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Dosiervorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosiervorrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit, z. B. Öl, an eine Verbraucherstelle, bestehend aus einem in einem Dosierzylinder hin-und herbeweglichen Kolben und einem in einem Steuerzylinder hin-und herbeweglichen Steuerschieber, der die beidseits des Kolbens befindlichen Dosierzylinderräume abwechselnd mit dem Flüssigkeitsein-und-auslass verbindet.
Bei den bisher bekannt gewordenen Vorrichtungen dieser Art wurden drei verschiedene Möglichkeiten der Bewegung des Steuerschiebers angewendet. Bei der einen erfolgen beide Bewegungen durch den Druck der zu fördernden Flüssigkeit, bei der zweiten bewirkt eine Hilfskraft eine der Bewegungen und schliesslich können beide Bewegungen durch eine Hilfskraft hervorgerufen werden.
Die Erfindung benützt im wesentlichen eine Variante des an zweiter Stelle genannten Prinzipes, bei der der Steuerschieber von einer äusseren, zeitweise wirksamen Hilfskraft in die eine, und bei Erlöschen dieser Hilfskraft durch eine zweite, ständig wirkende Hilfskraft in die andere Lage bewegt wird, und es ist ihr Hauptmerkmal, dass die ständig wirkende Hilfskraft durch den Druck der zu fördernden Flüssigkeit selbst in der Weise aufgebracht wird, dass eine äussere Stirnfläche des Steuerschiebers Begrenzungswand eines Raumes ist, der stets mit dem Flüssigkeitsdruck belastet wird.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung gelingt es, eine Dosiervorrichtung zu schaffen, deren Genauigkeit unabhängig von Temperatur- oder Viskositätsänderungen der Flüssigkeit ist. Ihr wichtigster Vorteil gegenüber den bekannten Vorrichtungen ist der, dass ihr Aufbau und ihre Wirkungsweise wesentlich einfacher und demzufolge billiger und betriebssicherer ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind derEinsatzzeitpunkt und die Zeitdauer der Wirkung der zeitweise wirksamen Hilfskraft unabhängig von der Stellung des Dosierkolbens willkürlich veränderbar. Da man, wie später noch beschrieben wird, diese zeitweise wirksame Hilfskraft mit geringem Aufwand und in betriebstechnisch sicherer Weise durch Pressluft, mechanisch oder elektromagnetisch erzeugen kann, bietet die erfindungsgemässe Vorrichtung die vorteilhafte Möglichkeit, die über einen bestimmen Zeitraum abgegebene Flüssigkeitsmenge in weiten Grenzen nach Belieben einzustellen und mit höchster Genauigkeit beizubehalten.
Schliesslich besteht gemäss der Erfindung der Steuerschieber aus drei räumlich getrennten Teilstükken, die durch Teilstücke oder Hälse kleineren Durchmessers miteinander verbunden sind, so dass in dem Steuerzylinder zwei getrennte Ringräume entstehen, wobei der der ständig dem Druck der zu fördernden Flüssigkeit ausgesetzten Stirnfläche benachbarte Raum in beiden Endlagen des Steuerschiebers mit dem Flüssigkeitsauslass und der zweite Ringraum mit dem Flüssigkeitseinlass verbunden ist, wobei die Flüssigkeitszuführung in den Dosierzylinder in der einen Endlage über diesen zweiten Ringraum und in der andern Endlage über jenen Raum führt, der von der ständig dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzten äusseren Stirnfläche des Steuerschiebers begrenzt wird.
Dieses Konstruktionsdetail trägt wesentlich zur Vereinfachung des Gesamtaufbaues bei, da dadurch die notwendigen Leitungsführungen und Leitungsanschlüsse auf ein Minimum reduziert werden können.
Konstruktive Ausführungsformen der Erfindung sind beispielsweise in den angefügten Zeichnungen dargestellt, in denen Fig. l eine Aussenansicht einer Dosiervorrichtung darstellt, in welcher der Steuerschieber teilweise durch Druckluft betätigt wird. Fig. 2 ist eine Ansicht der Dosiervorrichtung von unten.
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teilweise im Schnitt, einer Abwandlung, bei welcher der Steuerschieber mechanisch betätigt wird. Fig. 6 ist eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, einer andern Abwandlung, in welcher der Steuerschieber elektrisch betätigt wird.
Zunächst seien die Fig. 1-4 in Betracht gezogen.
Die Dosiervorrichtung umfasst ein Gehäuse 1, das mit einer Zylinderbohrung von relativ grossem
Durchmesser versehen ist, welche einen Ölförder-bzw. Messzylinder 2 bildet, in dem ein Förder- bzw.
Messkolben 3 gleiten kann. Das untere Ende des Messzylinders 2 ist mittels einer Verschlussschraube 4 verschlossen, und zwischen der oberen Fläche dieser Verschlussschraube und einem am unteren Ende der
Zylinderbohrung vorhandenen Absatz 6 befindet sich eine Scheibe 5 mit einer kreisringförmigen Nut, in der ein Dichtungsring 7 liegt.
Das obere Ende des Messzylinders 2 ist mittels einer Stopfbüchse 8 verschlossen, welche in einer Ein- drehung des Zylinders in ihrer Lage fixiert ist, indem sie von einem Absatz der Zylinderwand und mittels einer Verschlussschraube 9, die in den mit einem Gewinde versehenen oberen Teil des Zylinders einge- schraubt ist, gestützt wird. Die Stopfbüchse ist mit einem kreisringförmigen Dichtungsring 10 versehen, welcher in einer ringförmigen Ausnehmung der Stopfbüchse angeordnet ist und an der Wand der Ausneh- mung anliegt. Die Stopfbüchse weist eine zentrale Bohrung 11 auf, welche zur Führung der Kolbenstange 3A dient, die von dem Messkolben nach oben ragt und durch die Bohrung 11 und durch eine koaxiale Führung 12 in der Gewindeschraube 9 hindurchgeführt ist.
Das obere Ende der Öffnung 11 in der Stopfbüchse 8 weist eine Eindrehung zur Aufnahme einer Lippendichtung 13 auf, welche Leckverluste entlang der Kolbenstange nach aussen durch die Führungsöffnung 12 in der Gewindeschraube verhindert.
Das Gehäuse weist ferner eine zylindrische Bohrung 14 kleineren Durchmessers auf, die parallel und in seitlichem Abstand von dem Messzylinder 2 verläuft und als Zylinder für einen gleitenden Steuerschieber 15 dient, welch letzterer nachfolgend ausführlicher beschrieben werden soll. Das obere Ende des Zylinders ist durch eine Gewindeverschlussschraube 21 verschlossen, die gleichzeitig als Anschlag für den Steuerschieber dient. Nahe dem oberen Ende des Steuerschieberzylinders ist letzterer mit dem oberen Ende des Messzylinders, u. zw. unterhalb der Stopfbüchse 8, mittels einer geneigten oberen Durchlassöffnung 16 in Verbindung, welche den zwischen den beiden Zylindern gelegenen Teil des Gehäuses durchquert.
Vorausgesetzt, dass der Messkolben 3 sich in seiner unteren Endlage befindet, steht der Messzylinder 2 unterhalb des Messkolbens 3 mit dem Steuerschieberzylinder an einer Stelle in Verbindung, die etwa in der Mitte der Länge des letzteren liegt, u. zw. mittels der weiteren, tiefer gelegenen geneigten Durchgangsbohrung 16A, welche den die beiden Zylinder trennenden Teil des Gehäuses durchschneidet.
An einer Stelle, die tiefer liegt als das obere Ende der tiefer gelegenen Querbohrung 16A, ist der Schieberzylinder 14 mit dem unterenEnde einer langen vertikalen Durchgangsbohrung 17 im Gehäuse mit Hilfe einer Querbohrung 18 verbunden, wobei die vertikale Durchgangsbohrung parallel zum Steuerschieberzylinder seitlich verläuft. Das obere Ende der vertikalen Durchgangsbohrung 17 steht in Verbindung mit dem oberen Ende des Steuerschieberzylinders 14 mit Hilfe einer Querbohrung 19, deren Achse senkrecht zu der Achse der Steuerzylinderbohrung steht und welche aufgebohrt und mit einem Gewinde versehen ist, um einen Öleinlassstutzen 20 aufzunehmen, der mit einer nicht gezeigten Druckzuleitung für das zu fördernde Öl verbunden ist.
Der Steuerschieber 15 weist einen oberen zylindrischen Teil 22 und einen mittleren zylindrischen Teil 23 auf, wobei die beiden Schieberteile durch einen zylindrischen Teil 24 kleineren Durchmessers verbunden sind, der so einen oberen Ringraum 25 in dem Steuerschieberzylinder zwischen den beiden Schieberteilen bildet. Der mittlere Schieberteil 23 ist von einem längeren zylindrischen Steuerschieberteil 26 am unteren Ende desselben räumlich entfernt, und die beiden Teile sind durch einen Hals 27 von geringerem Durchmesser miteinander verbunden, der so einen ringförmigen Durchlass 28 in dem Steuerschieberzylinder zwischen den beiden Schieberteilen bildet. Der Zweck der vertikalen Unterteilung der drei Schieberteile 22, 23 und 25 wird später erläutert.
Der untere Teil 26 des Steuerschiebers ragt aus dem unteren Ende des Steuerschieberzylinders heraus und ist verbunden oder als Einheit ausgebildet mit einem luftbetriebenenDruckkolben 30, ler in einem Luftdruckzylinder 31 gleitet, welcher in einer Schalenfassung 32 gebildet wurde, die an dem unteren Ende des Gehäuses befestigt ist, wobei der Luftzylinder koaxial mit dem Steuerschieberzylinder 14 angeordnet ist. Der pneumatisch betätigte Luftkolben 30 ist mit einem Dichtungsring 33 versehen, der in eine Eindrehung des Kolbens eingepasst ist und an der Wand des Luftzylinders 31 anliegt und so ein Entweichen der Luft zwischen Zylinder und Kolben verhindert.
Eine Lippendichtung 34 ist in dem Gehäuse vorgesehen und umschliesst den unteren Teil 26 des Steuerschiebers, um ein Entweichen der Luft aus dem Luftzylinder entlang dem Steuerschieber zu verhindern. Die Schalenfassung 32 besitzt einen Luftein-und-auslass-
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kanal 35, welcher mittels eines Durchlasses 36A mit dem Inneren des Luftzylinders und mit einem an seinem oberen Ende gelegenen Auslass in Verbindung steht.
Der Messkolben 3 ist mit einer nach unten ragenden Kolbenstange 3B versehen, welche, wenn sich der Kolben in seiner unteren Endlage befindet, auf der oberen Fläche des kreisförmigen Nutringes 5 an- schlägt. Die Anschlagfläche bildet so eine Auflage, um eine weitere Abwärtsbewegung des Kolbens zu verhindern, Bei der Vollendung des Aufwärtshubes des Messkolbens läuft das Ende der Messkolbenstange 3A, welche durch die Gewindeverschlussschraube 9 in das obere Ende des Messzylinders ragt, gegen einen ju- stierbaren Anschlag 40, welcher in Form einer Schraube 36 durch ein im Kopf eines aufragenden Pfo- stens 38 geformtes Loch 37 gedreht ist, wobei der Pfosten mit der Verschlussschraube 9 aus einem Teil gefertigt ist.
Zwei vertikale, diametral entgegengesetzte längliche Öffnungen 39 (Fig. l) befinden sich in dem Posten 38, so dass sowohl der Kopf der Justierschraube 40 als auch das herausragende Ende der
Kolbenstange 3A des Messkolbens 3 durch die Schlitze beobachtet werden können. Die an den Schlitzen anliegenden Teile des Pfostens sind mit einer Skala 41 versehen, und das Nachsetzen der Justierschrau- be 36 zu erleichtern, damit die Länge des Aufwärtshubes des Messzylinders und somit die Fördermenge der Messzylinder- und Kolbenanordnung variiert werden kann.
Um die Wirkungsweise der Dosierpumpe zu beschreiben, sei angenommen, dass der Zylinder und sämtliche Kanäle mit Öl gefüllt sind. Es wird ferner angenommen, dass dem Luftzylinder 31 durch den Lufteinlass und den Auslass 35 sowie den Durchlass 36A, die zum Zylinder führen, Pressluft zugeführt wird und dass deshalb der luftbetriebene Kolben 30 sich in seiner oberen Endlage befindet und so den Steuerschieber 15 in seiner oberen Stellung festhält, wobei der obere Steuerschieberteil 22 sich oberhalb der oberen Querbohrung 16 und der mittlere Teil 23 oberhalb der unteren Querbohrung 16A befindet. Es wird auch angenommen, dass der Messkolben 3 sich in seiner unteren Endlage befindet, wobei sein Anschlag 3B an der durch den kreisförmigen Nutring 5 gebildeten Fläche anliegt, wobei der Nutring das untere Ende des Messzylinders 2 abschliesst.
Ferner wird angenommen, dass bei diesen Stellungen des Messkolbens und des Steuerschiebers Öl unter Druck von dem Einlass 20 und der Durchgangsbohrung 19 zu dem oberen Teil des Steuerschieberzylinders 14, u. zw. oberhalb des oberen Ventilteils 22 des Steuerschiebers geführt wird. Ein Teil des Öles geht durch den Durchlass 19, der mit demöleinlass verbunden ist, in den senkrechtenDurchgangskanal 17.
Ein Teil des Öles fliesst, da der Steuerschieber dann in seiner oberen Endlage steht, von dem senkrechten Durchgangskanal in den Steuerschieberzylinder zwischen dem mittleren und unteren Teil 23 und 26 des Steuerschiebers durch den Durchgang 18. Das Öl fliesst durch den Ringraum 28 im Steuerschieberzylinder 14 zwischen dem mittleren und unteren Ventilteil 23 und 26 und durch die untere Querbohrung 16A in den Messzylinder unterhalb des Messkolbens. Infolge der Wirkung des Oldruckes auf ihn wird der Messkolben so nach oben gedrückt und presst eine bestimmte Menge Öl, die über ihm liegt, durch den oberen Querdurchlass 16, welcher dann das obere Ende des Messzylinders und des Ringraumes 25 in dem Steuerschieberzylinder zwischen dem oberen und mittleren Ventilteil 22 und 23 des Steuerschiebers miteinander verbindet.
Von dem Ringraum 25 kann das Öl nun durch einen Auslass 42, der in dem Gehäuse angeordnet ist, in einen Auslassstutzen 43 entweichen, der mit einer Verwendungsstelle für das Öl verbunden ist.
Es sei angenommen, dass die dem Luftzylinder 31 zugeführte Pressluft weggenommen wird und dass immer noch Öl in das Gehäuse oberhalb des oberen Endes des Steuerschieberzylinders 14 durch den Öleinlass 18 eindringt. In diesem Falle zwingt der Druck des Öles den Steuerschieber abwärts, worauf der obere Ventilteil 22 des Steuerschiebers sich tiefer als die obere Querbohrung 16 senkt, die den Steuerschieberzylinder 14 mit dem Messzylinder verbindet, während der mittlere Ventilteil 23 des Steuerschiebers sich dann bis unterhalb des unteren Querdurchlasses 16A senkt, welcher den Steuerschieberzylinder mit dem Raum in dem Messzylinder unterhalb des Messkolbens verbindet.
Bei dieser Stellung des Steuerschiebers fliesst das beim oberen Ende des Ventilzylinders eintretende Öl in das obere Ende des Messzylinders 2 oberhalb des Messkolbens 3, aber es kann kein Öl in den Steuerschieberzylinder 14 unterhalb des Steuerschiebers eindringen. Unter diesen Umständen wird der Messkolben 3 nach unten gedrückt und presst während der Abwärtsbewegung Öl durch den unteren Querdurchlass 16A, welcher den Messzylinder mit dem Steuerschieberzylinder verbindet, in den Ringraum 25 in dem Steuerschieberzylinder zwischen den oberen und mittleren Ventilteilen 22 und 23 des Steuerschiebers und von da in den Ölauslass 42 und den Ölauslassstutzen 43. Das Öl kann nicht von der senkrechten Durchgangsbohrung 17 in den Messzylinder strömen, da der mittlere Ventilteil 23 unterhalb des unteren Querdurch ! asses 16A steht.
So wird während jedes Hubes des Messkolbens eine bestimmte Ölmenge von dem Messzylinder in den Ölauslass zu der Verwendungsstelle des Öles geführt.
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Eine nicht gezeigte Leitung für die Zufuhr von Pressluft zum Luftzylinder 31 steht mit dem Lufteinlass zu diesem Zylinder in Verbindung und führt durch einen Verteiler, dessen Zweck es ist, eine abwechselnde Luftzufuhr zu der Pressluftquelle zu gewährleisten. Der Verteiler ist mit einer elektrisch oder
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Wie oben erwähnt, könnte der Steuerschieber der Vorrichtung mechanisch oder elektrisch periodisch gesteuert werden, z. B. durch einen Solenoid, statt durch Flüssigkeitsdruck.
So sieht man an Fig. 5, dass der luftbetriebene Kolben 30 und die Schalenfassung 32 weggelassen wurden und dass der untere Teil 26 des Steuerschiebers ausgedehnt wurde und aus dem Gehäuse 1 herausragt durch eine Dichtung, die an einem Einschnitt 46 in der unteren Fläche des Gehäuses anliegt. Eine Spiralfeder 47 ist um den unteren Teil 26 des Steuerschiebers angeordnet und wirkt zwischen einem Abdichtungsring 48, der in einer Ausnehmung der Vertiefung 46 angebracht ist, und einem Kopf 49 auf den Teil 26. Die Feder 47 strebt ständig danach, den Teil 26 nach unten zu drücken, so dass sein Kopf an einem Hebelarm 50 anliegt, welcher bei 51 drehbar befestigt ist an einem Zapfen 52, der von dem Gehäuse 1 nach abwärts ragt. So wird der Arm mit einer Exzenterscheibe 53 in Kontakt gehalten, die in ständiger Umdrehung begriffen ist.
In der abgewandelten Konstruktion nach Fig. 6 ist der Teil 26 des Steuerschiebers verlängert und ragt aus dem Gehäuse 1 hervor, aber bei dieser Konstruktion bildet der untere Teil 26A des verlängerten Abschnittes 26 den Kern eines Solenoides mit einer Wicklung 54, in deren Spulenkörper 55 der Teil 26A gleiten kann. Die Spule ist über einen nicht gezeigten Steuerschalter mit einer elektrischen Fnergie- quelle verbunden. Die Auf- und Abbewegungen des Teiles 26A des Steuerschiebers sind begrenzt durch Flanschen 56 und 57 des Teiles 26A, welche mit unteren bzw. oberen Flanschen 58 und 59 des Spulenkörpers 55 zusammenarbeiten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Dosiervorrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit, z. B. Öl, an eine Verbraucherstelle, bestehend aus einem in einem Dosierzylinder hin-und herbeweglichen Kolben und einem in einem Steuerzylinder hin-und herbeweglichen Steuerschieber, der die beidseits des Kolbens befindlichen Dosierzy1inderräume abwechselnd mit dem Flüssigkeitsein-und-auslass verbindet, wobei der Steuerschieber von einer äusseren, zeitweise wirksamen Hilfskraft in die eine, und bei Erlöschen dieser Hilfskraft durch eine zweite, ständig wirkende Hilfskraft in die andere Lage bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die ständig wirkende Hilfskraft durch den Druck der zu fördernden Flüssigkeit selbst in der Weise aufgebracht wird, dass eine äussere Stirnfläche des Steuerschiebers (22-27)
Begrenzungswand eines Raumes (19) ist, der stets mit dem Flüssigkeitsdruck belastet wird.