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Die
Erfindung betrifft eine Zentralschmieranlage, insbesondere für Maschinen,
Fahrzeuge, Bau- oder Landmaschinen zum Fördern von Schmierstoff aus
einer Schmierstoffquelle an vorbestimmte Schmierstoffabnahmestellen
sowie ein Verfahren zur Detektion eines Leitungsbruches in einer
entsprechenden Zentralschmieranlage.
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Bei
Zentralschmieranlagen tritt das Problem auf, dass aufgrund eines
weitverzweigten Leitungsnetzes der Bruch einer Leitung oftmals schwer
feststellbar bzw. lokalisierbar ist. Bei Zentralschmieranlagen,
die einen oder mehrere Progressivverteiler aufweisen, besteht darüber hinaus
das Problem, dass bei einem Leitungsbruch abstromseitig des Progressivverteilers
die progressive (fortschreitende) Betätigung der Dosierkolben durch
den Druckabfall in der gebrochenen Leitung unterbrochen wird, so
dass ein Rückstau
von Schmierstoff entsteht, jedenfalls die weiteren vom Progressivverteiler
abgehenden Leitung nicht mehr mit Schmierstoff versorgt werden und so
gravierende Folgeschäden
auftreten können.
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Oft
ist ein Rückstau
von Schmierstoff, wie oben ausgeführt, die Folge eines Leitungsbruches, wenn
ein Progressivverteiler oder eine ähnliche Anordnung zwischengeschaltet
ist. Ein Rückstau
von Schmierstoff kann aber auch andere Ursachen haben, beispielsweise
auf eine Verstopfung in einer Leitung zurückzuführen sein.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zentralschmieranlage
zu schaffen, bei der mögliche
Folgeschäden
aufgrund eines Leitungsbruches oder einer Leitungsblockade erheblich vermindert
werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Zentralschmieranlage nach Patentanspruch
1 bzw. 8 sowie durch ein Verfahren nach Patentanspruch 14 bzw. 15
gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein
Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht in dem Vorsehen eines
Leitungsbruchwächters,
der mindestens an einer, vorzugsweise an mehreren oder sogar allen
Leitungen vorgesehen ist, wobei der Leitungsbruchwächter als
Drucksensor zur Überwachung
des Druckes und zur Detektion eines Druckabfalls in der zugeordneten
Leitung unter einen vorbestimmten Minimaldruck Pmin ausgebildet
ist.
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Nach
einer ersten vorzugsweisen Alternative der vorliegenden Erfindung
sind die Leitungsbruchwächter
an mindestens einer Leitung, vorzugsweise an allen Leitungen vorgesehen,
die als Endleitungen unmittelbar jeweils nur einer Schmierstoffabnahmestelle
zugeordnet sind. Obwohl es einen gewissen Aufwand darstellt, jeder
oder möglichst
jeder Endleitung einen eigenen Leitungsbruchwächter zuzuordnen, kann durch
diese Maßnahme
ein Leitungsbruch in den Endleitungen sehr schnell lokalisiert und
anschließend
ggf. behoben oder zumindest entschieden werden, ob über einen
Notfallbetrieb Arbeiten trotz Ausfall der konkreten Endleitung über einen
gewissen Zeitraum noch fortgeführt
werden können.
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Um
einen über
dem Minimaldruck Pmin liegenden Druck im
normalen Betrieb unabhängig
von den Druckverhältnissen
an der Schmierstoffabnahmestelle sicherzustellen, ist zweckmäßigerweise
vor den Schmierstoffabnahmestellen, vorzugsweise vor allen Schmierstoffabnahmestellen
jeweils ein Vorspannventil vorgeschaltet, das einen über dem
Minimaldruck Pmin liegenden Druck sicherstellt.
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Wenn
den Endleitungen, was eine häufige Konfiguration
darstellt, Progressivverteiler vorgeschaltet sind, die über Zuführleitungen
von der Schmierstoffpumpe oder über
einen nochmals vorgeschalteten Progressivverteiler mit Schmierstoff
versorgt werden, kann erfindungsgemäß ergänzend oder alternativ mindestens
eine Zuführleitung
mit jeweils einem Leitungsbruchwächter
ausgestattet sein bzw. in Wirkverbindung stehen.
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Der
Leitungsbruchwächter
ist vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass er nicht nur einen
Druckabfall aufgrund Bruches einer Leitung, sondern auch einen Druckanstieg über einen
vorgegeben Maximaldruck Pmax zu detektieren
in der Lage ist, so dass auch ein Rückstau bei Verstopfen einer
Leitung erkannt werden kann.
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Nach
einem weiteren bevorzugten Aspekt stehen mindestens einer, vorzugsweise
alle Leitungsbruchwächter
mit einer zentralen Auswerteinrichtung in Wirkverbindung, um Druck-
und/oder Alarmsignale von den Leitungsbruchwächtern an die zentrale Auswerteinrichtung
zu übertragen.
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Nach
einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung steht
die zentrale Auswerteinrichtung mit einer Ausfalldatenbank in Wirkverbindung,
die Informationen darüber
enthält,
wie lange ggf. mit welchen Schäden
sowie ggf. mit welchen Folgeschäden
eine Schmierstoffabnahmestelle bei Fortführung der Arbeiten im Notbetrieb
ohne Schmierstoff verbleiben kann. In vielen Situationen ergibt
sich das Problem, dass der Betrieb eines mit einer Zentralschmieranlage
versehenen Gegenstandes trotz eines Leitungsbruches nicht unterbrochen
werden soll, da die bei Unterbrechung eintretenden Folgeschäden größer sind
als die Schäden,
die bei weiterer Benutzung trotz gebrochener Leitung entstehen können. Es
kann daher wünschenswert
sein, in einem Notbetrieb den mit teilweise defekter Zentralschmieranlage
ausgestatteten Gegenstand, insbesondere Maschine, Fahrzeug, Bau-
oder Landmaschine noch über
eine gewisse Zeitspanne in einem Notbetrieb weiterbenutzen zu können. Als
Kriterium für
die Entscheidung über
Fortführung
im Notbetrieb sollen auch die Informationen heranziehbar sein, wie lange,
ggf. mit welchen Schäden
sowie ggf. mit welchen Folgeschäden
eine Schmierstoffabnahmestelle ohne Schmierstoff verbleiben kann.
Hierbei kann es sich entweder um festabgelegte Daten handeln; alternativ
können
die Informationen auch auf Grundlage tatsächlicher Nutzungsgewohnheiten
bzw. unter Annahme bestimmter Nutzungsgewohnheiten errechnet werden.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der auch unabhängig beansprucht wird,
ist bei einer Schmierstoffanlage umfassend eine Schmierstoffpumpe,
die Schmierstoff über
eine oder mehrere Leitungen an die Schmierstoffabnahmestellen fördert, und
zwischen Schmierstoffpumpe und Schmierstoffabnahmestellen mindestens
einen Verteiler aufweist, der Schmierstoff auf mehrere, jeweils an
die Schmierstoffabnahmestellen führende
Endleitungen verteilt, vorgesehen, dass an dem Verteiler ein Überdruckventil
angeordnet ist, um bei einem vorbestimmten Überdruck Pmax Schmierstoff
abzuleiten.
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Das
erfindungsgemäße Überdruckventil
gestattet die Zentralschmieranlage und damit den mit der Zentralschmieranlage
ausgestatteten Gegenstand auch in einem Notbetrieb weiter zu betreiben. Das Überdruckventil
ist vorzugsweise so ausgebildet und eingestellt, dass es einen Rückstau des Schmiermittels über einen
vorbestimmten Grenzdruck vermeidet, so dass weiter vorgeschaltete
Progressivverteiler ordnungsgemäß weiter
betreibbar sind.
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In
einer ersten Ausgestaltung dieser Lösung weist der Verteiler ein Überdruckventil
eingangsseitig auf, das für
den gesamten Verteiler wirksam ist. Bei einem Rückstau in der Zufuhrleitung
des Progressivverteilers über
einen vorbestimmten Grenzdruck öffnet
das Überdruckventil
und stellt einen weiteren Betrieb des Progressivverteilers, zumindest über einen Notfallzeitraum,
sicher.
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In
einer alternativen Ausgestaltung, die ggf. auch zusätzlich vorgesehen
werden kann, weist der Verteiler eine Mehrzahl von Überdruckventilen
ausgangsseitig auf, die jeweils einem zugeordneten Ausgangsanschluss
des Verteilers zugeordnet und für diesen
Ausgangsanschluss wirksam sind. Tritt nun eine Blockade abstromseitig
eines Ausgangsanschlusses auf, die zu einem Druckanstieg führt, so öffnet das
dem Ausgangsanschluss zugeordnete Überdruckventil, wenn dieser
Druck über
einen vorbestimmten Grenzdruck ansteigt. Auf diese Weise wird die
Funktionsfähigkeit
der restlichen Anlage, zumindest über einen Notfallzeitraum,
sichergestellt.
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Um
das Öffnen
eines Überdruckventiles,
mithin den nicht ordnungsgemäßen Zustand
einer Leitung feststellen zu können,
wirken die Überdruckventile
zweckmäßiger Weise
mit Anzeigeeinrichtungen zusammen, die eine Auslösung des Überdruckventiles anzeigen.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung können diese Anzeigeeinrichtungen
auf mechanische Weise, beispielsweise in Form von Stiften ausgebildet
sein, die beim Öffnen
des Überdruckventiles
von einer ersten Normalposition in eine zweite Alarmposition überführt werden.
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Diese
Stifte oder äquivalente
mechanische Einrichtungen können
in einer weiter bevorzugten Ausgestaltung auch manuell wieder in
die erste Position rückgeführt werden,
wenn der Schaden behoben und das Überdruckventil wieder geschlossen
ist. Selbstverständlich
können
die Anzeigeeinrichtungen auch auf andere Weise, beispielsweise elektronisch ausgebildet
sein. In einer weiteren Ausgestaltung können die Anzeigeeinrichtungen
auch mit der zentralen Auswerteinrichtung in Wirkverbindung stehen, um
so das Auslösen
eines Überdruckventilen
zentral erfassen und ggf. auch unter Hinzuziehung der bereits erwähnten Ausfalldatenbank
beurteilen zu können.
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Allgemein
kann eine Anzeigeeinrichtung für jedes
einzelne Überdruckventil
vorgesehen sein. Es kann aus Kostengründen aber auch gewünscht sein, mehrere Überdruckventile
zu Gruppen mit einer Anzeigeeinrichtung zusammenzufassen, beispielsweise
bei einem Progressivverteiler eine Anzeigeeinrichtung für alle Ausgangsanschlüsse auf
einer Seite des Progressivverteilers und eine weitere Anzeigeeinrichtung
für die
Ausgangsanschlüsse
auf einer zweiten Seite des Progressivverteilers vorzusehen.
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Schließlich kann
auch eine kombiniert elektrisch/mechanische Anzeigeeinrichtung vorgesehen sein,
also beispielsweise die Auslösung
des Überdruckventils
zunächst
durch ein mechanisches Mittel, wie beispielsweise einen von einer
ersten Position in eine zweite Position überführten Stift sichtbar gemacht
werden und dann die Überführung des
Stiftes von einer ersten Normalposition in eine zweite Alarmposition
durch elektrische und/oder optische Mittel, wie eine Lichtschranke
o.ä., erfasst
werden. Die Datenübermittlung
an die zentrale Auswerteinrichtung kann drahtgebunden oder drahtlos
erfolgen. Insbesondere kann die Signalübertragung auch in Bustechnologie
vorgesehen sein.
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Um
in einem derartigen Notfall dennoch zu verhindern, dass Schmiermittel
in die Umgebung gelangt, kann in einer Weiterbildung der Erfindung
vorgesehen sein, dass am Überdruckventil
ein Reservoir oder ein Schlauch angeschlossen ist, um den Schmierstoff
zu sammeln bzw. an eine Sammelstelle zu führen.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Detektion eines Leitungsbruches in einer Zentralschmieranlage
vorgeschlagen, wobei unter Druck Schmierstoff von einer Schmierstoffquelle über ein
System von Leitungen an vorbestimmte Schmierstoffabnahmestellen gefördert wird
und weiterhin der Druck an einer oder mehreren Stellen innerhalb
des Systems von Leitungen überwacht
und bei einem Druckabfall unter einen vorgegebenen Minimaldruck
Pmin ein Alarmsignal ausgegeben wird.
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Nach
einem nochmals weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
Verfahren zur Aufrechterhaltung des Betriebes einer Zentralschmieranlage
bei Blockade einer oder mehrerer von einer Schmierstoffquelle an
vorbestimmte Schmierstoffabnahmestellen führenden Leitungen vorgeschlagen, wobei
unter Druck Schmierstoff von der Schmierstoffquelle über die
nicht blockierten Leitungen an verbleibende, nicht blockierte Abnahmestellen
gefördert wird
und wobei in den blockierten Leitungen über Überdruckventile der durch den
Rückstau
erzeugte Überdruck
abgebaut oder auf einen die Versorgung der übrigen Leitungen nicht gefährdenden
Niveau gehalten wird.
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Die
Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und
Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Hierbei
zeigen:
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1 eine Schema-Darstellung
einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Zentralschmieranlage,
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2 eine Ausführungsform
eines Progressivverteilers mit Überdruckventil
in einer ersten Ansicht,
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3 den Progressivverteiler
mit Überdruckventil
in einer zur Ansicht nach 2 orthogonalen
Ansicht.
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4 einen Ausgangsanschluss
mit Überdruckventil
für einen
Progressivverteiler in einer Schnittansicht;
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5 den Ausgangsanschluss
nach 4 in einer perspektivischen
Ansicht;
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6 eine Schema-Darstellung
einer abgewandelten Ausführungsform
der Erfindung, bei der Ausgangsanschlüsse mit Überdruckventil nach 4 oder 5 an mindestens einem Progressivverteiler
vorgesehen sind.
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In 1 ist die Schema-Anordnung
einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Zentralschmieranlage
dargestellt. Die Zentralschmieranlage umfasst zunächst einen
Vorratsbehälter 57 für Schmierstoff,
aus dem mittels einer Schmierstoffpumpe 19 Schmierstoff über eine
Hauptzuführleitung 20 an
einen ersten Progressivverteiler 42 gefördert wird. Dem ersten Progressivverteiler 42 ist
ein zweiter Progressivverteiler 43 nachgeschaltet, der über eine
Nebenzuführleitung 21 Schmierstoff vom
ersten Progressivverteiler 42 erhält. Vom ersten Progressivverteiler 42 gehen
weitere Nebenzuführleitungen 22, 23, 24 an
weitere Verteiler, insbesondere Progressivverteiler (nicht dargestellt)
ab.
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Der
zweite Progressivverteiler 43 versorgt über Endleitungen 25 bis 32 eine
Mehrzahl von Schmierstoffabnahmestellen 11 bis 18 mit
Schmierstoff.
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Um
einen etwaigen Bruch in einer der Endleitungen 25 bis 32 feststellen
zu können,
sind den Endleitungen 25 bis 32 jeweils ein Leitungsbruchwächter 33 bis 40 zugeordnet.
Die Leitungsbruchwächter 33 bis 40 sind
als Drucksensoren ausgebildet und erfassen den Druck in der jeweils
zugeordneten Endleitung 25 bis 32. Die Leitungsbruchwächter 33 bis 40 sind über eine
Signalleitung 59 mit einer zentralen Auswerteinrichtung 44 verbunden.
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In
entsprechender Weise sind, um einen etwaigen Bruch in den Zufuhrleitungen 21 bis 24 feststellen
zu können,
den Zuführleitungen 21 bis 24 jeweils
ein Leitungsbruchwächter 53, 54, 60, 61 zugeordnet.
Die Leitungsbruchwächter 53, 54, 60, 61 sind ebenfalls
als Drucksensoren ausgebildet und erfassen den Druck in den jeweils
zugeordneten Zuführleitung 21 bis 24.
Die Leitungsbruchwächter 53, 54, 60, 61 sind über eine
Signalleitung 65 mit der zentralen Auswerteinrichtung 44 verbunden.
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Die
Signalleitungen sind hier nur schematisch dargestellt. Für die konkrete
Ausbildung kommen eine Reihe unterschiedlicher Möglichkeiten einschließlich des
Vorsehens jeweils getrennter Signalkreise, eine Übermittlung der Abtastsignale
und/oder ausgegebener Alarmsignale bzw. Steuersignale in Bustechnologie
oder auch eine drahtlose Signalübertragung
an die zentrale Auswerteinrichtung 44 in Betracht. Die
Signalübertragung
kann unidirektional vom Leitungsbruchwächter an die zentrale Auswerteinrichtung
erfolgen. Es kann aber auch eine bidirektionale Signalübertragung
möglich
sein, beispielsweise dergestalt, dass auch Steuersignale an die
Leitungsbruchwächter 33 bis 40 oder 53, 54, 60, 61 rückgeführt werden.
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Die
Leitungsbruchwächter 33 bis 40, 53, 54, 60, 61 sorgen
zusammen mit der zentralen Auswerteinrichtung 44 dafür, dass
bei einem Leitungsdruckabfall in der jeweiligen Endleitung 25 bis 32 bzw.
in den jeweiligen Nebenzuführleitungen 21 bis 24 unter einen
vorgegebenen Minimaldruck Pmin ein Leitungsbruch
diagnostiziert wird.
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Damit
im Normalbetrieb innerhalb der Endleitungen 25 bis 32 und
entsprechend auch in den Nebenzuführleitungen 21 bis 24 ein
Arbeitsdruck oberhalb des Minimaldrucks Pmin gewährleistet
ist, sind unmittelbar vor den Schmierstoffabnahmestellen 11 bis 18 Vorspannventile 45 bis 52 vorgesehen, die
einen Arbeitsdruck oberhalb des Minimaldrucks Pmin aufrechterhalten.
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Zur Überwachung
der Funktionsweise und/oder zur Abschätzung der ausgebrachten Menge
an Schmierstoff kann insbesondere der erste Progressivverteiler 42 noch
mit einem Aktuator 58 versehen sein. Der Aktuator 58 kann
mechanisch mit einem Dosierkolben des Progressivverteilers 42 gekoppelt
sein und z.B. bei jedem Kolbenhub ein Signal ausgeben, das an die
Auswerteinrichtung 44 weitergeführt wird.
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Der
zweite Progressivverteiler 43 kann noch mit einer Einrichtung
zur Verhinderung einer Blockade des Gesamtsystems, insbesondere
mit einem Überdruckventil 55 (2, 3) versehen sein, so dass bei einem durch
einen Leitungsbruch in den Endleitungen 25 bis 32 hervorgerufenen
Rückstau
in der Nebenzuführleitung 21 sich
die Blockade nicht zum ersten Progressivverteiler 42 hin
fortpflanzt, sondern über
das Überdruckventil 55 dosiert
ein sich in der Nebenzuführleitung 21 aufbauender Überdruck
abgebaut wird, so dass der vorgeschaltete, erste Progressivverteiler 42 weiterhin
funktionsfähig
bleibt und eine Schmierstoffförderung über die
Nebenzuführleitungen 22, 23, 24 an
weitere Verteiler und/oder Schmierstoffabnahmestellen gewährleistet
bleibt. Das Überdruckventil 55 kann über eine
Signalleitung 66 mit der zentralen Auswerteinrichtung in
Wirkverbindung stehen und so eine Auslösung des Überdruckventils 55 an
die zentrale Auswerteinrichtung 44 melden.
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Die
zentrale Auswerteinrichtung 44 kann noch mit einer Ausfalldatenbank 56 in
Wirkverbindung stehen, die Informationsdaten darüber enthält, wie lange, ggf. mit welchen
Schäden
und ggf. mit welchen Folgeschäden
der mit der Zentralschmieranlage versehene Gegenstand trotz Ausfall
des betroffenen Progressivverteilers in einem Notbetrieb noch weiter
betrieben werden kann. Die Entscheidungen auf Grundlage des lokalisierten
Leitungsbruches bzw. des betroffenen Progressivverteilers und basierend
auf den Informationen aus der Ausfalldatenbank 56 können automatisch,
d.h. rechnergestützt
oder individuell von der verantwortlichen Person selbst gefällt werden.
Die Informationen der Ausfalldatenbank 56 können in
fest abgespeicherter Form vorliegen oder jeweils an die konkrete
Nutzungssituation angepasst sein, etwa dadurch, dass die bisherigen
Nutzungsumstände über eine
vorgegebene zurückliegende
Zeit berücksichtigt
werden und/oder Einzelheiten zu noch notwendigen Nutzungen im Notbetrieb abgefragt
werden.
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In
den 2 und 3 ist eine erste Ausführungsform
eines Progressivverteilers 42, 43 mit einer Einrichtung
zur Verhinderung eines fortschreitenden Rückstaus bei einem Bruch einer
angeschlossenen Leitung dargestellt. Diese Einrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
besteht aus einem für
den gesamten Progressivverteiler wirksamen, insbesondere eingangsseitig
angeordnetem Überdruckventil 55,
das Schmierstoff abgibt, sobald der Druck in der Zuführleitung 21 des
entsprechenden Progressivverteilers 43 über einen vorbestimmten Maximalwert Pmax ansteigt. Hierdurch wird verhindert,
dass ein Rückstau
auf einen vorgeschalteten Progressivverteiler fortschreitet, und
eine Blockade des vorgeschalteten Progressivverteilers 42 wird
vermieden.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu einem eingangsseitig am Progressivverteiler 42, 43 vorgesehenen Überdruckventil 55 können auch
ausgangsseitig, Ausgangsanschlüsse 63 eines
Progressivverteilers 42, 43 zugeordnete Überdruckventi le 62 vorgesehen
sein (vgl. 4, 5). Übersteigt der Druck in einem
Ausgangsanschluss 63 einen vorbestimmten Grenzwert, so öffnet das Überdruckventil 63.
In der hier gezeigten, speziellen Ausgestaltung wird dabei gleichzeitig
ein Pfropfen, der eine Anzeigeeinrichtung 64 definiert,
nach oben gedrückt,
so dass das Öffnen des Überdruckventils 62 auch
optisch sichtbar wird. Der in eine obere Stellung überführte Pfropfen
kann auch noch elektronisch/optisch, beispielsweise über eine
Lichtschranke erfasst werden, so dass, wie anhand von 6 veranschaulicht, über Signalleitungen 67, 68 die
Betätigung
eines Überdruckventils 62 oder
eines Überdruckventils 62 aus
der Gruppe von Überdruckventilen 62 der
zentralen Auswerteinrichtung 44 gemeldet werden kann.
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- 11
bis 18
- Schmierstoffabnahmestellen
- 19
- Schmierstoffpumpe
- 20
- Zuführleitung
(Hauptzuführleitung)
- 21
bis 24
- Zuführleitung
(Nebenzuführleitung)
- 25
bis 32
- Endleitung
- 33
bis 40
- Leitungsbruchwächter
- 42,
43
- Progressivverteiler
- 44
- zentrale
Auswerteinrichtung
- 45
bis 52
- Vorspannventile
- 53,
54, 60, 61
- Leitungsbruchwächter
- 55
- Überdruckventil
(eingangsseitig)
- 56
- Ausfalldatenbank
- 57
- Vorratsbehälter
- 58
- Aktuator
- 59
- Signalleitung
- 62
- Überdruckventil
(ausgangsseitig)
- 63
- Ausgangsanschluss
- 64
- Anzeigeeinrichtung
- 65
bis 68
- Signalleitung