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Die Erfindung bezieht sich auf eine Umschaltvorrichtung für die periodisch abwechselnde Verbindung von verschiedenen Auslässen mit dem Druckraum einer Schmierpumpe, insbesondere einer Fettschmier- pumpe und mit einem druckentlasteten Raum. Solche Umschaltvorrichtungen dienen dazu, um verschie- denen Schmierstellen tiber Zuteilelemente Schmiermittel zuzuführen. Bei einer sogenannten Zweileiteranlage sind die Zuteilelemente zwischen zwei Zweigleitungen angeordnet, welche abwechselnd unter Druck gesetzt und druckentlastet werden. Hiedurch werden die Zuteilelemente betätigt und drücken bei jedem Druckwechsel je einer Schmierstelle eine vorbestimmte Portion des Schmiermitteis zu.
Bei einer sogenannten Einleiteranlage stehen die Zuteilelemente unter Federdruck und werden jeweils durch abwechselnde Druckgebung und Drückentlastung in der Leitung betätigt. Umschaltvorrichtungen, welche periodisch die beiden Zweige einer Zweileiteranlage mit dem Druckraum einer kontinuierlich arbeitenden Schmierpumpe, u. zw. insbesondere Fettschmierpumpe, und mit einem druckentlasteten Raum abwechselnd verbinden, sind an sich bekannt. Solche bekannte Umschaltvorrichtungen nutzen den nach vollständiger Füllung eines Zweiges einer Zweileiteranlage auftretenden Druckanstieg für die Umschaltung aus, wobei ein druckempfindliches Organ bei Überschreitung eines vorbestimmten Druckes anspricht und die Umschaltung bewerkstelligt.
Bei solchen bekannten Anlagen werden druckbeaufschlagte Schalter verwendet, welche bei dem entsprechenden Druckanstieg von einer Schaltstellung in die andere umschnappen. Solche Umschalteinrichtungen können auch für Einleiter-Schmiersysteme verwendet werden, wobei eben nur an einen Auslass eine Schmierleitung angeschlossen ist, während der andere Auslass verschlossen wird, wobei gegebenenfalls durch Einschaltung eines Zylinders mit Ausweichkolben die Umschaltzeit vergrössert wird.
Solche bekannte Umschalter weisen aber den Nachteil auf, dass infolge der hohen auftretenden Drücke und der damit verbundenen hohenBeanspruchungen die Schalteinrichtung störungsanfällig ist und dass auch ein verhältnismässig komplizierter und damit auch ein empfindlicher Aufbau erforderlich ist.
Es sind ferner Umschaltvorrichtungen für die periodisch abwechselnde Verbindung von verschiedenen Auslässen mit dem Druckraum einer Schmierpumpe bekannt, bei welchen die Umschaltung durch einen axial verschiebbaren Kolbenschieber vorgenommen wird, welcher abwechselnd die Schmiermittelzufuhr zu einer der beiden Schmierleitungen freigibt, während die andere Schmierleitung druckentlastet ist. Bei diesen bekannten Umschaltvorrichtungen ist jedoch eine Zwangsläufigkeit des Umschaltvorganges nicht gegeben, da bei einem nochmaligen pendelnden Anheben des druckbeaufschlagten Steuerkolbens der Kolbenschieber neuerlich in seine Ausgangslage verschoben werden kann. Diese bekannten Vorrichtungen besitzen somit keine Gewähr für eine sichere Funktion der Schmiermittelzuteilung.
Es sind weiters Umschaltvorrichtungen bekannt, bei welchen die Umschaltung durch zwei lediglich axial verschiebbare Steuerkolben erfolgt. Diese bekannten Umschalter besitzen den Nachteil, dass infolge der hohen auftretenden Drücke und der damit verbundenen hohen Beanspruchungen die Schalteinrichtung störanfälliger ist. Ausserdem weisen diese bekannten Vorrichtungen einen ziemlich komplizierten Aufbau auf.
Die Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile bei einer solchen Umschaltvorrichtung zu beseitigen.
Die erfindungsgemässe Umschaltvorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolben, welcher in an sich bekannter Weise ständig vom Förderdruck der Schmierpumpe beaufschlagt und drehbar und axial verschiebbar gelagert ist und bei Überschreitung eines vorbestimmten Förderdruckes sich entgegen der Kraft einer vorgespannten Feder bewegt, einen Kupplungshub ausführt, bei welchem er mit dem
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Kupplungsende einer ständig rotierenden Antriebswelle in Eingriff gelangt und dass ein die Drehbewegung des Kolbens mitmachender Drehschieber mit Steuerausnehmungen, welche die Auslässe mit dem Druckraum der Schmierpumpe bzw.
mit dem druckentlasteten Raum verbinden, vorgesehen ist, wobei der Kolben durch die Druckentlastung bei der Umschaltung unter der Federkraft ausser Eingriff mit dem Kupplungsende der Antriebswelle gelangt, und in seine axiale Ausgangslage zurückkehrt, in welcher er gegen Verdrehung durch Anschläge gesichert ist, deren in der Drehrichtung vorhandenes Spiel mit der Annäherung des Kolbens zur axialen Ausgangslage abnimmt, wobei das grösste Spiel zwischen den Anschlägen kleiner ist als der für das Aufsteuern der benachbarten Steuerausnehmung des Drehschiebers erforderliche Verdrehwinkel. Bei Zuteilvorrichtungen, durch welche eine bestimmte Menge von Schmiermittel verschiedenen Auslässen zugeteilt wird, ist es bekannt, einen vom Förderdruck der Schmierpumpe beaufschlagten, drehbar und axial verschiebbar gelagerten Verteilerschieber anzuordnen.
Dieser Verteilerschieber, welcher nicht als Drehschieber ausgebildet ist, steuert jedoch nicht die periodische Verbindung mit dem Druckraum der Schmierpumpe bzw. mit einem druckentlasteten Raum.
Bei Verwendung einer erfindungsgemässen Umschaltvorrichtung für ein Zweileiterschmiersystem wird an die beiden Auslässe je ein Leitungszweig angeschlossen. Bei Verwendung für ein Einleiterschmiersystem wird lediglich an einen Auslass eine Schmierleitung angeschlossen, während der andere Auslass verschlossen oder mit einem Totraum, beispielsweise einem Zylinder mit Ausweichkolben verbunden wird, durch dessen Auffüllung die Umschaltzeit verlängert wird. Die Schmierpumpe liefert in üblicher Weise kontinuierlich Fett od. dgl. zu der Umschaltvorrichtung.
Wenn in dem einen Auslass der Umschaltvorrichtung, in welchen bisher die Schmierpumpe geliefert hat, der Druck ansteigt, beispielsweise weil bereits alle an den betreffenden Leitungszweig angeschlossenen Zuteilelemente zur Gänze gefüllt sind, so wird der Kolben unter Zusammendrückung der Feder angehoben und mit dem Kupplungsende der ständig rotierenden Antriebswelle gekuppelt. Damit wird der Drehschieber in die nächste Arbeitsstellung verdreht, in welcher er denjenigen Auslass der Umschaltvorrichtung, in welchen die Schmierpumpe bisher geliefert hat, mit dem druckentlasteten Raum verbindet und denjenigen Auslass, welcher bisher mit dem druckentlasteten Raum verbunden war und welcher daher druckentlastet ist, mit dem Druckraum der Schmierpumpe verbindet.
Dadurch sinkt aber sofort der den Kolben beaufschlagende Druck ab und der Kolben geht unter der Wirkung der Federkraft in seine axiale Ausgangsstellung zurück, in welcher er von der ständig rotierenden Antriebswelle entkuppelt ist. Dadurch, dass der Kolben in seiner Ausgangslage gegen Verdrehung gesichert ist, werden im Betrieb die Schaltstellungen des Drehschiebers eingehalten und erst wenn der Kolben seinen Kupplungshub ausführt, wird die Verdrehung ermöglicht, Dadurch, dass die Sicherung der Drehlage des Kolbens durch Anschläge gebildet ist, deren in der Drehrichtung vorhandenes Spiel nach Massgabe der Annäherung des Kolbens zu seiner axialen Ausgangslage abnimmt, wird erreicht, dass der Kolben durch die Sicherung in die richtige Drehlage gebracht wird, auch wenn er beim Rückhub diese Drehlage noch nicht erreicht oder schon überschritten hat.
Dadurch, dass das grösste Spiel zwischen den Anschlägen, welches vorliegt, wenn beim Rückhub des Kolbens die Anschläge gerade in Eingriff gelangen, kleiner ist als der für das Aufsteuern der benachbarten Steuerausnehmung des Drehschiebers erforderliche Drehwinkel, ist die Gewähr gegeben, dass der Kolben bei seiner Verdrehung sozusagen durch die Anschläge abgefangen wird, bevor der Drehschieber in die übernächste Steuerstellung gelangen kann, in welcher dann eine Fehlsteuerung auftreten würde. Es ist somit auf diese Weise der Drehbereich vergrössert, in welchem der Kolben beim Zurückgehen in die axiale Ausgangslage noch die richtige Steuerstellung herstellen kann und es ist damit die richtige Funktion auch dann noch sichergestellt, wenn die Antriebswelle verhältnismässig schnell läuft.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zur Bildung dieser den Kolben in seiner Drehlage sichernden Anschläge der Kolben mit einem Bund versehen, welcher konische Löcher mit achsparallel zum Kolben liegenden Achsen aufweist, in welche konische Zapfen des den Zylinder bildenden Gehäuses eingreifen, deren Länge kleiner ist als der Kupplungshub des Kolbens. Der Umschaltvor- gang erfolgt bei der Erfindung nicht schlagartig, wie dies bei einem Schnappschalter der Fall ist, sondern es findet nur eine Hubbewegung des Kolbens und eine Drehbewegung desselben statt, so dass keine Teile in übermässigem Masse durch Schläge beansprucht werden. Die erfindungsgemässe Einrichtung unterliegt daher keinem wesentlichen Verschleiss und ist damit betriebssicher.
Abgesehen davon, weist die erfin- dungsgemässe Umschaltvorrichtung einen wesentlich einfacheren Aufbau auf, als die bekannten Umschaltvorrichtungen.
Bei einer einfachen Ausführungsform der Erfindung ist der Drehschieber vom Kolben selbst gebildet.
Gemäss der Erfindung ist die ständig rotierende Antriebswelle vorzugsweise von der Welle der Schmierpumpe gebildet, oder von dieser angetrieben, wie es bei axial verschiebbaren Kolbenschiebern bekannt ist.
Dies bringt den Vorteil mit sich, dass der Antrieb der Umschaltvorrichtung gewährleistet ist, solange die
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Schmierpumpe selbst arbeitet. Zur Sicherheit kann aber gemäss der Erfindung auch der den Kolben führende Zylinder eine mit dem druckentlasteten Raum verbundene Entlastungsausnehmung, zweckmässig eine Ringnut aufweisen, welche der Kolben in seiner Kupplungsstellung mit einer Steuerkante überschleift und dadurch mit dem Druckraum der Schmierpumpe in Verbindung bringt. Damit ist auf jeden Fall für einen Abbau des den Kolben beaufschlagenden Förderdruckes der Schmierpumpe Sorge getragen, wenn der Kolben in die Kuppelstellung gedrückt wird.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Kolben in an sich bekannter Weise einen zentralen Hohlraum auf, welcher über eine Ringnut am Kolbenumfang ständig mit dem Druckraum der Schmierpumpe verbunden ist, wobei in diesen Hohlraum ein Hilfskolben hineinragt, welcher an dem dem Kupplungsende der Antriebswelle abgewendeten Ende gegen das den Kolben umschliessende Gehäuse abgestützt ist. Bei der konstruktiv einfachsten Ausführungsform, bei welcher der Kolben selbst den Drehschieber bildet, ist ein gewisser Mindestquerschnitt des Kolbens erforderlich, um die Steuerausnehmungen des Drehschiebers in einem einen dichten Abschluss gewährleistenden Abstand voneinander anzuordnen.
Bei solchen Fettschmieranlagen ist der Förderdruck der Schmierpumpe verhältnismässig hoch und erreicht beispielsweise 100-400 at. Wenn dieser Druck auf den gesamten Kolbenquerschnitt wirksam gemacht wird, so kann diesem Förderdruck nur durch eine übermässig starke Feder das Gleichgewicht gehalten werden. Die Massnahme, den Kolben mit einem zentralen vom Förderdruck beaufschlagten Hohlraum auszubilden, in welchen ein gegen das Gehäuse abgestützter Hilfskolben hineinragt, ermöglicht nun, die Feder wesentlich schwächer auszubilden, da als wirksame Kolbenfläche nur die Kolbenfläche des Hilfskolbens in Betracht kommt, welche beliebig klein ausgebildet werden kann. Die Spannung der den Kolben in seiner Ausgangsstellung haltenden Feder kann in an sich bekannter Weise einstellbar sein.
Auch in dieser Hinsicht bietet die Verringerung der erforderlichen Federkraft durch die Anordnung des Hilfskolbens einen Vorteil, da die Einstelleinrichtung, beispielsweise die Stellschraube, keinen allzu grossen Federdruck aufnehmen muss.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert : Fig. l zeigt einen Längsschnitt durch eine Umschaltvorrichtung nach Linie I-I der Fig. 3. Fig. 2 zeigt einen.
Axialschnitt durch die Umschaltvorrichtung nach Linie 11-11 der Fig. 3. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt nach Linie 111-in der Fig. l. Fig. 4 stellt eine Stirnansicht in Richtung der Pfeile IV-IV dar.
Das Gehäuse 1 der Umschaltvorrichtung ist als Zylinder für einen Kolben 2 ausgebildet. Mit dem Kolben 2 ist eine Hülse 3 verschraubt, an derem Ende ein Schraubring 4 aufgeschraubt ist, auf welchen eine Druckfeder 5 unter Zwischenschaltung eines Kugellagers 6'wirkt. Die Druckfeder 5 ist gegen einen am Gehäuse 1 anliegenden Federteller 7 abgestützt. Durch eine Schraubkappe 8 ist der Federraum 9 abgeschlossen. Nach Abnahme dieser Schraubkappe 8 kann der Schraubring 4 verschraubt und damit die Federspannung eingestellt werden. Durch diese Druckfeder 5 wird der Kolben 2 nach unten gezogen, wobei durch einen am äusseren Ende des Kolbens befestigten Bundring 10, welcher an der Stirnfläche 11 des Gehäuses anliegt, der Kolben 2 in seiner Lage gehalten wird.
12 stellt den Anschluss der Schmierpumpe dar. Mit diesem Anschluss ist über eine Ringnut 13 des Kolbens 2 ein zentraler Hohlraum 14 des Kolbens 2 über Radialbohrungen 15 in ständiger Verbindung. Im Kolben 2 ist ein Hilfskolben 16 dicht geführt, welcher über ein Zwischenglied 17 auf der dem Bundring 10 abgewendeten Seite gegen das Gehäuse 1, 8 abgestützt ist.
Der Kolben 2 ist gleichzeitig als Drehschieber ausgebildet und weist, wie Fig. 3 zeigt, an seinem Umfang vier Steuerausnehmungen 18, 19 und 20,21 auf. Die Innenwandung 22 des Zylinders 1 bildet den Schieberspiegel, in welchem zwei Auslässe 23 und 24 münden, an welche unter Verwendung des Umschalters für ein Zweileitersystem die beiden Leitungszweige angeschlossen sind. Die beiden diametral einander gegenüberliegenden Steuerausnehmungen 18 und 19 gehen von der Ringnut 13 aus und stehen daher mit dem Druckraum der Schmierpumpe in Verbindung.
Die beiden einander diametral gegenüber- liegenden Steueröffnungen 20 und 21 stehen mit dem Federraum 9 in Verbindung, welcher seinerseits über einen Anschluss 25 mit einem druckentlasteten Raum, beispielsweise mit dem Saugraum der Schmierpumpe oder dem Schmiermittelbehälter in Verbindung steht. Die beiden Steuerausnehmungen 20,21 sind daher druckentlastet. Die beiden Auslässe 23 und 24 münden um 900 gegeneinander versetzt in den Schieberspiegel 22 ein, so dass in Ruhestellung des Kolbens 2 einer dieser Auslässe über die Steuerausnehmung 18 oder 19 mit dem Druckraum der Pumpe und einer dieser Auslässe über die Steuerausnehmung 20 oder 21 mit dem druckentlasteten Raum in Verbindung steht.
In der in Fig. 3 dargestellten Stellung steht der Auslass 23 über die Steueröffnung 18 mit dem Förderraum der Pumpe in Verbindung, während der Auslass 24 druckentlastet ist. Die Schmierpumpe fördert konstant und sobald der an den Auslass 23 angeschlossene Leitungszweig mit allen an diesen angeschlossenen
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Zuteilelementen gefüllt ist, steigt der Förderdruck im Raum 14 an. Sobald der auf. die Fläche des Hilfskolbens 16 wirkende Druck im Raum 14 die Spannung der Feder 5 überschreitet, bewegt sich der Kolben mit dem Bundring 10 auswärts, d. h. gemäss Fig. l oder 2 nach oben. 26 ist eine ständig rotierende Antriebswelle, u. zw. vorzugsweise die Schmierpumpenwelle.
Die Antriebswelle 26 trägt einen Kupplungsflansch 27, in welchen ein Bolzen 28 axial gegen den Druck einer Feder 29 verschiebbar gelagert ist.
Wenn der Kolben 2 mit dem Bundring 10 zum Kupplungsflansch verschoben wird, gleitet der Kupplungs- stift 28 so lange auf der Stirnfläche des Bundringes 10, bis er in Eingriff in eine von vier Bohrungen 30 des Bundringes gelangt. Hierauf wird der Kolben 2 von der Antriebswelle so lange verdreht, bis-unter der Voraussetzung der durch den Pfeil 31 angegebenen Drehrichtung - die Steuerausnehmung 20 nach einer Vierteldrehung mit dem Auslass 23 zur Deckung gelangt. Gleichzeitig gelangt die Steuerausnehmung 18 des Kolbens 2 zur Deckung mit dem Auslass 24.
Da der Auslass 20 druckentlastet ist, und sich dadurch, dass nun die Schmierpumpe in den bisher druckentlasteten Auslass 24 fördert, kein Druck im Raum 14 mehr auftreten kann, geht der Kolben 2 unter der Wirkung der Feder 5 sofort in die in Fig. l und 2 der Zeichnung dargestellte aixale Ausgangslage zurück, in welcher er von der Antriebswelle 26 entkuppelt ist. Hierauf fördert die Schmierpumpe in den Auslass 24, bis nach Füllung aller an den Auslass 24 angeschlossenen Räume wieder ein Druckanstieg im Hohlraum 14 erfolgt, worauf sich der Umschaltvorgang wieder in analoger Weise abspielt.
Wie die Zeichnung zeigt, sind die Steuerausnehmungen 18, 19 und 20,21 verhältnismässig breit ausgebildet. Dies hat zum Zweck, dass die Druckentlastung bei der Verdrehung rechtzeitig erfolgt, so dass der Kolben schnell in seine axiale Ausgangslage zurückgeht und entkuppelt wird. In den verschiedenen Drehlagen ist der Kolben durch einen oder mehrere konische Stifte 32 gesichert, welche in konische Bohrungen 33 des Bundringes 10 eingreifen. Durch die Konizität dieser Stifte wird der Kolben 2 präzise in die für die Funktion erforderliche Drehstellung gebracht. Die Höhe dieser konischen Stifte 32 ist kleiner als der Kuppelweg des Kolbens 2, so dass diese Stifte 32 beim Kupplungsvorgang den Bundring 10 freigeben.
In der Innenwandung 22 des Zylinders 1 ist eine Ringnut 35 vorgesehen, welche über einen Kanal 36 druckentlastet ist. In der angegebenen Kuppelstellung des Kolbens 2 gelangt die Ringnut 13 des Kolbens 2 in Verbindung mit dieser druckentlasteten Ringnut 35, so dass auch, wenn einer der Auslässe 23 oder 24 verstopft sein sollte, oder sonst eine Störung auftritt, eine Druckentlastung über diese Ringnut 35 erfolgt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Umschaltvorrichtung für die periodisch abwechselnde Verbindung von verschiedenen Auslässen mit dem Druckraum einer Schmierpumpe, insbesondere einer Fettschmierpumpe, und mit einem druckentlasteten Raum, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolben, welcher in an sich bekannter Weise ständig vom Förderdruck der Schmierpumpe beaufschlagt und drehbar und axial verschiebbar gelagert ist und bei Überschreitung eines vorbestimmten Förderdruckes sich entgegen der Kraft einer vorgespannten Feder bewegt, einen Kupplungshub ausführt, bei welchem er mit dem Kupplungsende einer ständig rotierenden Antriebswelle in Eingriff gelangt und dass ein die Drehbewegung des Kolbens mitmachender Drehschieber mit Steuerausnehmungen, welche die Auslässe mit dem Druckraum der Schmierpumpe bzw.
mit dem druckentlasteten Raum verbinden, vorgesehen ist, wobei der Kolben durch die Druckentlastung bei der Umschaltung unter der Federkraft ausser Eingriff mit dem Kupplungsende der Antriebswelle gelangt, und in seine axiale Ausgangslage zurückkehrt, in welcher er gegen Verdrehung durch Anschläge gesichert ist, deren in der Drehrichtung vorhandenes Spiel mit der Annäherung des Kolbens zur axialen Ausgangslage abnimmt, wobei das grösste Spiel zwischen den Anschlägen kleiner ist als der für das Aufsteuern der benachbarten Steuerausnehmung des Drehschiebers erforderliche Verdrehwinkel.