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Die
Erfindung betrifft einen Schmierstoffverteiler mit Dosiereinrichtungen,
umfassend ein Verteilergehäuse
mit wenigstens zwei Schmierstoffeinlässen, wenigstens zwei Schmierstoffauslässen und
wenigstens einem Dosierkolben, wobei das von dem Dosierkolben verdrängte Schmierstoffvolumen
wechselweise verschiedenen Schmierstoffauslässen zuteilbar ist, wobei der
Dosierkolben wenigstens einseitig einen das Verteilergehäuse durchsetzenden
Stift oder eine das Verteilergehäuse
durchsetzende Kolbenstange aufweist.
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Ein
solcher Schmierstoffverteiler ist beispielsweise aus dem deutschen
Gebrauchsmuster
DE
20 2004 004 839 U1 bekannt. Ebenso ist ein solcher Schmierstoffverteiler
aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 20 2005 005 010 U1 bekannt.
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Solche
Schmierstoffverteiler finden Anwendung in Zentralschmieranlagen
für Fett
und Öl. Schmierstoffverteiler
erfüllen
die Aufgabe, den Schmierstoff dosiert an die Reibstelle, beispielsweise ein
Gleitlager oder dergleichen abzugeben. Bei einer Zweileitungs-Zentralschmieranlage
ist der Schmierstoffverteiler üblicherweise
mit zwei Anschlüssen
an die Hauptleitungen einer Zentralschmieranlage versehen. Zum Anschluss
der Schmierstellenleitungen kann der Schmierstoffverteiler beispielsweise
bis zu acht Gewindebohrungen aufweisen. Die Schmierstoffdosierung
erfolgt durch je einen Dosierkolben und einen Steuerkolben für zwei Auslässe. Je
nachdem ob die eine oder andere Schmierstoffzuführungsleitung unter Schmierstoffdruck
steht, wird jeweils nur die der betreffenden Hauptleitung zugeordnete
Reibstelle geschmiert, wobei die andere Schmierstoffzuführungsleitung
entlastet ist.
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Bei
Einrichtungen mit einer großen
Anzahl von Schmierstellen kommt der Überwachung der einzelnen Schmierstellen
eine besondere Bedeutung zu. Wünschenswert
ist eine frühzeitige
Erkennung von Mangelschmierung an den einzelnen Schmierstellen.
Eine solche Mangelschmierung kann verschiedene Ursachen haben, beispielsweise
Schmierstoffmangel in der Zentralschmieranlage, Mangelschmierung
durch Fehlfunktion eines Schmierstoffverteilers, Mangelschmierung
durch offene Leitungen im Schmierstrang sowie Mangelschmierung durch
verlegte oder abgequetschte Leitungen im Schmierstrang.
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Zur
frühzeitigen
Erkennung von solchen Mangelschmierungen ist es neben der frühzeitigen Inspektion
der betroffenen Reibstelle bzw. Schmierstelle möglich, die Funktion der Schmierstoffverteiler zentral
zu überwachen.
Durch Überwachung
des Bewegungswegs des Dosierkolbens in einem Schmierstoffverteiler
wird die genaue Feststellung der zur Reibstelle jeweils geförderten
Schmierstoffmenge möglich,
sodass sich in einfacher Weise Betriebsstörungen zentral ermitteln lassen.
Die dem zugrunde liegende Problematik sowie verschiedene Möglichkeiten
zur Erfassung der Bewegung des Dosierkolbens sind in den zuvor beschriebenen
Druckschriften bereits beschrieben. Beispielsweise wird in der
DE 20 2004 004 839
U1 vorgeschlagen, den Bewegungsweg des Dosierkolbens mittels
einer Ultraschall-Sender-Empfängereinheit
kontinuierlich zu erfassen, wobei die Laufzeit der Schallimpulse
das Maß für die Position
des Dosierkolbens ist.
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Diese
Anordnung hat sich sowohl hinsichtlich Störanfälligkeit als auch hinsichtlich
Signalauswertung als kaum praxistauglich erwiesen.
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In
der
DE 20 2005
005 010 U1 wird deshalb vorgeschlagen, den Bewegungsweg
des Dosierkolbens mittels einer Eintauchkörper-Spulenanordnung kontinuierlich
zu erfassen, wobei sich der Eintauchkörper mit der Bewegung des Kolbens
relativ zur Spule bewegt.
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Diese
Anordnung hat sich in soweit als nicht praxistauglich erwiesen,
als dass die Kolbenstange und/oder der Stift des Dosierkolbens je
nach Fabrikat und Charge unterschiedliche induktive Eigenschaften
aufweisen, sodass die Erzeugung eines eindeutigen Signals für die Position
des Dosierkolbens sowie auch die Kalibrierung der Einrichtung schwierig
sind.
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Aus
der
DE 103 15 327
A1 ist ein Flurförderfahrzeug
mit einer Messeinrichtung zur Ermittlung des Neigewinkels einer
Lasthebeeinrichtung bekannt. Da im Bereich der Neigeachse des Hubmastes
die Platzverhältnisse
sehr beengt sind, ist vorgesehen, dass die Messeinrichtung über ein
mit der Lasthebeeinrichtung in Wirkverbindung stehendes, linear
bewegliches Bauteil vertilgt. Dieses ist mit einem Krafterzeugungselement
gekoppelt, mit welchem ein Kraftsensor beaufschlagbar ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schmierstoffverteiler
der eingangs genannten Art in Hinblick auf dessen Zuverlässigkeit und
einfache Signalauswertung so zu verbessern, dass dessen Einsatz
auch unter widrigen Betriebsbedingungen möglich ist, d. h. bei starken
Temperaturschwankungen und in verschmutzungsexponierten Bereichen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch einen Schmierstoffverteiler mit Dosiereinrichtung, umfassend
ein Verteilergehäuse
mit wenigstens zwei Schmierstoffeinlässen, wenigstens zwei Schmierstoffauslässen und
wenigstens einem Dosierkolben, wobei das von dem Dosierkolben verdrängte Schmierstoffvolumen
wechselweise verschiedenen Schmierstoffauslässen zuteilbar ist und wobei
der Dosierkolben wenigstens einseitig einen das Verteilergehäuse durchsetzenden
Stift oder eine das Verteilergehäuse
durchsetzende Kolbenstange aufweist, wobei der Schmierstoffverteiler
sich dadurch auszeichnet, dass der Stift mit einer Druckmesseinrichtung
zusammenwirkt, die zu dem von dem Stift ausgeübten Druck proportionale Weg-Zeit-Signale
zur Erfassung der Bewegung des Steuerkolbens erzeugt. Auf diese
Art und Weise lässt
sich die Position des Steuerkolbens mit einfachsten Mitteln feststellen. Die
Bewegung des Steuerkolbens übt über den
an diesem vorgesehenen Stift eine zu dem Hub des Steuerkolbens proportionale
Kraft aus, die von dem Sensor erfasst wird.
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Der
Schmierstoffverteiler gemäß der vorbeschriebenen
Art besitzt den Vorzug, dass dieser auch unter widrigen Betriebsbedingungen
einsetzbar ist, insbesondere dass dieser universell für verschieden gestaltete
Kolbenstangen und/oder Stifte verwendbar ist, sodass dessen Einsatz
auch unter widrigen Betriebsbedingungen, d. h. bei starken Temperaturschwankungen
und in verschmutzungsexponierten Bereichen möglich ist.
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Bei
einer bevorzugten Variante des Schmierstoffverteilers gemäß der Erfindung
ist vorgesehen, dass die Druckmesseinrichtung einen in einem Sensorgehäuse angeordneten
Kraftsensor aufweist, auf welchen der Stift des Dosierkolbens über wenigstens ein
in dem Sensorgehäuse
angeordnetes Federelement einwirkt. Je nach Position des Stifts
bzw. des Dosierkolbens wird eine stärkere oder geringere Kraft
auf das Federelement ausgeübt,
welches wiederum auf den Sensor einwirkt. Eine maximal ausgefahrene
Stellung des Stift erzeugt eine maximale Reaktionskraft der Feder,
umgekehrt erzeugt die andere Endlage des Dosierkolbens bzw. des
Stifts eine minimale Federkraft, die auf den Sensor einwirkt.
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Besonders
zweckmäßig ist
es, wenn das Federelement als Druckfeder ausgebildet ist.
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Das
Sensorgehäuse
kann beispielsweise als zylindrische Hülse ausgebildet sein, in der
ein gegen die Druckfeder abgestützter
Tauchkörper
gelagert ist, der über
den Stift des Dosierkolbens in Bezug auf das Sensorgehäuse axial
verschiebbar ist.
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Der
Tauchkörper
kann an verschiedene Dosierstifte angepasst sein und eine entsprechende Sackbohrung
aufweisen, die eine Zentrierung von Tauchkörper und Stift zueinander gewährleistet.
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Vorzugsweise
wirkt das Federelement auf seiner dem Tauchkörper abgewandten Seite über ein Druckelement
auf den Kraftsensor ein.
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Das
Sensorgehäuse
kann an einer Stirnseite eine durch den Tauchkörper verschlossene Öffnung aufweisen.
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Zweckmäßigerweise
ist das Sensorgehäuse mit
seiner geöffneten
Stirnseite mit dem Verteilergehäuse
verschraubt. Beispielsweise kann das Verteilergehäuse hierzu
einen Gewindebund aufweisen, auf dem das Sensorgehäuse mit
einer Überwurfmutter
verschraubt ist. Das Sensorgehäuse
kann an einer Stirnseite mit (wasserdichten) Schraubkontakten für ein Datenkabel
versehen sein.
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Bei
einer Variante des Schmierstoffverteilers gemäß der Erfindung, bei welchem
das Verteilergehäuse
mehrere Dosierkolben aufweist, sind mehrere Sensorgehäuse zu einer
Baueinheit zusammengefasst, wobei mehrere Sensoren über einen
Datenbus miteinander verbunden sind und wenigstens ein gemeinsamer
Datenleitungsanschluss für
mehrere Sensoren vorgesehen ist.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Zentralschmieranlage mit zwei Hauptschmierleitungen,
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2 eine
schematische Darstellung des Schmierstoffverteilers gemäß der Erfindung,
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3 eine
schematische Darstellung der Druckmesseinrichtung gemäß der Erfindung
und
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4 eine
beispielhafte Darstellung des Weg-Zeit-Verlaufs des Dosierkolbens
bei intakter Schmierung (Fall B) sowie bei nicht intakter Schmierung
(Fall A).
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In 1 ist
ein Fließbild
einer an und für
sich bekannten Zentralschmieranlage mit zwei Hauptleitungen 1, 2,
durch die Fett aus einem Vorratsbehälter 3 Schmierstoffverteilern 4 zugeführt wird.
Jeder Schmierstoffverteiler 4 ist an beide Hauptleitungen 1, 2 angeschlossen
und ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit jeweils
acht Schmierstoffauslässen 5 versehen,
die entsprechend viele Reibstellen einer zu schmierenden Anlage
mit Fett versorgen. Das Fett wird aus dem mit 3 bezeichneten
Vorratsbehälter,
der als Fass ausgebildet ist, über
eine Fasspumpe 6 einem weiteren Vorratsbehälter 7 zugeführt. Von
dem Vorratsbehälter 7 wird
das Fett mittels einer Kolbenpumpe 8 den Hauptleitungen 1 und 2 zugeführt, wobei
die Verteilung auf die Hauptleitungen 1, 2 über ein 4/2-Wege-
oder 3/2-Wege-Umschaltventil 9 erfolgt. Über das
Umschaltventil 9, das über
die Drucksensoren 10 am Leitungsende geschaltet wird, erfolgt
eine wechselweise Druckbeaufschlagung der Hauptleitungen 1 und 2,
woraus sich die einzelnen Schmierzyklen ergeben.
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Wie
eingangs bereits erwähnt,
ist jeder Schmierstoffverteiler 4 mit zwei Schmierstoffeinlässen 11 an
die Hauptleitungen 1, 2 angeschlossen. Die Schmierstoffverteiler 4 umfassen
ein Verteilergehäuse 12 in
Blockbauweise, innerhalb dessen in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel 4 Dosierkolben 13 und
jeweils dem Dosierkolben 13 zugeordnete Steuerkolben 14 angeordnet
sind.
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Das
von den Dosierkolben 13 verdrängte Schmierstoffvolumen wird
wechselweise jeweils zwei Schmierstoffauslässen 5 zu den einzelnen
Reibstellen zugeteilt. Jedem Dosierkolben 13 sind zwei Schmierstoffauslässe 5 zugeteilt,
wobei jeweils ein Schmierauslass 5 während eines Schmierzyklus mit Fett
beschickt wird.
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Im
Inneren des Verteilergehäuses 12 sind, wie
dies in 2 dargestellt ist, für die zwei
angeschlossenen Reibstellen ein Dosierkolben 13 und ein Steuerkolben 14 vorgesehen,
deren Zylinderräume miteinander
durch Steuerleitungen 16 in Verbindung stehen.
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Die
Funktionsweise ist wie folgt: Während der
Schmierpause stehen beide Kolben 13, 14 beispielsweise
in ihrer unteren Endstellung. Sobald die Hauptleitung 1 unter
Druck gesetzt und gleichzeitig die Hauptleitung 2 entlastet
wird, bewegt sich zunächst
der Steuerkolben 14, anschließend der Dosierkolben 13 nach
oben, wobei die vom Dosierkolben 13 verdrängte Schmierstoffmenge über eine Ringnut
im Steuerkolben 14 zum oberen Schmierstoffauslass 5 gedrückt wird.
Die von dem Steuerkolben 14 verdrängte Schmierstoffmenge gelangt
in die entlastete Hauptleitung 2. Beim zweiten Schmiertakt wird
die Hauptleitung 2 unter Druck gesetzt und die Hauptleitung 1 entlastet.
Dadurch wird zunächst
der Steuerkolben 14 und dann der Dosierkolben 13 bewegt,
wobei die von dem Dosierkolben 13 verdrängte Schmierstoffmenge in den
unteren Schmierstoffauslass 5 gedrückt wird.
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Der
Dosierkolben 13 ist mit einem Stift 17 versehen,
der das Verteilergehäuse 12 durchsetzt und
in der in 2 gezeigten Ansicht auf dessen oberen
Seite austritt. Der Stift 17 wirkt mit einer Druckmesseinrichtung 18 zusammen,
die zu dem von dem Stift 17 ausgeübten Druck proportionale Weg-Zeit-Signale
zur Erfassung der Bewegung des Dosierkolbens 13 erzeugt.
Die Bewegung des Dosierkolbens gibt unmittelbar Aufschluss darüber, ob die
angeschlossene Reibstelle hinreichend mit Fett versorgt wird. Ist
beispielsweise der angeschlossene Leitungsweg blockiert, erreicht
der Dosierkolben 13 nicht die vorgesehene Endstellung während des Schmierzyklus,
sodass die Verstopfung in der Leitung oder in der Reibstelle unmittelbar über die
Signalauswertung der Druckmesseinrichtung 18 detektiert
werden kann.
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Der
Aufbau der Druck-Messeinrichtung gemäß der Erfindung ist insbesondere
aus 3 zu entnehmen. Diese umfasst ein zylindrisches
Sensorgehäuse 19,
welches eine erste mit einer Öffnung 20 versehene
Stirnseite und eine zweite mit Anschlusskontakten 21 versehene
Stirnseite aufweist. Die Öffnung 20 ist
durch einen Tauchkörper 22 verschlossen,
der über
eine Druckfeder 23 gegen einen innen umlaufenden Absatz 24 des
Sensorgehäuses 19 gedrückt wird.
Auf der dem Tauchkörper 22 abliegenden Seite
der Druckfeder 23 ist im Inneren des Sensorgehäuses 19 eine
Druckplatte 25 angeordnet, über die die Federkraft der
Druckfeder 23 auf einen in Federkraftrichtung hinter der
Druckplatte 25 angeordneten Kraftsensor 26 einwirkt.
Der Kraftsensor 26 besteht aus einer Druckmesseinrichtung
mit Elektronikbaustein. Die von dem Kraftsensor 26 erzeugten
Signale sind über
die Anschlusskontakte 21 abgreifbar. Auf dieser Seite des
Sensorgehäuses 19 ist über die
Anschlusskontakte 21 ein nicht dargestelltes Datenkabel
anschließbar, über welches
die Signale des Kraftsensors 26 an eine Auswerteeinheit
weitergeleitet werden. An der dem Anschlusskontakt 21 abliegenden
Seite des Sensorgehäuses 19 ist
ein Anschlussstück 27 vorgesehen,
das mit Gewinde versehen ist und mit dem Verteilergehäuse 12 so
verschraubt wird, dass der Stift 17 des Dosierkolbens 13 durch die Öffnung 20 des
Sensorgehäuses 19 in
dieses eintauchen kann. Die Spitze des Stifts 17 wird dabei
von einer als Sackbohrung ausgeführten
Zentrierbohrung 28 des Tauchkörpers 22 aufgenommen.
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Die
Funktionsweise der Druck-Messeinrichtung 18 ist nun wie
folgt:
Während
eines Schmierzyklus, in welchem die Hauptleitung 1 druckbeaufschlagt
wird, bewegen der Dosierkolben 13 und der Steuerkolben 14 sich
in der in 2 dargestellten Abbildung nach
oben. Der Stift 17 des Dosierkolbens verschiebt den Tauchkörper 22 entgegen
der Kraft der Druckfeder 23 in Richtung auf die Druckplatte 25.
Auf die Druckplatte 25 wirkt eine der Verschiebung des
Stifts 17 proportionale Federkraft, die diese auf den Kraftsensor 26 überträgt. Der Kraftsensor 26 generiert
ein entsprechendes Signal, was über
ein Datenkabel ausgelesen wird. Auf diese Art und Weise lässt sich
verhältnismäßig sicher
und frei von Störgrößen ein
Weg-Zeit-Signal des Dosierkolbens 13 aufzeichnen. Sollte
der Dosierkolben 13 während
eines Schmierzyklus nicht seine Endstellung erreichen, diese nur
verzögert
oder gar zu schnell erreichen, lässt
dies unmittelbar Rückschlüsse über die
Schmiermittelversorgung an der betreffenden Reibstelle zu.
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In 4 ist
der Weg-Zeit-Verlauf des Dosierkolbens für zwei Fälle A und B dargestellt. Aufgetragen
ist der Weg des Dosierkolbens 13 über die Zeit. Die in der Figur
eingetragene Skalierung ist für
die Betrachtung ohne Belang. Im Fall "A" erreicht
der Dosierkolben 13 nicht seine vorgesehene Endstellung, vielmehr
kehrt dieser nach einem gewissen Zeitintervall wieder in die Ausgangsstellung
zurück.
Im Fall "B" erreicht der Dosierkolben 13 ohne übermäßige Zeitverzögerung seine
Endstellung und kehrt auch ohne übermäßige Zeitverzögerung in
die Ausgangslage zurück.
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- 1,
2
- Hauptleitungen
- 3
- Vorratsbehälter
- 4
- Schmierstoffverteiler
- 5
- Schmierstoffauslässe
- 6
- Fasspumpe
- 7
- Vorratsbehälter
- 8
- Kolbenpumpe
- 9
- Umschaltventil
- 10
- Drucksensoren
- 11
- Schmierstoffeinlässe
- 12
- Verteilergehäuse
- 13
- Dosierkolben
- 14
- Steuerkolben
- 16
- Steuerleitung
- 17
- Stift
- 18
- Druck-Messeinrichtung
- 19
- Sensorgehäuse
- 20
- Öffnung
- 21
- Anschlusskontakte
- 22
- Tauchkörper
- 23
- Druckfeder
- 24
- Absatz
- 25
- Druckplatte
- 26
- Kraftsensor
- 27
- Anschlussstück
- 28
- Zentrierbohrung