DE102010032010A1

DE102010032010A1 - Vorrichtung zur dosierten Ausbringung eines Schmierfettes

Info

Publication number: DE102010032010A1
Application number: DE201010032010
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Becker; Mirko Wolfert
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2012-01-26

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur dosierten Ausbringung eines Schmierfettes, mit zumindest einem Fettbehälter, einer Fettpumpe und einer Dosiereinheit, die über eine Fettleitung miteinander verbunden sind, wobei in die Fettleitung vor der Dosiereinheit eine optische Baugruppe eingefügt ist, die erstens ein Schauglas aufweist, durch das das Schmierfett hindurchgeleitet wird, und die zweitens einen optischen Sensor aufweist, der Gaseinschlüsse innerhalb des Schauglases erkennt, und dessen Ausgangssignal ein Ventil zur Entgasung der Fettleitung steuert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dosierten Ausbringung eines Schmierfettes, mit zumindest einem Fettbehälter, einer Fettpumpe und einer Dosiereinheit, die über eine Fettleitung miteinander verbunden sind. Derartige Vorrichtungen kommen in industriellen Fertigungsanlagen zur Anwendung.
Besonders Produkte im Automobilbereich müssen heutzutage erhebliche Anforderungen an die Qualität und Funktion erfüllen und gleichzeitig kostengünstig gefertigt werden können. Seit der Wirtschaftskrise im Jahr 2008 haben sich die Ansprüche noch erhöht und die Unternehmen sind zu drastischen Kosteneinsparungen gezwungen. Um diese Ansprüche zu erfüllen ist ein hoher Grad an Automatisierung in der Produktion nötig. Die von den Kunden für die Produkte geforderte Fehlerrate soll gegen Null gehen.
Ein Prozess, bei dem die erforderliche Prozesssicherheit bisher nur schwer zu erreichen war, ist die Applizierung von Schmierfett. Schmierfett wird für die Verbesserung funktions- und komfortrelevanter Eigenschaften von Produkten eingesetzt. Dabei sorgen verschiedene Fettsorten z. B. für eine verminderte Geräuschbildung, eine verbesserte Haptik und geringeren Verschleiß von dynamischen Bauteilen.
Abweichungen der applizierten Fettmenge oder gar das Fehlen von Schmierfett kann je nach Anwendungsfall ein erhebliches Qualitätsproblem darstellen, das entweder gar nicht oder nur mit Stichprobenkontrollen im Verlauf der Produktion überprüft und aufgedeckt werden kann. Die Stichprobenkontrollen ermitteln beispielsweise die Differenz des Gewichtes von gefetteten und ungefetteten Bauteilen. Bei der Bandendeprüfung können in Einzelfällen durch Sichtkontrollen ungefettete Bauteile aufgedeckt und aussortiert werden, aber eine Aussage über die ausgebrachte Fettmenge kann mit der Sichtkontrolle nur vage getroffen werden. Die beiden angewandten Verfahren sind zeitaufwändig und können den Produktionsablauf durch die zusätzlichen Kontrollen verlangsamen. Dazu kommt, dass keine Aussage getroffen werden kann, wie lange ein Problem in der Linie vorhanden ist und was den Fehler verursacht hat. Das führt zu einer aufwändigen Nachkontrolle der Bauteile, die wieder nur über Sichtkontrollen erfolgen kann.
Der Grund für die fehlerhafte Befettung der Produkte besteht fast immer im Auftreten von Gaseinschlüssen in den Versorgungsleitungen. Durch Gaseinschlüsse in Form von komprimierter Luft ist eine gleichmäßige Dosierung nicht mehr gewährleistet. Das Fett wird nur noch undefiniert ausgetragen oder es läuft an einem Faden aus der Düse. Im schlimmsten Fall gelangt überhaupt kein Fett an die vorgesehenen Stellen im Produkt.
Es gibt verschiedene Ursachen für das Auftreten von Gaseinschlüssen in den Fettleitungen. Schon im Anlieferzustand des Herstellers können Gaseinschlüsse in den Fettbehältern vorhanden sein, die beim Befüllen der Behälter entstehen. Beim Austauschen der Fettbehälter während der Produktion oder durch das Austauschen von Fettleitungen oder anderen Bauteilen, die mit der Fettverarbeitung zu tun haben, kann durch falsche Handhabung ebenfalls Luft in das System eingeschlossen werden. Der Austausch eines Fettbehälters kann je nach Produkt und verarbeiteter Fettmenge mehrmals die Woche nötig sein und trotz einer Schulung der Mitarbeiter für die richtige Handhabung und der manuellen Entgasung zu Störungen in der Produktion führen.
Es stellte sich daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zur dosierten Ausbringung eines Schmierfettes zu schaffen, die im Schmierfett enthaltene Gaseinschlüsse automatisch erkennt und beseitigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in die Fettleitung vor der Dosiereinheit eine optische Baugruppe eingefügt ist, die erstens ein Schauglas aufweist, durch das das Schmierfett hindurchgeleitet wird, und die zweitens einen optischen Sensor aufweist, der Gaseinschlüsse innerhalb des Schauglases erkennt, und dessen Ausgangssignal ein Ventil zur Entgasung der Fettleitung steuert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung beseitigt die vorgenannten Probleme auf eine einfache und kostengünstige Weise. Besonders vorteilhaft ist, dass die Vorrichtung weitgehend ohne menschliche Mitwirkung automatisch und zuverlässig funktioniert. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angeführt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung.
Die Vorrichtung weist als Vorratsgefäß für das auszubringende Schmierfett einen Fettbehälter 1 auf, der etwa als Fass ausgebildet sein kann. Eine mit dem Fettbehälter 1 verbundene Fettpumpe 2 fördert das Schmierfett in eine Fettleitung 7, die das Schmierfett bis zu einer Dosiereinheit 6 leitet, welche das Schmierfett auf ein zu befettendes Produkt appliziert.
Um den Druck der Fettpumpe 2 auf einen Wert in der Größenordnung von 10 bar zu reduzieren, ist der Fettpumpe 2 ein Druckreduzierventil 3 nachgeschaltet, dessen Ausgangsdruck durch ein Manometer 8 kontrollierbar ist.
Zwischen dem Druckreduzierventil 3 und der Dosiereinheit 6 ist in die Fettleitung 7 ein Schauglas 4 und ein steuerbares Ventil 5 eingefügt, welche zusammen eine automatische Entlüftung der Fettleitung 7 ermöglichen. Das Schauglas 4 ist ein in die Fettleitung 7 eingefügtes Gefäß, durch das das von der Fettpumpe 2 zur Dosiereinheit 6 geförderte Schmierfett hindurchgepresst wird. Das Schauglas 4 kann statt aus Glas auch aus einem Kunststoff bestehen, wobei bei der Materialauswahl darauf zu achten ist, dass der Kunststoff ausreichend druckfest und mit den verwendeten Fettsorten verträglich ist.
Das Schauglas 4 weist ein transparentes Fester 10 auf, durch das das geförderte Schmierfett von außen erkennbar ist. Das Schauglas 4 ist zudem Bestandteil einer optischen Baugruppe 15, welche als weitere Elemente eine Lichtquelle 9 und einen optischen Sensor 11 aufweist.
Die Lichtquelle 9 bestrahlt oder durchstrahlt das Schauglas 4, wobei reflektiertes bzw. transmittiertes Licht 18 vom optischen Sensor 11 erfasst wird. Der optische Sensor 11 ist im einfachsten Fall als eine lichtempfindliche Zelle und vorzugsweise als ein bilderfassender Kamerasensor ausgebildet, der etwa in Form eines CCD-Arrays ausgeführt sein kann.
Die Aufgabe des optischen Sensors 11 ist in jedem Fall, Gaseinschlüsse innerhalb der im Schauglas 4 befindlichen Fettmenge zu erkennen. Hierbei wird ausgenutzt, dass die optischen Eigenschaften, wie insbesondere die Absorptionskoeffizienten und Brechungsindizes, von Gaseinschlüssen sich von denen eines Schmierfetts deutlich unterscheiden, wodurch die vom optischen Sensor 11 an einer Vielzahl von Bildpunkten oder integral über die gesamte Fläche des Fensters 10 erfassten Lichtintensitäten unterschiedlich ausfallen, abhängig davon, ob das im Schauglas 4 befindliche Fett Gaseinschüsse aufweist oder nicht.
Der optische Sensor 11 oder eine mit dem optischen Sensor 11 verbundene Auswertevorrichtung 17 steuert bei erkannten Gaseinschlüssen ein Ventil 5 an. Das Ventil 5 ist ein 2/3-Wegeventil, welches Verbindungen zwischen jeweils zwei seiner drei Anschlüsse herstellen kann. Es kann beispielsweise als ein elektrisch steuerbares Magnetventil oder als pneumatisch steuerbares Kugelhahnventil ausgebildet sein.
Im normalen Betrieb verbindet das Ventil 5 die vom Schauglas 4 abgehende Fettleitung 7 mit der Dosiereinheit 6, welche das ihr über die Fettleitung 7 zugeführte Fett vollautomatisch in der richtigen Menge und zum richtigen Zeitpunkt auf die zu fettenden Produkte appliziert. Hierbei ist vorausgesetzt, dass das der Dosiereinheit zugeführte Schmierfett gasblasenfrei ist.
Erfasst nun der optische Sensor 11 vom Normalfall abweichende Lichtintensitäten oder Intensitätsmuster in dem vom Schauglas 4 reflektierten oder transmittierten Licht 18, so steuert der optische Sensor 11 oder die damit verbundene Auswertevorrichtung 17 das Ventil 5 an, welches daraufhin seine Ventilstellung umschaltet und dadurch das in der Fettleitung 7 befindliche Schmierfett zeitweise statt zur Dosiereinheit 6 über den einschaltbaren Fettleitungsabschnitt 12 in eine Kartusche 13 umleitet, welche das Schmierfett mit den Gaseinschlüssen aufnimmt. Wird das Schmierfett im Schauglas 4 wieder als frei von Gaseinschlüssen erkannt, so geht das Ventil 5 durch eine entsprechende Ansteuerung wieder in seine Ausgangsstellung zurück, in der es die Fettleitung 7 mit der Dosiereinheit 6 verbindet.
Ein Füllstandssensor 14 überwacht dabei den maximalen Füllstand der Kartusche 13, so dass diese bei Bedarf ausgetauscht werden kann. Das in der Kartusche 13 gespeicherte Schmierfett kann selbstverständlich wieder verwendet werden, indem es mittels einer externen, hier nicht dargestellten Vorrichtung, beispielsweise durch mechanisches Umrühren oder durch Erwärmen, vollständig entgast wird und anschließend dem Fettbehälter 1 zugeführt wird.
Bezugszeichenliste

1: Fettbehälter
2: Fettpumpe
3: Druckreduzierventil
4: Schauglas
5: Ventil (Kugelhahnventil, Magnetventil)
6: Dosiereinheit
7: Fettleitung
8: Manometer
9: Lichtquelle
10: Fenster
11: optischer Sensor
12: einschaltbarer Fettleitungsabschnitt
13: Kartusche (Speichergefäß)
14: Füllstandssensor
15: optische Baugruppe
16: (elektrische) Steuerleitung
17: Auswertevorrichtung
18: Licht

Claims

Vorrichtung zur dosierten Ausbringung eines Schmierfettes, mit zumindest einem Fettbehälter (1), einer Fettpumpe (2) und einer Dosiereinheit (6), die über eine Fettleitung (7) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in die Fettleitung (7) vor der Dosiereinheit (6) eine optische Baugruppe (15) eingefügt ist, die erstens ein Schauglas (4) aufweist, durch das das Schmierfett hindurchgeleitet wird, und die zweitens einen optischen Sensor (11) aufweist, der Gaseinschlüsse innerhalb des Schauglases (4) erkennt, und dessen Ausgangssignal ein Ventil (5) zur Entgasung der Fettleitung (7) steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Entgasung der Fettleitung (7) angesteuerte Ventil (5) eine Ventilstellung einnimmt, welche die Fettleitung (7) mit einem Speichergefäß (13) verbindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (11) ein ein- oder zweidimensional erfassender CCD-Sensor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Baugruppe (15) eine Lichtquelle (9) zur Durchleuchtung des Schauglases (4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (11) mit einer Auswertevorrichtung (17) verbunden ist, die das Ventil (5) ansteuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (5) als elektrisch steuerbares Magnetventil oder als pneumatisch steuerbares Kugelhahnventil ausgebildet ist.