in den Schmiermittelauslass 5 dosiert wird. Erfindungsgemäß ist im Schmiermitteleinlass 4 ein Ansaug ^¬ ventil 13 und im Schmiermittelauslass ein Ausstoßventil 14 ange ^¬ ordnet. Dadurch kann eine genaue Dosierung des Schmiermittels 2 erfolgen, ohne dass die Gefahr einer Bewegung des Schmiermittels

2 zurück in den Schmiermittelbehälter 11 gegeben ist. Zur Einstellung des Hubes Δχ des Dosierkolbens 9 kann eine Einstellein- richtung, beispielsweise in Form einer Einstellschraube 22, vor ^¬ gesehen sein.

Idealerweise ist die Dosiereinrichtung 1 unterhalb des Schmier ^¬ mittelbehälters 11 angeordnet und der Schmiermitteleinlass 4 an der Oberseite des Gehäuses 3 angeordnet. Um eine Blockade des Dosierkolbens 9 zu verhindern, ist der Federraum 6' über eine Öffnung 12 mit dem Schmiermittelbehälter 11 verbunden. Auf diese Weise kann der Volumenausgleich bei einer Bewegung des Dosierkolbens 9 stattfinden.

Zur Förderung des Schmiermittels 2 ist ein Bypass 15 zwischen dem Anschluss 7 für die Druckluft 8 mit dem Schmiermittelauslass 5 stromabwärts des Ausstoßventils 14 angeordnet. In diesem By ^¬ pass 15 können eine Drossel 16 und ein Rückschlagventil 17 ange ^¬ ordnet sein. Bei dieser pneumatischen Dosier- und Fördermethode wird die Druckluft 8 sowohl für die Bewegung des Dosierkolbens 9 zum Dosieren des Schmiermittels 2 als auch zum Fördern des

Schmiermittels 2 über den Schmiermittelauslass 5 und die daran angeschlossenen Förderleitungen 25 verwendet. Dies stellt eine einfache und effiziente Methode zum Dosieren und Fördern eines fließfähigen Schmiermittels dar.

Fig. 3 zeigt ein schematisches Schnittbild einer Variante einer Dosiereinrichtung 1 zur Dosierung und Förderung eines Schmiermittels 2, unter Verwendung von Druckluft zur Dosierung des Schmiermittels 2. Im Vergleich zur Ausführungsvariante gemäß Fig. 2 ist der Bypass 15 mit einer Stopfenschraube 21 verschlos ^¬ sen, sodass die Druckluft 8 lediglich zum Bewegen des Dosierkol ^¬ bens 9 und somit lediglich zur Dosierung des Schmiermittels 2 verwendet wird. Die Förderung des Schmiermittels 2 erfolgt aus ^¬ schließlich über die Pumpkraft des Dosierkolbens 9, ohne Zuhil ^¬ fenahme von Druckluft 8. Der Vorteil gegenüber der Variante gemäß Fig. 2 ist, dass weniger Druckluft benötigt wird.

Fig. 4 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Ausführung einer druckluftbetätigten Dosiereinrichtung 1. Die Dosiereinrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 3 mit einem Schmiermitteleinlass 4 an der Oberseite und einem Schmiermittelauslass 5. Der Dosierkolben 9 und die Rückstellfeder 10 werden in den Federraum 6' der Dosier- einrichtung 1 eingebracht und unter Anwendung einer Dichtung 20 wird das Gehäuse 3 mit einem Gehäusedeckel 18 über entsprechende Befestigungselemente 19 verbunden. Die Einstellschraube 22 wird zur Definition des Hubes Δχ des Dosierkolbens 9 angeordnet. Über einen Anschluss 7 wird Druckluft 8 zur Betätigung der Dosiereinrichtung 1 und Dosierung und Förderung des Schmiermittels 2 eingebracht. In den Anschluss 7 bzw. den Bypass 15 (nicht sichtbar) wird die Drossel und das Rückschlagventil 17 eingebracht. Über entsprechende Befestigungselemente 23 wird das Gehäuse 3 mit dem Schmiermittelbehälter 11, allenfalls unter Zwischenlage einer Dichtung 24, verbunden. Im Schmiermitteleinlass 4 wird das An ^¬ saugventil 13 und im Schmiermittelauslass 5 das Ausstoßventil 14 entsprechend angeordnet.

Fig. 5 zeigt die druckluftbetätigten Dosiereinrichtung 1 gemäß Fig. 4 in zusammengebautem Zustand in perspektivischer Ansicht. Im zusammengebauten Zustand gemäß Fig. 5 ist die Dosiereinrichtung 1 besonders kompakt und relativ klein in der Baugröße.

Fig. 6 zeigt eine Verbindung von vier Sprühdüsen 29 über einen Verteiler 30 mit der Dosiereinrichtung 1. Die Dosiereinrichtung 1, wie sie in den Fig. 4 und 5 beschrieben ist, wird über eine Förderleitung 25 mittels Befestigungselementen 26 mit einem Ver- teilereinlass 31 eines Verteilers 30 verbunden. Der Verteiler 30 weist vier Verteilerauslässe 32 auf, an welchen wiederum über entsprechende Befestigungselemente 26 vier Förderleitungen 25 angeordnet sind. Die Förderleitungen 25 verlaufen zu vier Sprühdüsen 29, über welche das Schmiermittel 2 an die entsprechende Stelle, beispielsweise den Spurkranz eines Schienenrades (nicht dargestellt) , transportiert wird. Vorteilhafterweise ist der Verteilereinlass 31 des Verteilers 30 an der Unterseite des Ver ^¬ teilers 30 angeordnet und die Verteilerauslässe 32 oberhalb an ^¬ geordnet. Dadurch wird verhindert, dass das Schmiermittel 2 durch die Schwerkraft ungewollt ungleichmäßig auf die Sprühdüsen 29 verteilt wird.

Fig. 7 zeigt den Verteiler 30 gemäß Fig. 6 in vertikal geschnit ^¬ tener Darstellung. Der Verteiler 30 weist einen Verteilereinlass 31 und vier Verteilerauslässe 32 auf, wobei der Verteilereinlass 31 unterhalb der Verteilerauslässe 32 angeordnet ist. Der Ver- teilereinlass 31 wird über entsprechende Verteilkanäle 33 mit den Verteilerauslässen 32 verbunden. Durch entsprechende Geometrie wird gewährleistet, dass im Wesentlichen dieselbe Schmier ^¬ mittelmenge in jeden der vier Verteilerauslässe 32 gelangt. Der horizontale Schnitt durch den Verteiler 30 entlang der Schnitt ^¬ linie VIII-VIII in Fig. 7 gemäß Fig. 8 zeigt die Anordnung der Verteilkanäle 33 zwischen dem Verteileinlass 31 und den Vertei ^¬ lerauslässen 32 des Verteilers 30.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform einer Sprühdüse 29 in Seitenansicht. Die Sprühdüse 29 ist kegelförmig angeordnet und weist vorzugsweise ein Gewinde 36 zum Aufschrauben auf eine Förderlei ^¬ tung 25 auf, wie in der Schnittbilddarstellung gemäß Fig. 10 ersichtlich ist. Zum leichteren Befestigen und Demontieren der Sprühdüse 29 kann eine Aufnahme für ein entsprechendes Werkzeug angeordnet sein. Die Sprühdüse ist vorzugsweise aus Metall, bei ^¬ spielsweise aus Messing, hergestellt.

Die weiteren Komponenten wie z.B. der Verteiler 30, die Förderleitungen 25 und das Gehäuse der Dosiereinrichtung 1, werden ebenfalls vorzugsweise aus Metall, beispielsweise Messing oder Aluminium, hergestellt.