DE102012213217A1

DE102012213217A1 - Messvorrichtung zur Erfassung eines Schmiermittelvolumenstroms

Info

Publication number: DE102012213217A1
Application number: DE201210213217
Authority: DE
Inventors: Walter Notar; Alexander Körner; Timo Niederberger; Tobias Schneider
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-01-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (1) zur Erfassung eines Schmiermittelvolumenstroms, umfassend mindestens zwei ineinandergreifender Zahnräder (2, 20, 21) angeordnet in einem Modulgehäuse (3) und ein Element (10, 11) zur Erfassung der Drehbewegung eines Zahnrades (2, 20, 21). Um den Aufbau zu vereinfachen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Achsen (6) der Zahnräder (2, 20, 21) parallel zur Breite (b) des Modulgehäuses (3) anzuordnen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Erfassung eines Schmiermittelvolumenstroms.
Derartige Messvorrichtungen werden gebraucht um das Schmiermittelvolumen, das von einer zentralen Schmierstoffleitung über mehrere parallele Einzelleitungen zu einer Schmierstelle gepumpt bzw. gepresst wird, zu erfassen. Als Schmiermittel kann Öl oder Fett zum Einsatz kommen.
Die Messvorrichtungen sind jeweils hinter einer Drossel angeordnet. Aufgabe der Drossel ist es, den Schmierstoff aus der Hauptleitung bedarfsgerecht entsprechend den Anforderungen der zu versorgenden Schmierstelle zu drosseln, sodass das richtige Schmierstoffvolumen an der Schmierstelle ankommt. Mittels der Messvorrichtung wird der Volumenstrom gemessen und überwacht, damit jede Schmierstelle nur mit der Schmierstoffmenge versorgt wird, die unbedingt notwendig ist.
Insbesondere in Maschinen zur Herstellung von Papier-, Tissue- oder Kartonbahnen, die oft mehrere Hundert Schmierstellen aufweisen, haben sich Messvorrichtungen zur Erfassung des Schmiermittelvolumenstroms zu den Schmierstoffstellen zur Reduzierung des Schmiermittelbedarfs bewährt.
Durch die vorgeschaltete Drossel kann die Schmierstoffmenge gut an die Erfordernisse angepasst werden und Korrekturen können anhand der Messergebnisse der Messvorrichtung bei laufender Maschine ausgeführt werden.
Aus dem Stand der Technik sind derartige Messvorrichtungen durchaus bekannt. Diese bestehen aus zwei ineinandergreifenden Zahnrädern, die in einem Modulgehäuse angeordnet sind, das mit einem Deckel verschlossen ist. In dem Deckel ist ein Schauglas eingearbeitet, durch welches die Bewegung der Zahnräder überwacht werden kann. Zum Zählen der Umdrehungen eines Zahnrades, aus dem sich das Volumen berechnen lässt, ist zusätzlich ein Zähler, zum Beispiel ein Induktionszähler, vorgesehen.
Die Messvorrichtungen sind modular aufgebaut und werden senkrecht zu den Achsen der Zahnräder zu Messblöcken zusammengesetzt bzw. gestapelt. Die Schmierstoffzuleitung erfolgt über eine zentrale Schmiermittelzuleitung, die durch alle Module führt. In jedem Modul sind eine Drossel sowie ein Bypass integriert.
Die Modulgehäuse sind zwar sehr wartungsfreundlich und lassen sich sehr flexibel aneinanderreihen, aber sie sind durch die integrierten Funktionen auch sehr aufwendig herzustellen, was sie verhältnismäßig teuer macht.
Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, eine Messvorrichtung sowie einen Messblock vorzuschlagen, die/der einfacher aufgebaut ist.
Die Aufgabe wird mittels einer Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einer Zentralschmiermittelmessvorrichtung mit mehreren Messvorrichtungen nach Anspruch 11 gelöst.
Bei der Analyse von Messvorrichtungen zur Erfassung eines Schmiermittelvolumenstroms entsprechend dem Stand der Technik wurde festgestellt, dass diese Vorrichtungen relativ kompliziert aufgebaut sind. Im Wesentlichen muss eine derartige Messvorrichtung mindestens ein Modulgehäuse, zwei ineinandergreifende Zahnräder und ein Element zur Erfassung der Drehbewegung eines Zahnrades aufweisen.
Der Erfinder hat erkannt, dass der Aufbau gegenüber dem Stand der Technik wesentlich vereinfacht werden kann, wenn die Achsen der Zahnräder parallel zur Breite des Modulgehäuses, also der Modulbreite, angeordnet sind.
Das hat den Vorteil, dass das Modulgehäuse und die Zahnräder im Wesentlichen die gleiche Breite aufweisen können, wobei mit im Wesentlichen gemeint ist, dass ein Spiel vorhanden ist, sodass sich die Zahnräder frei drehen können.
In dem Fall einer einzelnen Messvorrichtung bzw. Messmoduls kann diese/s mittels zweier Deckel verschlossen werden, wobei das Modulgehäuse zwischen den Deckeln mittels eines Klemmelements geklemmt ist. Die Klemmung erfolgt vorzugsweise in der Art, dass das Modulgehäuse bei gelöster Klemmung zusammen mit den Zahnrädern zwischen den beiden Platten herausgezogen werden kann. Dadurch ist eine leichte Montage der Messvorrichtungen möglich und das Innere der Messvorrichtung ist ohne weiteren Aufwand zugänglich.
In einer weiteren Ausführung kann das Modulgehäuse für die Messvorrichtung einseitig durch eine Seitenwand verschlossen sein und auf der anderen Seite eine Kontaktfläche aufweisen. Zum Verschließen kann das Modulgehäuse mittels eines Klemmelements mit der Kontaktfläche gegen eine Dichtfläche gedrückt werden. Auch hier erfolgt die Klemmung in der Art, dass das Modulgehäuse zusammen mit den Zahnrädern parallel zur Dichtfläche herausziehbar ist.
Die Zahnräder können als Außenzahnräder oder Innenzahnräder ausgeführt sein, wobei die Außenzahnräder zu bevorzugen sind, weil bei Innenzahnrädern in zumindest eine Seitenwand zusätzliche Kanäle eingebracht werden müssen.
Die Breite des Modulgehäuses und der Zahnräder kann durch diese Ausführungen sehr einfach an das erforderliche Schmiermittelvolumen angepasst werden.
Die Lagerung der Zahnräder erfolgt vorzugsweise in den Deckeln oder in der einen Seitenwand und/oder dem Deckel bzw. der Dichtfläche. Als Dichtfläche kann auch die Seitenwand eines weiteren Modulgehäuses dienen.
Weiterhin kann das Klemmelement aus Gewindespannern, vorzugsweise drei oder vier Gewindespannern, bestehen. Diese können derart angeordnet werden, dass die Messvorrichtung problemlos herausgezogen werden kann.
Das Element zur Erfassung der Drehbewegung eines Zahnrades kann aus einem in einem Zahnrad eingebrachten Magneten und einem Induktionszähler bestehen.
Jede Messvorrichtung kann im Schmiermittelzulauf und/oder im Schmiermittelauslass eine Drosselnadel aufweisen, mittels der/denen die Schmiermittelzufuhr zur Schmierstelle exakt eingestellt werden kann.
Durch den vereinfachten Aufbau können die beidseitig offenen Modulgehäuse aber auch die Zahnräder aus einem Strangguss oder extrudiertem Kunststoffmaterial hergestellt werden, das dann nur noch auf Länge zugeschnitten und werden muss.
Des Weiteren lässt sich mit den erfindungsgemäßen Messvorrichtungen relativ einfach ein Messblock zur Versorgung von mehreren Schmiermittelstellen aufbauen. Dieser kann dann mehrere Messvorrichtungen zur Erfassung eines Schmiermittelvolumenstroms umfassen, wobei die Messvorrichtungen in Richtung der Zahnradachsen gestapelt sind.
Werden beidseitig offene Modulgehäuse verwendet, wird nur noch ein Deckel zwischen zwei Modulgehäusen benötigt. Dieser kann zudem noch dünner ausgeführt sein wie die Enddeckel des Messblocks.
In einer weiteren Ausführung kann der Messblock aus Modulgehäuse mit Seitenwand aufgebaut werden. Dabei wird jeweils die Seitenwand des folgenden Modulgehäuses als Dichtfläche bzw. Deckel verwendet. Nur das abschließende Modulgehäuse wird mit einem Enddeckel verschlossen.
Bei dem erfindungsgemäßen Messblock kann die Schmiermittelversorgung der Messvorrichtungen über eine zentrale Schmiermittelzuleitung erfolgen.
Des Weiteren kann jedes Modulgehäuse und die zentrale Schmiermittelzuleitung jeweils über ein Verbindungsstück, bevorzugt einem Küken, miteinander verbunden sein, durch das Schmiermittel von der Schmiermittelleitung in die Messvorrichtung gelangt.
Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Messvorrichtung und des Messblocks sowie weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Skizzen näher erläutert.
In diesen zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine Messvorrichtung mit Außenzahnrädern
2 einen Querschnitt durch eine Messvorrichtung ausgeführt als Innenzahnradmessgerät
3 einen Messblock
4 einen Schmiermittelanschluss
5a, b eine weitere Ausführung der Messvorrichtung in zwei Ansichten
1 zeigt einen Querschnitt durch eine Messvorrichtung 1 mit Außenzahnrädern 2a, b die in dem Modulgehäuse 3 eingebaut sind. Die Achsen 6 der Zahnräder 2a, b sind parallel zur Breite des Modulgehäuses angeordnet. Das Modulgehäuse 3 ist unterhalb und oberhalb der Zeichnungsebene von zwei Deckeln 4, 5 verschlossen. Von links gelangt das Schmiermittel 13 durch den Schmiermittelzulauf 7 in das Innere des Modulgehäuses 3. Durch den Druck, mit dem das Schmiermittel 13 zugeführt wird, werden die Zahnräder 2a, b gedreht, sodass über die Ermittlung der Umdrehungen der Zahnräder der Schmiermittelvolumenstrom ermittelt werden kann.
Die Ermittlung der Umdrehungen erfolgt dadurch, dass ein Magnet 10 am bzw. im Zahnrad 2a angebracht ist, welcher von einem Induktionszähler 11 abgefragt wird. Über den Schmierleitungsanschluss 12 gelangt das Schmiermittel 13 anschließend zur Schmierstelle. Der Induktionszähler 11 ist mit einer Steuerung verbunden, mittels der die Schmierstoffversorgung der angeschlossenen Schmierstelle überwacht werden kann.
2 zeigt eine alternative Ausführung der Messvorrichtung 1 ausgeführt als Innenzahnradmessgerät. Auch hier ist das Modulgehäuse 3 von zwei Deckeln 4, 5 verschlossen. Als Messräder dienen hier ein Außenzahnrad oder Stator 20 und darin exzentrisch angeordnet ein Innenzahnrad oder Rotor 21. Das Funktionsprinzip entspricht dem einer entsprechenden Innenzahnradpumpe, nur dass auch hier die Zahnräder mittels des Schmierstoffs 13 bewegt werden. Die Schmierstoffzuführung wie auch die Schmierstoffabführung erfolgt über Kanäle 22, 23, die in zumindest einem Deckel eingebracht sind und über nicht dargestellte Bohrungen mit dem Schmiermittelzulauf 7 und dem Schmierleitungsanschluss 12 in Verbindung stehen.
In 3 ist ein Messblock, bestehend aus mehreren Messvorrichtungen 3, dargestellt. Die Achsen 6 der Zahnräder 2 verlaufen parallel zur Breite b der Modulgehäuse 3. Jede Messvorrichtung 1 bzw. auch jedes Modulgehäuse 3 ist zwischen zwei Deckel 4, 5 eingeklemmt. Als Klemmelement dienen hier Gewindespanner 15, mit einem li/re Gewinde. Durch einfaches Lösen der Spannschrauben 15 wird die Klemmung aufgehoben und das Modul kann zwischen den Deckeln herausgezogen werden. Die Deckeldicke der Deckel 4, 5 kann unterschiedlich gewählt werden. So können die Zwischendeckel 5 zwischen zwei Modulen wesentlich dünner gestaltet werden als die Enddeckel 4, da diese keinem einseitigen Druck ausgesetzt sind.
Die Achsen 6 der Zahnräder 2 sind in allen bisher gezeigten Ausführungen in den Deckeln 4, 5 gelagert. Um das Auswechseln weiter zu verbessern, können aber auch Zwischendeckel bzw. Lagerscheiben eingesetzt werden. In diesem Fall müssten die Zahnräder entsprechend schmaler sein, sodass die Gesamtbreite wieder der Gehäusebreite entspricht.
Der Schmiermittelanschluss an den Schmiermittelzulauf 7 wird in 4 genauer gezeigt. Auf der Seite der Schmiermittelzuläufe 7 eines Messblocks, der aus mehreren Messmodulen 1 besteht, verläuft ein Schmiermittelzulaufprofil 14. Die Verbindung von Schmiermittelzulaufprofil 14 und Messvorrichtung 1 erfolgt über ein sogenanntes Küken 9, durch das das Schmiermittel vom Schmiermittelzulaufprofil 14 zur Messvorrichtung gelangt. Zur Einstellung des Schmiermittelvolumens ist eine Drossel 8 in dem Küken 9 vorgesehen. Beim Wechseln einer Messvorrichtung 1 kann die Schmierstoffzufuhr mittels der Drossel 8 unterbrochen und durch Drehen des Kükens 9, zusammen mit der Drossel 8, das Messmodul 1 freigegeben werden. Eine Sicherung 14a verhindert das Herausfallen des Kükens 9.
Die Breite b der Messvorrichtungen 1 kann in allen gezeigten Ausführungsformen an den Schmiermittelbedarf der angeschlossenen Schmierstelle angepasst werden. Die Fertigung des Modulgehäuses 3 und/oder der Zahnräder 2 ist besonders einfach, wenn diese aus einem Strangguss oder extrudiertem Kunststoffmaterial hergestellt werden, sodass das Gehäuse und die Zahnräder nur noch auf die gewünschte Breite geschnitten, bearbeitet werden müssen. Zur besseren Abdichtung kann eine Dichtung zwischen Gehäuse 3 und Deckel 4, 5 eingelegt oder eine Nut mit Dichtung vorgesehen werden.
Eine weitere Ausführungsform der Messmodule 1 ist in den 5a und b dargestellt. Das hier gezeigte Doppelgehäuse 19 hat zwei integrierte Messvorrichtungen, mit denen zwei Schmierstellen unabhängig mit Schmiermittel versorgt werden können. Diese Ausführung unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch, dass eine Seitenwand 16 zwischen den Messvorrichtungen 1 vorhanden ist, sodass hier kein Strangguss oder extrudiertes Kunststoffmaterial verwendet werden kann. Aber auch dieses Modul kann einfach in einen Messblock zwischen zwei Deckel 4, 5 eingebaut werden. Damit beide Schmierstellen separat mit Schmierstoff versorgt werden können aber nur ein Schmierstoffanschluss an das Schmiermittelanschlussprofil 14 hergestellt werden muss, ist hier zusätzlich auf der Auslassseite eine Drossel 8 vorgesehen.
Nicht dargestellt, aber auch denkbar, ist eine Gehäuseausführung mit einer Messvorrichtung 1 und einem Gehäuse 3 mit einer Seitenwand 16, ähnlich dem Doppelgehäuse 24. Bei einer solchen Ausführung kann beim Aufbau eines Messblocks auf die Zwischenwände verzichtet werden. Die Module in dieser Ausführung nutzen jeweils die Außenfläche der Seitenwand des folgenden Modulgehäuses 3 als Dichtflächen und nur das abschließende Modulgehäuse 3 muss mit einem Deckel 5 verschlossen werden.
Die Lagerung der Zahnräder kann bei Gehäuseausführungen mit Seitenwand auch fliegend in der Seitenwand erfolgen.
Bezugszeichenliste

1: Messvorrichtung
2: Zahnrad
3: Modulgehäuse
4: Enddeckel
5: Zwischendeckel
6: Achse
7: Schmiermittelzulauf
8: Drosselnadel
9: Küken
10: Magnet
11: Induktionszähler
12: Schmierleitungsanschluss
13: Schmiermittel
14: Schmiermittelzulaufprofil
14a: Sicherung
15: Spannelement
16: Seitenwand
17: Dichtung
18: Schmierstoffleitung
19: Dichtfläche, Kontaktfläche
20: Stator
21: Rotor
22, 23: Kanäle
24: Doppelgehäuse
b: Modulbreite

Claims

Messvorrichtung (1) zur Erfassung eines Schmiermittelvolumenstroms, umfassend mindestens zwei ineinandergreifender Zahnräder (2, 20, 21) angeordnet in einem Modulgehäuse (3) und ein Element zur Erfassung der Drehbewegung eines Zahnrades (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (6) der Zahnräder (2, 20, 21) parallel zur Breite (b) des Modulgehäuses (3) angeordnet sind.
Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1, daduch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung mittels zwei Deckeln (4, 5) verschlossen ist, wobei das Modulgehäuse (3) zwischen den Deckeln (4, 5) mittels einem Klemmelement (15) geklemmt ist, in der Art, dass das Modulgehäuse (3) zusammen mit den Zahnrädern (2, 20, 21) zwischen den beiden Deckeln (4, 5) herausziehbar ist.
Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1, daduch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (3) der Messvorrichtung durch eine Seitenwand (16) verschlossen ist und auf der anderen Seite eine Kontaktfläche aufweist, wobei das Modulgehäuse (3) mittels einem Klemmelement (15) gegen eine Dichtfläche drückbar ist, in der Art, dass das Modulgehäuse (3) zusammen mit den Zahnrädern (2, 20, 21) parallel zur Dichtfläche (19) herausziehbar ist.
Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (2) als Außenzahnräder oder Innenzahnräder (20, 21) ausgeführt sind.
Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1, daduch gekennzeichnet, dass die Breite des Modulgehäuses (3) und der Zahnräder (2, 20, 21) an das erforderliche Schmiermittelvolumen angepasst ist.
Messvorrichtung (1) nach Anspruch 2 und 3, daduch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (2, 20, 21) in den Deckeln oder in der einen Seitenwand und/oder dem Deckel (4, 5) bzw. der Dichtfläche (19) gelagert sind.
Messvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, daduch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (19) aus Gewindespannern, vorzugsweise drei oder vier Gewindespannern, besteht.
Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (10, 11) zur Erfassung der Drehbewegung eines Zahnrades (2, 20, 21) aus einem in einem Zahnrad eingebrachten Magneten (10) und einem Induktionszähler (11) besteht.
Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schmiermittelzulauf (7) und/oder Schmiermittelauslass (12) eine Drosselnadel (8) angeordnet ist.
Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (3) und/oder die Zahnräder (2, 20, 21) aus einem Strangguss oder extrudiertem Kunststoffmaterial bestehen.
Messblock zur Versorgung von mehreren Schmiermittelstellen, umfassend mehrere Messvorrichtungen (1) zur Erfassung eines Schmiermittelvolumenstroms nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtungen (1) in Richtung der Zahnradachsen (6) gestapelt sind.
Messblock nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulgehäuse (3) mit Seitenwand jeweils die Seitenwand des folgende Modulgehäuses (3) als Dichtflächen (19) verwenden und nur das abschließende Modulgehäuse (3) mit einem Deckel (4, 5) verschlossen ist.
Messblock nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelversorgung der Messvorrichtungen (1) über eine zentrale Schmiermittelzuleitung (14) erfolgt.
Messblock nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Modulgehäuse (3) und die zentrale Schmiermittelzuleitung (14) jeweils über ein Verbindungsstück, bevorzugt einem Küken (9), miteinander verbunden sind, durch das Schmiermittel (13) von der Schmiermittelleitung (14) in die Messvorrichtung (1) gelangt.