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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zuführung eines
Schmiermittels zu wenigstens einer Schmierstelle, mit einem Reservoir
für Schmiermittel,
das mit der Schmierstelle über
eine Ventilanordnung verbunden ist, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch
1.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER
TECHNIK
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Hydraulische
Zylinder werden beispielsweise in Fahrzeugen und insbesondere bei
Baufahrzeugen, wie z. B. Baggern, Radladern und mittelteil- oder chassisgesteuerten
Fahrzeugen verwendet. Ein Radlader ist mit zwei Lastarmen versehen,
und wenigstens ein Hydraulikzylinder ist so ausgelegt, dass er die
Lastarme bezüglich
des Fahrzeugs anhebt oder absenkt. Es besteht bei einem solchen
Hydraulikzylinder der Bedarf, Schmiermittel leicht und effizient
an Lager zuführen
zu können,
die an der Lagerstelle des Hydraulikzylinders an dem Lastarm und
an dem Fahrzeug angeordnet sind, um die Abnutzung des Lagers zu
reduzieren.
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Die
Verwendung einer zeitgesteuerten Vorrichtung für eine Zufuhr von Schmiermittel
an ein Lager ist bereits bekannt. Eine solche zeitgesteuerte Vorrichtung
führt eine
vorher bestimmte Menge an Schmiermittel mit einem bestimmten Zeitintervall
einem Lager zu. Die Zeit zwischen jedem Schmiermittelimpuls wird
eingestellt, um die Menge an Schmiermittel zuzuführen, die zur Minimierung des
Risikos der Abnutzung in dem Lager unter normalen Arbeitsbedingungen
des Hydraulikzylinders nötig
ist.
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Ein
Nachteil besteht bei einer solchen Vorrichtung darin, dass Schmiermittel
bei jedem vorher bestimmten Schmiermittelimpuls dem Schmiermittel zugeführt wird,
unabhängig
davon ob das Schmiermittel tatsächlich
erforderlich ist. Dies bedeutet, dass bei einer hohen Arbeitslast
in dem Hydraulikzylinder dem Lager im Verhältnis zu dem tatsächlichen
Bedarf eine unzureichende Menge an Schmiermittel zugeführt wird,
was zu Problemen einer Abnutzung und zu Rissen im Lager führen kann.
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Außerdem wird
bei einer geringen Arbeitslast in dem Hydraulikzylinder eine überschüssige Menge
an Schmiermittel im Verhältnis
zu dem tatsächlichen
Bedürfnis
zugeführt,
was zu dem Problem führt,
dass zuviel Schmiermittel in dem Lager vorhanden ist.
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Ein
anderer Nachteil bei einer solchen Vorrichtung besteht darin, dass
das Schmiermittel nicht richtig um das Lager herum verteilt wird,
da das Schmiermittel zugeführt
wird, wenn das Lager belastet ist. Dies ist insbesondere bei Lagern
mit einem kleinen Drehwinkel der Fall, da hier ein Risiko besteht,
dass ein Teil des Lagers nie eine ausreichende Menge an Schmiermittel
erhält.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte
Vorrichtung zur Zuführung
von Schmiermittel zu einem Lager zu schaffen, bei der die vorstehend
erwähnten
Probleme gelöst sind.
Dieses Ziel wird durch eine Vorrichtung erreicht, deren kennzeichnende
Merkmale in dem nachstehenden Patentanspruch 1 dargelegt sind. Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüche beschrieben.
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Die
Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Zuführung von Schmiermittel zu
einer Schmierstelle, wobei ein Schmiermittelreservoir mit der Schmierstelle über eine
Ventilanordnung verbunden ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung eine Einrichtung umfasst, die zur zyklischen Steuerung
der Ventilanordnung als Funktion des Druckes in einem mit der Vorrichtung
verbundenen Hydraulikkreis ausgelegt ist, wobei ein Schmiermittelimpuls
immer dann abgegeben wird, wenn ein Druckabfall in dem Kreis auf
etwas folgt, was zuvor ein ausreichend hohes Druckniveau war.
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Die
Erfindung bringt eine Anzahl von Vorteilen mit sich. Zunächst kann
festgestellt werden, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine Schmiermittelvorrichtung
bereitstellt, bei der Schmiermittel einem Lager proportional zur
Arbeitslast in einem Hydraulikzylinder und daher auch zu dem aktuellen
Bedürfnis
des Lagers zugeführt
wird. Hierdurch ergibt sich an erster und vorderster Stelle ein
reduziertes Beschädigungsrisiko,
aber auch ein verringerter Kundendienst- und Wartungsbedarf, was
seinerseits zu einem zuverlässigeren
Betrieb, geringeren Kosten und erhöhter Produktivität führt. Die
Tatsache, dass die Schmiervorrichtung als Funktion des Drucks in
einem mit der Vorrichtung und dem Hydraulikzylinder verbundenen
Hydraulikkreis gesteuert wird, schafft eine Lösung, die auch bedeutet, dass
eine zeitgesteuerte Steuerung beispielsweise mittels eines Zeitgebers
nicht erforderlich ist.
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Bei
einem Lager sind die Toleranzen nie geringer als eine immer vorhandene
Größe eines Spiels.
Wenn das Lager einer Last ausgesetzt wird, nähert sich das Lager enger auf
einer Seite und folglich tritt in einem gewissen Ausmaß ein Spiel
auf der anderen Seite auf. Dies bedeutet, dass, wenn ein Schmiermittel
zugeführt
wird, während
das Lager unter Last ist, es Schwierigkeiten hat, in die sich unter Last
befindliche Seite einzudringen, wenn sich das Lager enger schließt, und
der größere Teil
des Schmiermittels wird deshalb sich auf der anderen Seite des Lagers
sammeln, d. h. auf der Seite, die am wenigstens einer Abnutzung
ausgesetzt ist, und deshalb am wenigsten Schmierung benötigt. Die
Tatsache, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung Schmiermittel
zuführt,
wenn sich das Lager nicht unter Last befindet, bedeutet, dass das
Schmiermittel leichter gleichmäßig über das
ganze Lager verteilt werden kann. Dies ist insbesondere bei stark
beanspruchten Lagern von Vorteil, die einen kleinen Drehwinkel haben.
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Weitere
Vorteile und Ziele der Erfindung lassen sich aus den nachstehenden
Patentansprüchen und
aus der folgenden Beschreibung folgern.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
und der beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert,
in denen
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1 eine
Seitenansicht eines Radladers zeigt und
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2 ein
schematisches Verbindungsdiagramm gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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1 zeigt
eine Seitenansicht eines Radladers 1, bei dem die Erfindung
verwendet werden kann. Der Radlader 1 ist mit einem Gelenkarmsystem versehen,
das zwei parallele Lastarme, von denen in 1 nur ein
Lastarm 2 gezeigt ist, und zwei Hydraulikzylinder umfasst,
von denen in der Figur nur ein Hydraulikzylinder 3 gezeigt
ist. Die Hydraulikzylinder 3 sind so ausgelegt, dass sie
die Lastarme 2 bezüglich
des Radladers 1 anheben oder absenken. Der Hydraulikzylinder 3 hat
zwei Lagerstellen, eine Lagerstelle 4 an dem Lastarm 2 und
eine Lagerstelle an dem Fahrzeug 1, die in der Figur verdeckt
ist. Das Gelenkarmsystem umfasst außerdem ein an den äußeren Enden
der Lastarme 2 schwenkbar gelagertes Werkzeug 5, wie
z. B. eine Palettengabel oder eine Schaufel, zusammen mit Gelenkarmen 6a, 6b, 6c, die
für eine
Bedienung des Werkzeugs 5 mit einer oberen Verbindungsachse 7 verbunden
sind.
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2 zeigt
ein schematisches Verbindungsdiagramm 8 einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung, bei der ein Reservoir 9 für Schmiermittel 10a fest
in dem Fahrzeug 1 angebracht ist.
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Das
Reservoir 9 umfasst einen durch eine Feder 11 belasteten
Kolben, nachstehend Pumpenkolben 12 genannt, der innerhalb
des Reservoirs 9 eingesetzt ist. Der Pumpenkolben 12 ist
so ausgelegt, dass er sich in zwei entgegengesetzten Richtungen
in dem Reservoir 9 bewegen kann, nach oben und nach unten
in 2, und im Fall einer Abwärtsbewegung Druck auf das in
dem Reservoir 9 gespeicherte Schmiermittel 10a ausübt. Das
Reservoir 9 wird durch eine Schmiermittelpistole (nicht
gezeigt) über
einen an dem Reservoir 9 angebrachten Nippel 13 aufgefüllt.
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Ein
Peilstab 14 ist in dem Pumpkolben 12 angeordnet,
um die Menge an Schmiermittel 10a in dem Reservoir 9 einfacher
ablesen zu können.
Der Peilstab 14 ist so angeordnet, dass sein eines Ende
an dem Kolben 12 befestigt ist und sein anderes Ende sich
aus dem Reservoir 9 heraus erstreckt. Der Peilstab 14 ist
gleichzeitig so ausgelegt, dass er, obwohl ein Deckel 15 auf
der Oberseite des Reservoirs 9 aufgesetzt ist, der Bewegung
des Pumpenkolbens 12 in dem Reservoir 9 folgt
und ermöglicht,
die Schmiermittelmenge 10a in dem Reservoir 9 ablesen
zu können.
Das Reservoir 10 ist mittels einer Ventilanordnung 16 mit
einem Lager 17 verbunden. Die Ventilanordnung 16 umfasst
eine Kammer 18, die mit der Mündung des Reservoirs 9 zusammen
mit einem ersten Einwegventil 19 und einem zweiten Einwegventil 20 verbunden
ist, um eine Einwegströmung
von Schmiermittel 10a, 10b von dem Reservoir 9 durch die
Kammer 18 zu dem Lager 17 zu erzeugen. Das erste
Einwegventil 19 ist angrenzend an den Auslass des Reservoirs 9 angebracht
und ermöglicht
eine Strömung
von Schmiermittel 10a, 10b aus dem Reservoir 9 zu
der Kammer 18. Das zweite Einwegventil 20 ist
an dem Einlass einer Förderleitung 21 angebracht,
die mit dem Lager 17 verbunden ist, und ermöglicht eine
Strömung
von Schmiermittel 10b aus der Kammer 18 zu dem
Lager 17.
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Die
Einwegventile 19, 20 umfassen eine Kugel 22a, 22b,
die durch eine Feder 23a, 23b gegen einen Sitz
gedrückt
wird, so dass Schmiermittel 10a, 10b an der Kugel 22a, 22b vorbeiströmen kann,
während
die Feder 23a, 23b komprimiert ist.
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Ein
Kolben, nachstehend als Steuerkolben 25 bezeichnet, der
von einem elastischen Element in Form einer Feder 24 belastet
ist, ist an der Kammer 18 angeordnet, um die Ventilanordnung 16 zu
steuern. Der Steuerkolben 25 ist so ausgelegt, dass er unter
Einfluss eines mit dem Steuerkolben 25 verbundenen Hydraulikkreises 26 sich
in zwei entgegengesetzte Richtungen in der Kammer 18 bewegen kann,
nach oben und nach unten gemäß 2,
und im Falle einer Abwärtsbewegung
einen Druck auf das in der Kammer 18 eingeschlossene Schmiermittel 10b ausübt. Die
Abwärtsbewegung
des Steuerkolbens 25 ist durch ein Anschlagschulter 27 begrenzt, die
in der Kammer 18 angeordnet ist. Die Aufwärtsbewegung
des Steuerkolbens 25 gegen die Feder 24 wird durch
eine Anschlagschraube 28 begrenzt. Durch Einstellung der
Position der Anschlagschraube 28 ist es möglich, den
Hub des Steuerkolbens 25 und daher die Menge an Schmiermittel 10b zu
steuern, die das Lager 17 bei jedem Schmierimpuls erhält.
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Die
Funktion in Form eines Schmiermittelzyklus in einer erfindungsgemäßen Schmiermittelvorrichtung 10a, 10b wird
nachstehend anhand von 2 näher beschrieben.
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Wenn
eine Hydraulikpumpe (nicht gezeigt) dafür sorgt, dass der Druck in
dem Hydraulikkreis 26 von einem geringeren auf einen höheren Druck
ansteigt, bewegt sich der Steuerkolben 25 in Richtung der
Anschlagschraube 28 unter Wirkung der Feder 24.
Dies bedeutet, dass das Volumen in der Kammer 18 ansteigt,
was seinerseits dafür
sorgt, dass der Druck darin fällt.
Wenn der Druck in der Kammer 18 geringer ist als der Druck
in dem Reservoir 9, öffnet das
erste Einwegventil 19 und Schmiermittel 10a wird in
die Kammer 18 gedrängt.
Das zweite Einwegventil 20 ist durch eine Feder 23b belastet,
deren Federkonstante so gewählt
ist, dass das Einwegventil 20 gegen die Kammer 18 geschlossen
gehalten wird.
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Wenn
der Druck in dem Hydraulikkreis 26 dann auf ein niedriges
Niveau fällt,
wird der Steuerkolben 25 zurück in seine Grundposition gegen
das Rückschlagventil 27 durch
die Feder 24 gedrückt. Dies
bedeutet, dass der Druck in der Kammer 18 ansteigt, was
seinerseits bedeutet, dass das erste Einwegventil 19 geschlossen
wird und das zweite Einwegventil 20 geöffnet wird und Schmiermittel 10b durch
das zweite Einwegventil 20 und nach außen zu dem Lager 17 über die
Förderleitung 21 gedrängt wird.
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Hierdurch
wird ein Schmierzyklus vollendet und der nächste tritt auf, wenn der Druck
nach einem Druckanstieg in dem Hydraulikkreis 26 in ausreichendem
Maße fällt, um
die gegen den Steuerkolben 25 wirkende Feder 24 zusammen
zu drücken.
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Die
Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene und in den Zeichnungen
gezeigte Ausführungsbeispiel
begrenzt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der folgenden
Patentansprüche frei
modifiziert werden. Beispielsweise ist die Erfindung nicht auf die
Verwendung bei Radladern begrenzt, sondern kann bei allen Fahrzeugarten
verwendet werden, bei denen hydraulische Zylinder verwendet werden.
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Die
Erfindung kann auch zur Zuführung
von Schmiermittel zu anderen Lagerstellen anstatt der Lagerstellen
an Hydraulikzylindern verwendet werden. Beispielsweise kann Schmiermittel
Lagerstellen der Schwenkarme an den Lastarmen zugeführt werden.
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Bei
dem oben erwähnten
Ausführungsbeispiel
wird das zweite Einwegventil durch das Schmiermittel geöffnet, wenn
der Druck in der Kammer einen speziellen Wert überschreitet. Bei einer anderen,
nicht gezeigten Ausführungsform
der Erfindung kann das elastische Element alternativ so ausgelegt
sein, dass es das Ventil direkt, beispielsweise mechanisch durch
ein Gelenksystem öffnet.
Als Alternative zu einer Schraubenfeder kann das elastische Element
die Form anderer Elemente annehmen, wie z. B. einen Körper aus
elastischem Material, der einer Druckbelastung nachgibt und in seine
ursprüngliche
Form zurückkehrt,
sobald der Druck entfernt wird.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung (nicht gezeigt) kann das Gehäuse einer üblichen Schmiermittelpistole
zusammen mit zugeordneten Schmiermittelkartuschen anstatt eines
Schmiermittelreservoirs verwendet werden.
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Bei
einer weiteren anderen Ausführungsform (nicht
gezeigt) wird das Reservoir über
einen zentral angeordneten Schmiermittelvorrat aufgefüllt, der
mit dem Reservoir gekoppelt ist. Der Ausdruck Reservoir muss im
Kontext interpretiert werden und umfasst verschiedene Arten einer
Anordnung, bei der ein Hohlraum wenigstens teilweise durch eine
Anzahl von Wänden
geschlossen ist. Beispielsweise muss auch ein Rohr oder eine Leitung
oder ein Teil davon umfasst werden.