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Selbsttätig umsteuerbare Zentralschmäeranlage zur Versorgung mehrerer
Schmierstellen Die Erfindung betrifft ein hydraulisch umsteuerbares Ventil und bezieht
sich insbesondere auf ein Druckschmiersystem, das mit einem Ventil versehen ist,
welches bestimmte Schmiermittelmengen an auseinanderliegenden Stellen, wie z. B.
Lagern u. dgl., in bestimmten Zeitabständen abgibt.
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Es sind die verschiedensten Schmiermittelsysteme zum Zuführen von
Schmiermitteln, wie Fett oder Öl,
zu den Lagern von Maschinen aller Art bekannt,
wie z. B. zu Walzwerkständern, den Tischen und Umlenkwalzen von Warmwalzwerken für
Bandeisen, Scheren, Stanzen u. dgl. Zum Beispiel werden besondere Dosierventile
in derartigen Systemen verwendet, welche aus zwei parallelen Schmiermittelzuführungsleitungen
und einer Pumpe zum wechselweisen Zuführen des Schmiermittels unter Druck zu jeder
dieser Leitungen bestehen. :Mittels der erwähnten Schmiermitteldosierventile wird
jedesmal, wenn eine der Leitungen unter Druck gesetzt wird, eine bestimmte Schmiermittelmenge
den Lagern zugeführt.
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Ferner sind Pumpen und eine damit in Verbindung stehende Regelvorrichtung
bekannt, durch die Schmiermittel oder eine andere Flüssigkeit abwechselnd unter
Druck in bestimmten Zeitabschnitten den Schmiermittelleitungen zugeführt werden.
Die Anordnung ist dabei derart, daß die Pumpe kontinuierlich arbeitet, selbst wenn
keine Flüssigkeit in eine der Leitungen eintreten kann.
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Die in diesen hydraulischen Systemen benutzten Ventile und insbesondere
diejenigen in den Schmiermittelabgabesystemen zum abwechselnden Zuführen der unter
Druck von der Pumpe kommenden Flüssigkeit zu den betreffenden Schmiermittelleitungen
sind sehr teuer, wenn ein fehlerfreies Arbeiten gewährleistet sein soll. Da das
wichtigste Merkmal dieser Art von Schmiersystemen ihr selbsttätiges Arbeiten ist,
müssen die verschiedenen beweglichen Teile sorgfältig hergestellt, bearbeitet und
eingepaßt sein.
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Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, ein Strömungsumschaltventil
von einfacher Bauart zu schaffen, das mit geringeren Kosten hergestellt werden kann
und das möglichst wirksam und störungsfrei arbeitet.
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Weiterhin ist ein Flüssigkeits- und insbesondere Schmiermittelabgabesystem
geschaffen, bei dem zwischen dem letzten Dosierventil und dem Umschaltventil ein
Druckregelventil vorgesehen ist, das den Druck zum Umschalten des Umschaltventils
regelt.
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Nach einer bekannten Ausführung mit einem Umkehrventil wird auch ein
Druckaufbau in der Umkehrleitung für die Betätigung des Umkehrventils herangezogen,
wenn dieser Druck eine bestimmte Höhe erreicht hat. Dieser Druck kann sich jedoch
bei dieser bekannten Ausführung auch dann einstellen und das Umkehrventil betätigen,
wenn ein oder mehrere Dosierventile noch nicht oder überhaupt nicht gearbeitet haben.
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Nach der vorliegenden Anmeldung ist durch die Anordnung des Druckregelventils
zwischen dem letzten Dosierventil und dem Umschaltventil gesichert, daß das Umschaltventil
nicht früher betätigt werden kann, bevor das Druckregelventil zunächst durch den
Druckaufbau in der Zufuhrleitung betätigt wurde, wobei diese Verstellung bei einem
Druck stattfindet, der die Gewähr dafür gibt, daB alle Dosierventile gearbeitet
haben. Hieraus ergibt sich auch der Vorteil nach der Erfindung, daß stets erst dann
eine Umschaltung stattfindet, wenn tatsächlich alle Ventile gearbeitet haben.
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Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch das Strömungsumschaltventil
und das Druckregelventil sowie ihre gegenseitige Verbindung in dem Schmiermittelleitungsnetz,
Fig. 2 die Lage des Umschaltventils in dem Schmiermittelleitungsnetz und Fig.3 bis
5 das Umschaltventil in verschiedenen Stellungen im Schnitt.
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Das in den Zeichnungen, insbesondere in den Fig. 1 und 2, dargestellte
Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine Pumpe 1, die in irgendeiner Weise
in bestimmten, durch einen Zeitschalter 2 gesteuerten Zeitabständen angetrieben
wird und Schmiermittel von dem Behälter 3 über die- Leitung 4 zu dem Strö.-mungsumschaltventil5
fördert, das mit dem Behälter 3 über die Leitungen 6; 7 und außerdem über die
Leitungen
8, 9 mit einem Druckregelventil 10 verbunden ist. Die Leitungen 8, 9 sind mit einem
oder mehreren Dosierventilen 11 verbunden, durch die eine bestimmte Schmiermittelmenge
einem Lager öd. dgl. zugeführt wird, wenn diese Leitungen unter Druck- gesetzt werden.
Von dem Druckregelventil 10 führt eine Leitung 12 zu dem Behälter 3. Von dem Ventil
10 gehen ferner Leitungen 13, 14 zu dem Strömungsumschaltventil 5.
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Die Pumpe 1, der Zeitschalter 2 und der Behälter 3 sind in bekannter
Weise ausgeführt.
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Ebenso soll .auch das in seiner Art und in seiner Wirkungsweise bekannte
Schmiermitteldosierventil 11, das in Fig. 2 dargestellt ist, nicht Gegenstand der
Erfindung sein, wie auch nicht die besondere Form der Pumpe.
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Das -Umschaltventil 3 besteht aus einem Gehäuse, das mit Bohrungen
versehen ist, die zwei parallele Zylinder 33, 34 ergeben, in denen zwei gleiche
Ventilstößel 35, 36 hin- und herbeweglich gelagert sind. Der Ventilstößel
35 hat drei Kolben 37, 38, 39. Der Ventilstößel 36 hat drei ähnliche
Kolben 40, 41, 42. Die von der Pumpe 1 kommende Zuführungsleitung 4 tritt bei 43
zentral in das Gehäuse ein und steht hier direkt mit den beiden Zylinderbohrungen
33, 34 in Verbindung. Von dem einen Ende des Zylinders 33 führt ein Kanal 44 zu
dem Zylinder 34 und mündet hier nahe der Verbindungsstelle dieses Zylinders mit
dem Einlaß 43. Vom anderen Ende des Zylinders 33 führt ein Kanal 45 in ähnlicher
Weise zu dem Zylinder 34, wo er an einer Stelle mündet, die auf der anderen Seite
des Einlasses 43, aber in gleicher Entfernung davon, liegt. Von dem einen Ende des
Zylinders 33 führt ein Kanal 46 zurück, der an einer Stelle in den Zylinder 33 mündet,
die von der Auslaßöffnung 47 um ein geringeres Maß entfernt ist, als dem Abstand
zwischen den Kolben 37, 38 entspricht. Von dem anderen Ende des Zylinders 33 führt
ein Kanal 48 zu einer Stelle des Zylinders 33 zurück, deren Entfernung vom Auslaß
49 kleiner ist als der Abständ zwischen den Kolben 38, 39 des Ventilstößels 35.
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Der Zylinder 34 steht mit der Entlastungsleitung 7 über eine Auslaßöffnung
50 in Verbindung, deren Abstand von seinem Ende kleiner ist als der des Kolbens
40, wenn der Stößel 36 sich in der Stellung nach Fig. 1 befindet. Sie liegt jedoch
gerade unterhalb dem Kolben 40, wenn der Stößel 36 vollständig in die entgegengesetzte
Lage gelangt ist. In ähnlicher Weise steht die Entlastungsleitung 6 mit dem Zylinder
34 über die Auslaßöffnung 51 in Verbindung, deren Lage zu dem anderen Zylinderende
und dem Kolben 42 des Stößels 36 derjenigen der Auslaßöffnung 50 zu dem Kolben 40
entspricht.
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Das Druckregelventi110 steht durch die Rückführleitung 13 mit dem
einen Ende des Zylinders 34 über die Einlaßöffnung 52 und durch die Rückführleitung
14 mit dem anderen Zylinderende über die Einlaßöffnung 53 in Verbindung.
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Das Druckregelventi110 enthält zwei Ventile, die zu einer Einheit
zusammengefaßt sind. Zu diesem Zweck sind zwei parallele Zylinder 54, 55 in einem
einzigen Gehäuse gebohrt, die mit ihrem einen Ende mit entsprechenden Zylindern
56, 57 von etwas kleinerem Durchmesser verbunden sind. Die Zylinder 54, 55 sind
durch eine (Querbohrung 58 mit dem Auslaß 59 verbunden, an dem die Leitung 12 angeschlossen
ist, die zum Behälter 3 führt. In den Zylindern 54, 55 liegen starke Druckfedern
60, 61, die mit ihrem einen Ende gegen die Verschlußstopfen 62, 63 liegen und finit
ihrem anderen Ende gegen perforierte Scheiben 64, 65 drücken. Die Zylinder 56, 57
sind an ihrem äußeren Ende mit Verschlußstopfen 66, 67 verschlossen.
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In den Zylindern 56, 57 sitzen hin und her verschiebbare Kolben 68,
69, die auf beiden Seiten mit Kolbenstangen versehen sind. Die auf der einen Seite
sitzenden Kolbenstangen stoßen bei den Kolbenbewegungen gegen die Verschlußstopfen
66, 67 und die auf der anderen Seite gegen die Scheiben 64, 65. In die Zylinder
56, 57 münden nahe den Verschlußstopfen 66, 67 die Druckleitungen 8, 9. Vom anderen
Ende der Zylinder 56, 57 bzw. auf der anderen Seite der Kolben 68, 69 gehen die
Rückführleitungen 13; 14 ab.
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Die Arbeitsweise des neuen Umschaltventils ergibt sich aus den schematischen
Darstellungen nach den Fig. 3 bis 5.
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Bei der Stellung nach Fig. 3 gelangt das über die Einlaßöffnung 43
unter Druck von der Pumpe 'l zugeführte Schmiermittel zu der Auslaßöffnung 47,'
die mit der Druckleitung 8 in Verbindung steht. Glecbzeitig wird über den Kanal
44 ein Druck auf das rechte Ende des Ventilstößels 35 ausgeübt, wodureli dieser
in seiner linken, dargestellten Lage gehalten wird. Die mit der Leitung 9 in Verbindung
stehende Auslaßöffnung 49 ist über die Zylinderbohrung 33, die Kanäle 48, 45 und
die Zylinderbohrung 34 mit der Auslaßöffnung 51 in Verbindung, von der die Entlastungsleitung
6 zu dem Behälter 3 führt. Infolgedessen arbeitet das Schmiermittelmeß- und -abgabeventil
11 durch die Druckdifferenz zwischen den Leitungen 8 und 9. Die von der Auslaßöffnung
47 abgehende Leitung 8 führt zu dem Druckregelventil 10, wo bei Erreichen eines
ausreichenden Druckes in ihr der Druck der Feder 61 überwunden wird und z. B. 0,7
kg/mm2 betragen kann.
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Nachdem alle in der Anlage vorhandenen, parallel geschalteten Dosierventile
11 betätigt worden sind, steigt in der Leitung 8 der Druck so weit an, bis er den
Widerstand der Feder 61 überwindet und der Kolben 69 des Druckregelventils 10 nach
links (Fig. 1) verschoben wird. Bei dieser Bewegung unterbricht er zuerst die Verbindung
der Rückleitung 14 mit dem Kanal 58 und der Entlastungsleitung 12, worauf er die
Einmündung der Leitung 14 in den Zylinder 57 freigibt, so daß letztere mit der Leitung
8 in Verbindung kommt und das Schmiermittel aus dieser Leitung über die Leitung
14 zu der Einlaßöffnung 53 des Strörnungsumschaltventils 5 strömt und hinter dem
Kolben 42 des Ventilstößels 36 in das Ende des Zylinders 34 eintritt. Der Kolben
69 arbeitet als Drosselventil, so daß der Druck in dem Ende des Zylinders 34 geringer
ist als der bei 43 herrschende Pumpendruck. Zum Verschieben des Steuerstößels 36
ist kein großer Druck erforderlich, da das rechte Ende der Zylinderbohrung (wie
in Fig. 3 gezeigt) mit dem Behälter 3 sowohl über die Auslaßöffnung 50 als auch
die Auslaßöffnung 52 verbunden ist, in welche die Leitung 13 mündet, die über das
Druckregelventil 10 mit der Leitung 12, die zum Schmiermittelbehälter 3 führt, in
Verbindung steht. Es wird ein ausreichender Druck in der Leitung 14 aufgebaut, der
genügt, um den Steuerstößel 36 in die in Fig. 4 dargestellte rechte Lage zu bringen,
In dieser Stellung fördert die Pumpe zu beiden Auslaßöffnungen 47, 49, die mit den
Leitungen 8 und 9 in Verbindung stehen. Der Pumpendruck wirkt auch auf das linke
Ende des Stößels 35 (Kolben 39), während das andere Ende mit der Auslaßöffnung 50,
die
über die Leitung 7 zum Behälter 3 führt, in Verbindung steht. Da keine der beiden
Leitungen 8, 9 entlastet ist, wird der Stößel 35 durch den Pumpendruck in
die in Fig. 5 dargestellte Lage gebracht.
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Die Stellung nach Fig. 5 ist der nach Fig. 3 entgegengesetzt. Der
über den Einlaß 43 zugeführte Pumpendruck wirkt sich über den Auslaß 49 und die
Leitung 9 auf die Dosierventile 11 aus, so daß Schmiermittel zu einem Lager od.
dgl. gedrückt wird. Nachdem alle Dosierventile 11 in Tätigkeit gewesen sind, wird
in der Leitung 9 ein Druck aufgebaut, der ausreicht, den Kolben 68 (Fig. 1) zu verschieben,
wodurch ein anderer Arbeitskreislauf in dem Umschaltventil 5 eingeleitet wird.
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Das ein derartiges Umschaltventil und Druckregelventil enthaltende
Schmiersystem arbeitet so lange in der beschriebenen Weise, als die Pumpe in Tätigkeit
ist. Natürlich kann der Zeitschalter 2 so eingestellt werden, daß die Pumpe nur
in bestimmten Zeitabständen arbeitet. Damit die Zeitabstände, in denen die Pumpe
arbeiten soll, bei elektrischem Pumpenantrieb gesteuert werden können, ist von dem
Stößel 35 ein kleiner Stab durch eine Stopfbuchse geführt, die in einem der
Verschlußstopfen sitzt und zur Betätigung eines Grenzschalters dient, welcher zusammen
mit einer elektrisch angetriebenen Uhr ein selbsttätiges absatzweises Arbeiten bewirkt,
derart, daß die Pumpe stillgesetzt wird, nachdem alle Meßventile 11 gearbeitet haben
und das Umschaltventil in seine neue Stellung gelangt ist.
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An Hand der Lage der Kolbenstangen 23 der Meßventile 11 kann festgestellt
werden, ob alle Ventile gearbeitet haben, so daß die Pumpe 1 von Hand in Abständen
betätigt werden kann, wenn die Lager oder andere Teile in geeigneter Weise geschmiert
werden sollen.
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Die dargestellte und beschriebene Ausführung kann für die verschiedensten
Zwecke verwendet werden. So kann sie z. B. bei einem Zechenkippwagen verwendet werden,
der gewöhnlich ein hydraulisches Kraftsystem zum Betätigen bestimmter Mechanismen
hat. Der hydraulische Druck, der zum absatzweisen Betätigen anderer Mechanismen
benutzt wird, kann auch zum Hin- und Herbewegen eines durch eine Feder zurückbewegten
Kolbens dienen, durch den Schmiermittel in ein »Dualine-System« gedrückt wird, das
ein Umkehrventil der dargestellten und beschriebenen Art enthält und zum Schmieren
der verschiedensten Lager eines Wagens dient. Das neue Umschaltventil und das damit
versehene Schmiermittelsystem können überall da verwendet werden, wo entsprechende
Schmiermittelsysteme bisher mit Vorteil benutzt worden sind.
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Das neue Ventil nach der Erfindung ist verhältnismäßig einfach und
billig in der Herstellung, da nur jeder Stößel 35, 36 mit drei Kolbenansätzen versehen
werden muß. Die Zylinderbohrungen, die diese Stößel aufnehmen, sind naturgemäß kürzer,
als wenn eine größere Zahl von Kolben benötigt wird. Die Kosten, die erforderlich
sind, um eine zufriedenstellende Abdichtung zu erreichen, sind erheblich geringer,
was im wesentlichen auf das günstigere Verhältnis von Bohrungslänge zum Bohrungsdurchmesser
zurückzuführen ist. Die Größe und das Gewicht der Apparatur sind ebenfalls verringert
verglichen mit anderen, einem ähnlichen Zweck dienenden, im Handel erhältlichen
Ausführungen.