Schmieranlage Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmieranlage mit einer für alle Schmierstellen gemeinsamen Schmier- mittelförderpumpe und mit Zumessventilen vor den einzelnen Schmierstellen, denen ihr vorgeschaltetes Zumessventil bei jedem Arbeitshub eine bestimmte Schmiermittelmenge zuteilt, sowie mit einem an die Schmiermittelförderleitung angeschlossenen Zeitschalt- werk, das das Arbeitsspiel von ihm nachgeordneten Zumessventilen regelt.
Die bekannten Anlagen dieser Art haben Zeit schaltwerke, die umständlich im Aufbau sind und teil weise unzuverlässig arbeiten. Bei ihnen wird z. B. das in den Zuteilpausen von der Pumpe geförderte Schmiermittel in einem Raum gespeichert, der von einem federbelasteten, beweglichen Kolben begrenzt ist. Wenn eine bestimmte Schmiermittelmenge aufge speichert ist, öffnet der Kolben einen zu den Zumess- ventilen und zu einem Steuerschieber in einer Ent lastungsleitung für den Speicherraum führenden Ka nal.
Vor dem Steuerschieber ist eine Einrichtung vor gesehen, die das Schmiermittel aus dem Speicherraum erst dann vor den Steuerschieber treten lässt, wenn der Druck des Schmiermittels im Speicher und vor den Zumessventilen so weit angestiegen ist, dass die Zu- messventile mit Sicherheit angesprochen haben. Hin ter dem Steuerschieber ist eine Drosseleinrichtung in die Entlastungsleitung eingebaut, die das abströmende Schmiermittel unter einem Druck hält, der den Steuerschieber in seiner die Entlastungsleitung öff nenden Stellung zu halten vermag.
Die einzelnen Durchströmquerschnitte für das Schmiermittel sowie die Belastungsfedern der überströmeinrichtung des Speicherkolbens, des Steuerschiebers und der Zumess- ventile müssen genau aufeinander abgestimmt werden, damit ein ordnungsgemässes Arbeiten des Zeitschalt- werkes erreicht wird.
Um den Aufbau des Zeitschaltwerkes zu verein fachen und die Betriebssicherheit der gesamten Schmieranlage zu erhöhen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass in das vom Schmiermitteldruck entgegen der Wirkung einer Feder belastete Steuer glied des Zeitschaltwerks ein Entlastungsventil ein gesetzt ist,
das bei einem über dem Ansprechdruck der Zumessventile liegenden Schmiermitteldruck im Zeitschaltwerk einen Schmiermittelrücklauf freigibt und erst bei einem unter Ansprechdruck der Zumess- ventile abgesunkenen Schmiermitteldruck im Zeit schaltwerk den Schmiermittelrücklauf wieder ab sperrt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 halbschematisch eine Schmieranlage mit einer gleichmässig fördernden Schmierpumpe und mit Zumessventilen, die durch statischen Druckaufbau be tätigt werden, und Fig. 2 halbschematisch eine Schmieranlage mit einer stossweise fördernden Kolbenschmierpumpe und mit durch dynamische Druckstösse zu betätigenden Zumessventilen, von denen ein Teil direkt an die Förderpumpe angeschlossen ist, also bei jedem För- derstoss der Pumpe betätigt wird,
während ein anderer Teil der Zumessventile über ein Zeitschaltwerk an die Schmierpumpe angeschlossen ist und nur in grösseren Zeitabständen betätigt wird.
In der in Fig. 1 gezeigten Anlage führt von einem Schmiermittelbehälter 1 eine Saugleitung 2 in den Saugstutzen einer Zahnradförderpumpe 3. Diese Pumpe ist über eine sich verzweigende Druckleitung 4 mit statischen Zumessventilen 5 verbunden. Von der Druckleitung 4 zweigt ausserdem eine Leitung 6 ab, die in einen Zylinderraum 7 eines Zeitschaltwerks 8 einmündet.
In jedem der Zumessventile 5 sind in einer zen tralen, einerseits mit der Förderleitung 4 und ander seits mit einer zu einer Schmierstelle 9 führenden Leitung 10 verbundenen Längsbohrung 11 ein feder belasteter Steuerkolben 12 und ein federbelasteter Zumesskolben 13 beweglich. Ein den Zumesskolben 13 in seiner Ruhelage umgehender Kanal 14 ist vom Steuerkolben 12 in dessen linker Endlage freigegeben. Der Steuerkolben 12 hat eine gegen den Zumesskol- ben 13 hin offene Sackbohrung und eine Querboh rung 15 in der die Sackbohrung umgebenen Wand. Die Bohrung 15 steht in jeder Lage des Steuerkolbens 12 mit einer Nut 16 im Ventilgehäuse in Verbindung.
In der rechten Endlage des Steuerkolbens 12 ist die Nut 16 mit der Förderleitung 4 verbunden.
Im Gehäuse des Zeitschaltwerks 8 ist ein Kolben 17 beweglich. Der Kolben ist hohl und hat an seiner dem Schmiermitteldruck ausgesetzten Stirnseite einen Boden 18. In diesen Boden ist eine Büchse 19 ein geschraubt, die sich innerhalb des hohlen Kolbens 17 erstreckt. An ihrem offenen Ende trägt sie einen Bol zen 20, an dem eine Gewindespindel 21 angelenkt ist. Das Gehäuse des Zeitschaltwerks 8 besteht aus einem Topfkörper 22 und einem Deckel 23. Am Deckel ist mittels einer Spannplatte 24 ein durchsichtiger Schau körper 25 dicht gehalten. Der Deckel 23 und die Spannplatte 24 sind mittels Schrauben 26 am Topf körper 22 befestigt.
Die Spindel 21 reicht lose durch den Deckel 23 hindurch und erstreckt sich bis in einen Hohlraum 27 des Schaukörpers hinein. Inner halb dieses Hohlraumes trägt die Spindel 21 eine Ge windemutter 28. Eine Rückführfeder 29 für den Kol ben 17 versucht, diesen so lange zu verschieben, bis sich die mit dem Kolben durch die Spindel 21 in Längsrichtung kraftschlüssig verbundene Mutter 28 am Deckel 23 anlegt. Die Rückführfeder 29 ist wei cher als die Rückführfedern der Steuerkolben 12 in den Zumessventilen 5.
Die Mutter 28 ist eine Vier kantmutter, und der Querschnitt des Hohlraumes 27 im Schaukörper 25 ist so gewählt, dass sich die Mut ter 28 wohl in Längsrichtung im Schaukörper bewe gen, aber wegen flächiger Führung nicht gegenüber dem Schaukörper 25 und also auch nicht auf der Spindel 21 verdrehen kann.
Die Büchse 19 ist an ihrer mit einem Gewinde hals in den Kolbenboden 18 eingeschraubten Stirn seite mit einer Axialbohrung 30 versehen. Ein Ventil schliesskörper 31 vermag sich mit einem kegelig aus gebildeten Bolzenteil 32 dicht an die innere Mündung der Bohrung 30 anzulegen. An den Bolzenteil 32 schliesst sich ein Zylinderteil 33 an, der sich an der Innenwand der Büchse 19 führt und an seiner Man telfläche durchgehende Längsnuten hat. Eine Rück führfeder 34 stützt sich einerseits in einer Aussparung des Zylinderteils 33 und anderseits in einer Schale 35 ab, die an einem Sprengring 36 anliegt.
In den Zylin dermantel der Büchse 19 sind Bohrungen 37 ein gearbeitet, die in der Absperrstellung des Ventil schliesskörpers 31 von dessen Zylinderteil überdeckt sind. In das auf einen kleineren Aussendurchmesser abgesetzte Ende 40 des Kolbens 17 sind etwa gleich mässig über den Umfang verteilte Aussparungen 41 eingearbeitet. Eine Rücklaufleitung 45 führt vom Raum unterhalb des Kolbens 17 aus dem Gehäuse des Zeitschaltwerks zurück zum Schmiermittel-Vor- ratsbehälter 1.
Diese Anlage wirkt wie folgt: Das von der Zahnradpumpe 3 stetig geförderte Schmiermittel tritt durch die Leitung 4 hinter die Steuerkolben 12 in den Zumessventilen 5 und in den Raum 7 des Zeitschaltwerks B. Wenn dieser durch die Stellung der Mutter 28 auf der Spindel 21 und ihren Anschlag am Deckel 23 in seiner Mindestgrösse be stimmte Raum aufgefüllt ist, beginnt der Kolben 17 auf Grund seiner schwachen Rückführfeder 29, noch bevor die Steuerkolben 12 in den Zumessventilen 5 bewegt werden, nach unten zu wandern, bis er schliesslich mit seiner Stirnseite 40 am Deckel 23 anschlägt.
Von diesem Zeitpunkt ab steigt der Schmiermitteldruck in den Leitungen 4, 6 und im Raum 7 an, und die Steuerkolben 12 werden nach rechts verschoben. Ein jeder Steuerkolben verschliesst zunächst den Kanal 14 und verbindet sodann die Leitung 4 über die Nut 16 und die Bohrung 15 mit dem Raum, der noch zwischen ihm und dem zugehö rigen Zumesskolben 13 liegt. Das in diesen Zwischen raum eindringende Schmiermittel schiebt den jewei ligen Zumesskolben 13 vor, so dass er das vor ihm befindliche Schmiermittel gegen die Schmierstelle hin drückt.
Wenn alle Zumesskolben 13 ihre rechte Endlage erreicht haben und keine weitere Raumvergrösserung mehr möglich ist, steigt der Druck in den Leitungen 4, 6 und im Raum 7 weiter an, und zwar so lange, bis er imstande ist, den ihm nur mit der kleinen Stirn fläche des Kegelbolzenteils 32 ausgesetzten Schliess körper 31 von seinem Sitz an der Ventilbohrung 30 abzuheben. Das Schmiermittel tritt sodann vor die Stirnfläche des Zylinderteils 33, die ein Mehrfaches der Sitzfläche an der Ventilbohrung 30 beträgt. Der Ventilschliesskörper 31 wird nach unten gedrückt, bis er an der Schale 35 anliegt und die Bohrungen 37 freigibt.
Das Schmiermittel im Raum 7 und in den Leitungen 4, 6 und das von der Pumpe 3 gleichmässig weitergeförderte Schmiermittel kann nun über die Bohrungen 30, 37 in der Büchse 19, die Aussparun gen 41 im Kolben 17 und die Rücklaufleitung 45 in den Schmiermittelbehälter 1 abströmen.
Mit nachlassendem Schmiermitteldruck wird der Kolben 17 von der Rückführfeder 29 wieder nach oben in seine Ausgangsstellung bewegt.
Die Steuerkolben 12 der Zumessventile 5 werden von ihren Rückführfedern wieder in die Normallage, in der Zeichnung die linke Endlage, geschoben. Dabei wird die Verbindung der Leitung 4 mit der Nut 16 unterbrochen und der Kanal 14 freigegeben. Durch den nachlassenden Schmiermitteldruck zwischen Steuerkolben 12 und Zumesskolben 13 wird letzterer von seiner Rückführfeder ebenfalls nach links zurück geschoben.
Bei dieser Bewegung wird das zwischen Steuerkolben 12 und Zumesskolben 13 eingeschlos sene Schmiermittel durch den dann beiderseits geöff neten Kanal 14 bis auf einen verbleibenden Rest vor den Zumesskolben 13 gedrückt. Wenn beide Kolben in ihren linken Endlagen angekommen sind, ist das Zumessventil 5 für den nächsten Schmiervorgang bereit.
Wenn sich der Schmiermitteldruck im Raum 7 so weit gesenkt hat, dass die von ihm auf die Stirn fläche des Zylinderteils 33 des Schliesskörpers 31 aus geübte Kraft der Kraft der Rückführfeder 34 nicht mehr das Gleichgewicht halten kann, schliesst das Ventil. Der Ventilkörper 31, dessen Rückführfeder 34 und die Rückführfedern der Steuerkolben 12 sind so bemessen, dass bei dem das Schliessen des Ventils er laubenden Schmiermitteldruck die Steuerkolben 12 der Zumessventile 5 mit Sicherheit ihre Ausgangsstel lung einnehmen können.
Das zwischen dem Zylinder teil 33 und dem Boden der Büchse 19 eingeschlossene Schmiermittel kann beim Schliessen des Ventils durch die Längsnuten am Mantel des Zylinderteils 33 treten und ebenfalls in den Vorratsbehälter 1 zurückströmen. Hat sich der Schliesskörper 31 auf seinen Sitz auf gelegt, so beginnt das oben beschriebene Arbeitsspiel von neuem.
Durch Verstellen der Schraubenmutter 28 auf der Spindel 21 wird die Ausgangsstellung des Kolbens 17 verändert. Damit ändern sich auch die Auffüllzeit des Zylinderraumes 7 und die Ansprechintervalle der Zumessventile 5. Die Mutter 28 wird durch Drehung des Schaukörpers 25, gegebenenfalls nach vorherigem Lockern der Schrauben 26, verstellt. Dabei wird die Spindel 21 mehr oder weniger tief in die Aussparung 27 des Schaukörpers 25 hineingezogen.
Es ist deshalb besonders vorteilhaft, das Ende der Spindel mit einem Markierungsstrich und den Schaukörper an entspre chenden Stellen mit Skalenstrichen und Indexzahlen derart zu versehen, dass man die der eingestellten Kol benausgangsstellung entsprechende Zeit zwischen dem Ansprechen der Zumessventile 5 ablesen kann.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Schmieranlage dient zur Förderung des Schmiermittels eine Kolbenpumpe 49. Diese Anlage unterscheidet sich ausserdem von der in Fig. 1 gezeigten dadurch, dass für die eine Gruppe von Schmierstellen mittels dynamischer Druckstösse zu betätigende Zumessventile und vor anderen Schmierstellen Zumessventile verwendet sind, die unmittelbar an die Pumpenförderleitung ange schlossen sind und bei jedem Druckhub der Pumpe betätigt werden. Dieser abweichende Aufbau macht einige zusätzliche Einrichtungen und Leitungen er forderlich.
Die Kolbenpumpe 49 ist über ein ein faches Druckventil 50 und mittels einer sich verzwei genden Förderleitung 51 mit einer Gruppe von Schmierstellen vorgeschalteten, dynamisch zu betäti- genden Zumessventilen 52 und ausserdem mit einem dem Zeitschaltwerk 53 vorgeschalteten anderen Zu- messventil 54 -und endlich mit einem überdruckven- til 55 verbunden, das auch noch zur Entlastung der Leitung 51 beiträgt.
Der zum öffnen dieses Ventils 55 erforderliche Schmiermitteldruck ist grösser als jener, der zum öffnen des Ventils im Zeitschaltwerk 53 notwendig ist. Vom Ventil 55 führt eine Rücklauf leitung 56 zurück in den Vorratsbehälter der Pumpe. Die Zumessventile 52 und 54 haben den gleichen Aufbau.
In allen Fällen ist ein federbelasteter Zumess- kolben 57 mit Spiel in einer Bohrung 58 im Gehäuse des Zumessventils geführt. Er hat an seinem vorderen Ende einen kegelig auslaufenden, als Ventilschliess- körper dienenden Ansatz 59, der dicht an der An senkung einer Bohrung 60 zur Anlage kommen kann. Die Bohrung 60 wird an ihrem anderen Ende von einem Rückschlagventil 61 überwacht.
Vom Zumessventil 54 führt eine Leitung 62 in den Zylinderraum 7 des Zeitschaltwerks 53. Eine das Zumessventil 54 umgehende Förderleitung 63 mün det an einer Stelle 64 im Gehäuse des Zeitschaltwerks 53, die normalerweise vom Kolben 17 verschlossen und nur in dessen Belastungs-Endstellung freigegeben und mit dem Zylinderraum 7 verbunden ist.
Diametral gegenüber der Stelle 64 ist an das Ge häuse 22 des Zeitschaltwerks 53 eine Leitung 66 an gesetzt, die zu Zumessventilen 65 führt. Diese Lei tung geht von einer Längsnut 68 aus, die in die Innenwand des Gehäuses 22 eingearbeitet ist und mit ihrem oberen Ende 67 noch über die Ansatzstelle der Leitung 66 hinausragt. Die Nut 68 ist normaler weise vom Kolben 17 gegen den Zylinderraum 7 hin verschlossen und wird an ihrem Ende 67 von dem nach unten gehenden Kolben 17 zeitlich kurz vor Öffnung der Leitung 63 freigegeben. Das untere Ende der Längsnut 68 ist in der untersten Kolbenstellung vom Kolben 17 verschlossen.
Die Zumessventile 65 haben denselben Aufbau wie die Zumessventile 52 und 54. Die Pumpe 49 fördert bei einem Hube mehr Schmiermittel, als sämtliche Zumessventile 52, 54 und 65 gemeinsam bei einmaliger Betätigung fördern.
Die in Fig. 2 skizzierte Anlage arbeitet wie folgt: Beim Druckhub der Förderpumpe 49 tritt das geförderte Schmiermittel durch die Leitung 51 vor die Zumesskolben 57 der Ventile 52 und 54 und in die Leitung 63. Sind alle Leitungen aufgefüllt, so wer den nach einer bestimmten Drucksteigerung die Zu- messkolben 57 verschoben, bis sich ihre Ansätze 59 auf die Sitze an den Bohrungen 60 auflegen und die Bohrungen abschliessen.
Sie fördern dabei einen ihrem Hube entsprechenden Teil des zwischen ihnen und den Rückschlagventilen 61 eingeschlossenen Schmier mittels hinter das Rückschlagventil 61 und gegen die Schmierstelle hin bzw. im Falle des Ventils 54 in den Zylinderraum 7 des Zeitschaltwerks 53. Ist die Be wegung der Zumesskolben beendet, so steigt der Schmiermitteldruck innerhalb der Leitungen 51 und 63 weiter an, bis das Ventil 55 öffnet.
Das über schüssig geförderte Schmiermittel kann durch die Lei tung 56 in den Behälter 1 zurückfliessen, und die Leitungen 51 und 63 können sich bis auf einen ge ringen Restdruck entlasten. Während bzw. nach die ser Entlastung werden die Zumesskolben 57 von ihren Rückführfedern in die Ausgangsstellung zurückge- schoben. Dabei tritt eine dem Hub der Zumesskolben 57 entsprechende Schmiermittelmenge durch den Ringspalt zwischen Kolben 57 und Gehäuse in den Raum hinter den Zumesskolben über.
Bei jedem Druckhub der Förderpumpe gelangt so durch das Zumessventil 54 eine bestimmte Schmier- mittehnenge in den Raum 7 des Zeitschaltwerks 53. Wenn der durch die höchste Kolbenstellung begrenzte Teil dieses Raumes aufgefüllt ist, beginnt der Kol ben 17 schrittweise im Zeitmass der Pumpenhubzahl und im Grössenmass der zugeführten Schmiermittel mengen nach unten zu wandern, bis er endlich die Leitung 66 aufsteuert. Beim darauffolgenden Druck hub tritt die über das Zumessventil 54 zugeteilte Schmiermittelmenge auch in die Leitung 66 über.
Ist diese Leitung dann aufgefüllt, so tritt bei den nachfolgenden Förderhüben das vom Zumessventil 54 zugeteilte, ohne wesentliche Bewegungsenergie auf die Zumesskolben 57 in den Ventilen 65 auftreffende Schmiermittel durch den Ringspalt um die Zumess- kolben 57 zwischen diese und die zugehörigen Rück schlagventile 61. Die letzteren verhindern dabei ein Weiterströmen zur Schmierstelle hin.
Sind auch die Räume zwischen den Zumesskolben und den Rück schlagventilen in den Zumessventilen 65 aufgefüllt, so wird der Kolben 17 weiter nach unten gedrängt, so dass er auch die Einmündung sstelle 64 der Lei tung 63 freigibt. Der Kolben 17 ist so bemessen, dass er mit seiner unteren Kante 40 am Deckel 23 anliegt, wenn er die Leitung 63 aufgesteuert hat. Nun kann sich das beim nächsten Druckhub von der Pumpe geförderte Schmiermittel und der von der Pumpe er zeugte Druckstoss ungehindert über die Leitung 63, den Raum 7 und die Leitung 66 auf die Zumesskolben 57 der Ventile 65 auswirken.
Die Kolben 57 werden verschoben und das zwischen ihnen und den Rück schlagventilen 61 eingeschlossene Schmiermittel gegen die Schmierstelle hin gedrängt. Ist der Weg auch die ser Kolben beendet, so steigt der Schmiermitteldruck weiter an, bis endlich das Entlastungsventil im Zeit schaltwerk 53 öffnet und die Leitung 66 zu den Zu- messventilen 65 entlastet wird. Es wird also bei dem Pumpenhube, bei dem auch die Zumesskolben in den Ventilen 65 betätigt werden, durch das überschüssig geförderte Schmiermittel eine das Entlastungsventil öffnende erreicht.
Durch den Druck abbau im Raum 7 des Zeitschaltwerks wird der Kol ben 17 nach oben zurückgeführt; die Verbindung der Leitungen 63 und 66 über den Raum 7 wird dabei unterbrochen, und es wird ausserdem die Nut 68 mit dem Raum unterhalb des Kolbens 17 und also mit der Rücklaufleitung 45 verbunden. Dadurch kann sich die Leitung 66 weiterhin entlasten. Wenn der Kolben 17 seine Ausgangsstellung erreicht hat und der Druck im Raum 7 auf den gewünschten Rest druck abgesunken ist, wird der Schliesskörper 31 des Entlastungsventils wieder auf seinen Sitz geführt. Es beginnt dann ein neues Arbeitsspiel.
Bei der zuletzt gezeigten Anlage werden die Zu- messventile 65 erst kurz vor Ablauf der Zeitspanne zwischen zwei Schmiervorgängen dem Schmiermittel druck von der Pumpe her ausgesetzt. In der Anlage nach Fig. 1 sind die Steuerkolben in den Zumessven- tilen dagegen dauernd dem Druck in der Förderlei- tung 4 ausgesetzt.
Insbesondere bei längeren Schalt pausen und bei Verwendung von Schmierfett, das eine starke Rückführfeder 29 für den Kolben 17 und einen höheren Förderdruck erfordert, ist es möglich, dass das Schmiermittel durch die Führungen der Steuerkolben und Zumesskolben in den Ventilen 5 hindurchtritt und die Förderung unerwünscht beein flusst.
Deshalb ist es auch bei dieser Anlage zweck mässig, die vom Zeitschaltwerk 8 zu den Zumessven- tilen 5 führende Leitung ähnlich wie nach Fig. 2 an einer Stelle des Zylinderraumes 7 aus dem Gehäuse 22 austreten zu lassen, die normalerweise vom Kol ben 17 verschlossen und erst in dessen Belastungs- Endstellung freigegeben ist. Die Entlastung der zu den Zumessventilen 5 führenden Leitung kann auch in diesem Falle durch Aufsteuerung einer mit der Leitung verbundenen Nut im Topfkörper 22 durch den Kolben 17 in dessen unbelasteter Endstellung erfolgen.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Anlage kann das über druckventil 55 für die unmittelbar an die Förder- pumpe 49 angeschlossenen Zumessventile 52 auch er setzt sein durch ein übliches überströmventil und durch ein in bekannter Weise als Entlastungsventil ausgebildetes Druckventil an der Pumpe.