DE1632430C3 - Einrichtung zum Vermischen eines unter Druck stehenden Gasstroms mit einem feinverteilten Nebel eines flüssigen Mittels, beispielsweise Schmieröls - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Vermischen eines unter Druck stehenden Gasstroms mit einem feinverteilten Nebel eines flüssigen Mittels, beispielsweise Schmieröls, bestehend aus einem nur zum Teil mit dem flüssigen Mittel gefüllten Gehäuse, einem durch das Gehäuse sich erstreckenden, mit einer einen Druckabfall erzeugenden Drosselstelle versehenen Druchgangskanal für den Gasstrom, einer die Hochdruckseite mit der Niederdruckseite der Drosselstelle verbindenden Umgehungsleitung für einen Teilgasstrom, die unter anderem den ungefüllten Teil des Gehäuses enthält, einem Saugrohr, das an einer ersten Zerstäubungsstelle in die Umgehungsleitung mündet und dort im Gehäuse angesaugtes flüssiges Mittel an den durch die Umgehungsleitung geführten Teilgasstrom abgibt, und mit einer parallel zur Drosselstelle im Durchgangskanal und in Reihe mit der ersten Zerstäubungsstelle angeordneten zweiten Zerstäubungsstelle in der Umgehungsleitung.

Derartige Nebelschmiereinrichtungen gelangen insbesondere im Zusammenhang mit Druckluftmaschinen und Druckluftwerkzeugen zur Anwendung, um dem zugeführten Druckluftstrom einen feinverteilten Schmierölnebel beizumischen, der von dem Luftstrom an verschiedene Lagerstellen u. dgl. zu deren Schmierung geführt wird.

Bei der Nebelschmiereinrichtung der genannten Art hängt die Schmiermittelzufuhr ab vom Luftverbrauch des Werkzeugs. Ändert sich dieser, so ändert sich auch die ölzufuhr, so daß bei geringem Luftdurchsatz fast keine Schmierung erfolgt, während bei einem hohen Luftdurchsatz eine zu reichliche Schmierung erfolgt (US-PS 2 681710). Diese unmittelbare Abhängigkeit der Schmierwirkung vom Luftdurchsatz ist nachteilig bei Werkzeugen mit sich im Betriebsverlauf oft ändernden Luftdurchsatz.

Auf Grund dessen ist es Aufgabe der Erfindung, eine Nebelschmiereinrichtung zu schaffen, bei welcher der Druckabfall in der Drosselstelle regelbar ist, so daß er entweder unabhängig von der zugeführten Luftmenge konstant bleibt oder bei größerer zugeführter Luftmenge größer oder kleiner wird. Hierdurch soll die Möglichkeit einer vollständigen Kontrolle der Zufuhr des Schmiermittels gegeben werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Drosselstelle im Durchgangskanal als federbelastetes Ventil ausgebildet ist, dessen Federdruck gegebenenfalls mittels einer Steuervorrichtung in bezug auf seine Öffnungsbewegung von einer praktisch geradlinigen Kennlinie auf eine immer mehr progressive Kennlinie einstellbar ist, und daß die zweite Zerstäubungsstelle in der Umgehungsleitung steuerbar ist und durch ein Ventilorgan, beispielsweise ein Nadelventil am Austritt des Teilstroms in den Durchgangskanal gebildet ist.

Zwar sind einstellbare Mischdüsen an sich bekannt (FR-PS 1 071 259 und US-PS 3 243 014), jedoch nicht

im Zusammenhang mit einer Einrichtung der beschriebenen Art.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung liegt die erstgenannte Zerstäubungsstelle in der Umgehungsleitung, vorzugsweise in der Wand des Durchgangskanals und wird durch ein in dieser Wand befindliches Loch gebildet, in das das Saugrohr mit einem Spielraum gegenüber der Lochwandung in der Strömungsrichtung des Teilgasstromes mündet. Unter der Voraussetzung einer angemessenen Größe des Spielraums zwischen dem Saugrohr und der Lochwandung kann eine kontinuierliche Zufuhr des flüssigen Mittels stets aufrechterhalten werden, wodurch natürlich auch die Zerstäubung an der erstgenannten Zerstäubungsstelle kontinuierlich wird.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in dem bei zunehmender durchströmender Gasmenge eine gleichbleibende oder ständig verminderte Zufuhr des in Nebelform zerstäubten flüssigen Mittels erfolgt, ist an der Austrittsöffnung der Umgehungsleitung in den Durchgangskanal ein Ventilsitz angeordnet, mit dem ein Teil des zum Drosselventil im Durchgangskanal gehörigen Ventilkörpers wie ein Ventilkegel zusammenwirkt und beim Öffnen des Drosselventils im Durchgangskanal den Auslaß der Umgehungsleitung allmäh- ²S lieh schließt, so daß je nach der progressiven bzw. geradlinigen Federkennlinie der Druckabfall zwischen der Hochdruckseite der Drosselstelle und dem Gehäuse unverändert bleibt oder ständig geringer wird.

Der Ventilsitz an der Austrittsöffnung des Durchgangskanals kann aus dem dem Durchgangskanal zugekehrten, ebenen Ende eines in der Austrittsöffnurig gegebenenfalls mittels eines Gewindes verschiebbaren Körpers bestehen, der einen axialen Kanal hat, dessen vom Durchgangskanal abgekehrtes Ende einen Sitz für das Ventilorgan in der Umgehungsleitung bildet. Der mit dem Ventilsitz an der Auslaßöffnung der Umgehungsleitung wie ein Ventilkegel zusammenwirkende Teil des Ventilkörpers im Durchgangskanal kann aus einer Abflachung auf einer Seite des Ventilkörpers bestehen.

Um einen einfachen Zusammenbau der Einrichtung nach der Erfindung mit einem Druckregler und einem Filter für den Gasstrom zu einer Einheit zu ermöglichen, die einen einzigen Einlaßstutzen und einen einzigen Auslaßstutzen hat und unmittelbar in die Leitung für den Gasstrom eingesetzt werden kann, ist der Durchgangskanal bei allen Ausführungsformen vorzugsweise vertikal im Gehäuse angeordnet. Außerdem kann bei allen Ausführungsformen eine Abtropfstelle zwischen den beiden Zerstäubungsstellen angeordnet sein.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von vier Ausführungsbeispielen beschrieben, von denen die zwei ersten nur das Prinzip der Erfindung erläutern, während das dritte eine praktische Ausführungsform einer Mikronebelschmiereinrichtung zeigt, die mit einem Druckregler und einem Luftfilter zu einer Einheit zusammengebaut ist. Es zeigen

F i g. 1 und 2 vergleichbare axiale Schnitte durch die zwei Prinzipausbildungen,

F i g. 3 und 4 zueinander rechtwinklige axiale Schnitte der praktischen Ausbildungsform, wobei die Umrisse des damit zusammengebauten Druckreglers und Luftfilters lediglich angedeutet sind,

F i g. 5 bis 7 in Diagrammform die Arbeitsweise der verschiedenen Ausführungsbeispiele.

Die in F i g. 1 gezeigte erste prinzipielle Ausführungsform enthält ein zylindrisches Gehäuse 1, das aus einem im wesentlichen schalenförmigen, durchsichtigen unteren Teil 2 und einem darauf wie ein dichtender Deckel angebrachten oberen Teil 3 besteht. Durch ein in der Mitte des Bodens 4 des unteren Teils 2 befindliches Loch erstreckt sich ein Rohr 5 dichtend vertikal so weit nach oben in das Gehäuse, daß sein oberes Ende in ein Sackloch 6 eindringt, in dem das Rohr dichtend an der Wand des Sackloches anliegt. Das Sackloch 6 befindet sich in der Mitte des oberen Gehäuseteils 3. Von der Außenseite dieses Gehäuseteils erstreckt sich eine Bohrung 7 radial nach innen bis in die Nähe des oberen Endes des Sackloches 6. Das Rohr 5, das Sackloch 6 und die Bohrung 7 bilden somit einen Durchgangskanal durch das Gehäuse. In diesem Durchgangskanal 5, 6, 7 befindet sich eine Drosselstelle in Form eines Ventilkörpers 8, der gemäß F i g. 1 beispielsweise als eine durch eine Feder 9 gegen das obere Ende des Rohrs angepreßte kreisförmige Platte 10 ausgebildet ist, die einen kleineren Durchmesser hat als das Sackloch 6 und unten einen in das Rohr 5 eingesteckten, ringförmigen Teil It hat, dessen Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohres 5. Die Wand des ringförmigen Teils 11 hat in der Nähe der Platte 10 öffnungen 12, die, wenn sich die Platte 10 des Ventilkörpers vom oberen Ende des Rohres abhebt, allmählich freigegeben werden, so daß eine Strömung durch das Rohr 5 nach außen durch die vom oberen Ende des Rohres 5 freigegebenen öffnungen 12 in das Sackloch 6 und die Bohrung 7 stattfinden kann. In F i g. 1 liegt die Platte 10 des Ventilkörpers 8 am oberen Ende des Rohres 5, wobei die öffnungen 12 verschlossen sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Feder 9 eine Schraubenfeder, die sich an einem Ende auf die Platte 10 des Ventilkörpers und am anderen Ende auf den Boden des Sackloches 6 abstützt. Als Führung bei der Zusammendrückung der Feder 9 kann die Platte 10 oben einen zylindrischen Zapfen 13 haben. Etwas unterhalb des oberen Teils 3 und des in das Rohr

5 eingeschobenen ringförmigen Teils 11 des Ventilkörpers 8 ist ein im Vergleich zum Rohr 5 sehr enges Rohr

14 in einander diametral gegenüberliegenden Löchern

15 und 16 im Rohr 5 angebracht. Das untere Ende des Rohres 14 befindet sich in einem kleinen Abstand vom Boden 4 des Gehäuses. Das Rohr 14 erstreckt sich im wesentlichen parallel zum Rohr 5 nach oben und ist in gleicher Höhe wie die Löcher 15 und 16 ungefähr rechtwinklig abgebogen und im Loch 15 dichtend befestigt, während sein anderes Ende sich durch das Rohr 5 und teilweise durch das Loch 16 erstreckt, dessen Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Rohres 14, so daß ein Spielraum 26 zwischen der Wandung des Loches 16 und dem Rohr 14 gebildet wird. Das Rohr 14 dient in Betrieb der Einrichtung als Saugrohr und saugt im Gehäuse bis zu einer bestimmten zulässigen Höhe eingefülltes, flüssiges Mittel an und gibt es am Auslaß im Loch 16 ab. Zwischen dem Rohr 14 und dem oberen Gehäuseteil 3 ist um das Rohr 5 ein Kragen 17 in geeigneter Weise befestigt. An diesem Kragen ist ein ringförmiger Schirm 18 aus einem geeigneten durchsichtigen Material befestigt. Von der Unterseite des oberen Teils 3 erstreckt sich eine Bohrung 19 ungefähr parallel zum erwähnten Sackloch 6 in der Mitte des oberen Teils. Eine radiale Bohrung 20 im oberen Gehäuseteil steht mit dem inneren Ende der Bohrung 19 in Verbindung und mündet in das Sackloch

6 etwas oberhalb des oberen Endes des Rohres 5 und des darin angeordneten Ventilkörpers 10,11,12,13. Die

Bohrung 20 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß der dem Sackloch 6 am nächsten liegende Abschnitt 21 dieser Bohrung den kleinsten Durchmesser hat. Dieser Abschnitt endet zwischen dem Sackloch 6 und der Bohrung 19 mit einem ringförmigen Ansatz 22, an den sich ein weiterer Abschnitt 23 anschließt, der einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 21 hat. Der Abschnitt 23 erstreckt sich ziemlich weit über das innere Ende der Bohrung 19 hinaus und geht dann in einen Abschnitt 24 über, der mit einem Innengewinde versehen ist. In der Bohrung 20 ist ein Ventilorgan in Form eines Nadelventils 25 so angeordnet, daß die nadeiförmige Spitze des Ventilkegels in den Abschnitt 21 hineinragt und der Ansatz 22 einen Ventilsitz für den Ventilkegel bildet. Die Spindel des Nadelventils hat ein dem Innengewinde des Abschnittes 24 der Bohrung 20 entsprechendes Außengewinde, so daß das Ventil 25, das einen geschlitzten Kopf hat, in der Bohrung 20 gegenüber dem Ansatz oder Sitz 22 verstellbar ist.

Die in F i g. 1 gezeigte Einrichtung wird an den äußeren Enden des Rohres 5 und der Bohrung 7, die mit nicht gezeigten Anschlußstutzen versehen sein können, in eine Leitung eingesetzt, durch die ein unter Druck stehendes Gas, beispielsweise Druckluft, zu einer Verbrauchsstelle geleitet wird. Dabei strömt der Gas- oder Luftstrom durch das Rohr 5 und hebt den federbeeinflußten Ventilkörper 8 vom Rohrende ab, so daß die öffnungen 12 in einem dem im Luftstrom herrschenden Druck entsprechenden Ausmaß freigegeben werden. Die Luft strömt dann durch die durch die Löcher 12 im Ventilkörper 8 gebildete Drosselstelle und durch das Sackloch 6 und die Bohrung 7 in die zur Verbrauchsstelle führende Leitung. Durch die Drosselung wird die Geschwindigkeit des Luftstroms erhöht, und es entsteht ein Druckabfall zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite der Drosselstelle. Dieser Druckabfall hat zur Folge, daß ein Teil des durch das Rohr 5 gehenden Luftstroms in eine Umgehungsleitung abgezweigt wird, die durch den Spielraum 26 im Loch 16, durch den mit flüssigem Mittel nicht gefüllten Teil des Gehäuses 1, durch die Bohrung 19 sowie die Abschnitte 23 und 21 der Bohrung 20 gebildet wird. Aus dem Abschnitt 21 strömt der Teilluftstrom in das Sackloch 6 und vereinigt sich wieder mit dem durch die Drosselstelle strömenden Hauptstrom. Der Teilluftstrom durch die Umgehungsleitung ergibt im Loch 16 eine Ejektorwirkung, wodurch im Rohr 14 eine kontinuierliche Saugwirkung entsteht. Durch diese kann ein im Gehäuse eingefülltes flüssiges Mittel nach oben gesaugt werden, beispielsweise zur Nebelschmierung der Lager einer mit Druckluft getriebenen Einrichtung verwendetes Schmieröl, das dann kontinuierlich und in äußerst kleinen Tröpfchen verteilt an der Austrittssteile im Loch 16 in den Teilluftstrom austritt und diesem in Nebelform durch den übrigen Teil der Umgehungsleitung folgt. Die Tropfen, die bei der Feinverteilung an der ersten Zerstäubungsstelle, also im Loch 16, zu groß sind, um sich im Teilluftstrom weiter schwebend zu halten, fallen entweder infolge ihres Gewichtes unmittelbar in den ölvorrat hinab oder werden dadurch ausgeschieden, daß der Teilluftstrom mit dem ringförmigen Schirm 18 in Berührung kommt, der eine Abtropfstelle bildet, an der die Tropfen, die nicht genügend klein sind, um sich im Teilluftstrom schwebend zu halten, sich absetzen und allmählich genügend große und schwere Tropfen bilden, die in den ölvorrat hinabfallen. Der mit beispielsweise einem homogenisierten Schmierölnebel bereicherte Teilluftstrom strömt dann unter dem Schirm 18, zwischen diesen und dem Ölspiegel 27 im Gehäuse und weiter durch die Bohrung 19 zum Nadelventil 24, wo der Ölnebel beim Durchgang durch die zwischen der Nadelspitze und dem Ansatz 22 entstehende Drosselung weiter zerstäubt wird und sich darauf mit dem Hauptluftstrom in dem Sackloch 6 vereinigt. Der Ölnebel wird dann vom Luftstrom zu den erforderlichen Schmierstellen in der mit Druckluft angetriebenen Einrichtung geführt.

Die Regelung der Menge des in Nebelform zugeführten Mittels erfolgt in der beschriebenen Einrichtung einerseits durch die einen Druckabfall erzeugende Drosselstelle im Durchgangskanal 5, 6, 7 und andererseits durch das in der Umgehungsleitung angeordnete Nadelventil 25, mit dessen Hilfe der entstehende Druckabfall zwischen dem Druckabfall im Durchgangskanal und dem Gehäuse geregelt wird. Der Spielraum 26 zwischen der Wandung des Loches 16 und dem Saugrohr 14 muß genügend klein sein, damit auch beim niedrigsten vorkommenden Luftverbrauch die Luftgeschwindigkeit in diesem Loch genügend hoch ist, um das flüssige Mittel kontinuierlich anzusaugen und zu zerstäuben.

Die Feder 9 ist im Vergleich mit der öffnungsbewegung des Ventilkörpers 8 sehr lang und daher der Federweg je Belastungseinheit bei zunehmender Belastung im wesentlichen konstant. Die Federkennlinie ist also geradlinig, was unter Voraussetzung einer unveränderten Einstellung des Nadelventils 25 zur Folge hat, daß bei zunehmendem oder abnehmendem Gas- oder Luftverbrauch ein wenigstens annähernd konstanter Druckabfall in der Drosselstelle aufrechterhalten wird. Der nahezu konstante Druckabfall in der Drosselstelle im Durchgangskanal hat einen ebenfalls nahezu konstanten Druckabfall zwischen dem Durchgangskanal und dem Gehäuse zur Folge, so daß der Teilgasstrom durch die Umgehungsleitung ungeachtet einer Zunahme oder Abnahme des Gas- oder Luftverbrauchs im wesentlichen konstant bleibt. Infolge des konstanten Teilgasstroms wird ungeachtet einer Änderung des Gas- oder Luftverbrauchs stets eine nahezu konstante Menge flüssigen Mittels je Zeiteinheit automatisch angesaugt, in Nebelform zerstäubt, in den Hauptgasstrom eingemischt und von diesem zur Verbrauchsstelle gebracht. Diese Verhältnisse sind im Diagramm in F i g. 5 dargestellt, wo die mit A bezeichnete Kurve die Menge des je Zeiteinheit zugeführten flüssigen Mittels als Funktion des Gasverbrauchs je Zeiteinheit bei einer Einrichtung nach F i g. 1 darstellt. Durch Änderung der Einstellung des Nadelventils 25, wodurch der Druckabfall zwischen dem Durchgangskanal und dem Gehäuse geändert wird, kann außerdem die Zufuhr des in Nebelform zerstäubten flüssigen Mittels je nach Bedarf vergrößert oder verkleinert werden.

F i g. 2 zeigt eine der Einrichtung nach F i g. 1 ähnliche Anordnung, so daß gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Die Feder 9 ist auch hier im Verhältnis zur Öffnungsbewegung des Ventilkörpers lang, so daß der Federweg je Belastungseinheit bei zunehmender Belastung im wesentlichen konstant und die Federkennlinie geradlinig ist, und zwar wenigstens, ehe die Feder mehr zusammengepreßt wird, als es der maximalen Öffnungsbewegung entspricht. Um für einen noch zu erläuternden Zweck die normal im wesentlichen konstante Kennlinie der Feder 9 in eine mehr und mehr progressive Kennlinie ändern zu können, ist im oberen Teil 3 des Gehäuses 1 eine einstellbare Regelvorrichtung 29 angeordnet, mit der die Feder 9

um einen gewünschten Betrag zusammengedrückt werden kann. Die Regelvorrichtung 29 besteht aus einer mit einem Drehknopf 30 versehenen Gewindespindel 31, die von der Oberseite des Gehäuses in ein mit einem entsprechenden Innengewinde versehenes Loch 32 eingeschraubt ist, das sich derart durch den Boden des Sackloches 6 erstreckt, daß es eine koaxiale Fortsetzung derselben bildet. Im eingebauten Zustand erstreckt sich die Spindel 31 in das obere Ende des Loches 6 hinein und trägt dort eine vorzugsweise kreisförmige Stützplatte 33 mit einem etwas kleineren Durchmesser als das Sackloch 6. Die Stützplatte 33 hat auf der der Feder 9 im Sackloch 6 zugekehrten Seite vorzugsweise einen zylindrischen Zapfen od. dgl. 34, der als Führung für das obere Ende der Feder dient. Die Spindel 31 muß so lang sein, daß sie eine bedeutende Zusammendrückung der Feder 9 gestattet, deren oberes Ende an der Stützplatte 33 anliegt und an dieser durch die Führung oder den Zapfen 34 festgehalten wird. Ein weiterer Unterschied zwischen der Anord- ao nung nach F i g. 2 und dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 besteht darin, daß an der Austrittsöffnung der Umgehungsleitung in den Durchgangskanal ein Ventilsitz 35 angeordnet ist. Mit diesem Ventilsitz wirkt ein Teil des Ventilkörpers 8 im Durch- »5 gangskanal nach Art eines Ventilkegels zusammen. Wenn die Löcher 12 im Ventilkörper 8 bei zunehmendem Gasverbrauch freigegeben werden, wird die Auslaßöffnung der Umgehungsleitung allmählich zugedeckt, wodurch je nach der progressiven oder geradlinigen Federkennlinie ein konstanter oder ständiger geringer werdender Druckabfall zwischen der ' Hochdruckseite der Drosselstelle im Durchgangskanal und dem Gehäuse entsteht und eine konstante oder ständig abnehmende Zufuhr von in Nebelform feinverteiltem flüssigen Mittel bei zunehmendem Gasverbrauch erfolgt. Bei abnehmendem Gasverbrauch sind die Verhältnisse umgekehrt. Der Ventilsitz 35 in F i g. 2 wird durch das dem Durchgangskanal zugekehrte ebene Ende eines in der Auslaßöffnung der Umgehungsleitung verschiebbaren Körpers gebildet. Dieser kann verschieden ausgebildet sein, hat "aber in Fig. 2 die Form eines Gewindestifts 36 mit einem axialen Kanal 37 geeigneter Querschnittsform. Der Gewindestift 36 befindet sich in dem Bohrungsabschnitt 23, der auf seiner ganzen Länge mit Innengewinde versehen ist. Der Abschnitt 21 und der Ansatz 22 in der Bohrung 20 fehlen bei diesem Ausführungsbeispiel. An seinem vom Durchgangskanal abgekehrten Ende 38 hat der Gewindestift 36 beispielsweise einen Schlitz für einen Schraubenzieher od. dgl. Dadurch kann der Stift 36 je nach der erwünschten Funktion der Einrichtung leicht nach innen oder außen in der Bohrung 20 geschraubt werden. Er kann entweder so weit nach innen geschraubt werden, daß sein als Ventilsitz dienendes Ende 35 in den Durchgangskanal hineinragt und bei Verschiebung des Ventilkörpers 8 in diesem Kanal mit einer Abflachung 39 des Ventilkörpers auf der der Auslaßöffnung der Umgehungsleiter zugekehrten Seite in Berührung kommt, oder er kann so weit nach außen geschraubt werden, daß er mit dem Ventilkörper 8 nicht in Berührung kommt. Die Abflachung 39 des Ventilkörpers 8 kann somit bei der durch die Größe des Gasverbrauchs bestimmte Bewegung des Ventilkörpers 8 das als Ventilsitz ausgebildete Ende 35 des Gewindestiftes streifen und nach Art eines Ventilkegels damit zusammenwirken, wodurch der Kanal 37 (die Austrittsöffnung der Umgehungsleitung) in dem der Bewegung des Ventilkörpers 8 entsprechendem Maß geöffnet oder geschlossen wird. Sowohl in der nach innen als auch nach außen geschraubten Lage des Gewindestiftes 36 dient dessen der Bohrung 19 am nächsten liegendes Ende 38 als Sitz für das Nadelventil 25. Das Ende 38 des Stiftes 36 entspricht somit dem in F i g. 1 vorhandenen Ansatz 22, während der Kanal 37 im Gewindestift dem in F i g. 1 vorhandenen Abschnitt 21 der Bohrung 20 entspricht. Um den Stift 36 nach außen und innen schrauben zu können, muß das Nadelventil 25 vorübergehend aus der Bohrung 20 entfernt werden.

Im folgenden werden die verschiedenen Funktionen des Ausführungsbeispiels nach F i g. 3 näher beschrieben. Wird der Stift 36 so weit nach außen geschraubt, daß sein als Ventilsitz ausgebildetes Ende überhaupt nicht mit dem Ventilkörper 8 in Berührung kommt, und wird dann das Nadelventil 25 wieder in die Bohrung 20 eingesetzt und eingestellt, so wirkt die Einrichtung unter der Voraussetzung, daß die Feder 9 durch die Regelvorrichtung 29 nicht zusammengedrückt ist, genau in derselben Weise wie die nach F i g. 1, d. h., der durchströmende Gas- oder Luftstrom wird automatisch mit einer je Zeiteinheit im wesentlichen konstanten Menge des in Nebelform zerstäubten flüssigen Mittels, beispielsweise Öl, vermischt, und zwar unabhängig von einer Zunahme oder Abnahme des Gas- oder Luftverbrauchs. Die Einrichtung wirkt somit in der im Diagramm in F i g. 5 gezeigten Weise.

Wird dagegen die Feder 9 durch Einschrauben der Spindel 31 der Regelvorrichtung 29 zusammengedrückt, wird die Federkennlinie progressiv, wodurch der Ventilkörper 8 bei seiner Bewegung und bei der Freigabe der Löcher 12 bei erhöhtem Gas- oder Luftverbrauch der Öffnungsbewegung einen immer größer werdenden Widerstand entgegengesetzt. Im Durchgangskanal entsteht daher eine relativ stärkere Drosselung, die natürlich einen im Verhältnis zur Federkennlinie zunehmenden Druckabfall sowohl in der Drosselstelle als auch zwischen der Hochdruckseite der Drosselstelle und dem Gehäuse verursacht. Die Folge davon ist eine erhöhte Menge des durch die Umgehungsleitung strömenden Teilstroms und eine mit zunehmendem Gas- oder Luftverbrauch zunehmende Zufuhr von in Nebelform zerstäubtem flüssigen Mittel zu dem zur Verbrauchsstelle gehenden Gas- oder Luftstrom. Die Einrichtung vermischt also den durchströmenden Gasoder Luftstrom automatisch mit einer je Zeiteinheit zunehmenden bzw. abnehmenden Menge von in Nebelform zerstäubtem flüssigen Mittel, je nachdem, ob der Gas- oder Luftverbrauch größer oder kleiner wird. Die Wirkungsweise ergibt sich aus dem Diagramm in F i g. 6. Wird die Federkennlinie mittels der Regelvorrichtung 29 geändert, so ändert sich die Neigung der Kurve B in F i g. 6.

Wird der Gewindestift 36 in F i g. 2 so weit nach innen geschraubt, daß sein als Ventilsitz dienendes Ende 35 mit der wie ein Ventilkegel wirkenden Abflachung 39 des Ventilkörpers 8 in Berührung kommt, so ergibt sich folgendes. In dem Ausmaß, wie der Ventilkörper 8 vom Hauptgasstrom verschoben wird und immer größere Teile seiner öffnungen 12 freigegeben werden, verschließt die wie ein Ventilkegel wirkende Abflachung 39 immer mehr die Auslaßöffnung der Umgehungsleitung, also den Kanal 37 im Stift 36. Dabei entsteht je nach der durch die Regelvorrichtung 29 regelbaren progressiven oder geradlinigen Federkennlinie ein konstanter oder ständig geringer werdender Druckabfall zwischen der Hochdruckseite der Drosselstelle

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im Durchgangskanal und dem Gehäuse, so daß bei zunehmendem Gas- oder Luftverbrauch eine konstante oder ständig geringer werdende Menge von in Nebelform zerstäubtem flüssigem Mittel je Zeiteinheit dem Hauptgasstrom zugeführt wird. Das Diagramm in F i g. 7 zeigt, wie diese Zufuhr des flüssigen Mittels bei steigendem Gasverbrauch geringer wird. Bei im wesentlichen geradliniger Federkennlinie ist die Kurve C stärker geneigt. Dabei ergibt sich der am stärksten abnehmende Druckabfall zwischen der Hochdruckseite der Drosselstelle und dem Gehäuse. Wird die Spindel 31 allmählich weiter nach innen geschraubt, so ergibt sich eine mehr progressive Federkennlinie, so daß der Druckabfall zwischen der Hochdruckseite der Drosselstelle und dem Gehäuse nicht mehr in gleichem Maße geringer wird. Die Kurve C ist dann weniger stark geneigt und verschiebt sich gleichzeitig in Richtung der Ordinatenachse. Diese Verschiebung kann jedoch dadurch kompensiert werden, daß der Druckabfall zwischen der Hochdruckseite der Drosselstelle im Durchgangskanal und dem Gehäuse mit Hilfe des Nadelventils 25 wieder hergestellt wird.

Im folgenden wird eine geeignete praktische Ausführung der beschriebenen Einrichtung erläutert, die sich an die Ausbildung nach F i g. 1 anlehnt. Sie ist in der Speiseluftleitung einer Druckluftmaschine oder eines Druckluftwerkzeugs anbringbar und dient zur Nebelschmierung der verschiedenen Lagerstellen der Maschine oder des Werkzeugs. In Maschinen oder Werkzeugen dieser Art ist es wichtig, daß die Speiseluft sehr rein ist und den richtigen Druck hat. Zu diesem Zweck wurden bisher drei getrennte Einheiten, nämlich ein Luftfilter, ein Druckregler und eine Nebelschmiereinrichtung hintereinander in der Speiseluftleitung angebracht. Diese Anordnung ist nicht zufriedenstellend.

Wie aus F i g. 3 und 4 ersichtlich, ist diese Einrichtung im wesentlichen zylindrisch und besteht aus drei Hauptteilen. Der untere Hauptteil ist ein Luftfilter 101, der mittlere ein Druckregler 102 und der obere die eigentliche Nebelschmiereinrichtung 103. Die drei Hauptteile stehen derart in Verbindung miteinander, daß die zuströmende Speiseluft durch einen Anschlußstutzen 104 eingeleitet wird, durch das Luftfilter strömt und darin gereinigt wird, dann durch den Druckregler strömt und darin einen geeigneten Druck erhält und darauf ein vertikales, zentrales Rohr 105 in der Nebelschmiereinrichtungseinheit 103 geleitet wird. Dieses Rohr 105 ist in der Mitte des Bodens 106 der Nebelschmiereinrichtungseinheit eingeschraubt und mittels einer geeigneten Dichtung 107 gegenüber dem Gehäuse 108 der Nebelschmiereinheit abgedichtet. Diese besteht außer dem Boden 106 aus einem Oberteil 109 und einer zwischen dem Boden und dem Oberteil angebrachten ringförmigen Wand 110, die vorzugsweise aus einem durchsichtigen Material besteht und mittels einer geeigneten Dichtung sowohl gegen den Boden 106 als auch gegen den Oberteil 109 so abgedichtet ist, daß das Gehäuse 110 vollständig dicht ist. Das obere Ende des Rohres 105 ist in ein in der Mitte der Unterseite des Oberteils 109 gebohrtes axiales Sackloch 111 eingeschraubt. Das eingeschraubte obere Ende des Rohres 105 erstreckt sich nur teilweise in das Sackloch hinein. Etwas oberhalb des oberen Endes des Rohres 105 mündet eine von der Außenseite des Oberteils radial nach innen gehende Bohrung 112 in das Sackloch 111. Diese Bohrung 112 bildet den Auslaßkanal für die von der Einrichtung ausströmende Speiseluft. Ein Anschlußstutzen 113 ist in das äußere Ende der Bohrung 112 eingeschraubt. Außer der Bohrung 112 erstrecken sich zwei andere radiale Bohrungen 114 und 115 von der Außenseite des Oberteils zum Sackloch 111. In das äußere Ende der Bohrung 114, die einen viel kleineren Durchmesser hat als die Bohrung 112, ist der Anschlußstutzen eines am Oberteil 109 befestigten Manometers 116 eingeschraubt. Die Bohrung 115 hat Abschnitte mit verschieden großen Durchmessern und nimmt ein darin eingeschraubtes Nadelventil 117 auf, dessen Spitze 118 in den innersten Abschnitt 119 der Bohrung hineinragt, der den kleinsten Durchmesser der Abschnitte der Bohrung 115 hat. Ein zwischen dem Abschnitt 119 und dem benachbarten Abschnitt der Bohrung 115 befindlicher ringförmiger Ansatz dient als Sitz für die Spitze

118 des Nadelventils 117. Das Nadelventil 117 ist in die Bohrung 115 eingeschraubt und darin verstellbar und hat zu diesem Zweck beispielsweise am äußeren Ende einen geschlitzten Kopf 120. In einem Abstand vom Sackloch 111 ist von der Unterseite des Oberteils 109 her eine Bohrung 121 so angeordnet, daß ihr inneres Ende in die Bohrung 115 innerhalb des Abschnittes mündet, der an den Abschnitt 119 mit dem kleinsten Durchmesser angrenzt. Innerhalb dieses am Abschnitt

119 angrenzenden Abschnittes der Bohrung 115 ist ein Spielraum bestimmter Größe zwischen der Wand des Abschnittes und der Spindel des Nadelventils 117 vorhanden. In dem durch das Rohr 105, das Sackloch 111 und die Bohrung 112 gebildeten Durchgangskanal ist eine Drosselstelle in Form eines Ventilkörpers 122 angebracht. Dieser Ventilkörper ist in derselben Weise angeordnet und ausgebildet wie der Ventilkörper 8 in den F i g. 1 und 2 und braucht daher nicht näher beschrieben zu werden. Eine Schraubenfeder 123 stützt sich unten auf die Oberseite des Ventilkörpers 122 und oben auf den Boden des Sacklochs 111. Diese Feder 123 ist so gewählt, daß der Federweg je Belastungseinheit dem Anwendungsbereich der Nebelschmiereinrichtung angepaßt ist. Ein Saugrohr 124 erstreckt sich von der Nähe des Bodens 106 des Gehäuses 108 vertikal nach oben parallel zum Rohr 105. In einem geeigneten Abstand von der Unterseite des oberen Teils des Gehäuses ist das Saugrohr, das ungefähr die Eigenschaft einer Kanüle hat, waagerecht abgebogen und erstreckt sich radial durch ein Loch 125 in der Wand des Rohres 105 und weiter durch das Rohr in ein dem Loch 125 diametral entgegengesetztes Loch 126 in der gegenüberliegenden Wandseite des Rohres. Das Saugrohr 124 erstreckt sich halbwegs durch das Loch 126. Im Loch 125 ist das Saugrohr 124 befestigt und abgedichtet, während es frei in das Loch 126 hineinragt, das so groß ist, daß ein ringförmiger Spielraum um das Ende des Saugrohres 124 gebildet wird. Außer den erwähnten Teilen enthält die in den F i g. 3 und 4 dargestellte Nebelschmiereinrichtung nach der Erfindung einen ringförmigen Kragen 127, der um das Rohr 105 zwischen dem Saugrohr 124 und der Unterseite des Oberteils 109 auf einen davon nach unten ragenden, das obere Ende des Rohres 105 umgreifenden ringförmigen Teil 128 angebracht ist. Auf den Umfang des Kragens 127 ist eine ringförmige Wand 129 befestigt, deren oberes Ende in gleicher Höhe liegt wie die Oberseite des Kragens 127. Die ringförmige Wand 129 besteht vorzugsweise aus einem durchsichtigen Material und ist an der dem Loch 125 gegenüberliegenden Seite kürzer als an der dem Loch 126 im Rohr 105 gegenüberliegenden Seite. Die Einrichtung kann schließlich mit einem Befestigungsbeschlag 131 versehen sein, der beispielsweise mittels Schrauben 130 auf der Oberseite des Oberteils

109 befestigt ist.

In das Gehäuse 108 wird Schmieröl höchstens bis zu einer Höhe eingefüllt, daß es mit keinem Teil der ringförmigen Wand 129 in Berührung kommt. Wenn dann im Betrieb der Einrichtung Luft von Druckregler 102 in das Rohr 105 gelangt, strömt der Hauptteil der Luft durch das Rohr und durch die Öffnungen im Ventilkörper 122, der von seinem Sitz abgehoben wird, in das Sackloch 111 hinauf und davon durch die Bohrung 112 und den Anschlußstutzen 113 zur Verbrauchsstelle. Infolge der durch die Öffnungen im Ventilkörper 122 gebildeten Drosselung entsteht ein Druckabfall sowohl in der Drosselstelle als auch zwischen der Hochdruckseite der Drosselstelle und dem Gehäuse 108. Dies hat zur Folge, daß ein geringerer Teil des Luftstroms durch den Spielraum zwischen dem Ende des Saugrohres 124 und dem Loch 126 in der Wandung des Rohres in das Gehäuse 108 hinausströmt. Durch die im Loch 126 dabei entstehende Ejektorwirkung wird Schmieröl kontinuierlich vom Boden des Gehäuses 108 durch das Rohr 124 nach oben gesaugt. Dieses nach oben gesaugte Schmieröl strömt durch das Rohr 124 und wird am Rohrauslaß im Loch 126 zerstäubt und bildet in der durch das Loch ausströmenden Luft einen davon getragenen Schmierölnebel. Etwaige größere Schmieröltropfen fallen infolge ihrer Schwere unmittelbar in den Ölvorrat hinab, während andere Tropfen mit geringerem Schwebevermögen im Luftstrom an der ringförmigen Wand 129 haften, wo sie allmählich schwerere Tropfen bilden, die in den Ölvorrat hinabfallen. Der durch das Loch 126 mit großer Geschwindigkeit austretende Teilluftstrom und der in diesem schwebende Ölnebel strömen dann unter der ringförmigen Wand 129 und zwischen dieser und der Gehäusewand 110 nach oben und durch die Bohrung 121 im Oberteil 109 zu der durch das Nadelventil 117 in der Bohrung 115 gebildeten Zerstäubungsstelle in der Nähe des Auslasses der Umgehungsleitung in das Sackloch 111. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht diese Umgehungsleitung aus dem Spielraum im Loch 126, dem mit Öl nicht gefüllten Teil des Gehäuses 108, der Bohrung 121 und dem zwischen der Bohrung 121 und der Bohrung 111 liegenden Teil der Bohrung 115. Die durch das Nadelventil 117 hervorgerufene Drosselung in der Bohrung 115 bildet somit in der Umgehungsleitung eine zweite Zerstäubungsstelle, an der der Ölnebel endgültig homogenisiert wird, ehe er durch den Teilluftstrom in den Hauptluftstrom durch die Bohrung 111 und weiter durch die Bohrung 112 und den Anschlußstutzen 113 geleitet wird. Je nach der Form der Federkennlinie kann die in F i g. 3 und 4 gezeigte Ausbildung des Erfindungsgegenstandes automatisch einen Speiseluftstrom entweder mit einer in bezug auf den Luftverbrauch im wesentlichen konstanten Menge je Zeiteinheit von in Nebelform zerstäubten Schmieröl oder mit einer bei steigendem Luftverbrauch je Zeiteinheit zunehmenden Menge eines derartigen Schmierölnebels vermischen. Je nach der Federkennlinie arbeitet also die Einrichtung entweder wie im bereits beschriebenen Diagramm in F i g. 5 oder in dem ebenfalls bereits beschriebenen Diagramm in F i g. 6.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Vermischen eines unter Druck stehenden Gasstroms mit einem feinverteilten Nebel eines flüssigen Mittels, beispielsweise Schmieröls, bestehend aus einem nur zum Teil mit dem flüssigen Mittel gefüllten Gehäuse, einem durch das Gehäuse sich erstreckenden, mit einer einen Druckabfall erzeugenden Drosselstelle versehenen Durchgangskanal für den Gasstrom, einer die Hochdruckseite mit der Niederdruckseite der Drosselstelle verbindenden Umgehungsleitung für einen Teilgasstrom, die unter anderem den ungefüllten Teil des Gehäuses enthält, einem Saugrohr, das an einer ersten Zerstäubungsstelle in die Umgehungsleitung mündet und dort im Gehäuse angesaugtes flüssiges Mittel an den durch die Umgehungsleitung geführten Teilgasstrom abgibt, und mit einer parallel zur Drosselstelle im Durchgangskanal und in Reihe mit der ersten Zerstäubungsstelle angeordneten zweiten Zerstäubungsstelle in der Umgehungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle im Durchgangskanal (5, 6, 7; 105, 111, 112,113) als federbelastetes Ventil (8; 122) ausgebildet ist, dessen Federdruck gegebenenfalls mittels einer Steuervorrichtung (29) in bezug auf seine Öffnungsbewegung von einer praktisch geradlinigen Kennlinie auf eine immer mehr progressive Kennlinie einstellbar ist, und daß die zweite Zerstäubungsstelle (22, 25; 118, 119) in der Umgehungsleitung (26, 1, 19, 21; 126, 108, 121, 115) steuerbar ist und durch ein Ventilorgan, beispielsweise ein Nadelventil (25; 117) am Austritt (21; 119) des Teilstroms in den Durchgangskanal gebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zerstäubungsstelle in der Umgehungsleitung in der Wand des Durchgangskanals liegt und durch ein in dieser Wand befindliches Loch (16; 126) gebildet wird, in das das Saugrohr (14; 124) mit einem Spielraum gegenüber der.Lochwandung in der Strömungsrichtung des Teilgasstromes mündet.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Austrittsöffnung (21; 37) der Umgehungsleitung in den Durchgangskanal ein Ventilsitz (35) angeordnet ist, mit dem ein Teil (39) des zum Drosselventil im Durchgangskanal gehörigen Ventilkörpers (8) wie ein Ventilkegel zusammenwirkt und beim Öffnen des Drosselventils im Durchgangskanal den Auslaß der Umgehungsleitung allmählich schließt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz aus dem dem Durchgangskanal zugekehrten, ebenen Ende (35) eines in der Austrittsöffnung gegebenenfalls mittels eines Gewindes verschiebbaren Körpers (36) besteht, der einen axialen Kanal (37) hat, dessen vom Durchgangskanal abgekehrtes Ende (38) einen Sitz für das Ventilorgan (25) in der Umgehungsleitung bildet.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Ventilsitz (35) an der Auslaßöffnung (37) der Umgehungsleitung wie ein Ventilkegel zusammenwirkende Teil des Ventilkörpers (8) im Durchgangskanal aus einer Abflachung (39) auf einer Seite des Ventilkörpers besteht.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgangskanal (5, 6; 105, 111) vertikal im Gehäuse (1) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abtropfstelle (18; 129) zwischen den beiden Zerstäubungsstellen in der Umgehungsleitung angeordnet ist.