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Steuerschaltung für hydraulisch betriebene Schmieranlagen Bei hvdraulischen
Schmierafflagen bekannter Bauart sind Verteiler in beliebiger Anzahl an zwei von
einer Zentralpumpe mit Schmierstoff versorgten Steuerleitungen in Parallelschaltung
derart angeschlossen, daß die Leitungsdrücke mittels eines zentralen Schaltvorgangs
periodische Druckirnpulse erfahren, die im Verteiler durch Verschiebung eines Steucrkolbens
einen Förderkolben wechselseitig beaufschlagen und dabei das Schmierrnittel abwechselnd
den an dem Verteiler angeschlossenen zwei Schmierstellen zudrücken.
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Ist der Schmierstoffausstoß von sämtlichen Verteilern der Anlage einmalig
vollzogen, so hat sie einen Schmierimpuls ausgeführt. Er umfaßt daher zwei von den
Druckirnpulsen der beiden Steuerleitungen aus-,gelösten Schmiertakte.
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Die notwendige Anzahl der Schrnierimpulse in der Zeiteinheit bestimmt
der erforderliche, auf die Zeit bezogene Schmierstoffbedarf. Dabei dürfen sich aber
die einzelnen Schmierimpulse nicht laufend aneinanderreihen. Dielmpulsdatier istnämlich
einevariable Größe, die vorn jeweiligen Betriebszustand der Anlage stark beeinflußt
wird. Die Impulszahl und damit die Schmierstoffversorgung würde dann unzulässigen
Schwankungen unterliegen. Urn die Irnpulszahl exakt züi beherrschen, d. h.
auf eine vorbestimmte Größe konstant zu halten, wird die Förderleistung der Zentralpumpe
für einen möglichst schnellen und deshalb von clcn variablen Größen kaurn beeinflußten
Ablauf des Schmierimpulses ausgelegt. Zwischen den einzelnen Schmierimpulsen werden
sodann durch Stillsetzen der Pumpe Schnlierpausen eingelegt, deren Dauer nach Bedarf
bestimmt wird. Das Stillsetzen der Pumpe kann z. B. durch eine vom Schmierimpuls
ausgelöste Ausschaltung ihres elektrischen Antriebsmotors, das Anlaufen nach der
Schmierpause durch eine einstellbare Zeitschaltung erfolgen.
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Da sich ferner in den Steuerleitungen der Druck-und Entspannungszustand
durch einen gemeinsamen Schaltvorgang wechselseitig ablösen, ist es funktionsbedingt,
daß die Entspannung in der einen Steuerleitung vollzogen ist, bevor der Druckaufbau
in der anderen Steuerleitung einsetzt. Der Steuerkolben des Verteilers wird dann
von keiner Druckdifferenz beeinflußt und verharrt deshalb in der Steuerstellung
des abgelaufenen Schmierimpi-ilses. Der Förderkolben bleibt aber vom Schrnierstellertdruck
beaufschlagt und verdrängt sein Fördervolumen in die noch entspannte Steuerleitung,
statt sie beim nächsten Schtnierinipuls der Schmierstelle zuzuf ühren. Es muß daher
verhindert werden, daß die Entspannung unter dem höchsten Druck absinkt, der an
der angeschlossenen Schmierstelle auftreten kann. Zu diesem Zweck ist es üblich,
in der Rückleitung, über die das Entspannen der Steuerleitungen zum Schmiermittelbehälter
der Pumpe stattfindet, ein überlaufventil einzubauen, dessen Öff nungsdruck höher
eingestellt ist als der höchste vorhandene Schmierstellendruck. Eine Entspannung
der Steuerleitungen kann dann nie unter dem Öffnungsdruck erfolgen, und der Schmierstellendruck
ist nicht fähig, den Förderkolben gegen den Öffnungsdruck des Ventils zu verschieben.
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Nun weist aber meist der größte Teil der angeschlossenen Schmierstellen
einen sehr geringen oder überhaupt keinen Austrittsdruck auf. Es besteht dann im
Verteiler zwischen den hochgespannten Steuerleitungen und seinen Schmierleitungen
ein erhebliches Druckgefälle. Dieses bewirkt unvermeidliche Spaltverluste über den
Steuerkolben, die von seinem jeweiligen Passungszustand, der Druckdifferenz und
der Dauer ihrer Einwirkung und dem Schmierstoff selbst abhän-en. Die Spaltverluste
treten mengenmäßig völlig unbeherrscht zusätzlich zur geförderten Schmierstoffmenge
an der Schmierstelle aus. Dieses Übermaß all Schmierstoffzufuhr kann z. B. bei einem
sonst unbedenklichen Verschleißzustand der Kolbenpassung allein schon den gesamten
Schmierstoffbedarf eines normalen Lagers erreichen. Der einwandfreie Ablauf des
Schmiervorganges wird hierdurch einpfind-]ich gestört durch übermäßigen, ungenutzten
Sel#mierstoffverbrauch und sehr unerwünschten Schmierstoffanhäufunge-n in der Maschinenanlage.
Außerdem bewirkt der Schmierstoffabfluß über die Spaltverluste nach jenen
Schmierstellen, die keinen oder nur geringen Austrittswiderstand aufweisen, eine
Entspannung der Steuerleitungen unter dem höchsten Schmierstellendruck. Hiermit
würden durch die Spaltverluste die gleichen Förderstörungen auftreten können, die
vorstehend für den Druckwechselvorgang beschrieben wurden.
Zur Vermeidung
der Mängel der bekannten hydraulisch arbeitenden Schmieranlagen wird gemäß der Erfindung
vorgeschlagen, nach Beendigung eine s
Schmierimpulses in einem besonderen
Arbeitstakt beide Steuerleitungen über eine zusätzliche Rücklaufleitung drucklos
werden zu lassen. Hierdurch wird erreicht, daß durch die beliebig langen Schrnierpausen
das Auftreten von Spaltverlusten und das Überschmieren jener Schmierstellen, deren
Austrittbwiderstand geringer ist als der jeweils mögliche Maximalwert, vermieden
wird.
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Hierbei kann in der Schniierrnittelleitung in be-
kannter Weise
ein Rückschlagventil angeordnet werden, um ein Druckloswerden der Schmierleitung
zu verhindern. Man kann aber auch vor einem neuen Steuerimpuls die zuletzt beaufschlagte
Steuerleitung in einem besonderen Arbeitstakt von neuem beauf -
um dein Förderkolben
die richtige Endlage zu geben. Während dieses Arbeitstaktes bleibt die andere Steuerleitung
über die Rücklaufleitung drucklos.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung gemäß
der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Schrnieranlage
in schematischer Darstellung, Fig. 2 und 3 den Schnitt durch den Verteiler
in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen.
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Die Zentralpumpe P - beispielsweise angetrieben von dein Elektromotor
111 - saugt den Schrnierstofi über den Saugkanal K aus dem drucklosen Schmierstoffbehälter
Z und fördert ihn über eine Druckleitung D und ein Steuerorgan
0 abwechselnd in die Steuerleitung A oder in die Steuerleitung B.
Die Schaltung des Steuerorgans 0 kann von der Zentralpumpe ans durch mechanische,
elektrische oder druckhydraulische Impulse in bekannter Weise erfolgen.
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Vom Umschaltorgan 0 führen zwei Rücklaufleitungen R, und R2
zum Behälter Z. In der Leitung R.,
ist ein Überlaufventil U eingebaut,
das den Durchfluß freigibt, sobald der Leitungsdruck seinen Öffnungsdruck übersteigt.
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Zwischen den Steuerleitungen A und B sind die Verteiler f-' in Parallelschaltung
angeschlossen. Verteiler einer beispielsweise üblichen Bauart (Fig. 2 und
3) besitzen einen Steuerkolben E und einen Förderkolben F. In die
Zvlinderbohrung des Steuerkolbens münden die Steuerleitungen A und B und
die zwei Schinierleitungen Si und S- die zu den Schmierstellen führen.
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Die Steuerschaltung der Schinieranlage hat den folgenden Arbeitsablauf,
der je nach der verwendeten Verteilerbauart funktionsmäßige Variationen crfahren
kann.
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Die Schmierstofförderung der Verteiler V verläuft auf bekannte
Weise in zwei Schmiertakten. Im ersten Schmiertakt wird z. B. der Schmierstoff in
die Ste-uerleitung A eingepumpt, nachdem das voin vorangegangenen Druckimpuls geschaltete
Steuerorgan 0
die Steuerleitung A mit dem Druckkanal D und die
Steuerleitung B mit der Rücklaufleitung R, verbunden hat. Die Steuerleitung B entspannt
sich dabei auf den Üffnungsdruck des Gberlaufventils (.-. Der Steuerkolben
E der Verteiler V (Fig. 2) nimnit die rechte Endstellung ein. sobald der
Druck in der Steuerleitun- A über diesen Öfinungsdruck ansteigt. Das Schmiermittel
beaufschlagt von links den Förderkolben F. Er bewegt sich in die gezeichnete rechte
Endstellung, wobei er sein Fördervoluirien in die b
Schmierleitung #., zur
Schmierstelle drückt. Haben alle angeschlossenen Verteiler diesen ersten Schmiertakt
vollzogen, so kann die Steuerleitung A keinen weiteren Schmierstoff aufnehmen.
Der dort auf tretende Druckimpuls bewirkt die Weiterschaltung des Steuerorgans
0 in eine Stellung, die nun umgekehrt die Steuerleitung B mit der Druckleitung
D und die Steuerleitung A mit der Rücklaufleitung R., verbindet. Das Einpumpen
des Schmierstoffes in äie Steuerleitung B läßt den zweiten Schmiertakt ablaufen.
11i jetzt die Steuerleitung A unter dein Öffnungsdruck de> Ventils, also
unter einem höheren Druck steht als der höchste Schmierstellendruck in der Schmierleitung
S'." kann --,ich der Förderkolben F nicht eher verschieben. als der Druckaufbau
in der Steuerleitung B den Steuerkolben des #'erteilers (Fig. 3) in die linke
Endläge schiebt und den Förderkolben F von rechts beaufschlägt. -Nachdem alle Förderkolben
die linke Endlage eingenommen und ihr Hubvolumen in die Schmierleitung Si eingedrückt
haben, ist der zweite Schiniertakt beendet.
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Würde nun in bekannter Weise der in der Steuerleitung B auftretende
Druckinipuls das Steuerorgan 0
wieder in den anfänglichen Schaltzustand bringen
und den Schnlierimpuls damit beenden, so stellen züi Beginn der jetzt mit dem Abschalten
der Pumpe einsetzenden Schmierpause die Speisele:itunge#n unter einem Druck, der
höher oder gleich dem Öffnungsdruck des Überlaufventils (T ist. Er bewirkt dann
an allen Verteilern die beschriebenen Spaltve#rluste und das schädliche Überschmieren
der Schmierstelleii.
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Die Steuerschaltung nach der Erfindung beschließt den Schrnierimpuls
nicht unmittelbar mit der beschriebenen Rückschaltung auf den Startzustand des ersten
Schmiertaktes, sondern in der Weise, daß die dem Stenerorgan 0 vom Druckimpuls
der Steuerleitung B erteilte Schaltstellung beide Steuerleitungen mit der RücklaufleitungR1
verbindet und druck-los macht. Während der anschließenden Scbmierpause ist hiermit
das Abfließen von Spaltverlusten aus den Steuerleitungen zu den Scbmierleitungen
vermieden.
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Andererseits wird aber während der Schmierpause die Schmierleitung
S, (Fig. 3) je nach dem Austrittswiderstand ihrer Schinierstelle einen
überdruck gegenüber den entspannten Steuerleitungen aufweisen. der den Förderkolben
von links beaufschlagt und ihn in seine rechte Endlage zurückbewegt. Er verdrängt
dabei ein Fördervoluinen, das beim folgenden Schmierimpuls für die Schinierleitung
S" bestimmt ist, in die drucklose Stenerleitung B und intzieht andererseits der
Schmierleitung S, den zuvor zugeführten Schmierstofi. Würde in diesem Zustand nach
Ablauf der Schrnierpause der neue Schmierinipuls einsetzen. so unterbleibt die Schrnierstofförderung
in die SchmierstoffleitungS7-Es wird deshalb der neue- Schinierinipuls beim Einschalten
der Pumpe durch einen weiteren Arbeitstakt eingeleitet, der den Schinierstoff in
die Steuerleitung B einpumpt und lediglich in den Verteilern den Zustand herzustellen
hat. der vor der Schmierpause vorhanden war. Die anlaufende Pumpe erteilt züi diesem
Zweck dein Steuerorgan 0 eine Schaltstellung, die die Steuerleitung B nochmals
init dein Druckkanal D verbindet, während die Steuerleitung A weiter über die Rücklaufleitung
R, drucklos ist. Der Druckanstieg in der Steuerleitung 13 verschiebt den von recht>,
beaufschlagten Förderkolben (Fig. 3)
wieder in die linke und führt der Schmierleitung
Si das ihr vorher etwa entzogene Schiniermittel wieder züi. Sobald diese Korrektur
der Kolbenläge vollzogen isst. bewirkt der dann auftretende Druckimpulb der Steuerleitung
B in beschriebener
Weise die Umschaltung des Steuerorgans
0 zum ersten Schmiertakt des neuen Schmierimpulses.
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Statt die Korrektur durch den hydraulischen Druck der Ste#uerleitungB
vorzunehmen, kann auch in der Schmiermittelleitung S, in bekannter Weise
z. B. ein Rückschlagventil angeordnet werden, das den Schmiermittelrückfluß zu dem
Verteiler verhindert.