DE102011105647A1

DE102011105647A1 - Pneumatische Vorrichtung oder pneumatisches System mit einer Öler-Vorrichtung, sowie einem Verfahren zur Verwendung einer derartigen Vorrichtung oder eines derartigen Systemes

Info

Publication number: DE102011105647A1
Application number: DE201110105647
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2031-06-23
Also published as: DE102011105647B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Vorrichtung oder ein pneumatisches System mit einer Öler-Vorrichtung bei der durch ein Schaltelement der zur Öl-Förderung benutze Druckanfall bedarfsgerecht gesteuert bzw. geregelt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren für eine derartige Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Vorrichtung oder ein pneumatisches System mit einer Öler-Vorrichtung, bei der durch ein zwischen einem Ausgangsdruck und einem Eingangsdruck vorhandenes Druckgefälle von der Öler-Vorrichtung eine stetige Öl-Menge beispielsweise in eine Tropfkammer und/oder einen Tropfkanal oder dergleichen abgegeben wird. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Anwendung einer derartigen pneumatischen Vorrichtung oder eines pneumatischen Systems mit einer Öler-Vorrichtung.
Öler-Vorrichtungen dieser Art werden zur Bildung eines feinen Ölnebels in Druckluftleitungen verwendet. Dieser Ölnebel dient dabei zur Schmierung der angeschlossenen Druckluftgeräte. Eine solche dosierte Öl-Förderung erfolgt mit Hilfe eines Druckabfalls, der durch eine Steuerklappe oder auch eine Querschnittsveränderung des Raumes, in dem der Ausgangsdruck herrscht, erzeugt wird.
Eine derartige Vorrichtung zum Zerstäuben von Öl in einer Druckluftleitung wird in der DE 24 20 050 A1 beschrieben. Dabei betrifft diese Erfindung eine Vorrichtung zum Zerstäuben von Öl in einer Druckluftleitung zur Versorgung von Druckluftaggregaten, bei der die Öl-Zufuhr in der Druckluftleitung derart durch die Strömungsverhältnisse in der Druckluftleitung gesteuert wird, dass nur bei durch die Druckluftleitung strömende Luft eine Öl-Zufuhr in der Druckluftleitung stattfindet. Eine derartige Vorrichtung ist mit Mängeln behaftet, da hier ein stetiger Öl-Verbrauch beim Anliegen der entsprechenden Druckluft herrscht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Öl-Verbrauch bei derartigen pneumatischen Vorrichtungen bzw. pneumatischen Systemen zu senken, wobei jedoch stets die Öl-Menge so hoch sein soll, dass die angeschlossenen Druckluftgeräte keinen Schaden nehmen.
Gelost wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8. Die jeweiligen rückbezogenen Unteransprüche geben eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens wieder.
Dem Fachmann für Anwendungen im Druckluftbereich sind entweder einzelne pneumatische Vorrichtungen bzw. pneumatische Systeme, die aus mehreren Modulen zusammengesetzt sind, bekannt. Bei derartigen Modulen kann es sich beispielsweise um Druckregler, Öler, Filter usw. handeln. Es versteht sich, dass derartige Module zu pneumatischen System zusammengesetzt werden können. Die dort eintretende Druckluft wird in den einzelnen pneumatischen Vorrichtungen so beeinflusst, dass an dem Ausgang eines solchen pneumatischen Systems die Druckluft in der gewünschten Art zur Verfügung steht. Bei derartigen Vorrichtungen bzw. Systemen liegt der Schmiermittelverbrauch proportional zur Strömungsgeschwindigkeit der Luft und ist somit nicht für alle Anwendungen zum Einsatz geeignet.
Bei der pneumatischen Vorrichtung bzw. dem pneumatischen System mit einer Öler-Vorrichtung wird durch ein zwischen einem Ausgangsdruck und einem Eingangsdruck vorhandenes Druckgefälle die Öl-Förderung als stetige Ölmenge beispielsweise über eine Tropfkammer oder einen Tropfkanal, Mischkanal oder dergleichen und anschließend in den Luftstrom des Ausgangsdruckes hineingefördert. Zur Erfüllung der Aufgabe wird eine volumetrisch gesteuerte oder geregelte Menge des Öles bedarfsgerecht mittels einer elektrischen Steuer- oder Regeleinrichtung dosiert, wobei gleichzeitig die Aufrechterhaltung des Ausgangsdruckes erfolgt. Die sonst in einem Raum oder einem Mischkanal des Ausgangsdruckes erfolgte Zuführung des Öles kann hier durch ein elektrisches Steuergerät oder einer Regeleinrichtung bedarfsgerecht dosiert werden. Dieses bedeutet, das beispielsweise durch das gezielte Abschalten der Öl-Zufuhr zu bestimmten erwünschten Zeiten bzw. bei bestimmten Anwendungen eine bedarfsgerechte Reduzierung der Ölmenge eintritt.
Im weiteren Sinne der Erfindung kann auch die abgegebene Menge durch die Regeleinrichtung so bedarfsgerecht dosiert werden, dass das Abtropfen des Öles nicht stetig sondern in bestimmten Zeitabständen bzw. Räumen geschieht, wobei gleichzeitig auch die Abtropfmenge entsprechend geregelt werden kann.
Üblicherweise wird das Öl über Druck in einen Behälter gefördert, aus dem beispielsweise in Verbindung über eine Dosiernadel oder Dosiereinrichtung aufgrund eines geringen Druckunterschiedes, nämlich eines dynamischen Druckabfalls ΔP, die Abtropfmenge in den Mischkanal oder dergleichen abgegeben wird. Dabei entsteht beispielsweise der Druckabfall durch eine Stauklappe oder dergleichen. Dieses bedeutet, dass bei einem Stehen der Anlage (kein Ausgangsdruck) kein Öl gefördert wird, weil dieses zu einem bestimmten Zeitraum auch nicht gebraucht wird.
Durch die Erfindung wird die Abgabe des Öles, beispielsweise in den Mischkanal oder dergleichen, durch eine Veränderung des Druckabfalls (ΔP) realisiert. Durch Zuschalten des Eingangsdruckes in den Tropfkanal oder dergleichen wird der zur Öl-Förderung notwendige Druckunterschied (ΔP) aufgehoben oder reduziert. Dieses bedeutet, dass im Tropfkanal oder dergleichen der herrschende Saugdruck aufgehoben wird, so dass die Öl-Förderung und damit das Abtropfen verändert werden, bis zum Stillstand.
Durch das Steuern des Druckgefälles und damit des ΔP als treibende Kraft der Öl-Förderung wird eine bedarfsgerechte Einspeisung des Öles in den Wirkkanal oder dergleichen vorgenommen. Während ein Schaltventil, beispielsweise als 2/2-Wegemagnet-Ventil oder dergleichen ausgebildet, eine Steuerung der Öl-Zufuhr und damit eine Aufhebung des Druckgefälles bewirkt, kann auch die Verwendung eines Proportional-Ventils zur dynamischen Regelung der Ölzufuhr vorgesehen werden. Bei einem derartigen Proportional-Ventil kann der Ventilsitz von 0 bis 100% verändert werden. Proportional zum Strom/Öffnung des Ventilsitzes kann damit auch die Druckdifferenz (ΔP) in der Tropfkammer bzw. in dem Tropfkanal oder dergleichen geregelt werden.
Um eine Beeinflussung des Druckgefälles und damit eine Beeinflussung des Öl-Verbrauchs wirksam vornehmen zu können, ist es notwendig, dass zu dem Ausgangsdruck der Eingangsdruck lokal zugeschaltet wird. Dieses kann beispielsweise durch Zusatzkanäle oder dergleichen erreicht werden. Zum Beispiel in einer Tropfkammer oder in einem Tropfkanal herrscht der Ausgangsdruck, der niedriger als der Eingangsdruck ist, so dass eine Öl-Förderung stattfindet. Wird jedoch in die Tropfkammer, den Tropfkanal oder dergleichen der Eingangsdruck zugeführt, so wird die Druckdifferenz, nämlich das ΔP stufenlos verändert werden bis es ganz aufgehoben wird, es findet dann keine Öl-Förderung mehr statt. Das ΔP ist die treibende Kraft zur Öl-Förderung in den Mischkanal oder dergleichen. Dieses leistet insbesondere die Erfindung, weil sie dieses ΔP steuer- bzw. regelbar macht.
Derartige pneumatische Vorrichtungen oder pneumatische Systeme können so vorgerüstet sein, um im Nachrüstverfahren mit einem Schalt- oder Regelelement ausgestattet zu werden, welches das ΔP beeinflusst.
Es versteht sich, dass bei den heutigen größeren Anlagen derartige Geräte oder Systeme entweder zentral oder örtlich gesteuert bzw. bedarfsgerecht geschaltet werden. Dabei kann die zur Anwendung kommende Steuerung, beispielsweise auch über ein Bus-System verfügen, so dass das Schaltelement oder Regelelement für die Beeinflussung des ΔP als Aktuator ausgebildet ist. Ein derartiger Aktuator kann gezielt angesteuert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines möglichen Ausführungsbeispieles gemäß der 1 beschrieben.
Der 1 ist in einer schematischen Schnittdarstellung eine pneumatische Einheit/System 1 zu entnehmen. Dabei umfasst die pneumatische Einrichtung/System 1 einen Öler 6, der eine Dosiernadel 7 oder dergleichen aufweist, um die geforderte Öl-Menge in eine Tropfkammer 8 mit einem sich anschließenden Tropfkanal 9 abzugeben. Der Tropfkanal 9 geht direkt oder über einen Wirkkanal 12 in einen Raum 2 über, in dem der Ausgangsdruck P₂ herrscht. Der Öler 6 wird durch eine Öl-Zufuhr 3 aufgrund des Eingangsdruckes P₁ mit Öl versorgt. Dadurch, dass in dem Raum 2 mit dem Ausgangsdruck P₂ ein niedrigerer Druck als in dem Raum 4 mit dem Eingangsdruckes P₁ herrscht, wird beim Anliegen des Ausgangsdruckes P₂ aufgrund eines Druckgefälles ΔP zwischen Eingangsdruck P₁ und Ausgangsdruck P₂ eine Öl-Förderung über den Öler 6 mit der Dosiernadel 7 oder dergleichen bewirkt.
Um dieses Druckgefälle ΔP, was die Öl-Zufuhr bewirkt, zu beeinflussen, ist es notwendig, dieses Druckgefälle ΔP entweder aufzuheben oder zu reduzieren bzw. zu regeln. Dieses kann z. B. durch ein Schaltelement 5 in Verbindung mit einem Bypasseingang 10 und einem Bypassausgang 11 erreicht werden.
Dabei ist der Raum 4 des Eingangsdruckes P₁ direkt mit dem Bypasseingang 10, der als Bohrung oder dergleichen ausgeführt ist, verbunden. Das Schaltelement 5, das als Schaltventil, Magnetventil, Elektromotor oder als elektrische Regeleinrichtung beispielsweise als Proportional-Ventil oder dergleichen ausgebildet ist, kann den Ausgang des Bypasseingangs 10 zu dem Bypassausgang 11 durchschalten bzw. deren Öffnungsweite regeln. Die Anordnung des Bypass-Ausgangs 11 ist so angelegt, dass diese örtlich mit dem Tropfkanal 9 in dem Ausführungsbeispiel der 1 zusammenfällt. Dieses ist wichtig, da nur dadurch, dass ein örtliches Zusammentreffen des Bypassausgangs 11 und des Tropfkanals 9 bzw. der Tropfkammer 8 eine Aufhebung bzw. Regelung des Druckgefälles ΔP bewirken kann, deshalb fallen diese unmittelbar zusammen.
Im Zuge der Erfindung ist es auch möglich, dass der Bypassausgang 11 direkt in den Tropfkanal 8 führt, um so den Saugdruck ΔP zu beeinflussen.
Wichtig ist, dass der Eingangsdruck zur Beeinflussung des Ölflusses oder des Abtropfens an der Dosiernadel unterhalb derselben durchgeführt wird.
Neben der bereits beschriebenen Ausführung als Verbund innerhalb einer elektronischen Steuerung kann jedoch auch das Schaltelement 5 ein manuell betätigtes Organ sein. Durch die Nachrüstbarkeit kann beispielsweise an der pneumatischen Einheit 1 eine Flanschfläche vorhanden sein, die zum Beispiel durch eine Blindplatte oder dergleichen abgedeckt ist. Im Bedarfsfall kann diese entfernt werden und durch Anbringen des Schaltelementes 5 wird der Bypasseingang 10 und der Bypassausgang 11 aktiviert.
Bezugszeichenliste

1: Pneumatische Einheit/pneumatisches System
2: Raum (Ausgangsdruck P₂)
3: Öl-Zufuhr
4: Raum (Eingangsdruck P₁)
5: Steuer- oder Regeleinrichtung
6: Öler
7: Dosiernadel
8: Tropfkammer
9: Tropfkanal
10: Bypasseingang
11: Bypassausgang
12: Wirkkanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2420050 A1 [0003]

Claims

Pneumatische Vorrichtung oder pneumatisches System (1) mit einer Öler-Vorrichtung (6), bei der durch ein zwischen einem Ausgangsdruck P₂ und einem Eingangsdruck P₁ vorhandenes Druckgefälle über die Öler-Vorrichtung (6) eine stetige Öl-Menge in eine Tropfkammer (8) und/oder einen Tropfkanal (9) abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die volumetrisch abgegebene Menge des Öles bedarfsgerecht mittels einer elektrischen Steuer- oder Regeleinrichtung (5) dosiert wird bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Ausgangsdruckes P₂ in dem Raum (2).
Pneumatische Vorrichtung/System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine pneumatische Verbindung (10, 11) zwischen den Räumen (2, 4), in denen jeweils der Ausgangsdruck P₂ und der Eingangsdruck P₁ herrschen, besteht, die durch die bedarfsgerechte elektrische Steuer- und/oder Regeleinrichtung (5) beaufschlagt ist.
Pneumatische Vorrichtung/System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die pneumatische Verbindung (10, 11) vom Raum (4) des Eingangsdrucks P₁ zu der Tropfkammer (8) oder dem Tropfkanal (9) oder einem Wirkanal (12) führt.
Pneumatische Vorrichtung/System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Steuereinrichtung (5) als Schaltventil und die elektrische Regeleinrichtung (5) als Proportionalventil oder dergleichen ausgebildet ist.
Pneumatische Vorrichtung/System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil als 2/2-Wege-Magnetventil oder als Magnetventil oder dergleichen ausgebildet ist.
Pneumatische Vorrichtung/System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Steuer- oder Regeleinrichtung (5) mit einem elektrischen Bus-System verbunden ist, das die einzelnen pneumatischen Vorrichtungen (1) bzw. pneumatischen Systeme (1) steuert oder regelt.
Pneumatische Vorrichtung/System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Steuer- oder Regeleinrichtung (5) mit einer elektronischen Steuerung vernetzt ist.
Pneumatische Vorrichtung/System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (5) an der pneumatischen Einheit/System (1) nachrüstbar ist.
Verfahren zur Verwendung einer Öler-Vorrichtung (6) innerhalb eines pneumatischen Systems (1) oder einer einzelnen pneumatischen Vorrichtung (1), bei der eine Abgabe der Öl-Menge durch ein zwischen einem Ausgangsdruck P₂ und einem Eingangsdruck P₁ dynamisch erzeugtes Druckgefälle ΔP innerhalb des Luftstromes erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die volumetrische Menge des Öles die der Öler-Vorrichtung (6) entnommen wird, bedarfsgerecht mittels elektrischer Steuer- oder Regelsignale in der Art verändert wird, dass das Druckgefälle ΔP zwischen dem Ausgangsdruck P₂ und dem Eingangsdruck P₁ beeinflusst wird, wobei die Luftströmung innerhalb des Wirkkanals (12) des Ausgangsdruckes P₂ aufrecht erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die abgegebene Öl-Menge der Öler-Vorrichtung (6) zu- und/oder abschaltbar ist, wobei die Luftströmung im Raum (2) des Ausgangsdruckes P₂ nicht unterbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die abgegebene Öl-Menge der Öler-Vorrichtung (6) durch Ansteuerung eines einem Bypassausgang (11) mit dem Wirkkanal (12) des Eingangsdruckes P₁ verbindendes beaufschlagbares Schaltelement (5) dosiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der elektrischen Steuer- oder Regeleinrichtung (5) über eine zentrale oder dezentrale elektronische Steuerung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtropfmenge des Ölers in seiner Menge und/oder in veränderbaren Zeiträumen gesteuert bzw. geregelt wird.