DE112013001545T5

DE112013001545T5 - Lanzenpumpe mit horizontal angebrachtem Schritt-/Servomotor

Info

Publication number: DE112013001545T5
Application number: DE112013001545.5T
Authority: DE
Inventors: Brad Allen c/o Lincoln Industrial Corp. Edler; c/o Lincoln Industrial Corp. Conley Paul G.
Original assignee: Lincoln Industrial Corp
Current assignee: Lincoln Industrial Corp
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2015-02-12
Also published as: US20130243610A1; US9239044B2; CN104254689A; AU2013235639A1; WO2013142129A1; CA2866317A1

Abstract

Eine Pumpe zum Pumpen von viskoser Flüssigkeit. Die Pumpe weist einen Körper, einen länglichen Kern und ein Rohr auf, das den Kern umgibt. Ein Schritt- oder Servomotor, der am Körper angebracht ist, weist eine selektiv drehbare Abtriebswelle auf. Ein Getriebe, das die Motorabtriebswelle und das längliche Rohr wirksam verbindet, bewegt das Rohr zwischen einer angehobenen Position und einer abgesenkten Position hin und her. Ein Einlassrückschlagventil, das eine erweiterbare untere Kammer definiert, ist derart ausgerichtet, dass es sich bei jedem Abwärtspumpenhub öffnet, so dass Flüssigkeit in die untere Kammer eintritt. Die Pumpe weist eine Pumpenkammer und eine Speisedurchlass auf, der die untere Kammer mit der Pumpenkammer verbindet. Der Durchlass weist ein Rückschlagventil auf, das derart ausgerichtet ist, dass es sich bei jedem Aufwärtshub öffnet, um Flüssigkeit aus der unteren Kammer an die Pumpenkammer bereitzustellen. Ein Auslassdurchlass, der mit der Pumpenkammer verbunden ist, lässt zu, dass Flüssigkeit bei jedem Aufwärts- und Abwärtshub aus der ringförmigen Pumpenkammer zum Auslass fließt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft Pumpen und insbesondere eine Pumpe mit erweiterbarer Kammer eines Typs, der als eine Lanzenpumpe oder Fasspumpe bezeichnet wird, die insbesondere zum Pumpen von Schmiermittel, einschließlich Schmierfett, von einem Zulauf desselben (z. B. Schmiermittel in einer Fass) angepasst ist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Pumpe dieser Erfindung gehört zu demselben Gebiet wie die Pumpen aus den folgenden US-Patenten: 2,187,684 ; 2,636,441 ; 2,787,225 ; 3,469,532 ; 3,502,029 ; 3,945,772 ; 4,487,340 ; 4,762,474 ; und 6,102,676 , wobei letztere eine Lanzenpumpe betrifft, die von Lincoln Industrial Corporation aus St. Louis, Missouri unter der Marke Flow Master^® vertrieben wird. Die US-Patentanmeldung 13/331,249 beschreibt eine weitere Pumpe aus demselben allgemeinen Gebiet wie die Pumpe dieser Erfindung. Obwohl Lanzenpumpen wie die oben genannten kommerziell erfolgreich waren, besteht ein Bedarf für eine Pumpe, die einen selektiv variablen Förderdruck bereitstellt und die Notwendigkeit für ein kompliziertes Untersetzungsgetriebe reduziert.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt schließt die vorliegende Erfindung eine Pumpe zum Pumpen einer viskosen Flüssigkeit aus einem Behälter ein. Die Pumpe umfasst einen Pumpenkörper, der zum Positionieren über dem Behälter ausgebildet ist. Die Pumpe weist auch einen länglichen Kern auf, der sich von einem oberen Ende, das mit dem Körper fest verbunden ist, an einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt vorbei zu einem unteren Ende erstreckt, wenn der Körper über dem Behälter positioniert ist. Ein längliches Rohr, das den Kern umgibt, erstreckt sich von dem Körper vertikal nach unten in die Flüssigkeit, wenn der Körper über dem Behälter positioniert ist. Das Rohr weist eine Längsachse auf, die sich zwischen einem oberen Ende, das am Körper zur vertikalen Hin-und-her-Bewegung angebracht ist, und einem unteren Ende entgegengesetzt zum oberen Ende erstreckt, welches sich am unteren Ende des Kerns vorbei erstreckt. Das Rohr weist einen oberen Verschluss und einen unteren Verschluss auf, der den Kern verschiebbar aufnimmt und eine seitliche Abstützung bereitstellt, während sich das Rohr hin und her bewegt. Ein Schrittmotor, der an dem Körper angebracht ist, weist eine selektiv drehbare Abtriebswelle auf, die sich horizontal über der Flüssigkeit in dem Behälter erstreckt, wenn der Körper positioniert ist. Die Pumpe umfasst auch ein Getriebe, das die Schrittmotorabtriebswelle und das längliche Rohr wirksam verbindet, um das Rohr zwischen der angehobenen Position und der abgesenkten Position hin und her zu bewegen, während sich die Schrittmotorabtriebswelle dreht, um das Rohr durch alternierende Aufwärts- und Abwärtspumphübe anzutreiben. Ein Einlassrückschlagventil, das im Inneren des Rohres unter dem unteren Ende des Kerns angebracht ist, definiert mit dem unteren Ende des Kerns eine erweiterbare und verengbare untere Endkammer. Das Einlassrückschlagventil ist derart ausgerichtet, dass es sich bei jedem Abwärtspumpenhub des Rohrs öffnet und ermöglicht, dass viskose Flüssigkeit in die untere Endkammer gelangt. Die Pumpe weist eine ringförmige Pumpenkammer auf, die teilweise durch das Rohr und den Kern über der unteren Endkammer definiert ist. Ein Speisedurchlass im Rohr, der die untere Endkammer mit der ringförmigen Pumpenkammer verbindet, weist ein Speisedurchlassrückschlagventil auf, das derart ausgerichtet ist, dass es sich bei jedem Aufwärtspumpenhub des Rohrs öffnet, wobei das Einlassrückschlagventil geschlossen ist, um viskose Flüssigkeit aus der unteren Endkammer an die ringförmige Pumpenkammer bereitzustellen. Ein Auslassdurchlass, der mit der ringförmigen Pumpenkammer verbunden ist, lässt zu, dass viskose Flüssigkeit bei jedem Aufwärtspumpenhub und jedem Abwärtspumpenhub aus der ringförmigen Pumpenkammer zum Auslass fließt.
In einem weiteren Aspekt schließt die vorliegende Erfindung eine Pumpe zum Pumpen einer viskosen Flüssigkeit aus einem Behälter ein. Die Pumpe umfasst einen Pumpenkörper, der zur Positionierung über dem Behälter angepasst ist, und einen länglichen Kern, der sich von einem oberen Ende, das fest mit dem Körper verbunden ist, an einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt vorbei zu einem unteren Ende erstreckt, wenn der Körper über dem Behälter positioniert ist. Ferner weist die Pumpe ein längliches Rohr auf, das den Kern umgibt und sich von dem Körper vertikal nach unten in die Flüssigkeit erstreckt, wenn der Körper über dem Behälter positioniert ist. Das Rohr weist eine Längsachse auf, die sich zwischen einem oberen Ende, das am Körper zur vertikalen Hin-und-her-Bewegung angebracht ist, und einem unteren Ende entgegengesetzt zum oberen Ende erstreckt, welches sich am unteren Ende des Kerns vorbei erstreckt. Das Rohr weist einen oberen Verschluss und einen unteren Verschluss auf, der den Kern verschiebbar aufnimmt und eine seitliche Abstützung bereitstellt, während sich das Rohr hin und her bewegt. Die Pumpe weist auch einen Schrittmotor auf, der an dem Körper angebracht ist und eine selektiv drehbare Abtriebswelle aufweist, die mit dem länglichen Rohr verbunden ist, um das Rohr zwischen der angehobenen Position und der abgesenkten Position hin und her zu bewegen, während sich die Schrittmotorabtriebswelle dreht, um das Rohr durch alternierende Aufwärts- und Abwärtspumphübe anzutreiben. Eine Steuerung ist wirksam mit dem Schrittmotor verbunden und regelt den Betrieb des Motors. Außerdem weist die Pumpe ein Einlassrückschlagventil auf, das im Inneren des Rohres unter dem unteren Ende des Kerns angebracht ist und mit dem unteren Ende des Kerns eine erweiterbare und verengbare untere Endkammer definiert. Das Einlassrückschlagventil ist derart ausgerichtet, dass es sich bei jedem Abwärtspumpenhub des Rohrs öffnet und zulässt, dass viskose Flüssigkeit in die untere Endkammer gelangt. Die Pumpe weist auch eine ringförmige Pumpenkammer auf, die teilweise durch das Rohr und den Kern über der unteren Endkammer definiert ist. Ein Speisedurchlass im Rohr, der die untere Endkammer mit der ringförmigen Pumpenkammer verbindet, weist ein Speisedurchlassrückschlagventil auf, das derart ausgerichtet ist, dass es sich bei jedem Aufwärtspumpenhub des Rohrs öffnet, wobei das Einlassrückschlagventil geschlossen ist, um viskose Flüssigkeit aus der unteren Endkammer an die ringförmige Pumpenkammer bereitzustellen. Außerdem lässt ein Auslassdurchlass, der mit der ringförmigen Pumpenkammer verbunden ist, zu, dass viskose Flüssigkeit bei jedem Aufwärtspumpenhub und jedem Abwärtspumpenhub aus der ringförmigen Pumpenkammer zum Auslass fließt.
Weitere Aufgaben und Merkmale gehen teilweise aus dem Folgenden hervor und werden teilweise aufgezeigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Lanzenpumpe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Seitenansicht der Lanzenpumpe, die an einem Zulauf von Schmiermittel angebracht ist;
3 ist eine Draufsicht auf die Pumpe aus 1;
4 ist ein vertikaler Schnitt in der Ebene von Linie 4-4 aus 3;
5 ist eine vergrößerte Ansicht von Abschnitten von 4, die ein Rohr zeigt [0001] 58 ist ein Graph, der den Druck in psi in Gegenüberstellung zur Drehzahl in U/min einer Aussetzkurve des Schrittmotor der Pumpe in einer angehobenen Position zeigt;
6 ist eine Ansicht ähnlich wie 5, aber auf der Ebene von 6-6 aus 3;
7 ist eine Ansicht ähnlich wie 5, die jedoch das Pumpenrohr in einer abgesenkten Position zeigt;
8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts von 5, die Details darstellt;
9 ist ein vergrößerter horizontaler Schnitt in der Ebene von Linie 9-9 aus 5;
10A–10C sind sequenzielle Ansichten, die das untere Ende des Pumpenrohrs, eine Lanzenstruktur und einen Druckkolben an der Lanzenstruktur zeigen, während sich das Pumpenrohr während eines Abwärtshubs und eines Aufwärtshubs des Pumpenrohrs zwischen seiner angehobenen und abgesenkten Position bewegt;
11 ist eine abgetrennte Perspektive, die einen unteren Endabschnitt der Lanzenstruktur, des Druckkolbens und zugehöriger Bauteile zeigt;
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung zeigt, die einen Motor wie etwa einen Servomotor oder einen Schrittmotor steuert, der eine Lanzenpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung antreibt.
13 ist ein Ablaufdiagramm einer Darstellung des Betriebs einer Steuerung, die einen Motor wie etwa einen Servomotor oder einen Schrittmotor steuert, der eine Lanzenpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung antreibt.
14 ist ein Graph, der Druck in psi in Gegenüberstellung zur Drehzahl in U/min einer Aussetzkurve des Motors zeigt.
Entsprechende Bezugszeichen verweisen in sämtlichen Zeichnungen auf einander entsprechende Teile.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezug nehmend auf 1 und 2 ist eine Lanzenpumpe oder Fasspumpe der vorliegenden Erfindung, die insbesondere zum Pumpen von Schmiermittel, besonders Schmierfett, von einem Zulauf konstruiert ist, in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 21 versehen. Die Pumpe 21 umfasst einen Hohlkörper, allgemein bezeichnet mit 23, der zur Anordnung über dem Zulauf angepasst ist, und eine Lanzenstruktur 25, die sich vom Körper nach unten erstreckt. Die Lanzenstruktur, allgemein mit 25 bezeichnet, soll sich in einen Zulauf von Schmiermittel erstrecken. Wie in 2 angegeben, kann der Zulauf in einem Behälter R, etwa einer Fass, enthalten sein, wobei der Körper auf der Oberseite oder dem Deckel T der Fass angebracht ist, während sich die Lanzenstruktur 25 durch ein Loch in der Oberseite nach unten in die Fass zum Boden B des Behälters erstreckt. Obwohl die Pumpe 21 zum Pumpen von Schmiermittel und besonders Schmierfett entwickelt wurde, ist sie zum pumpen anderer pumpbarer Produkte, insbesondere viskoser Flüssigkeiten ausgebildet.
Im Allgemeinen sind die grundlegende Konstruktion und der Betrieb der Pumpe 21 ähnlich wie bei der Lanzenpumpe, die in der zuvor erwähnten US-Patentanmeldung 13/331,249 beschrieben sind, die hiermit in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen wird. Insbesondere umfasst die Pumpe unter Bezugnahme auf 4–8 ein längliches Element, das eine Pumpenstange oder einen Kern bildet und in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 31 versehen ist, und das sich vom Körper 23 nach unten erstreckt. Der Kern 31 weist einen oberen Endabschnitt 33, einen unteren Endabschnitt 35 und einen Zwischenabschnitt 37 auf. Diese Abschnitte 33, 35, 37 sind auf einer vertikalen Mittelachse der Lanzenstruktur 25 kolinear. Wie in 5 und 8 gezeigt, umfasst der obere Endabschnitt 33 des Kerns ein relativ kurzes rohrförmiges Element 41 mit einer Bohrung 43, die sich von seinem unteren Ende zu seinem oberen Ende erstreckt. Letztere erstreckt sich in ein Querrohr 45, das sich über den Körper 23 und in Bezug auf den Kern 31 lateral erstreckt. Wie Fachleute erkennen werden, dienen das rohrförmige Element 41 und das Querrohr 45 als ein Auslass. Das Querrohr 45 weist Enden mit reduziertem Durchmesser (7) auf, die in Öffnungen in rohrförmigen Haltern 47, 49 befestigt sind, welche in rohrförmige Strukturen 51, 53 geschraubt sind, die sich horizontal von gegenüberliegenden Wänden des Körpers 23 nach außen erstrecken. Es sind O-Ringe 55 vorgesehen, um die rohrförmigen Halter in den rohrförmigen Strukturen 51, 53 abzudichten. Wie weiter in 7 gezeigt, dichten O-Ringe 57 auch die Enden mit reduziertem Durchmesser des Querrohrs 45 in Öffnungen in den rohrförmigen Haltern 47, 49 ab. Das obere Ende des rohrförmigen Elements 41 ist in einer vertikalen Öffnung 59 im Querrohr 45 befestigt, die sich vom Boden des Querrohrs nach oben erstreckt. Die Öffnung 57 endet unterhalb einer Oberseite des Querrohrs 45.
Wie in 5 und 6 gezeigt, weist das rohrförmige Element 41 einen Flansch auf, der in Eingriff mit dem Boden des Querrohrs 45 steht und in der Öffnung 59 durch einen O-Ring abgedichtet ist. Wie Fachleute verstehen werden, öffnet sich die Bohrung 43 des rohrförmigen Elements 41 an ihrem oberen Ende zu einer Bohrung 61 des Querrohrs 45, so dass durch die Bohrung des rohrförmigen Elements gepumptes Material in die Bohrung des Querrohrs und aus der Bohrung des Querrohrs heraus nach rechts fließen kann, wie durch die Pfeile in 5 und 7 gezeigt. Das linke Ende des Querrohrs 45 ist durch einen Zapfen 63 verschlossen, der den Druck überwachen kann, wie im Folgenden beschrieben wird. Wie in 9 gezeigt, weist das rohrförmige Element 41 einen Außendurchmesser D1 und einen Gesamtquerschnitt A1 auf. Wie in 8 gezeigt, weist das rohrförmige Element 41 einen unteren Endabschnitt mit reduziertem Durchmesser auf, der fest in einer zylinderförmigen Vertiefung 65 im oberen Ende 67 des Zwischenabschnitts 37 des Kerns 31 aufgenommen ist. Im Betrieb der Pumpe 21 tritt Material in das untere Ende der Bohrung 43 im rohrförmigen Element 41 ein und bewegt sich nach oben. Das obere Ende 67 des Zwischenabschnitts 37 des Kerns 31 weist einen kurzen axialen Durchlass 71 auf, der sich von einem Boden der Vertiefung 65 nach unten erstreckt, und seitliche Mündungen 69 unmittelbar unterhalb des Bodens der Vertiefung 65 zum Herstellen einer Verbindung mit einer Pumpenkammer 73, die den Zwischenabschnitt 37 umgibt, zum Durchlass 71 und dann zum Auslassdurchlass 43 im rohrförmige Element 41 verläuft.
Bezug nehmend auf 5 und 10A umfasst der Zwischenabschnitt 37 des Pumpenkerns 31 ein längliches massives zylindrisches Kernelement oder eine Stange 75 von wesentlich größerer Länge als das rohrförmige Element 41. In einer Ausführungsform kann der gesamte Pumpenkern 31 vom oberen Ende des rohrförmigen Elements 41 bis zum unteren Ende des Pumpenkerns 31 etwa 48,6 cm betragen, und das rohrförmige Element kann von seinem oberen Ende bis zum oberen Ende bei 67 des länglichen Elements 75 etwa 10,2 cm betragen. In der dargestellten Ausführungsform weist das Kernelement 75 über den größten Teil seiner Länge hinweg einen gleichmäßig kreisförmigen Durchmesser D2 (siehe 9) auf, aber weist eine untere Endverlängerung mit reduziertem Durchmesser 77 auf.
Bezug nehmend auf 10A umfasst der untere Endabschnitt 35 des Pumpenkerns 31 eine längliche zylinderförmige Hülse 83, die die untere Endverlängerung 77 des massiven Kernelements 75 umgibt und im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser wie der Durchmesser D2 des massiven Kernelements aufweist. Auf diese Weise weist die Außenfläche des Pumpenkerns 31 an seinem Zwischenabschnitt 37 und unteren Endabschnitt 35 einen einheitlichen Durchmesser D2 und Querschnitt A2 auf, wie in 9 gezeigt.
Wie in 10A dargestellt, weist die Hülse 83 eine längliche zylinderförmige Bohrung 85 auf, die sich axial von ihrem unteren Ende zu ihrem oberen Ende erstreckt. Die Bohrung 85 weist einen Durchmesser auf, der dem Außendurchmesser der unteren Endverlängerung 77 des massiven Kernelements 75 entspricht. Die Hülse 83 ist (z. B. durch Schraubverbindung) an ihrem oberen Ende an der Verlängerung 77 gesichert. Die Hülse 83 weist eine Länge auf, derart, dass ihr unteres Ende, das ein unteres Ende des Pumpenkerns 31 bildet, von dem unteren Ende der Verlängerung 77 beabstandet ist. Ein Einlassventil, das am unteren Ende der Hülse 83 gebildet ist, umfasst ein Rückschlagventilsitz 85 mit einem Rückschlagventilanschluss 87 (siehe 10A), der als das Einlassventil bezeichnet werden kann. Der Einlassanschluss weist außerdem eine Rückschlagventilkugel 89 auf. Die Kugel 89 ist durch einen Rückschlagventilschließer, allgemein mit 91 bezeichnet, nach unten gegen den Sitz 85 vorgespannt, um den Anschluss 87 zu verschließen.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Rückschlagventil 91 eine Stange 93 mit einem oberen Abschnitt 95, der beweglich in einer Bohrung 97 aufgenommen ist, die sich vom unteren Ende der Verlängerung 77 erstreckt, und einem unteren Abschnitt 99, der sich nach unten in die Hülse 83 erstreckt, um in Eingriff mit der Rückschlagventilkugel 89 zu treten. Der obere Abschnitt 95 der Stange 93 weist einen Passsitz mit Wandgängigkeit in der Bohrung 97 auf. Eine Feder 101, die in der Bohrung sitzt, spannt die Stange 93 nach unten vor, um die Rückschlagventilkugel 89 auf ihren Sitz 85 zu drücken. Die Feder 101 umgibt eine Verlängerung mit reduziertem Durchmesser 103 des oberen Abschnitts 95 der Stange 93 und reagiert gegen eine Schulter 105 an der Stange. Der untere Abschnitt 99 der Stange 93 weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner als der Innendurchmesser der Hülse 83 ist, um einen Durchlass 111 zwischen der Stange und der Hülse bereitzustellen. Der ringförmige Durchlass 111 lässt Schmiermittel vom dem Einlassanschluss 87 nach oben zum oberen Ende des ringförmigen Durchlasses fließen, wo seitliche Mündungen 113 in der Hülse 83 das Schmiermittel seitlich aus dem Durchlass austreten lassen. Auf diese Weise bilden der ringförmige Durchlass 111 und die späteren Mündungen 113 gemeinsam einen Speisedurchlass, der die untere Endkammer 195 mit der ringförmigen Pumpenkammer 73 verbindet. Außerdem bilden die Rückschlagventilkugel 89 und der Sitz 87 ein Speisedurchlassrückschlagventil. Eine Querbohrung 115 durch den Kern 31 entlüftet die Bohrung 97 im oberen Abschnitt zur länglichen ringförmigen Pumpenkammer 73, die den Zwischenabschnitt 37 des Pumpenkerns 31 umgibt, so dass sich die Stange 93 in der Bohrung 97 auf und ab bewegen kann. Wie Fachleute verstehen werden, erleichtert das Positionieren der Feder 101 in der Bohrung 97 anstelle des ringförmigen Durchlasses 111 den Fluss von Schmiermittel durch den Durchlass zu den Seitenmündungen 113.
Bezug nehmend auf 4 umgibt ein längliches Pumpenrohr 121 den Pumpenkern 31 und erstreckt sich von einer Position benachbart zum oberen Ende des Pumpenkerns. Ein motorbetriebenes Getriebe, allgemein mit 123 bezeichnet, ist am Körper 23 angebracht, um durch einen Pumpenhub das Pumpenrohr 121 hin und her zu bewegen. Das Getriebe 123 bewegt das Pumpenrohr 121 zwischen einer angehobenen Position relativ zum fest angeordneten Pumpenkern 31, wie in 5, 6 und 8 dargestellt, und einer abgesenkten Position relativ zum Pumpenkern, wie in 7 dargestellt. Das Pumpenrohr 121 bewegt sich während eines Aufwärtshubs in die angehobene Position und bewegt sich während eines Abwärtshubs in die abgesenkte Position.
Als Beispiel ist der Pumpenkern 31 in einer Ausführungsform etwa 48,6 cm lang und weist einen Durchmesser D1 von etwa 0,698 cm einen Durchmesser D2 von etwa 0,991 cm auf. Das Pumpenrohr 121 ist etwa 47,8 cm lang und weist einen Innendurchmesser von etwa 1,43 cm auf. In diesem Beispiel ist der Pumpenhub, der in 6 und 8 mit S angegeben ist, etwa 1,90 cm.
Bezug nehmend auf 5–8 weist das Pumpenrohr 121 einen oberen Endverschluss auf, allgemein bezeichnet mit 125, der am oberen Abschnitt 33 des Pumpenkerns, d. h. am rohrförmigen Element 41 auf und ab verschiebbar ist. Dieser obere Endverschluss 125 weist eine Bohrung 127 auf, die derart bemessen ist, dass sie das rohrförmige Element 41 verschiebbar aufnimmt (siehe 8). Der oberen Endverschluss 125 weist einen unteren Abschnitt oder Schaft 129 auf, der fest in das obere Ende des Pumpenrohrs 121 eingesetzt ist, und einen oberen Körperabschnitt 131 am Schaft.
Wie in 8 gezeigt, ist eine Doppeldichtung, allgemein mit 141 bezeichnet, benachbart zum oberen Endverschluss 125 angeordnet, um das obere Ende des Pumpenrohrs 121 abzudichten. Die Doppeldichtung 141 weist eine obere Dichtung 143 auf, die in einer Bohrung 145 angeordnet ist, die sich vom unteren Ende des Schafts 129 des Verschlusses 125 erstreckt. Die obere Dichtung 143 umgibt das rohrförmige Element 41 des Kerns 31 dichtet es am Schaft 129 und am rohrförmigen Element ab. In der dargestellten Ausführungsform ist die obere Dichtung 143 eine Topfmanschette, die auf dem rohrförmigen Element 41 gleitet. Die Doppeldichtung 141 weist auch eine Metallhülse 147 unter dem Schaft 129 des oberen Endverschlusses 125 um das rohrförmige Element 41 herum auf. Eine untere Dichtung 149, die von der Hülse 147 getragen wird, stellt eine Abdichtung zum Pumpenrohr 121 unterhalb der oberen Dichtung 143 bereit. In der dargestellten Ausführungsform ist die untere Dichtung 149 eine O-Ringdichtung, die in einer Ringnut 151 in der Außenfläche der Führungshülse 145 sitzt. Es ist vorgesehen, dass auch andere Doppeldichtungsanordnungen benutzt werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Wie in 10A dargestellt, weist das Pumpenrohr 121 einen unteren Verschluss auf, allgemein bezeichnet mit 161, der verschiebbar am unteren Endabschnitt 35 (Hülse 83) des Pumpenkerns 31 angebracht ist und das Pumpenrohr über seinem unteren Ende verschließt. Der untere Verschluss 161 weist ein allgemein zylinderförmiges rohrförmiges Element 163 auf, das im Pumpenrohr 121 unmittelbar oberhalb des unteren Endes des Pumpenrohrs fest angebracht ist. Ein Elastomerring 165 ist am oberen Ende des Abschlusses 161 vorgesehen. Der Ring wird von einem Halter 167 am Verschluss 161 gehalten. Der Ring 165 umgibt die Hülse 83 derart, dass er eine gleitende Abdichtung an der Hülse bildet. In einer Ausführungsform ist der Ring 165 eine Topfmanschette mit einem U-förmigen Querschnitt in einer Längsebene. Eine O-Ringdichtung 169 umgibt den unteren Abschnitt des rohrförmigen Elements 163. Das Pumpenrohr 121 weist über seine gesamte Länge zwischen den Verschlüssen 125, 161 am oberen bzw. unteren Ende einen größeren Innendurchmesser D3 und einen größeren Innenquerschnitt als der Pumpenkern 31 auf, und definiert die Pumpenkammer 73. Die Pumpenkammer 73 erstreckt sich zwischen der Fläche des fest angeordneten Pumpenkerns 31 und der Innenfläche des Pumpenrohrs und vom oberen Verschluss zum unteren Verschluss. Das Pumpenrohr 121 ist länger als der Pumpenkern 31 und erstreckt sich bis unterhalb des unteren Endes 75 des Pumpenkerns nach unten, sei es in der abgesenkten oder in der angehobenen Position. In einer Ausführungsform weist das Pumpenrohr 121 über seine gesamte Länge hinweg einen größeren Innenquerschnitt auf als der Zwischen- oder untere Abschnitt 37, 35 des Pumpenkerns 31.
Das Pumpenrohr 121 umfasst ein längliches rohrförmiges Element 171, das sich in seiner angehobenen Position, die in 5, 6 und 8 gezeigt ist, von seinem oberen Endverschluss 125 zu einem unteren Ende 173 unter dem unteren Verschluss 161 erstreckt. Ein rohrförmiges zylinderförmiges Rückschlagventilanschlussstück 175 ist im unteren Endabschnitt des rohrförmigen Elements 171 angeordnet. Dieses Anschlussstück 175 wird im unteren Abschnitt des rohrförmigen Elements 171 durch eine O-Ringdichtung gehalten, wie mit 177 angegeben, und erstreckt sich bis unter das untere Ende 173 des Elements 171. Das Anschlussstück 175 weist einen Durchlass 179 auf, der sich von einer Öffnung 181 an seinem unteren Ende erstreckt. Der Durchlass 179 weist einen hexagonalen Hals 183 auf, der eine nach oben weisende ringförmige Schulter 185 bildet. Ein ringförmige Ventilsitz 187 für ein Kugelrückschlagventil 189, das ein Einlassrückschlagventil bildet (siehe 10A) ist an der Schulter 185 angebracht. Der Ventilsitz 187 und die Kugel 189 nehmen eine sich nach oben öffnende Vertiefung 191 im oberen Ende des Anschlussstücks 175 ein. Die Kugel 189 wird von einem mit Innenrippen versehenen Halter 193, der am oberen Ende des Anschlussstücks 175 befestigt ist, in der Vertiefung 191 gehalten. Der Kugelhalter 193 ist, wie in 10A gezeigt, derart geformt, dass er es der Kugel 189 erlaubt, sich aus dem Kugelsitz 187 zu bewegen, um einen Fluss von Schmiermittel aufwärts um die Kugel herum in einen Raum 195 im Pumpenrohr 121 unter dem unteren Ende 75 des fest angeordneten Kerns 31 bereitzustellen. Der Raum 195 bildet eine erweiterbare und verengbare untere Endkammer. Eine Zentralöffnung 197 im Kugelsitz 187 weist an ihrem unteren Ende 75 eine Fläche von wenigstens 70% des Querschnitts des Pumpenkerns 31 auf (d. h. wenigstens 70% der Fläche A2), um den Druckabfall am Sitz 187 zu reduzieren.
Bezug nehmend auf 5 weist der Körper 23 einen oberen Abschnitt 201 von allgemein rechteckiger Form im horizontalen Schnitt und einen untere Abschnitt 203 auf, der sich zu seinem unteren Ende hin verjüngt, wo er einen sich nach außen erstreckenden Flansch 205 aufweist, der als eine Basis zum Anbringen des Körpers an der Oberseite T einer Fass R (siehe 2) dient, die Schmiermittel enthält, wobei sich die Lanzenstruktur 25 der Pumpe 21 durch eine Öffnung in der Oberseite zum Boden B der Fass erstreckt. Der Körper 23 weist ferner einen Bodenteil 207 mit einer kreisförmigen Zentralöffnung auf. Der Körper 23 ist an der Oberseite durch eine Oberseitenplatte 209 verschlossen, die am oberen Abschnitt des Körpers etwa durch Schraubbefestigungsmittel gesichert ist.
Das Pumpenrohr 121 erstreckt sich aus dem Inneren des verjüngten unteren Abschnitts 203 des Körpers 23 durch den Bodenteil 207. Das Pumpenrohr 121 ist verschiebbar in einer Bronzeführungshülse 211 aufgenommen, die am oberen Ende eines länglichen rohrförmigen Gehäuses 213 vorgesehen ist, das einen Teil der Lanzenstruktur 25 bildet. Das Gehäuse 213 erstreckt sich vom Körper 23 bis hinab zur Lanzenstruktur 25 bis auf eine Höhe knapp oberhalb des unteren Endes 173 des Pumpenrohrs 121, wenn das Pumpenrohr in seiner angehobenen Position ist, wie in 5 und 8 gezeigt. Das Gehäuse 213 weist einen Innendurchmesser auf, der größer ist als der Außendurchmesser des Pumpenrohrs 121, wie in 8 gezeigt, so dass ein länglicher ringförmiger Raum 215 zwischen ihnen vorliegt. Wie in 10A gezeigt, ist das Pumpenrohr 121 (oder genauer das längliche rohrförmige Element 171) ist abdichtend in einer Bronzeführungshülse 219 verschiebbar, die im unteren Ende des rohrförmigen Gehäuses 213 befestigt ist. Die Führungshülse 219 führt das Pumpenrohr 121 und dient als eine Dichtung, die verhindert, dass Schmiermittel in den Raum 215 zwischen dem Pumpenrohr 121 und dem Gehäuse 213 gelangt.
Bezug nehmend auf 1–3 und 6 ist ein Gehäuse 221 an einer Seitenwand des Körpers 23 angebracht. Wie in 6 gezeigt, ist ein Motor 231 wie etwa ein Servomotor oder ein Schrittmotor im Inneren des Gehäuses 221 angebracht. Der Schritt-/Servomotor r weist eine Abtriebsdrehwelle 233 auf, die sich horizontal über den Körper erstreckt. Das Getriebe 123 zum Hin-und-her-Bewegen des Pumpenrohrs 121 auf und ab durch seinen Pumpenhub S umfasst einen Drehbewegungs-zu-Hin-und-Herbewegungsmechanismus, der die Abtriebsdrehwelle 233 und das obere Ende des Pumpenrohrs 121 verbindet. Wie in 5 und 6 dargestellt, umfasst dieser Mechanismus einen Exzenter 235, der durch einen Keil 237 mit der Welle 233 verbunden ist, so dass er sich mit der Welle dreht. Der Exzenter 235 umfasst eine Kreisscheibe, die Exzentrisch an der Welle 233 angebracht ist. Obwohl andere Motoren benutzt werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, ist der Motor 231 in einer Ausführungsform ein Schrittmotor mit NEMA-Rahmen, der bei Anaheim Automation aus Anaheim, Kalifornien erhältlich ist. Der Dreh-zu-Hin-und-Herbewegungsmechanismus umfasst ferner einen Stößel 241 mit einem Ring 243, der an einem Kugellager 245 angebracht ist, das den Exzenter 235 umgibt. Ein Joch 247, das sich vom Ring 243 aus erstreckt, überspannt das Querrohr 45. Ein Zapfen 249 verbindet das Joch 247 mit dem oberen Ende des Körperabschnitts 131 des oberen Endabschlusses 125 des Pumpenrohrs 121. Wenn sich der Exzenter 235 durch die jeweilige Umdrehung dreht, wird, wie Fachleute verstehen werden, der Stößel 241 angehoben und abgesenkt (er schwingt auch vor und zurück, soweit der Zapfen 249 dies zulässt), um das Pumpenrohr 121 durch den Pumpenhub S linear auf und ab zu bewegen. Ferner wird die Länge des Pumpenhubs S durch den Hub des Exzenters 235 (z. B. 1,90 cm) bestimmt.
In einer Ausführungsform ist der Außendurchmesser D2 des Zwischen- und des unteren Abschnitts 37, 35 des Pumpenkerns 31 größer als der Außendurchmesser D1 des rohrförmigen Elements 41 (d. h. des oberen Endabschnitts des Pumpenkerns 31). Ferner ist der Gesamtquerschnitt A2 des Zwischen- und des unteren Abschnitts 37, 35 des Pumpenkerns größer als der Gesamtquerschnitt A1 des rohrförmigen Elements 41 (siehe 9). Genauer ist die Fläche A2 in einer Ausführungsform doppelt so groß wie die Fläche A1 (D2 kann zum Beispiel etwa 0,9906 cm sein, D1 kann etwa 0,6985 cm sein, wobei die Fläche A2 0,774 Quadratzentimeter und die Fläche A1 etwa 0,387 Quadratzentimeter beträgt).
In einer Ausführungsform ist ein Druckkolben, allgemein bezeichnet mit 261, an einem unteren Ende der Lanzenstruktur 25 vorgesehen, um das Schmiermittel bei einem Abwärtshub des Pumpenrohrs 121 nach oben in das untere Ende des Pumpenrohrs 121 und vorbei am Einlassrückschlagventil 191 zu treiben. Wie in 10A–10C und 11 dargestellt, weist das rohrförmige Gehäuse 213 der Lanzenstruktur 25 an seinem unteren Ende eine rohrförmige Wand 263 auf, die sich bis unter das untere Ende des Pumpenrohrs 121 erstreckt. Diese rohrförmige Wand 263 definiert eine Einlasskammer 267 zum Aufnehmen von pumpbarem Material aus dem Zulauf von Schmiermittel R. Die Wand 263 weist wenigstens eine große Öffnung 269 und vorzugsweise mehrere große Öffnungen auf, damit pumpbares Material frei aus dem Zulauf in die Einlasskammer 267 fließen kann.
Bezug nehmend auf 10A und 11 ist der Druckkolben 261 im Inneren der Einlasskammer 267 angeordnet, die durch die rohrförmige Wand 263 definiert ist. Der Druckkolben 261 umfasst eine allgemein kreisförmige Basis 271, die derart abgemessen ist, dass sie eng in der Wand 263 sitzt. Der Druckkolben 261 weist auch einen allgemein zylinderförmigen Körper 273 mit einem verjüngten unteren Abschnitt 275 auf, der den Körper mit der Basis 271 verbindet, einen allgemein zylinderförmigen Körper 277 mit reduziertem Durchmesser, der durch eine geneigte, nach oben weisende Schulter 279 mit dem Körper verbunden ist.
Der Druckkolben 261 ist derart bemessen und geformt, dass, wenn das Pumpenrohr 121 in seiner angehobenen Position ist, wie in 5 und 6 gezeigt, Schmiermittel frei aus dem Zulauf R in die Einlasskammer 267, in den Raum um den Körper 273 und den Körper 277 des Druckkolbens 261 fließen kann, und dann vorbei am Körper 277 nach oben in den Durchlass 179 des Rückschlagventilanschlusses 175, um den Raum unter dem Einlasskugelrückschlagventil 191 zu füllen. Der Druckkolben 261 ist ferner derart bemessen und geformt, dass, wenn das Pumpenrohr 121 in seiner abgesenkten Position ist, wie in 7 und 10B gezeigt, der allgemein zylinderförmige Körper 273 des Druckkolbens 261 eine relativ enge Umfangspassung im Durchlass 179 des Rückschlagventilanschlusses 175 aufweist, und der Körper 277 des Druckkolbens eine losere Umfangspassung im Hals 183 des Durchlasses 179 aufweist. Die nach oben weisende Schulter 279 des Druckkolbens ist derart konturiert, dass sie mit der nach unten weisenden Schulter 175 im Durchlass 179 unmittelbar unterhalb des Halses 183 in Eingriff steht. Wie dargestellt, ist der Druckkolben 261 einstückig als einzelnes Teil gebildet, doch versteht es sich, dass er separate Teile umfassen kann. Auch andere Druckkolbenkonfigurationen sind möglich.
Erneut Bezug nehmend auf 10A–10C und 11, wird der Druckkolben 261 im unteren Endeabschnitt des rohrförmigen Gehäuses 213 von einem oberen Haltering 281, der über der Basis 271 des Druckkolbens liegt, und von einem unteren Haltering 283 in Position gehalten, der unter der Basis liegt. Die Halteringe 281, 283 weisen Außenumfangskanten auf, die in Ringnuten im unteren Endabschnitt 263 des Gehäuses 213 aufgenommen sind. Wünschenswerterweise ist der untere Haltering 283 ein flexibel zusammendrückbarer Spiralring, der den Druckkolben 261 eng zwischen zwei Ringen 281, 283 hält, um ein Rattern des Druckkolbens zu verhindern. Wenn nötig oder gewünscht, kann der Druckkolben 261 aus dem Pumpengehäuse 213 entnommen werden, indem der untere Haltering 283 entfernt wird.
Wie weiter in 6 gezeigt, ist eine Steuerung 291 zum Steuern des Betriebs des Schritt-/Servomotors 231 im Gehäuse 221 aufgenommen. Insbesondere ist die Steuerung 291 ein Mikroprozessor, der von der Lincoln Industrial Corporation aus St. Louis, Missouri maßgefertigt wurde, und ist dazu ausgebildet, eine Drehzahl und Drehrichtung der Abtriebswelle 233 des Motors 231 zu steuern. Wie Fachleute verstehen werden, wirkt die Steuerung 291 derart, dass sie die Fließrate von Schmiermittel verändert, das von dem Zulauf R gepumpt wird. Ein Druckwandler 293 (ein Druckwächter im weiteren Sinne) im Zapfen 63 ist über einen elektrischen Leiter 295 wirksam mit der Steuerung 291 verbunden. In einer Ausführungsform ist der Wandler ein Nr. 846F-A-6000-00, erhältlich von der Hydac Technology Corporation aus Bethlehem, Pennsylvania. Der Wandler 293 kommuniziert mit der Bohrung 61 des Querrohrs 45, um Druck in der Bohrung zu messen. Wenn der Druck von Fluid in der Bohrung 61 außerhalb eines im Voraus festgelegten Bereichs ist, passt die Steuerung 291 die Drehzahl des Motors 231 an, um die Fließrate von gepumptem Schmiermittel anzupassen und dadurch den Druck von Fluid in der Bohrung 61 des Querrohrs 45 anzupassen. Wenn beispielsweise der Druck unter den im Voraus festgelegten Bereich abfällt, erhöht die Steuerung 291 die Drehzahl des Motors 231, um die Fließrate des Schmiermittels zu erhöhen, wodurch der Druck des Fluids in der Bohrung 61 des Querrohrs 45 erhöht wird. Obwohl die Steuerung 291 derart arbeiten kann, dass sie den Druck des Schmiermittel in der Bohrung 61 in anderen im Voraus festgelegten Bereichen hält, hält die Steuerung den Druck in einer Ausführungsform in einem Bereich von etwa 68,9 bar bis etwa 241 bar. Wie Fachleute verstehen werden, kann die Steuerung 291 den Systemdruck derart steuern, dass er innerhalb akzeptabler Auslegungsgrenzwerte liegt.
Die Pumpe 21 ist in Zyklen betreibbar, wobei jeder Zyklus bei einer Umdrehung des Exzenters 235 stattfindet. Jeder Zyklus kann als ausgehend vom Pumpenrohr 121 in seiner höchsten angehobenen Position am oberen Ende seines Hubs S betrachtet werden, wie in 5, 6, und 8 gezeigt, da der Exzenter an demjenigen Punkt in seiner Umdrehung ist, an dem sein Höhepunkt am höchsten ist und sein Tiefpunkt unten ist. Wenn das Pumpenrohr 121 in seiner angehobenen Position ist, ist die Doppeldichtung 141 seines oberen Endverschlusses 125 in der angehobenen Position, wie in 5, 6 und 8 dargestellt, eine Distanz, die etwa gleich wie die Distanz S zum oberen Ende 67 des Elements 73 oder etwas größer ist, und die Dichtung 155 ihres unteren Verschlusses 151 ist in der angehobenen Position, wie in 5 und 6 gezeigt, eine Distanz von mehr als S zu dem unteren Ende 75 des Kerns 31. Die Kammer 115 ist aufgrund des vorangehenden Zyklus vollständig mit Schmiermittel gefüllt (wie noch beschrieben werden soll). Die Einlassrückschlagventilkugel 191 ist in ihrer vollständig angehobenen Position in großer Nähe zum unteren Ende 75 des Kerns und die untere Kammer 197 ist in ihrem vollständig verengten Zustand. Wie in 5 und 6 gezeigt, ist das Kugelrückschlagventil 89 geschlossen. Der Durchlass 111 ist mit Schmiermittel gefüllt und die Rückschlagventilkugel 89 ist in ihrer geschlossenen Position auf dem Sitz 85, wie in 5 und 6 dargestellt. Bei der Drehung des Exzenters 235 aus seiner Position aus 5 wird das Pumpenrohr 121 nach unten getrieben, wobei sein unteres Ende mit dem Rückschlagventilanschluss 165 in das Schmiermittel in der Fass R taucht. Wie in 7 dargestellt, erweitert sich die Kammer 197, und die Rückschlagventilkugel 191 erlaubt das Eintreten von Schmiermittel, das die Kammer 197 ausfüllt, während diese sich erweitert und eine Ansaugwirkung erzeugt, um das Schmiermittel in die Kammer 197 zu ziehen. Die Rückschlagventilkugel 89 bleibt geschlossen.
Während das Pumpenrohr durch ihren Abwärtshub nach unten getrieben wird, wird ein Teil des rohrförmigen Elements 41 (das den oberen Endabschnitt des Kerns 31 bildet) von gleicher Länge wie der Pumpenhub S aus der Pumpenkammer 73 gezogen, und ein Teil des unteren Endabschnitts des Kerns von gleicher Länge wie der Pumpenhub S tritt in die Pumpenkammer ein. Auf diese Weise wird ein Volumen gleich dem Pumpenhub S mal dem Querschnitt A1 des rohrförmigen Element 41 (S × A1) aus der Pumpenkammer 73 gezogen, und ein Pumpenhub mal dem Querschnitt A2 des unteren Endabschnitts des Kerns (S × A2) tritt in die Pumpenkammer ein. Dadurch wird ein Volumen von Schmiermittel, das gleich S × A2 minus S × A1 ist, durch den Durchlass 43 im rohrförmigen Element 41 an das Auslassrohr 45 gefördert. Da A2 gleich 2 × A1 ist, ist das Volumen, das aus der Pumpenkammer 73 abgegeben wird, gleich S × A1 (d. h. die Länge des Pumpenhubs S mal dem Querschnitt A1 des oberen Endabschnitts 33 des Kerns 31).
Wenn sich der Exzenter 235 durch die erste Hälfte einer Umdrehung aus seiner Position aus 5 in seine Position aus 7 dreht, bewegt sich das Pumpenrohr 121 durch seinen Abwärtshub nach unten. Wenn sich das Pumpenrohr relativ zur stationären Lanzenstruktur nach unten bewegt, bewegt sich das untere Ende des Pumpenrohrs durch das Schmiermittel in der Einlasskammer 267, die durch den unteren Endabschnitt 263 des rohrförmigen Gehäuses 213 definiert wird, nach unten, und der Druckkolben 261 bewegt sich in das untere Ende des Pumpenrohrs, um Schmiermittel aus der Einlasskammer nach oben in das Pumpenrohr und am Einlassrückschlagventil 191 vorbei in die untere Kammer 197 zu befördern. Die Abwärtsbewegung des Pumpenrohrs 121 und die Aufwärtsbewegung des Druckkolbens 261, insbesondere dann, wenn das Schmiermittel relativ steif ist (z. B. ein dickes, schweres viskoses Schmierfett), erleichtert das Laden der unteren Kammer 197, die am unteren Ende des Abwärtshubs des Pumpenrohrs vollständig erweitert ist, wie in 7 und 10B gezeigt, und vollständig mit Schmiermittel gefüllt ist.
Wenn sich der Exzenter 235 durch die zweite Hälfte einer Umdrehung dreht, d. h. von dem Punkt, an dem sein Höhepunkt unten ist und sein Tiefpunkt oben ist, wie in 7 gezeigt, zurück an den Punkt, an dem sein Höhepunkt oben und sein Tiefpunkt unten ist, wie in 5 gezeigt, zieht er das Pumpenrohr 121 durch einen Aufwärtshub in der Länge des Pumpenhubs S zurück nach oben. Wenn sich das Pumpenrohr 121 nach oben bewegt, schließt sich die untere Rückschlagkugel 191 und Schmiermittel wird aus der Kammer 197 getrieben und öffnet das Rückschlagventil 89, wie in 10C gezeigt, und Schmiermittel wird aus der Kammer 197 durch den Durchlass 111 und die Mündungen 113 an die Pumpenkammer 73 bereitgestellt. Wenn sich das Pumpenrohr 121 nach oben bewegt, tritt außerdem ein Teil der Längserstreckung des rohrförmigen Elements 41 (der den oberen Endabschnitt des Kerns 31 bildet), der dem Hub S entspricht, erneut in die Pumpenkammer 73, und ein Teil der Länge des unteren Endabschnitts des Kerns 31, der dem Hub S entspricht, wird aus der Pumpenkammer herausgezogen. Auf diese Weise tritt ein Volumen, das gleich der Pumpenhublänge S mal dem Querschnitt A1 des rohrförmigen Elements 41 (S × A1) ist, in die Pumpenkammer 73. Außerdem wird ein Volumen, das gleich S × A2 ist, aus der Kammer 197 durch den Durchlass 71 an die Pumpenkammer 73 übertragen, so dass ein Volumen von Schmiermittel, das gleich S × A2 minus S × A1 ist, durch den Durchlass im rohrförmigen Element 41 an das Auslassrohr 45 bereitgestellt wird. Da A2 gleich 2 × A1 ist, ist das aus der Pumpenkammer abgegebene Volumen gleich S × A1 (das gleiche wie bei einem Abwärtshub). Die Kammer 197, die als Ansaugkammer bezeichnet werden kann, ist beim Aufwärtshub zu wenigstens 85% erschöpft, d. h. sie ist um nicht mehr als 15% ungeleert, was vorteilhaft ist, wenn Schmierfett mit mitgeführter Luft gepumpt wird. Mit der um weniger als 15% ungeleerten Ansaugkammer 197 wird eine Reduzierung der Pumpleistung vermieden, die anderenfalls durch die mitgeführte Luft verursacht wird.
Die Bereitstellung derselben Mengen an Schmiermittel bei jedem Hub ermöglicht es, die Pumpe zum Dosieren von im Voraus festgelegten abgemessenen Mengen von Schmiermittel zu verwenden. Wenn es beispielsweise unter bestimmten Umständen notwendig ist, eine Menge an Schmiermittel bereitzustellen, die der Menge entspricht, die bei einem Hub der Kolbenstange 65 bereitgestellt wird, signalisiert die Steuerung 291 dem Motor 115 die Kolbenstange für einen Hub anzutreiben. Wenn die zwanzigfache Menge benötigt wird, signalisiert die Steuerung dem Motor, einen Betrieb für zwanzig Hübe durchzuführen, um die erhöhte Menge bereitzustellen.
Die Aufwärtsbewegung des Pumpenrohrs 121 bewirkt auch eine Bewegung des Druckkolbens 261 aus dem Durchlass 169 des Rückschlagventilanschlusses 197 in die Position, die in 5 und 6 gezeigt ist, wobei Schmiermittel vom Zulauf R frei in die Einlasskammer 267 fließen kann. Dieser Fluss wird durch die relativ große Öffnungsfläche erleichtert, die von den Öffnungen 269 in der rohrförmigen Wand 265 des unteren Endabschnitts 263 des Gehäuses 213 bereitgestellt wird.
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerung zeigt, die einen Motor wie etwa einen Servomotor oder einen Schrittmotor steuert, der eine Lanzenpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung antreibt. 13 ist ein Ablaufdiagramm einer Darstellung des Betriebs einer Steuerung, die einen Motor wie etwa einen Servomotor oder einen Schrittmotor steuert, der eine Lanzenpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung antreibt.
Ein Behälter 302 enthält Schmiermittel und weist einen Behälterauslass 304 auf, der mit einem Eingang 305 einer Lanzenpumpe 306 in Verbindung steht, die einen Ausgang 308 aufweist, der in Verbindung mit einem System (nicht dargestellt) steht, das Schmiermittel benötigt. Ein Antriebsmechanismus 310 weist einen Motor, etwa einen Schrittmotor oder einen Servomotor, zum Antreiben der Lanzenpumpe auf. Eine Steuerung 312 steuert den Betrieb des Motors, indem sie selektiv einen Strom oder eine Spannung variiert, der bzw. die an den Motor angelegt wird, um eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment des Motors zu steuern, um die Lanzenpumpe 306 zum Abgeben des Schmiermittels über ihren Ausgang an das System anzutreiben. Ein Drucksensor 314 misst einen Druckzustand am Ausgang der Lanzenpumpe 306 und stellt ein Druckzustandssignal 316 bereit, das den Druckzustand angibt. Die Steuerung 312 spricht auf das Druckzustandssignal 316 an und variiert selektiv den Strom oder die Spannung, der oder die an den Motor angelegt wird, um die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Motors als eine Funktion einer Differenz zwischen dem Druckzustandssignal 316 und einem Solldruckzustand zu variieren, der in einem greifbaren, nicht-flüchtigen Speicher 318 gespeichert ist. Der Speicher speichert auch Softwaresteueranweisungen, die von der Steuerung ausgeführt werden, die in einer Ausführungsform einen Prozessor einschließen kann.
In einer Ausführungsform, wobei der Motor einen Schrittmotor umfasst, legt die Steuerung 312 selektiv PWM-(pulsweitenmodulierte)Pulse über eine Stromquelle 320 an den Schrittmotor an, um Drehzahl und Drehmoment des Schrittmotors als eine Funktion des Solldruckzustands im Vergleich zum gemessenen Druckzustand zu variieren.
In einer Ausführungsform legt die Steuerung 312 PWM-Pulse an den Schrittmotor an, derart, dass die Drehzahl des Schrittmotors eine erste Drehzahl und ein erstes Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines ersten Bereichs ist. Außerdem legt die Steuerung 312 PWM-Pulse an den Schrittmotor an, derart, dass die Drehzahl des Schrittmotors eine zweite Drehzahl kleiner als die erste Drehzahl und bei einem zweite Drehmoment größer als das erste Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines zweiten Bereichs ist, der höher als der erste Bereich ist.
In einer Ausführungsform umfasst der Motor einen Servomotor, wobei die Steuerung 312 selektiv eine variierende Spannung an den Servomotor anlegt, um die Drehzahl des Servomotors als eine Funktion des Solldruckzustands im Vergleich zu dem gemessenen Druckzustand zu variieren.
Beispielsweise legt die Steuerung 312 eine Spannung und/oder Strom an den Servomotor an, derart, dass die Drehzahl des Servomotors eine erste Drehzahl und bei einem ersten Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines ersten Bereichs ist, und die Steuerung 312 legt eine Spannung und/oder Strom an den Servomotor an, derart, dass die Drehzahl des Servomotors eine zweite Drehzahl kleiner als die erste Drehzahl und bei einem zweiten Drehmoment größer als das erste Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines zweiten Bereichs höher als der erste Bereich ist.
Als Alternative ist auch vorgesehen, dass ein Profil, wie es in 14 dargestellt ist, oder ein Algorithmus zum Steuern der Drehzahl oder des Drehmoments des Motors im Speicher 318 gespeichert sein kann und dass die Steuerung 312 die Drehzahl oder das Drehmoment des Motors als eine Funktion des Profils oder Algorithmus steuert. In einer Ausführungsform ist der Solldruck, der im Speicher 318 gespeichert ist, 267 bar, und die Steueranweisungen im Speicher 318 werden von der Steuerung ausgeführt, um den Schmiermittelfluss und den Druck bei oder unter 267 bar zu maximieren, ohne dass der Motor aussetzt. Beispielsweise wird die Motordrehzahl (Spannung) so hoch wie möglich betrieben und/oder der Motorstrom mit so viel Drehmoment wie möglich betrieben, ohne dass der Motor aussetzt und ohne dass der Motorstator gesättigt wird (z. B. wird der Motor unterhalb seiner Aussetzkurve 500 betrieben, die in 14 gezeigt ist). Wenn der Druck zunimmt, wird die Drehzahl des Motors gesenkt, und das Drehmoment des Motors wird erhöht. Außerdem wird der Motor derart betrieben, dass die Motortemperatur innerhalb ihres zulässigen Betriebsbereichs gehalten wird.
Wenn der Antriebsmechanismus 310 einen Schrittmotor aufweist, schließt eine Ausführungsform Steueranweisungen im Speicher 318 ein, die von der Steuerung 312 ausgeführt werden und bewirken, dass die Frequenz von PWM-Pulsen, die an den Schrittmotor angelegt werden, abnimmt, und die Pulsweite zunimmt, um die Drehzahl zu senken und das Drehmoment zu erhöhen, wenn der Druck des Schmiermittels zunimmt, wie durch das Drucksignal 316 angezeigt. Die Frequenz der an den Schrittmotor angelegten Pulse wird über einem Minimum gehalten, und die Pulsweite wird unter einem Maximum gehalten, um ein Aussetzen zu verhindern und die Motortemperatur zu minimieren. Wenn der Antriebsmechanismus 310 einen Servomotor aufweist, schließt eine Steueranweisungen im Speicher 318 ein, die von der Steuerung 312 ausgeführt werden und bewirken, dass die Spannung, die an den Servomotor angelegt wird, gesenkt wird, und der Strom, der an den Servomotor angelegt wird, erhöht wird, wenn der Druck zunimmt. Der Servomotor kann einen Wertgeber aufweisen, der eine Rückkopplung an die Steuerung 312 bereitstellt, die die Drehzahl des Servomotors angibt. Die Spannung, die an den Servomotor angelegt wird, wird über einem Minimum gehalten, und der angelegte Strom wird unter einem Maximum gehalten, um ein Aussetzen zu verhindern und die Motortemperatur zu minimieren und die Motorsättigung zu minimieren.
13 zeigt eine Ausführungsform zum Zuführen von Schmiermittel zu einem System und stellt eine Ausführungsform von Softwareanweisungen dar, die im Speicher 318 gespeichert sind. Das Verfahren schließt das Bereitstellen eines Behälters 302 zum Aufnehmen von Schmiermittel ein. Eine Lanzenpumpe 306 mit einem Eingang 305, der mit einem Behälterauslass 304 in Verbindung steht, und einem Ausgang 308, der mit dem System in Verbindung steht, ist ebenfalls vorgesehen. Ein Antriebsmechanismus 310 mit einem Motor, der wenigstens einen von einem Schrittmotor und einem Servomotor umfasst, treibt die Lanzenpumpe 306 an. Der Betrieb des Motors wird gesteuert, indem selektiv der Strom oder die Spannung variiert wird, der bzw. die an den Motor angelegt wird, um eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment des Motors zu steuern, um die Lanzenpumpe 306 zum Abgeben des Schmiermittels über ihren Ausgang 308 an das System anzutreiben. Ein Druckzustand am Ausgang 308 der Lanzenpumpe 306 wird bei 402 und gemessen und bei 404 mit einem Druckzustandssignal 316 verglichen, das den Druckzustand angibt. Der Strom oder die Spannung, der bzw. die an den Motor angelegt wird, wird selektiv variiert, um die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Motors als eine Funktion einer Differenz zwischen dem Druckzustandssignal 316 und einem Solldruckzustand zu variieren, der im Speicher 318 gespeichert ist.
Wenn der Motor einen Schrittmotor umfasst, werden PWM-Pulse selektiv an den Schrittmotor angelegt, um die Drehzahl und das Drehmoment des Schrittmotors als eine Funktion des Solldruckzustands zu variieren, der mit dem gemessenen Druckzustand verglichen wird.
Wenn in einer Ausführungsform eine Differenz zwischen dem bei 402 gemessenen Druck bei einem Vergleich mit dem Solldruck bei 404 innerhalb eines ersten Bereichs bei 406 ist, werden bei 408 PWM-Pulse an den Schrittmotor angelegt, derart, dass der Schrittmotor auf einer ersten Drehzahl und einem ersten Drehmoment ist. Wenn die Differenz bei 410 innerhalb eines zweiten Bereichs ist, der höher als der erste Bereich ist, werden bei 412 PWM-Pulse an den Schrittmotor angelegt, derart, dass der Schrittmotor auf einer zweiten Drehzahl, die kleiner als die erste Drehzahl ist, und auf einem zweiten Drehmoment ist, das größer als das erste Drehmoment ist.
Wenn der Motor einen Servomotor umfasst, legt die Steuerung 312 selektiv eine variierende Spannung an den Servomotor an, um die Drehzahl des Servomotors als eine Funktion des Solldruckzustands, der im Speicher 318 gespeichert ist, im Vergleich zu dem gemessenen Druckzustand 316 zu variieren. Insbesondere wird eine Spannung an den Servomotor derart angelegt, dass die Drehzahl des Servomotors eine erste Drehzahl ist, und bei einem ersten Drehmoment, wenn das Drucksignal in einem ersten Bereich ist, und es wird eine Spannung an den Servomotor derart angelegt, dass die Drehzahl des Servomotors eine zweite Drehzahl kleiner als die erste Drehzahl ist, und bei zweiten Drehmoment, das größer als das erste Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines zweiten Bereichs ist, der höher als der erste Bereich ist.
Als Ergebnis des oben beschriebenen Motorbetriebs wird der Druck des Schmiermittels, das einem System über den Ausgang 308 zugeführt wird, erhöht und in der Nähe oder geringfügig unterhalb des Solldrucks gehalten, der im Speicher 318 gespeichert ist. Gleichzeitig wird das Volumen an Schmiermittel, das im Zeitverlauf gepumpt wird, gesenkt, während der Druck zunimmt, um einen Überdruck zu vermeiden und die Abgabe von Schmiermittel über ein Sicherheits- oder Entlastungsventil des Systems zu minimieren. Dies unterdrückt einen übermäßigen Gegendruck, minimiert das Aussetzen des Motors und sorgt dafür, dass mehr Schmiermittel rasch und effektiv an das System bereitgestellt wird. Als Ergebnis werden das System und seine Bauteile wirksam geschmiert, und das Risiko eines Versagens aufgrund von mangelhaft geschmierten Bauteilen des Systems wird minimiert.
Die oben beschriebene Pumpe mit dem fest angeordneten Kern 31 und dem hin und her bewegbaren Pumpenrohr 121 ist zu einem zuverlässigen Betrieb bei einer relativ hohen Drehzahl in der Lage, z. B. 600 Zyklen (600 Hübe des Pumpenrohrs) pro Minute, und zwar selbst mit stark viskosem Schmierfett bei niedrigen Temperaturen. Sie ist mit einem relativ kurzen Hub betreibbar, z. B. einem Hub von 1,90 cm, wie oben angegeben, und wirkt derart, dass bei jedem Abwärtshub und bei jedem Abwärtshub des Pumpenrohrs ein abgemessenes Volumen S × A1 an Schmiermittel bereitgestellt wird.
Wie Fachleute verstehen werden, weist die oben beschriebene Lanzenpumpe 21 mehrere Vorteile gegenüber zahlreichen handelsüblichen Lanzenpumpen auf. Da die Lanzenpumpe 21 von einem Schritt-/Servomotor angetrieben wird, der seine Abtriebswelle bei variablen Drehzahlen drehen kann, können der Förderdruck und die Fließrate, die von der Pumpe bereitgestellt werden, derart variiert werden, dass sie dem Bedarf oder bestimmten Betriebsbedingungen und Umgebungen entsprechen. Die Lanzenpumpe kann viskose Flüssigkeiten mit dem gewünschten Druck auf Abruf bereitstellen. Da der Motor ferner bei niedrigeren Drehzahlen laufen kann, kann auf komplizierte Untersetzungsgetriebe verzichtet werden, wie sie in einigen kommerziellen Lanzenpumpen des Stands der Technik zu finden sind. Es ist vorgesehen, dass durch den Verzicht auf das Untersetzungsgetriebe die Kosten und die Komplexität der Lanzenpumpe gegenüber Lanzenpumpen mit Untersetzungsgetriebe reduziert werden können.
Wie Fachleute verstehen werden, kann die oben beschriebene Lanzenpumpe anstelle von anderen Arten von Schmiermittelpumpen benutzt werden, wie sie in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 13/271,862, eingereicht am 12. Oktober 2011, namens „Pump having Step Motor and Overdrive Control” beschrieben sind, die hiermit in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen wird. In einer solchen Anwendung kann die Pumpe einen wesentlichen Schmiermittelfluss (z. B. 150 cc/min) während des Systemstarts, wenn der Druck niedrig ist (z. B. 0 bar) und einen reduzierten Fluss nach dem Start (z. B. 10 cc/min) bereitstellen, wenn der Schmiermitteldruck höher ist (z. B. 345 bar).
Wie Fachleute ebenfalls verstehen werden, kann der Motor auch ein Servomotor anstelle eines Schrittmotors sein, und die Steuerung kann entsprechend modifiziert werden.
Nach der detaillierten Beschreibung der Erfindung ist deutlich, dass Modifikationen und Abwandlungen möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Beim Vorstellen von Elementen der Erfindung oder der oder den bevorzugten Ausführungsformen derselben sollen die Artikel „eine”, „ein”, „der”, „die”, „das”, „dem”, „den” und „des” besagen, dass ein oder mehrere der Elemente gemeint sind. Die Begriffe „umfassen”, „einschließen” und „aufweisen” sind einschließend gemeint und bedeuten, dass neben den aufgeführten Elementen auch weitere Elemente vorliegen können.
Angesichts des Vorstehenden wird deutlich, dass die Aufgaben der Erfindung erreicht und andere vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden.
Da verschiedene Änderungen an den oben stehenden Konstruktionen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, ist vorgesehen, dass alle in der oben stehenden Beschreibung enthaltenen und in den begleitenden Zeichnungen gezeigten Belange als veranschaulichend und nicht als einschränkend auszulegen sind.

Claims

Pumpe zum Pumpen einer viskosen Flüssigkeit von einem Behälter, wobei die Pumpe Folgendes umfasst: einen Pumpenkörper, die zum Positionieren über dem Behälter angepasst ist; einen länglichen Kern, der sich von einem oberen Ende, das mit dem Körper fest verbunden ist, an einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt vorbei zu einem unteren Ende erstreckt, wenn der Körper über dem Behälter positioniert ist; ein längliches Rohr, das den Kern umgibt und sich vom Körper vertikal nach unten in die Flüssigkeit erstreckt, wenn der Körper über dem Behälter positioniert ist, wobei das Rohr eine Längsachse aufweist, die sich zwischen einem oberen Ende, das für eine vertikale Hin-und-her-Bewegung am Körper angebracht ist, und einem unteren Ende gegenüber dem oberen Ende erstreckt, das sich am unteren Ende des Kerns vorbei erstreckt, wobei das Rohr einen oberen Verschluss und einen unteren Verschluss aufweist, die den Kern verschiebbar aufnehmen und eine seitliche Abstützung bereitstellen, während sich das Rohr hin und her bewegt; einen Motor, umfassend einen Schrittmotor oder einen Servomotor, der an dem Körper angebracht ist und eine selektiv drehbare Abtriebswelle aufweist, die sich horizontal über der Flüssigkeit in dem Behälter erstreckt, wenn der Körper positioniert ist; ein Getriebe, das die Motorabtriebswelle und das längliche Rohr wirksam verbindet, um das Rohr zwischen der angehobenen Position und der abgesenkten Position hin und her zu bewegen, während sich die Motorabtriebswelle dreht, um das Rohr durch alternierende Aufwärts- und Abwärtspumphübe anzutreiben; ein Einlassrückschlagventil, das im Inneren des Rohrs unterhalb des unteren Endes des Kerns angebracht ist und mit dem unteren Ende des Kerns eine erweiterbare und verengbare untere Endkammer definiert, wobei das Einlassrückschlagventil derart ausgerichtet ist, dass es sich bei jedem Abwärtspumpenhub des Rohrs öffnet und zulässt, dass viskose Flüssigkeit in die untere Endkammer gelangt; eine ringförmige Pumpenkammer, die teilweise durch das Rohr und den Kern über der unteren Endkammer definiert ist; einen Speisedurchlass im Rohr, der die untere Endkammer mit der ringförmigen Pumpenkammer verbindet und ein Speisedurchlassrückschlagventil aufweist, das derart ausgerichtet ist, dass es sich bei jedem Aufwärtspumpenhub des Rohrs öffnet, wobei das Einlassrückschlagventil geschlossen ist, um viskose Flüssigkeit aus der unteren Endkammer in die ringförmige Pumpenkammer zu fördern; und einen Auslassdurchlass, der mit der ringförmigen Pumpenkammer verbunden ist und zulässt, dass viskose Flüssigkeit bei jedem Aufwärtspumpenhub und jedem Abwärtspumpenhub aus der ringförmigen Pumpenkammer zum einen Auslass fließt.
Lanzenpumpe nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Drucküberwacher in Fluidverbindung mit Flüssigkeit in der Pumpe stromabwärts vom Speisedurchlassrückschlagventil zum Messen des Drucks der Flüssigkeit.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Drucküberwacher zum Messen des Drucks von Flüssigkeit im Auslassdurchlass angebracht ist.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 1–3, ferner umfassend eine Steuerung, die wirksam zwischen dem Drucküberwacher und dem Motor verbunden ist, um den Betrieb des Motors in Reaktion auf ein Signal vom Drucküberwacher zu steuern.
Lanzenpumpe nach Anspruch 4, wobei die Steuerung in Reaktion auf das Signal vom Drucküberwacher eine Motorabtriebswellendrehzahl anpasst.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 4 und 5, wobei die Steuerung die Abtriebswellendrehzahl anpasst, um Druck, der vom Drucküberwacher gemessen wird, in einem Bereich von etwa 68,9 bar bis etwa 241 bar zu halten.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 1–3, ferner umfassend eine Steuerung, die wirksam mit dem Motor verbunden ist, um den Betrieb des Motors zu steuern.
Lanzenpumpe nach Anspruch 7, wobei die Steuerung die Motorabtriebswellendrehzahl in Reaktion auf wenigstens eine Kennlinie der Flüssigkeit in der Pumpe anpasst.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 7 und 8, wobei die Steuerung die Abtriebswellendrehzahl in Reaktion auf wenigstens eine Kennlinie der Flüssigkeit in der Pumpe steuert, ausgewählt aus einer Gruppe von Kennlinien, die aus Druck und Fließrate besteht.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 7–9, wobei die Steuerung die Abtriebswellendrehzahl in Reaktion auf Flüssigkeitsdruck in der Pumpe steuert.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 7–10, wobei die Steuerung den Motor steuert, um eine ausgewählte Anzahl von Aufwärtspumpenhüben und Abwärtspumpenhüben zu bewirken, die dem Bereitstellen einer im Voraus festgelegten Menge an viskoser Flüssigkeit durch den Auslass entsprechen.
Pumpe zum Pumpen einer viskosen Flüssigkeit von einem Behälter, wobei die Pumpe Folgendes umfasst: einen Pumpenkörper, der zum Positionieren über dem Behälter angepasst ist; einen länglichen Kern, der sich von einem oberen Ende, das mit dem Körper fest verbunden ist, an einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt vorbei zu einem unteren Ende erstreckt, wenn der Körper über dem Behälter positioniert ist; ein längliches Rohr, das den Kern umgibt und sich vom Körper vertikal nach unten in die Flüssigkeit erstreckt, wenn der Körper über dem Behälter positioniert ist, wobei das Rohr eine Längsachse aufweist, die sich zwischen einem oberen Ende, das für eine vertikale Hin-und-her-Bewegung am Körper angebracht ist, und einem unteren Ende gegenüber dem oberen Ende erstreckt, das sich am unteren Ende des Kerns vorbei erstreckt, wobei das Rohr einen oberen Verschluss und einen unteren Verschluss aufweist, die den Kern verschiebbar aufnehmen und eine seitliche Abstützung bereitstellen, während sich das Rohr hin und her bewegt; einen Elektromotor, der an dem Körper angebracht ist und eine selektiv drehbar Abtriebswelle aufweist, die mit dem länglichen Rohr verbunden ist, um das Rohr zwischen der angehobenen Position und der abgesenkten Position hin und her zu bewegen, während sich die Motorabtriebswelle dreht, um das Rohr durch alternierende Aufwärts- und Abwärtspumphübe anzutreiben; eine Steuerung, die wirksam mit dem Elektromotor verbunden ist, um den Betrieb des Motors zu steuern; ein Einlassrückschlagventil, das im Inneren des Rohrs unterhalb des unteren Endes des Kerns angebracht ist und mit dem unteren Ende des Kerns eine erweiterbare und verengbare untere Endkammer definiert, wobei das Einlassrückschlagventil derart ausgerichtet ist, dass es sich bei jedem Abwärtspumpenhub des Rohrs öffnet und zulässt, dass viskose Flüssigkeit in die untere Endkammer gelangt; eine ringförmige Pumpenkammer, die teilweise durch das Rohr und den Kern über der unteren Endkammer definiert ist; einen Speisedurchlass im Rohr, der die untere Endkammer mit der ringförmigen Pumpenkammer verbindet und ein Speisedurchlassrückschlagventil aufweist, das derart ausgerichtet ist, dass es sich bei jedem Aufwärtspumpenhub des Rohrs öffnet, wobei das Einlassrückschlagventil geschlossen ist, um viskose Flüssigkeit aus der unteren Endkammer an die ringförmige Pumpenkammer bereitzustellen; und einen Auslassdurchlass, der mit der ringförmigen Pumpenkammer verbunden ist und zulässt, dass viskose Flüssigkeit bei jedem Aufwärtspumpenhub und jedem Abwärtspumpenhub aus der ringförmigen Pumpenkammer zum Auslass fließt.
Lanzenpumpe nach Anspruch 12, wobei der Elektromotor einen Schrittmotor umfasst.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei die Steuerung die Schrittmotorabtriebswellendrehzahl in Reaktion auf wenigstens eine Kennlinie der Flüssigkeit in der Pumpe anpasst.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 12–14, wobei die Steuerung die Abtriebswellendrehzahl in Reaktion auf wenigstens eine Kennlinie der Flüssigkeit in der Pumpe steuert, ausgewählt aus einer Gruppe von Kennlinien, die aus Druck und Fließrate besteht.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 12–15, wobei die Steuerung die Abtriebswellendrehzahl in Reaktion auf Flüssigkeitsdruck in der Pumpe steuert.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 12–16, ferner umfassend einen Drucküberwacher in Fluidverbindung mit Flüssigkeit in der Pumpe stromabwärts vom Speisedurchlassrückschlagventil zum Messen des Drucks der Flüssigkeit und zum Bereitstellen eines Signals an die Steuerung, das dem gemessenen Druck entspricht.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 12–17, wobei der Drucküberwacher zum Messen des Drucks von Flüssigkeit im Auslassdurchlass angebracht ist.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 12–18, wobei die Steuerung die Abtriebswellendrehzahl anpasst, um Druck, der vom Drucküberwacher gemessen wird, in einem Bereich von etwa 68,9 bar bis etwa 241 bar zu halten.
Lanzenpumpe nach einem der Ansprüche 12–19, wobei die Steuerung den Schrittmotor steuert, um eine ausgewählte Anzahl von Aufwärtspumpenhüben und Abwärtspumpenhüben zu bewirken, die dem Bereitstellen einer im Voraus festgelegten Menge an viskoser Flüssigkeit durch den Auslass entsprechen.
Vorrichtung zum Zuführen von Schmiermittel zu einem System, umfassend: einen Behälter um Speichern von Schmiermittel, wobei der Behälter einen Behälterauslass aufweist; eine Lanzenpumpe mit einem Eingang, der mit dem Behälterauslass in Verbindung steht, und einem Ausgang, der mit dem System in Verbindung steht; einen Antriebsmechanismus mit einem Motor, der wenigstens einen von einem Schrittmotor und einem Servomotor umfasst, um die Lanzenpumpe anzutreiben; eine Steuerung zum Steuern des Betriebs des Motors, indem sie selektiv einen Strom oder eine Spannung variiert, der bzw. die an den Motor angelegt wird, um eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment des Motors zu steuern, um die Lanzenpumpe zum Abgeben des Schmiermittels über ihren Ausgang an das System anzutreiben; und einen Drucksensor zum Messen eines Druckzustands am Ausgang der Lanzenpumpe und zum Bereitstellen eines Druckzustandssignals, das den Druckzustand angibt; wobei die Steuerung auf das Druckzustandssignal anspricht und selektiv den Strom oder die Spannung variiert, der oder die an den Motor angelegt wird, um die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Motors als eine Funktion einer Differenz zwischen dem Druckzustandssignal und einem Solldruckzustand zu variieren.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei der Motor einen Schrittmotor umfasst und wobei die Steuerung PWM-Pulse selektiv an den Schrittmotor anlegt, um die Drehzahl des Motors zu senken, wenn der gemessene Druck im Vergleich zum Solldruck zunimmt, und das Drehmoment des Schrittmotors zu erhöhen, wenn der gemessene Druck im Vergleich zum Solldruck zunimmt, wobei der gemessene Druck bei oder unter dem Solldruck gehalten wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 und 22, wobei die Steuerung selektiv PWM-Pulse an den Schrittmotor anlegt, um die Drehzahl und das Drehmoment des Schrittmotors als eine Funktion des Solldruckzustands zu variieren, der mit dem gemessenen Druckzustand verglichen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21–23, wobei: die Steuerung PWM-Pulse an den Schrittmotor anlegt, derart, dass die Drehzahl des Schrittmotors bei einer ersten Drehzahl und einem ersten Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines ersten Bereichs ist; und die Steuerung PWM-Pulse an den Schrittmotor anlegt, derart, dass die Drehzahl des Schrittmotors bei einer zweiten Drehzahl kleiner als die erste Drehzahl und bei einem zweiten Drehmoment größer als das erste Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines zweiten Bereichs ist, der höher als der erste Bereich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei: der Motor einen Servomotor umfasst; und wobei die Steuerung selektiv eine variierende Spannung an den Servomotor anlegt, um die Drehzahl des Servomotors als eine Funktion des Solldruckzustands im Vergleich zu dem gemessenen Druckzustand zu variieren.
Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei: die Steuerung eine Spannung an den Servomotor anlegt, derart, dass der Servomotor bei einer ersten Drehzahl und einem ersten Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines ersten Bereichs ist; und die Steuerung eine Spannung an den Servomotor anlegt, derart, dass die Drehzahl des Servomotors bei einer zweiten Drehzahl kleiner als die erste Drehzahl und bei einem zweite Drehmoment größer als das erste Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines zweiten Bereichs ist, der höher als der erste Bereich ist.
Verfahren zum Zuführen von Schmiermittel zu einem System, umfassend: Bereitstellen eines Behälters zum Aufnehmen von Schmiermittel, wobei der Behälter einen Behälterauslass aufweist; Bereitstellen einer Lanzenpumpe mit einem Eingang, der mit dem Behälterauslass in Verbindung steht, und einem Ausgang, der mit dem System in Verbindung steht; Bereitstellen eines Antriebsmechanismus mit einem Motor, der wenigstens einen von einem Schrittmotor und einem Servomotor umfasst, um die Lanzenpumpe anzutreiben; Steuern des Betriebs des Motors durch selektives Variieren eines Stroms oder einer Spannung variiert, der bzw. die an den Motor angelegt wird, um eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment des Motors zu steuern, um die Lanzenpumpe zum Abgeben des Schmiermittels über ihren Ausgang an das System anzutreiben; Messen eines Druckzustands am Ausgang der Lanzenpumpe und Bereitstellen eines Druckzustandssignals, das den Druckzustand angibt; und selektives Variieren des Stroms oder der Spannung, der oder die an den Motor angelegt wird, um die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Motors als eine Funktion einer Differenz zwischen dem Druckzustandssignal und einem Solldruckzustand zu variieren.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei der Motor einen Schrittmotor umfasst, und ferner umfassend selektives Anlegen von PWM-Pulsen an den Schrittmotor, um die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Schrittmotors als eine Funktion des Solldruckzustands zu variieren, der mit dem gemessenen Druckzustand verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 28, ferner umfassend: Anlegen von PWM-Pulsen an den Schrittmotor, derart, dass die Drehzahl des Schrittmotors bei einer ersten Drehzahl und einem ersten Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines ersten Bereichs ist, und Anlegen von PWM-Pulsen an den Schrittmotor, derart, dass die Drehzahl des Schrittmotors bei einer zweiten Drehzahl kleiner als die erste Drehzahl und bei einem zweite Drehmoment größer als das erste Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines zweiten Bereichs ist, der höher als der erste Bereich ist.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei: der Motor einen Servomotor umfasst; und die Steuerung selektiv eine variierende Spannung an den Servomotor anlegt, um die Drehzahl des Servomotors als eine Funktion des Solldruckzustands im Vergleich zu dem gemessenen Druckzustand zu variieren.
Verfahren nach Anspruch 30, ferner umfassend: Anlegen einer Spannung an den Servomotor, derart, dass die Drehzahl des Servomotors bei einer ersten Drehzahl und einem ersten Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines ersten Bereichs ist; und Anlegen einer Spannung an den Servomotor, derart, dass die Drehzahl des Servomotors eine zweite Drehzahl kleiner als die erste Drehzahl und bei einem zweiten Drehmoment größer als das erste Drehmoment ist, wenn das Drucksignal innerhalb eines zweiten Bereichs ist, der höher als der erste Bereich ist.