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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Bereitstellung von Schmiermittel, insbesondere eine Schmiermittelpumpe, die zur Verwendung in einer brand- und/oder explosionsgefährdeten Umgebung ausgebildet ist.
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Für Geräte, Maschinen und Anlagen, die für den Einsatz in brand- und/oder explosionsgefährdeten Umgebungen bestimmt sind, gelten aus Sicherheitsgründen besondere Anforderungen bezüglich eines Brand- und/oder Explosionsschutzes. Bekannte Vorrichtungen zur automatischen Bereitstellung von Schmiermittel, z.B. für ein Wälzlager, die zur Bereitstellung von Schmiermittel in solchen gefährdeten Umgebungen vorgesehen sind und Bauteile mit potentiellen Zündquellen, wie z.B. Elektromotoren und/oder elektrische Steuergeräte, aufweisen, werden daher oftmals außerhalb der gefährdeten Umgebungen angeordnet oder sind als speziell für brand- und/oder explosionsgefährdete Umgebungen zugelassene Standard-Bauteile, z.B. mit einer entsprechenden Schutzkapselung, ausgebildet. Derartige Lösungen sind oftmals technisch und wirtschaftlich sehr aufwändig. Aus diesem Grund erfolgt in vielen brand- und/oder explosionsgefährdeten Umgebungen die Schmierung von Wälzlagern manuell.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur automatischen Bereitstellung von Schmiermittel, insbesondere eine Schmiermittelpumpe, bereitzustellen, die für einen Einsatz in einer brand- und/oder explosionsgefährdeten Umgebung ausgebildet sowie kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur automatischen Bereitstellung von Schmiermittel nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 10 betreffen weitere Ausgestaltungen einer gattungsgemäßen Vorrichtung.
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Demnach wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur automatischen Bereitstellung von Schmiermittel, die einen Schmiermittelbehälter zur Aufnahme eines Schmiermittels, eine Schmiermittelabgabevorrichtung zur Abgabe des Schmiermittels, eine Fördervorrichtung zum Fördern des Schmiermittels aus dem Schmiermittelbehälter zur Schmiermittelabgabevorrichtung und eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Fördervorrichtung umfasst. Die Antriebsvorrichtung ist dabei über eine Kraftübertragungsvorrichtung mit der Fördervorrichtung gekoppelt. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine interne Steuervorrichtung zum Steuern der Antriebsvorrichtung und eine Bedienvorrichtung zur Eingabe von Steuerbefehlen für die interne Steuervorrichtung als eine Schnittstelle für einen Bediener. Komponenten der Vorrichtung, die potenzielle elektrische oder nicht-elektrische Zündquellen besitzen, weisen jeweils wenigstens eine geeignete Schutzart auf, welche die potenziellen Zündquellen unwirksam macht, so dass eine von der Vorrichtung ausgehende potentielle Brand- und/oder Explosionsgefahr in einer brand- und/oder explosionsgefährdeten Umgebung eliminiert wird.
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Der Schmiermittelbehälter ist vorzugsweise ein im Wesentlichen abgeschlossener Behälter, der mindestens eine vorzugsweise verschließbare Schmiermitteleinfüllöffnung sowie eine Schmiermittelabgabeöffnung aufweist. Vorzugsweise weist der Schmiermittelbehälter eine Druckausgleichsvorrichtung, z.B. ein Druckausgleichsventil, auf, das zum Abbau eines in dem Schmiermittelbehälter durch Abgabe von Schmiermittel bewirkten Unterdrucks ausgebildet ist. Wenigstens Teilbereiche des Schmiermittelbehälters, die mit Schmiermittel in Kontakt kommen, weisen ein Material auf, das schmiermittelresistent ist und mit dem Schmiermittel im Wesentlichen nicht chemisch reagiert. Der Schmiermittelbehälter ist ein Bauteil der Vorrichtung, das zum Einsatz in einer brand- und/oder explosionsgefährdeten Umgebung möglicherweise keine besondere Kapselung erfordert, da keine Zündquellen, wie z.B. übermäßige Erwärmung, Funken, elektrostatische Entladungen oder Flammen, beim Gebrauch des Schmiermittelbehälters potenziell entstehen können. Bei der Ausführung werden grundsätzlich leit- oder ableitfähige Materialien verwendet und die Erdung aller Bauteile sichergestellt, um Zündgefahr ausgehend von einer elektrostatischen Entladung zu verhindern. Nicht-leitfähige Materialien sind gegebenenfalls einsetzbar.
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Die Schmiermittelabgabevorrichtung ist eine Abgabeschnittstelle der Vorrichtung, über die Schmiermittel an ein zu schmierendes Objekt bzw. an einen zu schmierenden Bereich, wie z.B. einen Schmiernippel eines Wälzlagers oder eine Schmiermittelleitung, abgebbar ist.
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Die Schmiermittelabgabevorrichtung weist vorzugsweise einen Anschluss für eine Schmiermittelleitung auf. Alternativ weist die Schmiermittelabgabevorrichtung eine Schmiermittelleitung auf, die mit einer Schmiermittelaufnahme eines zu schmierenden Objekts verbindbar ist. Die Schmiermittelabgabevorrichtung ist ein Bauteil der Vorrichtung, das zum Einsatz in einer brand- und/oder explosionsgefährdeten Umgebung möglicherweise keine besondere Kapselung erfordert, da keine Zündquellen, wie z.B. übermäßige Erwärmung, Funken, elektrostatische Entladungen oder Flammen, beim Gebrauch der Schmiermittelabgabevorrichtung potenziell entstehen können. Bei der Ausführung werden leit- oder ableitfähige Materialien verwendet und die Erdung aller Bauteile sichergestellt, um Zündgefahr ausgehend von einer elektrostatischen Entladung zu verhindern. Nicht-leitfähige Materialien sind gegebenenfalls einsetzbar.
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Die Fördervorrichtung ist ausgebildet, das Schmiermittel aus dem Schmiermittelbehälter zur Schmiermittelabgabevorrichtung zu fördern. Die Fördervorrichtung ist vorzugsweise als Schmiermittelpumpe ausgebildet oder weist zumindest eine Schmiermittelpumpe auf. Es ist bevorzugt, dass die Fördervorrichtung keinen integrierten Antrieb aufweist. Somit ist die Fördervorrichtung über eine Antriebsvorrichtung, z.B. über eine Welle oder eine Fluidleitung, antreibbar. Die Fördervorrichtung ist ein Bauteil der Vorrichtung, das zum Einsatz in einer brand- und/oder explosionsgefährdeten Umgebung möglicherweise keine besondere Kapselung erfordert, da keine potenzielle Zündquellen, wie z.B. übermäßige Erwärmung, Funken, elektrostatische Entladungen oder Flammen, beim Gebrauch der Fördervorrichtung potenziell entstehen können. Bei der Ausführung werden leit- oder ableitfähige Materialien verwendet und die Erdung aller Bauteile sichergestellt, um Zündgefahr ausgehend von einer elektrostatischen Entladung zu verhindern. Nicht-leitfähige Materialien sind gegebenenfalls einsetzbar.
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Die Antriebsvorrichtung ist zum Antreiben der Fördervorrichtung ausgebildet. Ein von der Antriebsvorrichtung erzeugtes Drehmoment, eine Kraft oder ein Druck ist über eine Kraftübertragungsvorrichtung von der Antriebsvorrichtung auf die Fördervorrichtung übertragbar. Auf diese Weise ist die Fördervorrichtung antreibbar und Schmiermittel aus dem Schmiermittelbehälter zur Schmiermittelabgabevorrichtung förderbar. Die Antriebsvorrichtung ist ein Bauteil der Vorrichtung, das zum Einsatz in einer brand- und/oder explosionsgefährdeten Umgebung möglicherweise eine besondere Kapselung erfordert, da Risikofaktoren, die zum Auslösen eines Feuers oder einer Explosion geeignet sind, wie z.B. übermäßige Erwärmung, Funken oder Flammen, beim Gebrauch der Antriebsvorrichtung potenziell entstehen können. Daher kann auch die Antriebsvorrichtung eine Kapselung aufweisen. Durch die Kapselung kann die Antriebsvorrichtung eine effektive Abschirmung vor einer brand- und/oder explosionsgefährdeten Umgebung aufweisen.
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Die Erfindung hat gegenüber dem Stand der Technik möglicherweise den Vorteil, dass die komplette Vorrichtung in einer brand- bzw. explosionsgefährdeten Umgebung einsetzbar ist. Durch eine bedarfsorientierte Kapselung von einzelnen Komponenten der Vorrichtung, die eine potenzielle Gefährdung der Umgebung durch die jeweiligen Komponenten berücksichtigt, sind Herstellungskosten der Vorrichtung gegenüber vollgekapselten Vorrichtungen deutlich reduzierbar. Dabei liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, dass für jede Komponente der Vorrichtung eine individuelle Zündschutzart vorgesehen ist, die eine von der jeweiligen Komponente ausgehende Gefahr für die Umgebung berücksichtigt. Somit weisen einige Komponenten, wie z.B. die Antriebsvorrichtung, eine entsprechende Kapselung auf. Komponenten von denen im Wesentlichen keine Gefahr für die Umgebung ausgeht, wie z.B. der Schmiermittelbehälter, benötigen möglicherweise keine Kapselung und weisen demnach vorzugsweise auch keine Kapselung auf. Mittels der Vorrichtung ist eine Schmierungsfunktion in brand- und/oder explosionsgefährdeten Umgebungen automatisierbar.
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Die Vorrichtung kann für den Einsatz in verschiedensten Schmiersystemen, wie z.B. Einleitungs-, Mehrleitungs- und Progressiv-Zentralschmiersystemen verwendet werden und besonders geeignet sein. Beispiele für solche Anwendungen sind in den 2, 3 und 4 dargestellt.
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Die Bedienvorrichtung kann zudem eine bedarfsangepasste Einstellung der Vorrichtung ermöglichen. So kann über die Bedienvorrichtung z.B. eine Schmierstoffabgaberate, Pausenzeiten etc. eingestellt werden. Die Bedienvorrichtung kann dazu bevorzugt eines oder mehrere Bedienfelder aufweisen. Weiterhin kann die Bedienvorrichtung dazu ausgebildet sein, einen Betriebszustand der Vorrichtung auszugeben. Dazu kann die Bedienvorrichtung eine oder mehrere Anzeigen aufweisen. Beispielsweise kann die Bedienvorrichtung einen Schmiermittelstand des Schmiermittelbehälters, einen Schmiermittelvolumenstrom, Temperaturen einzelner Bereiche der Vorrichtung und/oder Warnungen ausgeben. Dies hat möglicherweise den Vorteil, dass die Vorrichtung durch einen Benutzer direkt an der Vorrichtung steuer- sowie überwachbar ist.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung einen ersten Sensor auf, der zum Erfassen von mindestens einer ersten Temperatur ausgebildet ist, und/oder die Vorrichtung weist einen ersten Temperaturschutzschalter auf, der zum Unterbrechen einer Stromversorgung der Bedienvorrichtung bei Erfassen einer festgelegten ersten Maximaltemperatur ausgebildet ist. Ein derartiger erster Sensor hat den Vorteil, dass eine potenzielle Zündgefahr durch Wärme für die Umgebung der Bedienvorrichtung detektierbar ist. Ein Temperaturschutzschalter hat darüber hinaus den weiteren Vorteil, dass eine weitere Erzeugung von Wärme, die eine Zündgefahr für die Umgebung darstellt, durch automatisches Abschalten der Bedienvorrichtung verhinderbar ist. Hierdurch wird die Betriebssicherheit der Vorrichtung weiter verbessert.
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In einigen Ausführungsbeispielen genügt die Bedienvorrichtung der Norm IEC 60079-11 und IEC 60079-0 der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (International Electrotechnical Commission, IEC). Die IEC 60079-0 legt die allgemeinen Anforderungen an die Konstruktion, Prüfung und Kennzeichnung von elektrischen Geräten fest, die für die Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen bestimmt sind. Die Norm IEC 60079-11 der IEC gewährleistet einen sogenannten eigensicheren Betrieb der Bedienvorrichtung. In einer eigensicheren Betriebsart ist die zum Betreiben des Geräts und zur Kommunikation verwendete Leistung derart beschränkt, dass die durch eine Fehlfunktion in die Umgebung eingetragene Energie, beispielsweise durch einen Funken im Falle eines Kurzschlusses, keine Explosion des Gasgemisches der Umgebung bewirken kann. Eigensichere Leistung wird in der Regel ausreichend unterhalb der Mindestzündenergie der in Umgebung vorhandenen explosiven Gase oder Stäube ausgelegt. Im Störfall wird die Eingangsleistung an fehlerhaften Bauteilen in Wärme umgewandelt und die Temperatur des Geräts erhöhen. Dabei muss die Temperatur an jedem Punkt am Gerät noch ausreichend unter der Zündtemperatur der in Umgebung vorhandenen Gase oder Stäube liegen. Die Verlustleistung muss deswegen begrenzt werden. Der eigensichere Betrieb kann einen guten Schutz einer Umgebung der Bedienvorrichtung vor Risikofaktoren, die potenziell beim Betrieb der Bedienvorrichtung entstehen können, bieten.
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Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst die Antriebsvorrichtung einen Elektromotor und/oder eine Fluidpumpe. Mittels derartiger Antriebsvorrichtungen sind z.B. Drehmomente oder Fluidströme erzeugbar. Diese Drehmomente bzw. Fluidströme sind über die Kraftübertragungsvorrichtung zur Fördervorrichtung leitbar. Dies hat den Vorteil, dass ein Förderstrom des Schmiermittels besonders gut steuerbar ist.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen weisen die Antriebsvorrichtung und die interne Steuervorrichtung eine erste Kapselung auf, die der Norm IEC 60079-1 und IEC 60079-0 der IEC genügt. Die erste Kapselung kann dabei als eine gemeinsame Kapselung für die interne Steuervorrichtung und die Antriebsvorrichtung ausgeführt sein oder mehrere Teilkapselungen umfassen, welche die Antriebsvorrichtung und die interne Steuervorrichtung einkapseln. Eine Kapselung nach Norm IEC 60079-1 und IEC 60079-0 zeichnet sich dadurch aus, dass die Festigkeit der Bauteile so ausgelegt wird, dass der Explosionsdruck der innerhalb der Kapselung stattfindenden Explosion ohne Schädigung oder dauerhafte Verformung an den Bauteilen ausgehalten werden kann. Die Öffnungen an der Kapselung kann sogenannte Explosionsspalte besitzen, die so ausgeführt sind, dass die von der Explosion freigesetzten Energie auf dem Weg nach außen entlang der Spalte so geschwächt wird und die Temperatur der austretende Gase so gesenkt wird, dass die in der Umgebung vorhandenen explosiven Gase nicht gezündet werden können. Wichtige Prüfungen, die solche Kapselung bestehen müssen, sind die Druckprüfung auf mechanische Festigkeit der Bauteile und die Prüfung auf Zünddurchschlagsicherheit.
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Die erste Kapselung kann einen sehr guten Schutz einer Umgebung der Antriebsvorrichtung und der internen Steuervorrichtung vor Zündquellen, die potenziell beim Betrieb der Antriebsvorrichtung und/oder der Steuervorrichtung entstehen können, bieten. Sie schützt die explosiven Gase in der Umgebung vor der Zündgefahren aus den gekapselten Bauteilen, die möglicherweise sowohl von Antriebsmotor, elektromagnetischen Schützen und/oder anderen elektrotechnischen Komponenten, als auch von reibenden und/oder schlagenden mechanischen Komponenten ausgehen können.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist die interne Steuervorrichtung zur Überwachung der Schmierungsfunktion mit einer Schnittstelle für interne Sensorsignale, die innerhalb der erste Kapselung sensiert werden, und externe Sensorsignale, die außerhalb der ersten Kapselung sensiert werden, ausgestattet. Der Zustand der Schmierungsfunktion kann somit möglicherweise durch eine Vielzahl von sowohl internen als auch externen Sensorsignalen bedarfsgerecht überwacht werden.
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In einigen Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung einen zweiten Sensor auf, der zum Erfassen von mindestens einer zweiten Temperatur ausgebildet ist, und/oder die Vorrichtung weist einen zweiten Temperaturschutzschalter auf, der zum Unterbrechen einer Stromversorgung der Antriebsvorrichtung bei Erfassen einer festgelegten zweiten Maximaltemperatur ausgebildet ist. Ein derartiger erster Sensor hat den Vorteil, dass eine potenzielle Gefahr durch Wärme für die Umgebung der Antriebsvorrichtung detektierbar ist. Ein Temperaturschutzschalter hat darüber hinaus den weiteren Vorteil, dass eine weitere Erzeugung von Wärme, die trotz erster Kapselung eine Gefahr für die Umgebung darstellt, durch automatisches Abschalten der Antriebsvorrichtung verhinderbar ist. Hierdurch wird die Betriebssicherheit der Vorrichtung weiter verbessert.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung eine schnurgebundene Signalschnittstelle auf, die zur Kopplung der Vorrichtung an eine externe übergeordnete Steuervorrichtung ausgebildet ist. Die Signalschnittstelle wird dabei in einem Modus der Eigensicherheit, insbesondere gemäß den Normen IEC 60079-11, IEC 60079-25 und/oder IEC 60079-27 zusätzlich zu der IEC 60079-0 der IEC, betrieben. Eine derartige Vorrichtung hat den Vorteil, dass eine Steuerung der Vorrichtung von einem entfernten Ort, z.B. einer Umgebung, in der keine besondere Brand- und/oder Explosionsgefahr besteht, steuerbar ist.
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In einigen Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung ein Funkmodul, das zum Anbinden der Vorrichtung an eine externe Steuervorrichtung ausgebildet ist. Ein Funkmodul hat den Vorteil einer erhöhten Flexibilität des Einsatzes der Vorrichtung. Das Funkmodul weist eine zweite Kapselung auf, die einer der Normen IEC 60079-1, IEC 60079-5 oder IEC 60079-18 zusätzlich zur IEC 60079-0 der IEC genügt. Die Norm IEC 60079-1 der IEC gewährleistet eine druckfeste Kapselung des Funkmoduls, die Norm IEC 60079-5 gewährleistet eine Sandkapselung des Funkmoduls und die Norm IEC 60079-18 der IEC gewährleistet eine Vergusskapselung des Funkmoduls. Dabei bietet die zweite Kapselung eine Abschirmung des Funkmoduls zur Umgebung, die gemäß einer von dem Funkmodul für die Umgebung ausgehenden Gefahr angepasst ist. Eine derartige Kapselung bietet einen guten Schutz einer Umgebung des Funkmoduls vor Zündquellen, die potenziell beim Betrieb des Funkmoduls entstehen können.
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In einigen Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung auch zumindest eine weitere Signalschnittstelle auf, die zur Kopplung der Vorrichtung an einen oder mehrere Sensoren zur Zustandsüberwachung einer Vorrichtung, an die über die Schmiermittelabgabevorrichtung Schmiermittel abgegeben wird, ausgebildet ist. Dabei genügt die zweite Signalschnittstelle der Norm IEC 60079-11 und/oder IEC 60079-25 zusätzlich zu der IEC 60079-0 der IEC. Die Kopplung der Vorrichtung an Sensoren zur Zustandsüberwachung kann möglicherweise eine bedarfsgerechte Schmiermittelabgabe an die überwachte Vorrichtung ermöglichen, da z.B. die Steuereinheit auf Basis von Messwerten der Sensoren eine Schmiermittelabgaberate einstellen kann, um z.B. ein Trockenlaufen eines Lagers der überwachten Vorrichtung zu vermeiden. Die Normen IEC 60079-11 und IEC 60079-25 der IEC gewährleistet einen eigensicheren Betrieb der Schnittstelle. Der eigensichere Betrieb kann einen guten Schutz einer Umgebung der Schnittstelle vor Zündquellen, die potenziell beim Betrieb der Bedienvorrichtung entstehen können, bieten.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen stellt die Vorrichtung in einem eine Funktionalität der Pumpe beeinträchtigenden Störfall ein Störsignal durch eine Störsignalleitung nach außen bereit. Das Bereitstellen des Störsignals kann möglicherweise eine Anzeige des Störfalls an einem von der Vorrichtung entfernten Ort, z.B. einer Umgebung, in der keine besondere Brand- und/oder Explosionsgefahr besteht, erlauben. Ferner kann dieses Störsignal von einem Steuersystem ausgewertet werden, um sicherheitsrelevante Maßnahmen einzuleiten, beispielsweise um die zu schmierende Maschine auszuschalten, da weiterer Betrieb der Maschine folgend eines Schmierungsausfalls sicherheitsrelevante Konsequenzen haben kann, z.B. übermäßige Steigung der Temperatur, welche eine potenzielle Zündquelle ausgehend aus der zu schmierenden Maschine darstellt.
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In einigen Ausführungsbeispielen weist die Fördervorrichtung mindestens eine Druckbegrenzungsvorrichtung zur Begrenzung eines Schmiermitteldrucks und/oder eine Druckentlastungsvorrichtung zum Mindern des Drucks in einem Abschnitt der Vorrichtung und/oder der Schmiermittelbehälter mindestens einen Füllstandsensor zum Erfassen mindestens eines Füllstands des Schmiermittelbehälters auf. Eine Druckbegrenzungsvorrichtung kann den Vorteil haben, dass die Vorrichtung vor einem zu hohen Druck und somit vor Beschädigungen geschützt wird. Eine Druckbegrenzungsvorrichtung weist z.B. ein Überdruckventil auf. Eine Druckentlastungsvorrichtung kann insbesondere bei Kolbenverteilern in Einleitungsschmieranlagen von Vorteil sein, um bei jedem Schmierzyklus den Kolbenverteilern neu mit Druck beaufschlagen zu können. Hierbei wird der Schmierstoff in der Dosierkammer des Kolbenverteilers in die Schmierstelle herausgedrückt. Bei einer Druckentlastung der Schmierleitung wird die Dosierkammer mit Schmierstoff erneut gefüllt. So funktioniert eine Einleitungsschmieranlage. Ein Füllstandsensor hat möglicherweise den Vorteil, dass ein Füllstand des Schmiermittelbehälters leicht ermittelbar ist. Somit ist z.B. ein entsprechendes Alarmsignal ausgebbar oder im Gerät selbst eine Abschaltung der Antriebsvorrichtung einzuleiten.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen weist der Schmiermittelbehälter eine Rührvorrichtung zum Umrühren des Schmiermittels auf. Hieraus ergibt sich möglicherweise der Vorteil, dass eine Fließfähigkeit des Schmiermittels verbessert wird. Dies kann insbesondere in Umgebungen mit relativ niedrigen Temperaturen von Vorteil sein.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. 1 zeigt schematisch eine Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung;
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Die in 1 abgebildete Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur automatischen Bereitstellung von Schmiermittel weist einen Schmiermittelbehälter 2 zur Aufnahme eines Schmiermittels auf. Der Schmiermittelbehälter 2 kann einen Schmiermitteleinlass 17 zum Einfüllen von Schmiermittel und einen Schmiermittelauslass 16 zur Abgabe von Schmiermittel aufweisen. Der Schmiermitteleinlass 17 ist vorzugsweise durch eine Kappe verschließbar und/oder weist ein Ventil auf. In dem Schmiermittelbehälter 2 kann optional eine Rührvorrichtung 23 zum Umrühren des Schmiermittels zur Verbesserung der Fließfähigkeit des Schmiermittels angeordnet sein. In der 1 ist der Schmiermittelbehälter 2 als im Wesentlichen geschlossener Schmiermittelbehälter 2 ausgebildet. Alternativ kann der Schmiermittelbehälter 2 z.B. nach oben offen sein und ggf. einen Deckel zum Verschließen aufweisen. Innerhalb des Schmiermittelbehälters 2 kann ein Füllstandsensor 20 zur Bestimmung eines Füllstands des Schmiermittelbehälters 2 angeordnet sein. Der Füllstandsensor 20 ist vorzugsweise ausgebildet, mindestens einen minimalen Füllstand zu detektieren. Alternativ ist der Füllstandsensor 20 beispielsweise ausgebildet, einen Füllstand quantitativ zu erfassen. Die Ausführung des Schmierstoffbehälters entspricht den Anforderungen der Normen DIN EN 13463-1 und DIN EN 13463-5, sodass keine Zündgefahren aus ihm ausgehen können.
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Der Schmiermittelbehälter 2 kann über eine erste Schmiermittelleitung 21 mit einer Fördervorrichtung 4 verbunden sein, die z.B. als Schmiermittelpumpe ausgebildet sein kann. Die Fördervorrichtung 4 kann optional eine Druckbegrenzungsvorrichtung 18 zum Ablassen eines Überdrucks und eine Druckentlastungsvorrichtung 19 zum Druckentlasten der Schmierleitung aufweisen. Die Fördervorrichtung 4 ist ein passives Bauteil ohne einen integrierten Motor und daher über eine Antriebsvorrichtung 5, die z.B. einen Elektromotor 24 aufweist, antreibbar und somit steuerbar. Eine von der Antriebsvorrichtung 5 erzeugte Drehung ist über eine Kraftübertragungsvorrichtung 7 zur Fördervorrichtung 4 weiterleitbar. Die Fördervorrichtung 4 kann einen Drucksensor- bzw. einen Druckschalter 34 aufweisen, um einen Druck in der Fördervorrichtung 4 zu ermitteln und ggf. einen Betrieb in Abhängigkeit von dem ermittelten Druck zu steuern. Die Ausführung der Fördervorrichtung entspricht den Anforderungen der Normen DIN EN 13463-1 und DIN EN 13463-5, sodass keine Zündgefahren aus ihr ausgehen können. Die Fördervorrichtung 4 kann über eine zweite Schmiermittelleitung 22 mit einer Schmiermittelabgabevorrichtung 3 verbunden, die in diesem Beispiel als Anschlussnippel für eine nicht dargestellte Schmiermittelleitung ausgebildet ist.
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Die Vorrichtung 1 weist eine interne Steuervorrichtung 6 auf, die zur Steuerung der Vorrichtung 1 ausgebildet ist. Die interne Steuervorrichtung 6 ist mit einer Bedienvorrichtung 10 zur Eingabe von Steuerbefehlen für die interne Steuervorrichtung 6 gekoppelt. Die Bedienvorrichtung 10 kann weiterhin mit einem ersten Temperatursensor 8 gekoppelt sein, der zum Messen einer Temperatur einer Umgebung der Bedienvorrichtung 10 ausgebildet ist. Weiterhin kann die interne Steuervorrichtung 6 ist mit einem zweiten Temperatursensor 9 gekoppelt sein, der zum Messen einer Temperatur einer Umgebung der Antriebsvorrichtung 5 ausgebildet ist. Von dem ersten Temperatursensor 8, dem zweiten Temperatursensor 9 und dem Füllstandsensor 20 erfasste Messdaten sind von der internen Steuervorrichtung 6 in dieser Ausführungsform aufnehmbar und auswertbar. Vorzugsweise ist die interne Steuervorrichtung 6 derart eingerichtet, die Antriebsvorrichtung 5 zu stoppen oder zu verlangsamen, wenn der zweite Temperatursensor 9 einen Temperaturschwellwert an der Antriebsvorrichtung 5 ermittelt. Weiter bevorzugt ist die interne Steuervorrichtung 6 derart eingerichtet, die Antriebsvorrichtung 5 zu stoppen, wenn der Füllstandsensor 20 das Unterschreiten eines minimalen Füllstands des Schmiermittelbehälters 2 ermittelt. Überdies ist die interne Steuervorrichtung 6 vorzugsweise derart eingerichtet, die Vorrichtung 1 abzuschalten, wenn der erste Temperatursensor 8 einen Temperaturschwellwert an der Bedienvorrichtung 10 ermittelt.
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Die Bedienvorrichtung 10 kann eines oder mehrere Bedienfelder aufweisen, um die interne Steuerung 6 zu programmieren und so eine bedarfsangepasste Einstellung der Vorrichtung 1 zu ermöglichen. Weiterhin kann die Bedienvorrichtung eine oder mehrere Anzeigen aufweisen, um einen Betriebszustand der Vorrichtung 1 auszugeben. Beispielsweise kann die Bedienvorrichtung einen Schmiermittelstand des Schmiermittelbehälters, einen Schmiermittelvolumenstrom, Temperaturen einzelner Bereiche der Vorrichtung 1 und/oder Warnungen ausgeben. Dadurch kann die Vorrichtung 1 durch einen Benutzer direkt an der Vorrichtung 1 gesteuert und überwacht werden. Die Bedienvorrichtung 10 genügt dabei der Norm IEC 60079-11 und IEC 60079-0 der IEC, um einen eigensicheren Betrieb der Bedienvorrichtung 10 zu gewährleisten.
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Die Antriebsvorrichtung 5 und die interne Steuervorrichtung 6 weisen eine erste Kapselung 30 auf, die eine äußere Umgebung vor potenziellen Zündquellen, elektrischen und nicht-elektrischen, der Antriebsvorrichtung 5 und der interne Steuervorrichtung 6 schützt. Die erste Kapselung 30 genügt dabei der Norm IEC 60079-1 und IEC 60079-0 der IEC. Die erste Kapselung 30 kann wie in 1 gezeigt als eine gemeinsame Kapselung für die interne Steuervorrichtung 6 und die Antriebsvorrichtung 5 ausgeführt sein oder mehrere Teilkapselungen umfassen, welche die Antriebsvorrichtung 5 und die interne Steuervorrichtung 6 einkapseln. Die Norm IEC 60079-1 und IEC 60079-0 der IEC gewährleistet eine druckfeste und zünddurchschlagsichere Kapselung der Antriebsvorrichtung 5 und der internen Steuervorrichtung 6, sodass die Umgebung von Zündgefahren, aus elektrischen und nicht-elektrischen Zündquellen, innerhalb der Kapselung 30 geschützt ist.
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Die Vorrichtung 1 kann eine erste Trenn- und Verstärkervorrichtung 31 aufweisen, die in der ersten Kapselung 30 untergebracht ist, um das Bedienfeld 10 mit elektrischer Energie zu versorgen und eine Kommunikation mit der Steuervorrichtung 6 zu ermöglichen. Die erste Trenn- und Verstärkervorrichtung 31 kann die erforderliche Leistung des Bedienfelds zur Verfügung stellen und das Bedienfeld von sonstigen Stromkreisen innerhalb der ersten Kapselung galvanisch trennen. Weiterhin kann die erste Trenn- und Verstärkervorrichtung 31 eine Leistung von Kommunikationssignalen von der internen Steuervorrichtung 6 zum Bedienfeld 10 begrenzen und Kommunikationssignale vom Bedienfeld 10 zur internen Steuervorrichtung 6 verstärken. Die erste Trenn- und Verstärkervorrichtung 31 genügt dabei der Norm IEC 60079-11 und/oder 60079-25 zusätzlich zur 60079-0 der IEC.
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Weiterhin kann die Vorrichtung 1 eine schnurgebundene Signalschnittstelle 11 aufweisen, die wie in 1 gezeigt mit der internen Steuervorrichtung 6 gekoppelt sein kann. In anderen Ausführungsbeispielen kann die erste Signalschnittstelle 11 auch mit anderen bzw. weiteren Komponenten der Vorrichtung 1 gekoppelt sein. Beispielsweise kann die erste Signalschnittstelle 11 direkt mit der Antriebsvorrichtung 5 gekoppelt sein. Über die schnurgebundene Signalschnittstelle 11 kann die Vorrichtung 1 mit einer externen Steuervorrichtung 14, die z.B. außerhalb eines Gefahrenbereiches angeordnet sein kann, gekoppelt werden. Dadurch ist die Vorrichtung 1 über die externe Steuervorrichtung 14 bedienbar sowie überwachbar. In einigen Ausführungsbeispielen kann z.B. die Antriebsvorrichtung 5 über die externe Steuervorrichtung 14 überwacht und gesteuert werden.
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Weiterhin kann die Vorrichtung 1 ein Funkmodul 13 aufweisen. Über das Funkmodul 13 kann die Vorrichtung 1 wiederum oder alternativ mit der externen Steuervorrichtung 14 verbunden werden. Das Funkmodul 13 weist eine zweite Kapselung 40 auf, die einer der Normen IEC 60079-1, IEC 60079-5 oder IEC 60079-18 zusätzlich zur IEC 60079-0 der IEC genügt. Die Norm IEC 60079-1 der IEC gewährleistet eine druckfeste Kapselung des Funkmoduls 13, die IEC 60079-18 der IEC gewährleistet eine Sandkapselung des Funkmoduls 13 und die Norm IEC 60079-18 der IEC gewährleistet eine Vergusskapselung des Funkmoduls 13. Dabei bietet die zweite Kapselung 40 eine Abschirmung des Funkmoduls 13 zur Umgebung, die gemäß einer von dem Funkmodul 13 für die Umgebung ausgehenden Gefahr angepasst ist. Eine derartige Kapselung bietet einen guten Schutz einer Umgebung des Funkmoduls 13 vor Zündquellen, die potenziell beim Betrieb des Funkmoduls 13 entstehen können.
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Eine dritte Trenn- und Verstärkervorrichtung 33 kann vorgesehen sein, die in der ersten Kapselung 30 untergebracht ist, um das Anbinden der externen Steuervorrichtung 14 an die interne Steuervorrichtung 6 zu ermöglichen. Die dritte Trenn- und Verstärkervorrichtung 33 kann eine Leistung von Kommunikationssignalen zur externen Steuervorrichtung 14 begrenzen und Kommunikationssignale von der externen Steuervorrichtung 14 verstärken. Weiterhin kann die dritte Trenn- und Verstärkervorrichtung 33 einen Kommunikationsbus der externen Steuervorrichtung 14, an dem ein eigensicherer Betrieb herrscht, von sonstigen Stromkreisen innerhalb der ersten Kapselung 30 galvanisch trennen. Die dritte Trenn- und Verstärkervorrichtung 33 genügt dabei der Norm IEC 60079-11 und/oder 60079-25 zusätzlich zur IEC 60079-0 der IEC.
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Die Vorrichtung 1 kann eine weitere Signalschnittstelle 15 aufweisen, die wie in 1 gezeigt mit der internen Steuervorrichtung 6 gekoppelt sein kann. Die weitere Signalschnittstelle 15 kann zur Kopplung der Vorrichtung 1 an einen oder mehrere Sensoren zur Zustandsüberwachung einer Vorrichtung, an die über die Schmiermittelabgabevorrichtung 3 Schmiermittel abgegeben wird, genutzt werden. Die so gewonnen Messdaten können z.B. von der internen Steuervorrichtung 6 zu einer bedarfsgerechten Betriebsanpassung der Vorrichtung 1 genutzt werden. In einigen Ausführungsformen kann die interne Steuervorrichtung 6 z.B. den Betrieb der Antriebsvorrichtung 5 auf Basis der gewonnen Messdaten steuern, um z.B. eine Schmiermittelabgabe an die durch die Sensoren überwachte Vorrichtung zu regulieren. In einigen Ausführungsformen können die gewonnen Messdaten alternativ oder zusätzlich über die schnurgebundene Signalschnittstelle 11 und/oder das Funkmodul 13 an die externe Steuerungsvorrichtung 14 übermittelt werden. Der Stromkreise durch die zweite Signalschnittstelle 15 genügen der Norm IEC 60079-11 und/oder IEC 60079-25 zusätzlich zur IEC 60079-0 der IEC, um einen eigensicheren Betrieb der Signalschnittstelle 15 zu gewährleisten.
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Die Vorrichtung 1 kann eine zweite Trenn- und Verstärkervorrichtung 32 aufweisen, die in der ersten Kapselung 30 untergebracht ist, um das Anbinden des einen oder der mehreren Sensoren zur Zustandsüberwachung an die Steuervorrichtung 6 zu ermöglichen. Die zweite Trenn- und Verstärkervorrichtung 32 kann dabei die Leistung der Sensorsignale begrenzen und die Sensoren von sonstigen Stromkreisen innerhalb der ersten Kapselung 30 galvanisch trennen. Die zweite Trenn- und Verstärkervorrichtung 32 kann die Sensorsignale verstärken und sie der internen Steuervorrichtung 6 bereitstellen. Die zweite Trenn- und Verstärkervorrichtung 32 genügt der Norm IEC 60079-11 und/oder 60079-25 zusätzlich zur IEC 60079-0 der IEC.
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Eine Störsignalleitung 36 kann vorgesehen sein, um in einem Störfall, z.B. bei einer die Funktionalität der Antriebsvorrichtung 5 oder der Pumpe beeinträchtigender Situation, ein Störsignal nach außen abzugeben. Somit kann eine Anzeige des Störfalls an einem von der Vorrichtung entfernten Ort, z.B. einer Umgebung, in der keine besondere Brand- und/oder Explosionsgefahr besteht, ermöglicht werden. Dieses Signal kann auch von einem übergeordneten Steuersystem, vgl. 5, ausgewertet werden, um sicherheitstechnische Maßnahmen infolge eines Schmierungsausfalls einzuleiten. Hierbei kann das übergeordnete Steuersystem entscheiden, ob ein oder mehrere zusätzlichen Schmierzyklen ausgelöst werden soll, oder ob eine redundante Schmierpumpe eingeschaltet werden soll, oder ob die zu schmierende Maschine oder Vorrichtung teilweise oder ganz ausgeschaltet werden soll, oder ein Warnsignal ausgelöst werden soll, weil ein Betrieb im Trockenlauf aufgrund eines Schmierungsausfalls eine erhebliche Erwärmung bei der Lagerung hervorrufen kann, die zur einer potentiellen Zündquelle für die Umgebung mit explosionsfähigen Gasen oder Stäuben, und somit eine Explosionsgefahr, führen kann.
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Die 2 bis 4 zeigen verschiedene Anwendungen einer Vorrichtung 1 zur automatischen Bereitstellung von Schmiermittel. Insbesondere zeigt 2 die Anwendung der Vorrichtung 1 in einer Einleitungsschmieranlage, die durch eine einzelne von der Vorrichtung 1 abgehende Schmiermittelleitung 210 charakterisiert ist. 3 zeigt die Anwendung in einem Progressiv-Zentralschmiersystem. In dem Progressiv-Zentralschmiersystem führt eine erste Schmiermittelleitung 210a von der Vorrichtung 1 zu einem ersten Schmiermittelverteiler 211a, an dem eine Abgabe von Teilen des bis dahin geförderten Schmiermittels erfolgt. An einem der Mehrzahl der Ausgänge des Schmiermittelverteilers 211a ist eine zweite Schmiermittelleitung 210b angeschlossen, die am Eingang eines zweiten Schmiermittelverteilers 211b angeschlossen ist. 4 zeigt die Anwendung in einem Mehrleitungssystem bzw. in einer Mehrkreisschmieranlage, die durch eine Mehrzahl von der Vorrichtung 1 abgehende Schmiermittelleitungen 210a, 210b und 210c charakterisiert ist.
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5. zeigt eine mögliche Anwendungskonfiguration. Die Vorrichtung 1 ist mit einer zu schmierende Maschine 200 verbunden, die sich mit der Vorrichtung in einem explosionsgefährdeten Bereich 510 befindet. Sie bedient dabei 3 Schmierkreise 210a, 210b, 210c, jeweils mit einem Sensor 212a, 212b und 212c zum Überwachen der Schmierfunktion ausgestattet. Verbunden mit der Vorrichtung 1 befinden sich eine Störfallanzeige und ein übergeordnetes Steuersystem 220 im nicht-explosionsgefährdeten Bereich 512, welches die Schmierfunktion der Vorrichtung 1 überwacht und steuert. Das Steuersystem 220 kann das Störsignal empfangen und verarbeiten, sowie die Einleitung der oben angesprochenen Notfallmaßnahmen kontrollieren. Die Vorrichtung 1 kann alternativ oder ergänzend auch von einem funkfähigen Computer 230 überwacht oder gesteuert werden.
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Insofern in der Beschreibung als auch in den Patentansprüchen, d.h. in der gesamten Patentanmeldung, auf einzelne Normen Bezug genommen wird, so wird darunter die am Anmeldetag der Patentanmeldung geltende Fassung der jeweiligen Norm verstanden. Für die Norm IEC 60079-0 ist dies die im Juni 2014 ausgegebene Revision IEC 60079-0:2014. Für die Norm IEC 60079-1 ist dies die im Juni 2014 ausgegebene Revision IEC 60079-1:2014. Für die Norm IEC 60079-11 ist dies die im Juni 2011 ausgegebene Revision IEC 60079-11:2011. Für die Norm IEC 60079-18 ist dies die im Dezember 2014 ausgegebene Revision IEC 60079-18:2014. Für die Norm IEC 60079-25 ist dies die im Februar 2010 ausgegebene Revision IEC 60079-25:2010. Für die Norm DIN EN 13463-2 ist dies die im Februar 2005 ausgegebene Revision DIN EN 13463-2:2005-02. Für die Norm DIN EN 13463-3 ist dies die im Juli 2005 ausgegebene Revision DIN EN 13463-3:2005-07. Für die Norm DIN EN 13463-8 ist dies die im Januar 2004 ausgegebene Revision DIN EN 13463-8:2004-01.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Schmiermittelbehälter
- 3
- Schmiermittelabgabevorrichtung
- 4
- Fördervorrichtung
- 5
- Antriebsvorrichtung
- 6
- interne Steuervorrichtung
- 7
- Kraftübertragungsvorrichtung
- 8
- erster Temperatursensor
- 9
- zweiter Temperatursensor
- 10
- Bedienfeld
- 11
- schnurgebundene Signalschnittstelle
- 13
- Funkmodul
- 14
- externe Steuervorrichtung
- 15
- weitere Signalschnittstelle
- 16
- Schmiermittelauslass
- 17
- Schmiermitteleinlass
- 18
- Druckbegrenzungsvorrichtung
- 19
- Druckentlastungsvorrichtung
- 20
- Füllstandsensor
- 21
- erste Schmiermittelleitung
- 22
- zweite Schmiermittelleitung
- 23
- Rührvorrichtung
- 24
- Elektromotor
- 25
- externer Druckschalter/-sensor
- 26
- Druckanzeige
- 27
- Antriebs- und Steuereinheit
- 28
- Anschluss zur Spannungsversorgung
- 30
- erste Kapselung
- 31
- erste Trenn- und Verstärkervorrichtung
- 32
- zweite Trenn- und Verstärkervorrichtung
- 33
- dritte Trenn- und Verstärkervorrichtung
- 34
- interner Druckschalter/-sensor
- 35
- Stromversorgung
- 36
- Störsignalleitung
- 40
- zweite Kapselung
- 200
- zu schmierende Maschine
- 210a, b, c
- Schmiermittelleitung
- 211a, b
- Schmiermittelverteiler
- 212a, b, c
- Sensor
- 220
- Steuersystem
- 230
- Computer
- 510
- explosionsgefährdeter Bereich
- 512
- nicht explosionsgefährdeter Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Norm IEC 60079-11 [0015]
- IEC 60079-0 [0015]
- IEC 60079-0 [0015]
- Norm IEC 60079-11 [0015]
- Norm IEC 60079-1 [0017]
- IEC 60079-0 [0017]
- Norm IEC 60079-1 [0017]
- IEC 60079-0 [0017]
- Normen IEC 60079-11 [0021]
- IEC 60079-25 [0021]
- IEC 60079-27 [0021]
- IEC 60079-0 [0021]
- Normen IEC 60079-1 [0022]
- IEC 60079-5 [0022]
- IEC 60079-18 [0022]
- IEC 60079-0 [0022]
- Norm IEC 60079-1 [0022]
- Norm IEC 60079-5 [0022]
- Norm IEC 60079-18 [0022]
- Norm IEC 60079-11 [0023]
- IEC 60079-25 [0023]
- IEC 60079-0 [0023]
- Normen IEC 60079-11 [0023]
- IEC 60079-25 [0023]
- Normen DIN EN 13463-1 [0028]
- DIN EN 13463-5 [0028]
- Normen DIN EN 13463-1 [0029]
- DIN EN 13463-5 [0029]
- Norm IEC 60079-11 [0031]
- IEC 60079-0 [0031]
- Norm IEC 60079-1 [0032]
- IEC 60079-0 [0032]
- Norm IEC 60079-1 [0032]
- IEC 60079-0 [0032]
- Norm IEC 60079-11 [0033]
- 60079-25 [0033]
- 60079-0 [0033]
- Normen IEC 60079-1 [0035]
- IEC 60079-5 [0035]
- IEC 60079-18 [0035]
- IEC 60079-0 [0035]
- Norm IEC 60079-1 [0035]
- IEC 60079-18 [0035]
- Norm IEC 60079-18 [0035]
- Norm IEC 60079-11 [0036]
- 60079-25 [0036]
- IEC 60079-0 [0036]
- Norm IEC 60079-11 [0037]
- IEC 60079-25 [0037]
- IEC 60079-0 [0037]
- Norm IEC 60079-11 [0038]
- 60079-25 [0038]
- IEC 60079-0 [0038]
- Norm IEC 60079-0 [0042]
- IEC 60079-0:2014 [0042]
- Norm IEC 60079-1 [0042]
- IEC 60079-1:2014 [0042]
- Norm IEC 60079-11 [0042]
- IEC 60079-11:2011 [0042]
- Norm IEC 60079-18 [0042]
- IEC 60079-18:2014 [0042]
- Norm IEC 60079-25 [0042]
- IEC 60079-25:2010 [0042]
- Norm DIN EN 13463-2 [0042]
- DIN EN 13463-2:2005-02 [0042]
- Norm DIN EN 13463-3 [0042]
- DIN EN 13463-3:2005-07 [0042]
- Norm DIN EN 13463-8 [0042]
- DIN EN 13463-8:2004-01 [0042]
