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Umsteuervorrichtung für Druckschmieranlagen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Umsteuervorrichtung mit zwei Auslässen, welche abwechselnd mit einer Schmiermitteldruckquelle und mit einer Entlastungsleitung verbunden werden. Solche Um- steuervorrichtungen dienen zur Versorgung von Dosierelementen, welche eine bestimmte Schmiermittel- menge aufnehmen und an die Schmierstellen abgeben. Bei sogenannten Einleitersystemen sind solche Do- sierelemente an eine einzige periodische Druckleitung angeschlossen, welche unter Druck gesetzt und wieder druckentlastet wird. Bei sogenannten Zweileitersystemen sind die Dosierelemente an zwei Druck- leitungen angeschlossen, welche abwechselnd periodisch unter Druck gesetzt und wieder entlastet werden, so dass der Druckgebungsperiode in einem Druckleitungszweig eine Druckentlastungsperiode im andern Druckleitungszweig entspricht.
Durch die gegenständliche Umsteuervorrichtung kann nun die Förderung einer dauernd im gleichen Sinn fördernden Druckquelle, wie beispielsweise einer gewöhnlichen Schmierpumpe, derart unterteilt werden, dass in den an die Umsteuervorrichtung angeschlossenen Druckleitungen die periodische Druckgebung erfolgt, wobei an die beiden Auslässe der Umsteuervorrichtung entweder die beiden Zweige eines Zweileitersystemes oder je ein Einleitersystem angeschlossen werden können. Es kann nur an einem Auslass ein EÍi1leitersystem angeschlossen werden, während der andere Auslass abgeschlossen wird oder an diesen andern Auslass ein Speicherraum angeschlossen wird, um die Umschaltperioden zu vergrössern.
Es sind bereits Umsteuervorrichtungen bekannt, welche in Abhängigkeit von dem, in der Druckleitung auftretenden Druck bei Erreichung eines Höchstdruckes umschalten. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, ein Steuerorgan vorzusehen, welches vom Druck in den Druckleitungen beeinflusst wird und entgegen diesem Druck durch die Kraft einer federnden Schnappvorrichtung in einer Endlage gehalten wird, wobei dieses Umsteuerorgan bei Erreichung eines vorbestimmten Maximaldruckes von einer Endlage in die andere Endlage schnappt und die Umsteuerung bewirkt. Eine derartige Ausbildung weist jedoch den Nachteil eines grossen Verschleisses der druckbeanspruchten Teile auf.
Es wurde auch bereits eine Ausbildung vorgeschlagen, bei welcher die Umsteuervorrichtung zwei aufeinanderfolgend bewegte Steuerkolben aufweist, deren Stirnflächen vom Zuführungsdruck oder vom Entlastungsdruck beaufschlagt sind, und von welchen der voreilende Steuerkolben die Verbindung der Auslässe mit der Druckquelle und der Entlastungsleitung steuert, während der nacheilende Kolben den Zusammenschluss der Steuerkanäle für den jeweils nächsten Umschaltvorgang bewirkt, wobei der Umschaltvorgang durch das Öffnen eines vom Zuführungsdruck beaufschlagten und entsprechend dem maximalen Zuführungsdruck vorbelasteten Maximaldruckventiles eingeleitet wird.
Bei bekannten Umsteuervorrichtungen dieser Art erfolgt die gesamte Steuerung durch die Kolben und das Maximaldruckventil leitet lediglich die Umsteuerbewegung dadurch ein, dass es bei Überschreitung des vorbestimmten Maximaldrukkes öffnet und je nach der Stellung des nacheilenden Kolbens den Zuftihrungsdruckaufdie eine oder auf die andere Endfläche des voreilenden Kolbens wirksam macht und auf diese Weise die Umschaltung durch Verschieben des voreilenden Kolbens von der einen Endlage in die jeweils andere Endlage bewirkt. Bekannte Umsteuervorrichtungen dieser Art haben daher den Nachteil, dass die Kolben, um die Steueraufgaben bewältigen zu können, eine grössere Anzahl von Steuerausnehmungen aufweisen und daher verhältnismässig kompliziert und lang ausgebildet sein müssen, wodurch wieder die Dichtheit und die Betriebssicherheit leidet.
Bei Umsteuervorrichtungen dieser Art ist es bisher noch nicht gelungen, mit weniger als dreiSteuerausnehmungen sowohl im voreilenden Kolben als auch im nacheilenden Kolben das Auslangen zu finden.
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Die Erfindung bezieht sich nun im besonderen auf eine Umsteuervorrichtung der letztgenannten Art mit zwei aufeinanderfolgenden bewegten Steuerkolben und einem vom Zuftihrungsdruck beaufschlagten und entsprechend dem Maximalzuführungsdruck vorbelasteten Maximaldruckventil, welches bei seinem Öffnen den Umsteuervorgang einleitet.
Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass das Maximaldruckventil eine Verbindung des Raumes an einer Stirnfläche des voreilenden Steuerkolbens mit der Druckentlastungsleitung steuert und diese in der Schliessstellung freigibt, und dass in die vom Maximaldruckventil gesteuerte Verbindung zur Druckentlastungsleitung ein nach Art eines Rückschlagventiles ausgebildetes Druckhalteventil eingeschaltet ist. Auf diese Weise wird eine Steuerfunktion der Kolben vom Maximaldruckventil übernommen und es wird dadurch eine wesentlich einfachere Ausbildung der Steuerkolben ermöglicht.
Durch die Einschaltung des Druckhalteventiles wird erreicht, dass der Druck auf eine der Stirnflächen des voreilenden Steuerkolbens etwas grösser gehalten wird, als auf die andere, wodurch der voreilende Steuerkolben immer in seiner richtigen Lage gehalten und eine vorzeitige Umsteuerung mit Sicherheit vermieden wird.
Es genügt nun für die Steuerfunktion, wenn der voreilende Steuerkolben lediglich eine einzige, die Verbindung der Zuführungsleitung mit den Auslässen steuernde Steuerausnehmung aufweist. Die Verbindung der Druckentlastungsleitung mit den Auslässen kann gemäss der Erfindung über die Räume an den Stirnenden des voreilenden Kolbens geführt und von den Stirnenden dieses Kolbens gesteuert werden. Auch beim nacheilenden Steuerkolben kann die Anzahl der Steuerausnetmungen verringert werden und es kann mit zwei Steuerausnehmungen das Auslangen gefunden werden. Kanalführung und Steuerkolben können daher wesentlich einfacher gestaltet werden. Die Länge der Steuerkolben kann herabgesetzt werden und die Betriebssicherheit der Umsteuervorrichtung wird daher erhöht.
Um die doppelte Funktion des Maximaldruckventiles, welches nun gemäss der Erfindung auch eine Verbindung des Raumes an einer Stirnfläche des voreilenden Steuerkolbens mit der Druckentlastungsleitung steuern soll, zu ermöglichen, genügt es, das Maximaldruckventil mit einer die Verbindung mit der Druckenflastungsleitung steuernden Steuerausnehmung auszubilden, wodurch der Konstruktionsaufwand nicht wesentlich erhöht wird.
Die durch die Erfindung erreichte Verringerung der Anzahl der Steuerausnehmungen in den Steuerkolben ermöglicht nun eine besonders vorteilhafte Ausbildung, bei welcher erfindungsgemäss der voreilende Steuerkolben in an sich bekannter Weise im nacheilenden. Steuerkolben konzentrisch geführt ist. Dies ermöglicht nicht nur eine Raumersparnis, sondern auch wesentliche konstruktive und herstellungsmässige Vorteile. Im Gusskörper des Gehäuses ist die Anordnung von präzisen Zylinderbohrungen und Steuerkanälen mit wesentlich grösseren Schwierigkeiten verbunden als in einem Kolben, welcher ohnedies einen präzisen Drehteil darstellt.
Es wird nun dadurch, dass die Führungsbohrung für den voreilenden Kolben im nacheilenden Kolben vorgesehen ist, eine Führungsbohrung im Gehäuse erspart und es wird die Anzahl der im Gehäusekörper vorgesehenen Steuerausnehmungen und Kanäle auf ein Minimum reduziert, da nun ein Teil der Steuerkanäle im nacheilenden Kolben untergebracht ist. Die Masse, auf welche es für die präzise Steuerung ankommt und welche eine grosse Genauigkeit aufweisen müssen, um die richtige Überdeckung von Steuerkanälen und Steuerausnehmungen zu gewährleisten, sind nun durchwegs leicht einzuhalten, da alle diese Masse an den beiden Steuerkolben eingehalten werden müssen, bei welchen die präzise Bearbeitung wesentlich weniger Schwierigkeiten bereitet als beim Gehäuse.
Die Verminderung der Zahl der Kanäle im Gusskörper des Gehäuses und die Möglichkeit, diese Kanäle nunmehr in grösserem Abstand anzuordnen, hat beträchtliche Vorteile, da zahlreiche nahe beieinanderliegende Bohrungen im Gusskörper häufig zu Undichtheiten zwischen den einzelnen Kanälen führen, wodurch eine Störung der Funktion bedingt wird. Solche Undichtheiten, welche bei Gusskörpern nie mit Sicherheit vermieden werden können, treten oftmals erst nach einiger Betriebszeit auf und sind daher umso gefährlicher.
Die Erfindung ermöglicht somit die Vorteile einer Bauart einer Umsteuervorrichtung, bei welcher die Umsteuerung durch aufeinanderfolgende bewegte Steuerkolben erfolgt und durch Öffnen eines entsprechend dem gewünschten Maximaldruck vorbelasteten Maximaldruckventiles eingeleitet wird und welche
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bei der Umsteuerung tibersprungen werden müssen,Kauf nehmen zu müssen. Es hat sich gezeigt. dass hydraulische Stössevermiedenwerden könnenenn erfindungsgemäss das Hubvolumen des nacheilenden Steuerkolbens mindestens drei mal so gross gewählt wird, wie das Hubvolumen des voreilenden Steuerkolbens und es bietet eine solche Dimensionierung die Möglichkeit, ein völlig weiches Arbeiten der Umsteuervorrichtung zu erreichen.
Diese Bedingung kann bei der erfindungsgemä- ssen Anordnung, bei welcher der nacheilende Steuerkolben als den voreilenden Steuerkolben führender Mantelkolben ausgebildet ist, leichteingehalten werden und es stellt die dadurch ermöglichte stossfreie Wirkungsweise
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einen weiteren Vorteil dieser ineinander geschachtelten Anordnung von voreilendem Steuerkolben und nacheilendem Steuerkolben dar.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen Schnitte durch die erfindungsgemässe Umsteuervorrichtung, wobei Fig. 1 ein
Schnitt nach Linie I-I der Fig. 2 und Fig. 2 ein Schnitt nach Linie lI-lI der Fig. l ist. In den Fig. 3, 4 und
5, welche dem Schnitt nach Fig. l entsprechen, sind die verschiedenen Steuerstellungen dargestellt. Hie- bei zeigt Fig. 1 die eine Betriebsstellung und Fig. 5 die andere Betriebsstellung, wobei die Fig. 3 und 4 die
Zwischenstellungen zwischen der Betriebsstellung nach Fig. l und der Betriebsstellung nach Fig. 5 zei- gen.
Gemäss Fig. 1 ist der voreilende Steuerkolben 1 in einer Bohrung 3 des nacheilenden Steuerkolbens 2 konzentrisch angeordnet, wobei der nacheilende Steuerkolben 2 in einer Führungsbohrung 4 des Gehäuses 5 geführt ist. Die konzentrische Anordnung der beiden Steuerkolben l, 2 bringt den Vorteil mit sich, dass im Gehäuse 5 lediglich eine Führungsbohrung vorgesehen sein muss und dass die Kanalführungen im Gehäuse vereinfacht sind, da die Steuerkanäle für den voreilenden Steuerkolben 1 im nacheJJendeu Steuerkolben 2 untergebracht sind. Der Anschluss der Zuführungsleitung ist mit 6 und die beiden Auslässe mit 7 und 8 bezeichnet. Der Anschluss der Druckeutlastungsleitung ist mit 9 bezeichnet.
An die Zuführungsleitung 6 ist eine nicht dargestellte, dauernd in gleicher Richtung fördernde Druckquelle, beispielsweise eine gewöhnliche Schmierpumpe angeschlossen. An die Auslässe 7 und 8 sind die Druckleitungen der Einleitersysteme oder die Druckleilungszweige eines Zweileitersystems angeschlossen.
Das von der Druckquelle in den Anschluss 6 geförderte Schmiermittel gelangt durch einen Kanal 10 des Gehäuses 5 zu einer Steuerausnehmung 17 des voreilenden Steuerkolbens 1 (s. Fig. 1 und 2). Diese Verbindung ist ständig offen, in welcher Lage sich auch die Steuerkolben 1 und 2 befinden, da der nacheilende Steuerkolben 2 eine Legsnut 12 aufweist (Fig. 2), über welche immer eine Verbindung zwischen dem Kanal 10 und dem Innenraum 13 hergestellt ist.
In der in der Zeichnung dargestellten Lage der beiden Steuerkolben 1 und 2 gelangt das Schmiermittel aus der Längsnut 12 zu der Steuerausnehmung 17 des voreilenden Steuerkolbens 1 und von dort über eine Verbindung 11 zu einer weiteren Steueiausnehmung 15, über den Kanal 14 und den Kanal 16 zum Auslass 7, wobei die an diesen Auslass 7 angeschlossene Druckleitung aufgefüllt und die Ein- oder Zweileiter-Dosierungselemente betätigt werden. Der andere Auslass 8 führt dabei über Kanäle 18, 19, eine Steuerausnenmung 20 des nacheilenden Steuerkolbens und Kanäle 21 und 22 zum Federraum 25 eines als Kolbenventil ausgebildeten Maximaldruckventiles 27, des- sen Belastungsfedern 24 auf einen vorbestimmten Maximaldrujk eingestellt sind. Der Federraum 25 steht durch den Kanal 26 ständig mit der Entlastungsleitung 9 in Verbindung.
In die Längsnut 12 greift ein Stift 41 ein, der die Verdrehung des nacheilenden Steuerkolbens verhindert.
Der Druck im Auslass 7 ist also über den Kanal 16 auf die obere Stirnseite des nacheilenden Kolbens 2 und der Druck im Auslass 8 über den Kanal 18 auf die untere Stirnseite des nacheilenden Kolbens 2 wirksam gemacht. Da der Auslass 7 unter Zuführungsdruck steht, ist der nacheilende Kolben 2 nach unten gedrückt.
Nachdem die an den Auslass 7 angeschlossenen Dosierungselemente abgeschmiert haben, steigt der Zuführungsdruck so weit an, dass das Kolbenventil 27, welches mit seiner unteren Stirnfläche durch einen Kanal 28 ebenfalls ständig unter dem Druck der Zuführungsleitung steht, angehoben wird. Das Kolbenventil 27 ist durch die Federn 24 belastet, deren Spannung den Druck bestimmt, bei welchem das Kolbenventil 27 angehoben und dadurch der Umsteuervorgang eingeleitet wird.
Das angehobene Kolbenventil 27 (s. Fig. 3) gibt dem von der Zufdhrungsleitung gelieferten Schmiermittel den Weg über den Kanal 29 und eine Steuerausnehmung 30, des nacheilenden Steuerkolbens 2 zur oberen Stirnfläche des inneren voreilenden Steuerkolbens 1 frei und schiebt diesen nach abwärts. Das von der Zuführungsleitung gelieferte Schmiermittel erhält dadurch eine Verbindung aus dem Innenraum 13 zum bisher drucklosen Auslass 8 über die Kanäle 19,18 des nacheilenden Steuerkolbens 2 bzw. des Gehäuses 5. Der Druck in der Zuführungsleitung fällt nun sofort ab und das Maximaldruckventil 27 wird durch die Federn 24 wieder in seine Schliessstellung zurückgeschoben.
Um während des Rückganges des Maximaldruckventiles 27 die Entlastung der Druckleitung 7 bzw. des Raumes 38 sicherzustellen, ist an den Kanal 29 ein federbelastetes Überlaufventil 40 angeschlossen, über welches Flüssigkeit zum Federraum 25 und zur Druckentlastungsleitung 9 abfliessen kann.
In der nunmehr entstandenen Kolbenstellung (s. Fig. 4) ist nun der Umsteuervorgang so weit fortgeschritten, dass die Schmiermittelförderung aus dem Innenraum 13 über die Kanäle 19 und 18 in den Auslass 8 erfolgt, während der andere Auslass 7 über die Kanäle 16, 14 Ausnehmung 30, Kanal 29 eine Ausnehmung 35 im Kolbenventil 27 und den Kanal 31 mit der Entlastungsleitung 9 verbunden ist. Der
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Auslass 7 wird somit nun druckentlastet, während der Auslass 8 von der Zuführungsleitung aus unter Druck gesetzt wird. Gleichzeitig ist der an der unteren Stirnflache des voreilenden Steuerkolbens l liegende Raum 36 noch immer über die Steuerausnehmung 20, die Kanäle 21, 22 den Federraum 25 und den Kanal 26 mit der Druckentlastungsleitung 9 verbunden.
In den Kanal 31 ist nun ein nach Art eines Rückschlagventiles als Kugelventil ausgebildetes Druckhalteventil 34 eingeschaltet, so dass einstweilen der Druck im Raum 37 an der oberen Stirnfläche des voreilenden Steuerkolbens 1 etwas grösser ist als der Druck im Raum 36 an der unteren Stirnfläche dieses Steuerkolbens, da der Raum 36 in völlig offener Verbindung mit der Druckentlastungsleitung 9 steht. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der voreilende Steuerkolben 1 völlig in seine untere Stellung gedrückt wird.
Der Auslass 7, welcher nun druckentlastet ist, ist über den Kanal 16 mit dem Raum 38 über der oberen Stirnfläche des nacheilenden Steuerkolbens 2 verbunden, während der Auslass 8, welcher nun unter Druck gesetzt ist, über den Kanal 18 mit dem Raum 39 unter der unteren Stirnfläche des nacheilenden Steuerkolbens 2 verbunden ist.
Nunmehr wird bei ansteigendem Gegendruck im Auslass 8 der äussere, nacheilende Steuerkolben 2 durch den auf seine untere Stirnfläche wirkenden Druck gehoben und in seine obere Endlage geschoben (Fig. 5). In dieser Stellung ist nun der Auslass 7 über den Kanal 16, den Raum 38, den Kanal 14, die Steuerausnehmung 30, den Kanal 32, den Federraum 25 und den Kanal 26 mit der Druckentlastungsleitung 9 verbunden. Die Verbindung des Raumes 36 über die Steuerausnehmung 20, die Kanäle 29,31 und das Druckhalteventil 34 mit der Druckentlastungsleitung 9 tritt nun an Stelle der vorher bestandenen Verbindung des Raumes 36 mit der Druckentlastungsleitung 9 über die Steuerausnehmung 20, die Kanäle 21 und 22, den Federraum 25 und den Kanal 26.
Fig. 5 stellt die Betriebsstellung dar, in welcher aus der Zuführungsleitung in den Auslass 8 gefördert wird, während der Auslass 7 mit der Druckentlastungsleitung 9 verbunden ist. Die Schmiermittelzufuhr zum Auslass 8 bleibt dabei ungestört, die Entlastung des ändern Auslasses 8 erfolgt jedoch nunmehr über den Kanal 32 statt über den Kanal 29 und die Stellung der Steuerkolben 1 und 2 ist nun in bezug auf den Auslass 8 dieselbe, wie bei der Ausgangslage nach Fig. l für den Auslass 7. Es spielt sich nun derselbe Umsteuervorgang ab wie beschrieben, nur erfolgt die Bewegung der beiden Steuerkolben 1 und 2 in umgekehrter Richtung über die in den Fig. 3 und 4 gezeigten Zwischenstellungen, bis schliesslich wieder die Ausgangslage nach Fig. 1 erreicht ist.
Der voreilende Steuerkolben 1 wird in seinen Endlagen durch eine Kugelraste 33 (Fig. 2) gehalten, damit nicht durch zufällige Verschiebung der Steuerkolben 1 und 2, z. B. während des Transportes, beide Steuerkolben in ihre Mittellage gelangen, was die Funktion stören würde. Alle andern Lagen der beiden Steuerkolben zueinander sind aber ohne Belang, da durch die einsetzende Schmiermittelförderung die Steuerkolben immer in ihre richtige Lage geschoben werden.
Das in den Kanal 31 eingebaute federbelastete Rückschlagventil 34 drosselt, wie bereits erwähnt, bei der in Fig. 4 gezeigten Stellung das vom Auslass 7 zur Entlastungsleitung 9 strömende Schmiermittel ab, so dass an der oberen Stirnfläche des inneren Steuerkolbens 1 ein etwas höherer Druck entsteht als an seiner unteren Stirnfläche, die mit der Entlastungsleitung 9 in Verbindung steht und daher nicht vom Druck beaufschlagt wird. Dadurch wird erreicht, dass der innere Steuerkolben 29 mit Sicherheit bis in seine untere Endlage geschoben wird.
Bei der umgekehrten Bewegung des Steuerkolbens 1 hat das Rückschlagventil 34 dieselbe Wirkung, wobei lediglich dann die untere Stirnfläche des Steuerkolbens 1 einen höheren Druck erhält als die obere, so dass er mit Sicherheit in seine obere Endlage geschoben wird.
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