DE102018101772B4

DE102018101772B4 - Schmierstoffverteileranordnung

Info

Publication number: DE102018101772B4
Application number: DE102018101772.3A
Authority: DE
Inventors: Armin Buergy; Armin Guenther; Jörg Poser; Stefan Schuermann; Gunther Wenskat
Original assignee: IFM Electronic GmbH; SKF Lubrication Systems Germany AG; SKF Lubrication Systems Germany GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH; SKF Lubrication Systems Germany AG; SKF Lubrication Systems Germany GmbH
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2022-06-23
Anticipated expiration: 2038-01-27
Also published as: DE102018101772A1; US11506334B2; CN110081298B; US20190249826A1; CN110081298A

Abstract

Schmierstoffverteileranordnung (1) mit:einem Schmierstoffverteiler, welcher einen Kolben (2) aufweist,einem Sensor (4), welcher dazu eingerichtet ist, einen Kolbenhub des Kolbens (2) zu erfassen, undeinem Steuergerät, welches dazu eingerichtet, den erfassten Kolbenhub von dem Sensor (4) zu empfangen, einen Arbeitspunkt des Kolbens (2) festzusetzen, und den Schmierstoffverteiler unter Verwendung des festgesetzten Arbeitspunkts zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dassder Sensor (4) dazu eingerichtet ist, den Kolbenhub über zumindest zwei Bewegungszyklen des Kolbens (2) automatisiert zu erfassen, und dass das Steuergerät dazu eingerichtet ist, den Arbeitspunkt des Kolbens (2) basierend auf den zumindest zwei erfassten Kolbenhüben festzusetzen, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, die erfassten Kolbenhübe zu mitteln, um den Arbeitspunkt des Kolbens (2) festzusetzen.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Schmierstoffverteileranordnung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
In Schmiersystemen können Schmierstoffverteiler verwendet werden, um einen Schmierstoff an angeschlossene Schmierstellen zu befördern. Diese Schmierstoffverteiler können als Kolbenverteiler ausgestaltet sein, die unter Verwendung eines Kolbens bei jedem Schmierzyklus eine bestimmte Menge an Schmierstoff an die Schmierstellen befördern. Kolbendetektoren, die in den Schmierstoffverteilern verwendet werden, dienen dazu, die Position des Kolbens zu bestimmen, um den Kolben sowie die beförderte Schmierstoffmenge steuern zu können.
Kolbenverteiler können beispielsweise als Progressivverteiler, Einleitungs- oder Zweileiterverteiler ausgeführt sein. Für verschiedene Kolbenverteiler bzw. Verteilerarten werden unterschiedliche Kolben verwendet, die mit ihrem Durchmesser und Kolbenhub an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst sind. Bislang werden für die verschiedenen Kolbenverteiler verschiedene Kolbendetektoren verwendet. Das bedeutet, dass je nach Kolben- bzw. Schmierstoffverteiler unterschiedliche Kolbendetektoren verwendet werden, die den Kolbenhub bestimmen und basierend darauf den Schmierstoffverteiler steuern und schalten.
Die Kolbendetektoren werden zu Beginn auf den jeweiligen Kolben und Einsatzzweck kalibriert. Jedoch kann es aufgrund einer Veränderung der Umgebungsbedingungen, beispielsweise durch Temperaturveränderungen, zu einer Veränderung an dem Kolben, z.B. einer Verschiebung des Kolbenhubs, kommen.
DE 10 2012 217 452 A1 offenbart einen Schmierstoffverteiler für die Abgabe von Schmierstoff an mindestens eine Schmierstelle, wobei der Schmierstoffverteiler ein Schmierstoffverteilergehäuse aufweist, in dem ein Dosierkolben in einer Zylinderbohrung hin und her bewegbar angeordnet ist, wobei Detektormittel vorhanden sind, mit denen die Lage des Dosierkolbens zumindest in einer Kolbenposition erfasst werden kann. Die Detektormittel können einen Hall-Sensor (7).
DE 10 2006 012 810 A1 offenbart, den Bewegungsweg des Dosierkolbens mittels einer Eintauchkörper-Spulen-Anordnung kontinuierlich zu erfassen.
DE 10 2006 001 317 A1 offenbart einen Schmierstoffverteiler mit Dosiereinrichtung, welcher ein Verteilergehäuse mit wenigstens zwei Schmierstoffeinlässen, wenigstens zwei Schmierstoffauslässen und wenigstens einen Dosierkolben umfasst, wobei das von dem Dosierkolben verdrängte Schmierstoffvolumen wechselweise verschiedenen Schmierstoffauslässen zuteilbar ist und wobei der Dosierkolben wenigstens einen das Verteilergehäuse durchsetzenden Stift oder eine das Verteilergehäuse durchsetzende Kolbenstange aufweist. Der Stift wirkt mit einer Druck-Messeinrichtung zusammen, die zu dem von dem Stift ausgeübten Druck proportionale Weg-Zeit-Signale zur Erfassung der Bewegung des Dosierkolbens erzeugt.
GB 2 055 433 A offenbart ein Schmiersystem, welches eine Mehrzahl von Dosiereinheiten aufweist, die jeweils eine Dosierkammer, ein Dosierelement, einen Kolben, einen Öleinlass, durch den der Dosierkammer Öl zugeführt wird, und einen Ölauslass, durch den eine abgemessene Ölmenge aus der Dosierkammer zu einem Schmierpunkt bei einer Bewegung des Dosierelements abgegeben wird.
Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Schmierstoffverteileranordnung bereitzustellen, bei der auf einfache Weise die gleiche Steuerung für unterschiedliche Schmierstoffverteiler und verschiedene Umgebungsbedingungen eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Schmierstoffverteileranordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Die Schmierstoffverteileranordnung weist einen Schmierstoffverteiler mit einem Kolben, einen Sensor, welcher dazu eingerichtet ist, einen Kolbenhub des Kolbens zu erfassen, und ein Steuergerät auf, welches dazu eingerichtet, den erfassten Kolbenhub von dem Sensor zu empfangen, einen Arbeitspunkt des Kolbens festzusetzen, und den Schmierstoffverteiler unter Verwendung des festgesetzten Arbeitspunkts zu steuern.
Um eine Steuerung des Schmierstoffverteilers für unterschiedliche Kolben und Umgebungsbedingungen zu ermöglichen, wird durch den Sensor der Kolbenhub über zumindest zwei Bewegungszyklen des Kolbens automatisiert erfasst. Ein Bewegungszyklus beinhaltet dabei ein Einfahren und Ausfahren des Kolbens. Während der Bewegung des Kolbens wird der verfügbare Kolbenhub durch den Sensor erfasst. Hierbei erfasst der Sensor einen eingefahrenen und einen ausgefahrenen Zustand des Kolbens. Dies kann beispielsweise basierend auf einer Entfernung des Kolbens zu dem Sensor erfolgen, wobei der Unterschied zwischen der Entfernung im eingefahrenen Zustand und der Entfernung im ausgefahrenen Zustand verwendet wird, um den verfügbaren Kolbenhub zu bestimmen.
Basierend auf dem erfassten Kolbenhub kann das Steuergerät den Arbeitspunkt des Kolbens festsetzen und anschließend den Schmierstoffverteiler steuern. Da der Kolbenhub durch den Sensor automatisiert erfasst wird, kann das Steuergerät den Schmierstoffverteiler auch bei einem Austausch des Kolbens oder bei einer Veränderung der Umgebungsbedingungen, die zu einer Veränderung des verfügbaren Kolbenhubs führen können, korrekt steuern.
Der Sensor kann den Kolbenhub in vordefinierten Intervallen erfassen. Beispielweise kann der Sensor den Kolbenhub alle zehn Bewegungen über zumindest zwei Bewegungszyklen erfassen. Je nach Anforderung kann das Intervall verkleinert oder vergrößert werden. Des Weiteren kann der Sensor den Kolbenhub über mehr als zwei Bewegungszyklen des Kolbens erfassen, beispielsweise über zumindest drei. Schwankt der Kolbenhub zwischen den einzelnen Bewegungszyklen stark, kann die Anzahl der erfassten Bewegungszyklen vergrößert werden, um diese Schwankungen auszugleichen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Steuergerät dazu eingerichtet, den Arbeitspunkt in vordefinierten Intervallen festzusetzen bzw. anzupassen. Diese vordefinierten Intervalle können mit den Intervallen zur Erfassung des Kolbenhubs identisch sein. Das Festsetzen des Arbeitspunktes kann auch in anderen Intervallen als die Erfassung des Kolbenhubs erfolgen. Beispielsweise kann das Steuergerät nur dann den Arbeitspunkt festsetzen, wenn der Sensor eine Änderung des Kolbenhubs erfasst.
Der Sensor kann ein Näherungsschalter sein. Beispielsweise kann er ein induktiver Sensor, ein kapazitiver Sensor oder ein Magnetfeldsensor, insbesondere ein Hallsensor, sein. Es kann auch jede andere Art von Sensor eingesetzt werden, mit der eine Überwachung des Kolbenhubs möglich ist.
Der Näherungsschalter ist an dem Schmierstoffverteiler so angebracht, dass er eine Bewegung des Kolbens berührungsfrei detektieren kann. Ist der Näherungsschalter als induktiver oder kapazitiver Sensor ausgestaltet, kann der Kolben aus ferromagnetischem oder nichtmagnetischem metallischen Material ausgestaltet sein. Beide Arten von Sensoren können einen Schwingkreis aufweisen, der bei einer Bewegung des Kolbens mit einer Veränderung der Schwingfrequenz des Näherungsschalters reagiert. Diese Veränderung kann erfasst und basierend darauf der Kolbenhub ermittelt werden.
In ähnlicher Weise erfasst ein Magnetfeldsensor oder ein Hallsensor ein Magnetfeld um den Kolben und detektiert Veränderungen an dem Magnetfeld, die durch eine Bewegung des Kolbens verursacht werden. Diese Veränderungen können zur Ermittlung des Kolbenhubs verwendet werden.
Da die Erfassung der verschiedenen Arten von Näherungsschaltern durch eine Veränderung der Umgebungsbedingungen, beispielsweise bei Temperaturschwankungen, beeinflusst werden kann, kann in einem solchen Fall ein Neu-Kalibrieren des Arbeitspunkts erforderlich sein. In diesem Fall kann der Sensor erneut den Kolbenhub erfassen und das Steuergerät den Arbeitspunkt neu festsetzen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Steuergerät dazu eingerichtet, die erfassten Kolbenhübe zu mitteln, um den Arbeitspunkt des Kolbens festzusetzen. Das Steuergerät kann dabei die erfassten Kolbenhübe von zumindest zwei Bewegungszyklen, bevorzugt von zumindest drei Bewegungszyklen mitteln. Basierend auf den gemittelten Kolbenhüben kann der Arbeitspunkt des Kolbens festgesetzt werden.
Wenn die Schwankungen zwischen den einzelnen Bewegungszyklen groß sind, kann die Anzahl der gemittelten Bewegungszyklen vergrößert werden. Die Schwankungen können durch die höhere Anzahl der berücksichtigten Bewegungszyklen besser ausgeglichen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Steuergerät dazu eingerichtet, den Arbeitspunkt auf einen vordefinierten Anteil des erfassten Kolbenhubs festzusetzen. Beispielsweise kann das Steuergerät den Arbeitspunkt auf ein Drittel des gesamten Kolbenhubs festsetzen. Beim Erfassen des Kolbenhubs kann der Sensor einen minimalen Abstand zum Sensor (d.h. voll ausgefahrene Position des Kolbens) und einen maximalen Abstand zum Sensor (d.h. voll eingefahrene Position des Kolbens) ermitteln und basierend darauf den optimalen Arbeits- bzw. Schaltpunkt des Kolbens berechnen.
Durch die oben beschriebene Schmierstoffverteileranordnung ist es möglich, auf einfache Weise den Arbeitspunkt eines Kolbens festzusetzen und basierend darauf den Schmierstoffverteiler zu steuern. Durch den verwendeten Sensor kann der Kolbenhub des Kolbens dauerhaft überwacht und bei Bedarf der Arbeitspunkt nachgeregelt werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
Es zeigt:

1: eine Schnittansicht einer Schmierstoffverteileranordnung.

Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 zeigt eine Schmierstoffverteileranordnung 1. Diese weist einen Schmierstoffverteiler mit einem Kolben 2 auf. Durch eine Bewegung des Kolbens 2 wird der Schmierstoff oder das Schmiermittel, welches sich in dem Schmierstoffverteiler befindet, an angeschlossene Vorrichtungen befördert. Dies ist beispielhaft in 1 durch den Anschluss 18 gezeigt, an den eine solche Vorrichtung angeschlossen sein kann.
Um den Schmierstoffverteiler zu steuern, ist dieser an ein Steuergerät (nicht gezeigt) angeschlossen. Das Steuergerät steuert, wann sich der Kolben 2 bewegt. Um diese Steuerung durchzuführen, muss das Steuergerät Informationen über den Kolbenhub besitzen.
Hierzu weist die Schmierstoffverteileranordnung 1 einen Sensor 4 auf, der ebenfalls mit dem Steuergerät über einen Verbindungsanschluss 6 und ein Verbindungsstück 8 verbunden ist. Der Sensor 4 kann über eine Adaptereinheit 12 mit dem Kolben 2 verbunden werden. Auf diese Weise ist der Sensor 4 unabhängig von der Art des Kolbens 2 einsetzbar. Die Adaptereinheit 12 und der Sensor 4 können in einer Hülse 10 angeordnet sein, die in ein Gehäuse 14 des Schmierstoffverteilers eingesetzt werden kann. Durch diese Hülse 10 kann der Sensor 4 sehr einfach ausgetauscht werden.
Bei dem Sensor 4 kann es sich beispielweise um einen Näherungsschalter handeln. Bei einer Bewegung des Kolbens 2 kann der Sensor 2 den Abstand 16 zwischen sich und dem Kolben 2 ermitteln. Dies kann bei einem als Magnetsensor ausgestaltetem Sensor 4 durch eine Erfassung der Veränderung eines Magnetfelds erfolgen.
Die Verwendung eines Näherungsschalters bietet den Vorteil, dass der Sensor 4 außerhalb des Schmierstoffverteilers, beispielsweise an einem Ende des Kolbens 2, angeordnet sein kann. Somit kann der Schmierstoffverteiler als geschlossenes System ausgestaltet sein, und der Sensor auch im laufenden Betrieb ausgetauscht werden.
Basierend auf den erfassten Werten der Bewegung des Kolbens 2, d.h. einem Minimalabstand und einem Maximalabstand zu dem Sensor 4 während des Kolbenhubs, kann das Steuergerät den Kolbenhub bestimmen. Anschließend kann das Steuergerät den Schmierstoffverteiler unter Verwendung des bestimmten Kolbenhubs steuern.
Da es während des Betriebs des Kolbens 2 zu Änderungen des Kolbenverfahrwegs kommen kann (beispielsweise durch Veränderungen der Umgebungstemperatur), kann der Sensor 4 den Minimal- und Maximalabstand 16 kontinuierlich oder in bestimmten Intervallen detektieren. Die Steuerung kann dann bei einer Änderung entsprechend nachgeführt werden.
Um unabhängig von den verschiedenen Dimensionen des Schmierstoffverteilers, wie beispielsweise Kolbendurchmesser und unterschiedliche Verfahrwege des Kolbens 2, den Kolbenhub zu erkennen und die Steuerung durch das Steuergerät zu optimieren, kann vorgesehen sein, dass der Sensor 4 sich zunächst auf den vorhandenen Kolben 2 einlernt. Hierzu ist der Sensor 4 dazu eingerichtet, den Kolbenhub über zumindest zwei Bewegungszyklen des Kolbens 2 automatisiert zu erfassen. Nach der Einlernphase kann der Sensor 4 eine weitere Ermittlung des Kolbenhubs durchführen und, wenn erforderlich, nachlernen. Die Einlernphase kann automatisiert bei Anschalten des Sensors durchgeführt werden, während die Nachlernphase kontinuierlich oder in bestimmten Intervallen erfolgen kann. Durch das Nachlernen kann bei Verwendung eines Magnetsensors auch der Einfluss äußerer elektromagnetischer Störungen reduziert werden. Solche magnetischen Störungen könnten beispielsweise durch ein Auftreten eines magnetischen Feldes durch statische Aufladung oder in der Nähe befindlichen Störgrößen entstehen.
Zusammenfassend wird durch die vorgeschlagene Schmierstoffverteileranordnung ein System bereitgestellt, welches auf einfache Weise ermöglicht, den Arbeitspunkt eines Kolbens festzusetzen und basierend darauf zu steuern. Durch einen verwendeten Sensor kann der Kolbenhub des Kolbens dauerhaft überwacht und bei Bedarf der Arbeitspunkt nachgeregelt werden. Somit ist eine Steuerung des Kolbens auch bei Veränderungen der Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Temperaturschwankungen, zuverlässig.
Bezugszeichenliste

1: Schmierstoffverteileranordnung
2: Kolben
4: Sensor
6: Verbindung zu Steuergerät
8: Verbindungsstück
10: Hülse
12: Adaptereinheit
14: Gehäuse
16: Abstand zwischen Kolben und Sensor
18: Anschluss

Claims

Schmierstoffverteileranordnung (1) mit: einem Schmierstoffverteiler, welcher einen Kolben (2) aufweist, einem Sensor (4), welcher dazu eingerichtet ist, einen Kolbenhub des Kolbens (2) zu erfassen, und einem Steuergerät, welches dazu eingerichtet, den erfassten Kolbenhub von dem Sensor (4) zu empfangen, einen Arbeitspunkt des Kolbens (2) festzusetzen, und den Schmierstoffverteiler unter Verwendung des festgesetzten Arbeitspunkts zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) dazu eingerichtet ist, den Kolbenhub über zumindest zwei Bewegungszyklen des Kolbens (2) automatisiert zu erfassen, und dass das Steuergerät dazu eingerichtet ist, den Arbeitspunkt des Kolbens (2) basierend auf den zumindest zwei erfassten Kolbenhüben festzusetzen, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, die erfassten Kolbenhübe zu mitteln, um den Arbeitspunkt des Kolbens (2) festzusetzen.
Schmierstoffverteileranordnung (1) nach Anspruch 1, wobei der Sensor (4) dazu eingerichtet ist, den Kolbenhub in vordefinierten Intervallen zu erfassen.
Schmierstoffverteileranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, den Arbeitspunkt in vordefinierten Intervallen festzusetzen.
Schmierstoffverteileranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (4) ein Näherungsschalter ist.
Schmierstoffverteileranordnung (1) nach Anspruch 4, wobei der Näherungsschalter ein induktiver Sensor, ein kapazitiver Sensor oder ein Magnetfeldsensor, insbesondere ein Hallsensor, ist.
Schmierstoffverteileranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, den Arbeitspunkt auf einen vordefinierten Anteil des erfassten Kolbenhubs festzusetzen.
Schmierstoffverteileranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (4) über eine Adaptereinheit (12) mit dem Kolben (2) verbunden ist.
Schmierstoffverteileranordnung (1) nach Anspruch 7, wobei der Sensor (4) und die Adaptereinheit (12) in einer Hülse (10), insbesondere einer Edelstahlhülse, angeordnet sind.