DE102005035452A1

DE102005035452A1 - Nachschmiereinheit

Info

Publication number: DE102005035452A1
Application number: DE200510035452
Authority: DE
Original assignee: LUBRICANT CONSULT GmbH
Current assignee: LUBRICANT CONSULT GmbH
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2007-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nachschmiereinheit für Maschinenelemente, mit einer druckerzeugenden Einrichtung. Die druckerzeugende Einrichtung kann ein Fluid abgeben, welches unter Normbedingungen gasförmig ist, wobei sich durch das Fluid ein gewünschter Gasdruck aufbauen lässt. Der Volumenstrom des Fluids ist regelbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nachschmiereinheit für Maschinenelemente, mit einer druckerzeugenden Einrichtung, wobei die druckerzeugende Einrichtung ein Fluid abgeben kann, welches unter Normbedingungen gasförmig ist.
Im folgenden wird zur besseren Lesbarkeit des öfteren der Begriff „Gas" an Stelle des Begriffs „Fluid" verwendet. Dies soll jedoch nicht als Einschränkung der Erfindung verstanden werden.

Eine Vorrichtung der im Oberbegriff genannten Art ist mit der DE 44 14 672 C1 bekannt geworden. Darin wird ein Schmierstoffspender vorgestellt, welcher einen elektrochemischen Antrieb für einen Kolben aufweist. Der elektrochemische Antrieb weist einen Elektrolyten und zwei Metallstücke auf, wobei die Metallstücke sich leitend berühren. Das eine Metall ist auf der Spannungsreihe gegenüber dem anderen Metall edler bzw. unedler. Zum Starten der elektrochemischen Reaktion werden die Metalle in den Elektrolyten getaucht, wobei ein Treibgas freigesetzt wird. Das Treibgas dient zum Antreiben des Kolbens, um den im Schmierstoffspender enthaltenen Schmierstoff zu fördern.

Der Nachteil eines derartigen Schmierstoffspenders, insbesondere gegenüber Schmierstoffspendern mit elektromechanischem Antrieb des Kolbens, ist, dass der Schmierstoff wesentlich schlechter dosiert werden kann. Die Gasentwicklung wird zu einem bestimmten Zeitpunkt in Gang gesetzt, ist danach aber nicht mehr abstellbar. Der Schmierstoffspender gibt in Folge dessen den gesamten Schmierstoff in einem kontinuierlichen Prozess ab. Ein solcher elektrochemischer Antrieb ist daher nicht für Schmierstoffspender geeignet, welche über einen Zeitraum von mehreren Jahren Schmierstoff abgeben sollen, da die Gasentwicklung nicht über einen derart langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann. Außerdem lässt die Gasentwicklung mit der Zeit nach und ist außerdem abhängig von der Umgebungstemperatur. Eine Temperaturerhöhung um zehn Grad Celsius verdoppelt bekanntlich die chemische Reaktionsgeschwindigkeit. Die Gesamtschmierzeit eines derartigen Schmierstoffspenders lässt sich deshalb nicht genau vorhersagen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Nachschmiereinheit zu schaffen, welche trotz eines elektrochemischen Antriebs über einen langen Zeitraum funktionsfähig ist und eine exakte Dosierung des Schmierstoff-Volumenstroms ermöglicht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Volumenstrom des Fluids regelbar ist.

Es ist dabei insbesondere bevorzugt, dass der Volumenstrom des Fluids elektrisch regelbar ist. Auf diese Weise lässt sich eine gegebenenfalls bereits im Schmierstoffspender vorhandene Elektronik zu diesem Zweck einsetzen.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der Volumenstrom des Fluids gestoppt und daraufhin wieder fortgesetzt werden. So kann eine Intervallschmierung realisiert werden, bei der über einen diskontinuierlichen Prozess während eines festgelegten Zeitraums mehrmals eine definierte Gasmenge und damit eine definierte Menge Schmierstoff abgegeben wird. Dabei ist denkbar, mehrmals pro Jahr eine kleine Menge Schmierstoff zu fördern, z.B. fünfmal im Jahr jeweils 1 cm³, falls pro Jahr insgesamt 5 cm³ benötigt werden.

Es ist dabei bevorzugt, dass das Fluid auf chemischen Weg dargestellt wird. Das Fluid ist also nicht schon unmittelbar nach dem Zusammenbau der Nachschmiereinrichtung vorhanden, sondern wird während des Betriebs erst bei Bedarf erzeugt. Somit ist keine Gaskartusche oder ähnliches notwendig, welche durch Abgabe eines Gases den zum Verschieben eines Verdrängungselements, z.B. eines Kolbens, notwendigen Druck erzeugen würde.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass das Fluid auf elektrochemischen Weg dargestellt wird. Bei geeigneter Realisierung der druckerzeugenden Einrichtung lässt sich erreichen, dass das erzeugte Gasvolumen proportional zur elektrischen Energie ist, welche zur Darstellung des Fluids aufgewendet wird. Damit ist eine exakte Dosierung der Gasmenge möglich.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Darstellung des Fluids wenigstens teilweise reversibel. Durch eine Umkehrung dieses Prozesses würde sich der von der druckerzeugenden Einheit erzeugte Druck teilweise abbauen lassen und somit der mit diesem Druck beaufschlagte Schmierstoff vom Druck entlasten lassen. Dies ist von Vorteil bei druckempfindlichen Schmierstoffen.

Es ist außerdem bevorzugt, dass die druckerzeugende Einrichtung einen Mikrocontroller aufweist, welcher die Abgabe des Fluids regelt. Neben einem solchen Mikrocontroller können auch weitere elektronische Komponenten vorgesehen sein, die zur Regelung der Gasentwicklung dienen. Beispielsweise können dies Speicherbausteine, Timer, Sensoren etc. sein. Auf diese Weise lässt sich eine selbständige und evtl. programmierbare Einheit bilden, die nicht nur in Nachschmiereinheiten eingesetzt werden kann, sondern auch für andere Zwecke geeignet ist.

In bevorzugter Weise wird das Fluid mittels einer Zink-Luft-Zelle dargestellt. Eine solche Zelle ist aus der DE 35 32 335 C2 bekannt und ermöglicht die Darstellung von Sauerstoff oder Wasserstoff in einer zur hierfür aufgewendeten elektrischen Energie nahezu proportionalen Weise. Der Vorteil einer derartigen Zink-Luft-Zelle ist also die sehr gute Bestimmbarkeit der zu erzeugenden Gasmenge. Der größte Vorteil ist jedoch, dass der Prozess der Gaserzeugung unterbrochen werden und zu einem späteren Zeitpunkt fortgesetzt werden kann.

Ferner ist bevorzugt, eine erfindungsgemäße Nachschmiereinheit, gegebenenfalls erweitert durch mehrere der beschriebenen Merkmale, in Maschinenelementen wie Kegelradgetrieben von Werkzeughaltern einzusetzen, insbesondere in Fällen, wo eine Überschmierung gefährlich ist.

Die Schmierfettmenge beträgt dabei vorzugsweise zwischen 1 und 20 cm³, besonders bevorzugt zwischen 2 und 10 cm³, ganz besonders bevorzugt um 5 cm³ Schmierfett pro Jahr. Beim Einsatz einer solchen Vorrichtung z.B. bei Eisenbahnrädern ist es auch möglich, den gesamten Schmierstoff auf einmal abzugeben, beispielsweise nach ein oder zwei Jahren.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform und der beigefügten Zeichnung deutlich. In dieser zeigt:
1 eine Seitenansicht einer Nachschmiereinheit, im Schnitt.
In 1 ist eine Nachschmiereinheit 2 mit einem oberen 4 und einem unteren 6 Abschnitt dargestellt. Der obere Abschnitt 4 weist ein Gehäuse 8 sowie Komponenten auf, welche in dem Gehäuse 8 angeordnet sind. Es sind Komponenten wie eine Betätigungseinrichtung 10 mit einem unteren Ende 11 und Dichtringen 12 zu erkennen, eine Platine 14 mit darauf angebrachter Steuereinrichtung 16, Messeinrichtung 18, Speichereinrichtung 20 und Impulsgeber 22, ein Energiespeicher in Form einer Lithiumbatterie 24 und eine Antriebseinrichtung umfassend eine Zink-Luft-Zelle 26. Die Zink-Luft-Zelle 26 wird mittels eines Haltebügels 28 sicher an ihrem Platz gehalten, wobei der Haltebügel 28 gleichzeitig zum Halten und Entlasten von Stromkabeln für die Zink-Luft Zelle 26 dient.
Der untere Abschnitt 6 weist einen Fluidraum 30 sowie einen Schmierstoffraum 32 auf, wobei die beiden Räume 30 und 32 durch ein Verdrängungselement in Form eines Kolbens 34 fluiddicht gegeneinander abgedichtet sind. Der Fluidraum 30 ist strömungsmäßig mit der Zink-Luft-Zelle 26 verbunden. Ferner weist der untere Abschnitt 6 eine Ausbringöffnung 36 auf, durch welche der Schmierstoff den Schmierstoffraum 32 verlassen kann.
In dem Zustand, in dem die Betätigungseinrichtung 10 noch nicht gedrückt ist (nicht dargestellt), befindet sich die Steuereinrichtung 16 in einem passiven Zustand. In diesem Zustand wird sie durch die Lithium-Batterie 24 jedoch bereits mit Strom versorgt. Ein Wechsel in den aktiven Zustand erfolgt durch Drücken der Betätigungseinrichtung 10, d.h. wenn dessen unteres Ende 11 den Impulsgeber 22, wie in 1 dargestellt, berührt und der Impulsgeber 22 in Folge dessen einen Impuls an die Steuereinrichtung 16 sendet. Sobald dies geschieht, wird in der Speichereinrichtung 20 die Information abgelegt, dass ein Wechsel in den aktiven Zustand stattgefunden hat sowie die Zeit und das Datum dieses Ereignisses. Ab diesem Zeitpunkt ist auch eine Ansteuerung der Zink-Luft-Zelle 26 durch die Steuereinrichtung 16 möglich.
Die Ansteuerung geschieht zu festgelegten Zeiten, welche in der Steuereinrichtung 16 vorgegeben sind. Die Zink-Luft-Zelle 26 erzeugt Wasserstoff oder Sauerstoff in einer zum Strom nahezu proportionalen Weise, wobei das entsprechende Gas in den Fluidraum 30 geleitet wird. Durch den entstehenden Überdruck wird der Kolben 34 in Richtung A bewegt und drückt so eine entsprechende Menge Schmierstoff aus der Ausbringöffnung 36.
Während der Gaserzeugung nimmt die Messeinrichtung 18 den an die Zink-Luft-Zelle 26 geleiteten elektrischen Strom messtechnisch auf. Über eine entsprechende Kennlinie lässt sich daraus die freigesetzte Gasmenge und damit die Kolbenbewegung berechnen. Die Schmierstofffördermenge ist direkt proportional zur Kolbenbewegung und lässt sich aus den bereits berechneten Werten ebenfalls bestimmen. Alle relevanten Daten werden in der Speichereinrichtung 20 abgelegt. Die entsprechenden Daten können über eine Datenschnittstelle im Bedarfsfall ausgelesen werden.

Claims

Nachschmiereinheit für Maschinenelemente, mit einer druckerzeugenden Einrichtung, wobei die druckerzeugende Einrichtung ein Fluid abgeben kann, welches unter Normbedingungen gasförmig ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom des Fluids regelbar ist.
Nachschmiereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom des Fluids elektrisch regelbar ist.
Nachschmiereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom des Fluids gestoppt und daraufhin wieder fortgesetzt werden kann.
Nachschmiereinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid auf chemischem Weg dargestellt wird.
Nachschmiereinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid auf elektrochemischem Weg dargestellt wird.
Nachschmiereinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung des Fluids wenigstens teilweise reversibel ist.
Nachschmiereinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die druckerzeugende Einrichtung einen Mikrocontroller aufweist, welcher die Abgabe des Fluids regelt.
Nachschmiereinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid mittels einer Zink-Luft-Zelle dargestellt wird.
Verwendung einer Nachschmiereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Maschinenelemente wie Kegelradgetriebe von Werkzeughaltern.