DE19502390C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Schmierstoffen auf Bandmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum beidseitigen Auftragen von Schmierstof­ fen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus dem DE 87 12 350 U1 ist ein Nebelschmiergerät für Stanzautomaten bekannt. Das aus einem Kammerober- und -unterteil bestehende Gerät verfügt über jeweils eine Vernebelungsdüse in beiden Kammerteilen, deren Sprührichtungen von oben bzw. unten auf ein durch zwei gegenüberliegende Bandlauf­ schlitze geführtes Band gerichtet sind. Oberhalb der beiden Bandlaufschlitze ist zur Vermeidung des Aus­ tritts von Schmiermittel eine Absaugrinne angeordnet, an die eine Absaugeinrichtung angeschlossen ist. Das die Kammer durchlaufende Band wird beidseitig mit Schmierstoff beaufschlagt, wobei es durch die recht­ eckige Querschnittsform beider Kammerhälften dazu kommt, daß aufgrund der waagerechten Wandungen Inho­ mogenitäten beim Schmiermittelauftrag entstehen.

Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß die Absaugung ausschließlich im oberen Kammerteil durch­ geführt wird und im unteren Kammerteil das überflüs­ sige Schmiermittel in einem Sumpf gesammelt wird. Dadurch, daß zwischen dem unteren Kammerteil und der Absaugung im oberen Kammerteil das zu benetzende Band das Nebelschmiergerät durchläuft, kann es dazu kom­ men, daß ein Austritt von Schmiermittel unterhalb des Bandes durch die Bandlaufschlitze erfolgt.

Eine Weiterbildung für das Benetzen von Bändern ist dem DE 92 04 093 U1 zu ent­ nehmen, bei dem Bandführung und Absaugung gegenüber dem aus DE 87 12 350 U1 bekannten Nebelschmiergerät verbessert worden sind.

Ausgehend von diesen bekannten Lösungen, ist es Auf­ gabe der Erfindung das Verfahren und die Vorrichtung für das beidseitige Auftragen von Schmierstoff auf Bandmaterial, das anschließend einem Stanzvorgang unterzogen wird, so zu verbessern, daß eine verbes­ serte Benetzung, bei guter Absaugung des überschüssi­ gen Schmierstoffes und flexibler Verfahrensführung und Anpassung an verschiedenste Einsatzbedingungen erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 9 enthal­ tenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich mit den in den un­ tergeordneten Ansprüchen genannten Merkmalen.

Mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung kann mit einer zentralen Einrichtung zum Überwachen, Steu­ ern und Regeln das Auftragen einer bestimmten opti­ mierten Menge Schmierstoff in einer gewünschten Tröpfchengröße bei gleichzeitiger Verbesserung der Absaugung von überschüssigem Schmierstoff aus der Schmierkammer gesichert werden. Dabei wird je nach Bedarf die Menge an geförderten Schmierstoff und/oder der Druck zur Vernebelung an den Sprühdüsen gesteu­ ert, um beispielsweise auf Unterschiedliche zu benet­ zende Breiten des Bandmaterials, evtl. verschiedene Schmierstoffe oder Bandmaterialien reagieren zu kön­ nen.

Außerdem kann die Absaugung an das Besprühen angepaßt werden, in dem der abzusaugende Volumenstrom aus der Schmierkammer erhöht wird, wenn sich die Menge an überschüssigen Schmierstoff als Nebel in der Schmier­ kammer erhöht. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Absaugung über ein vorgegebenes Mindestzeitinter­ vall nachläuft, wenn nach dem Abschalten kein Schmierstoff durch die Sprühdüsen in die Schmierkam­ mer eingebracht wird.

Für die gezielte Beeinflussung ist es günstig, mit Sensoren den Istzustand, d. h. die momentanen Parame­ ter (zugeführte Schmierstoffmenge, Luftzufuhr- und Absaugdruck, Temperatur) zu erfassen. Die gemessenen Werte werden mit vorgegebenen Sollwerten, die in ei­ ner Wissensbasis gespeichert sind, verglichen und das Vergleichsergebnis dann für die Steuerung/Regelung des Schmierstoffauftrags genutzt wird.

Es können aber auch über eine Bedieneinheit Zielvor­ gaben manuell eingegeben werden, die dann beispiels­ weise über die Veränderung der Drehzahl der Schmier­ stoffpumpe, die Einstellung eines Druckminderungsven­ tils und die Einstellung des Druckes in der Absaugung durch Veränderung der Verdichterleistung die Verfah­ rensführung beeinflussen.

Dabei kann der Verdichter für die Absaugung an den Schmierstofftank angeschlossen und dieser wiederum mit der Schmierkammer verbunden sein. In diesem Fall wird die mit überschüssigem Schmierstoff angereicher­ te Luft durch eine Verbindungsleitung in den Schmier­ stofftank gesaugt, wobei ein Teil des Schmierstoffs sich von allein im Tank absetzt. Über eine weitere Leitung wird die immer noch Reste von Schmierstoff enthaltende Luft über eine Filtereinheit geführt, in der auch feinste Partikel aus dem Luftstrom entfernt werden und die Luft im Anschluß an die Filtereinheit erreicht die Luft einen Reinheitsgrad, der ein Abbla­ sen der gereinigten Luft ins Freie ohne weiteres zu­ läßt. Der in der Filtereinheit zurückgelassene Schmierstoff wird über eine weitere Leitung in den Schmierstofftank zurückgeführt.

Vorteilhaft für eine gleichmäßige Benetzung ist es, wenn für jede einzelne Sprühdüse eine gesonderte Pum­ pe verwendet wird, zumindest sollte jedoch für die oberhalb des Bandmaterials und die unterhalb davon angeordneten Sprühdüsen eine gesonderte Pumpe vorhan­ den sein, die entsprechend den jeweils anderen Bedin­ gungen eingestellt werden kann.

Um ein Auslaufen nach dem Abschalten und eine sofor­ tige Betriebsbereitschaft nach dem Einschalten zu sichern, können Ventile zum Öffnen und Sperren der Schmierstoff- und Druckluftzuführung eingesetzt wer­ den. Hierfür sind günstigerweise Magnetventile in die Leitungen einzusetzen.

Um den Einfluß der Viskosität des Schmierstoffes zu berücksichtigen, kann mittels des Bedienteils der verwendete Schmierstoff eingegeben werden, womit dann die für diesen Schmierstoff erforderlichen Parameter der Wissensbasis entnehmbar sind. Dabei kann zusätz­ lich zur Kompensation des Temperatureinflusses ein Temperatursensor in der Zufuhrleitung oder im Schmierstofftank angeordnet sein.

Für einen nahezu automatischen Betrieb kann, die in einem Bereitschaftszustand gehaltene Vorrichtung sich selbsttätig aktivieren, wenn beispielsweise ein Sensor erkennt, daß sich im Bereich des Bandeinlaufes der Schmierkammer Bandmaterial befindet. Hierfür können die verschiedensten Sensortypen (z. B. optisch, aku­ stisch, induktiv, kapazitiv) eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß wird ein kompakter aus mehreren Modu­ len bestehender Aufbau gewählt, der an verschiedene Einsatzbedingungen anpaßbar ist. Dabei wird die Schmierkammer mit bevorzugt flexibel ausgeführten Leitungen mit den anderen Einzelkomponenten verbun­ den. Dadurch kann eine Anpassung an verschiedene Ab­ stände und Standorte, entsprechend der jeweiligen örtlichen Voraussetzungen und verschiedene technisch/technologische Erfordernisse erreicht wer­ den. Die eigentliche Schmierkammer ist in ihren Ab­ messungen minimiert und kann demzufolge direkt vor einem Stanzautomaten installiert werden, was die Mög­ lichkeit des unerwünschten Abtropfens von Schmier­ stoff zumindest reduziert.

Bevorzugt werden die Anschlüsse bzw. Kupplungen für die Verbindung der anderen Einzelkomponenten im unte­ ren Bereich der Schmierkammer angeordnet.

Um zu vermeiden, daß die Schmierstoffpumpe beschädigt wird, oder daß unbenetztes Bandmaterial dem Stanzvorgang zugeführt wird, kann im bzw. am Schmier­ stofftank ein Füllstandssensor vorhanden sein, der sichert, daß die Vorrichtung bei leerem Tank bzw. bei Unterschreitung einer Mindestmenge zwangsweise abge­ schaltet und optisch bzw. akustisch gewarnt werden kann.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungs­ beispiel näher beschrieben werden.

Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 ein Schemata der verschiedenen Eingangs- und zu beeinflussenden modulartigen Kompo­ nenten.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung sind die wesentlichen Einzelkomponenten mit den zugehörigen flexiblen Verbindungsleitungen und den Meß- und Steu­ erelementen dargestellt. Dabei ist die Schmierkammer 1 über Leitungen mit dem Schmierstofftank 9, einer Zuführung für Druckluft 16 und eine weitere Leitung 15 zur Abzugseinrichtung 12 verbunden. In der Schmierkammer 1 sind ober- und unterhalb des nicht­ dargestellten Bandmaterials Sprühdüsen 2 angeordnet, durch die der zugeführte Schmierstoff 10 mit der Druckluft vernebelt wird, um eine gleichmäßige Benet­ zung des Bandmaterials zu erreichen. Die zugeführte Menge Schmierstoff 10 und der Druck der zugeführten Luft beeinflussen im wesentlichen die Tröpfchengröße. Die Sprühdüsen können Schmierstoffe bis zu einer Vis­ kosität von ca. 300 mm²/s vernebeln.

Die Schmierkammer 1 ist von einem bevorzugt zweitei­ ligen Gehäuse umschlossen, von dem der obere Teil einfach aufgesteckt ist. Er kann so zur Kontrolle, Reinigung oder Wartung abgenommen werden. Beide Teile sind beispielsweise mit einer Labyrinthdichtung gegen das Austreten von Schmierstoff 10 gesichert. Mit der gewählten modulartigen Ausbildung der gesamten Vor­ richtung kann die Schmierkammer 1 mit geringen Abma­ ßen ausgeführt sein und zwischen den Säulen nach dem Vorschubapparat für das Bandmaterial ohne Einschrän­ kung des Einbauraumes eingebaut werden.

Der überschüssige Schmierstoff 10 wird mit Hilfe, des bei diesem Beispiel gewählten Seitenkanalverdichters 12 über die Leitung 15 in den Raum 11 oberhalb des Schmierstoffs 10 im Schmierstofftank 9 gesaugt. Dort setzt sich ein Teil des Schmierstoffs 10 selbsttätig ab und der Rest gelangt durch den Verdichter 12 auf dessen Druckseite in den Feinstfilter 13, in dem Ae­ rosole unter 0,1 µm gefiltert werden. Der im Filter 13 ausfallende Schmierstoff 10 wird durch die Leitung 14 durch Schwerkraftwirkung in den Schmierstofftank 9 rückgeführt.

Zur gezielten Einflußnahme auf den Schmierstoffauf­ trag werden mit einem Sensor 19 (z. B. einem Druck­ sensor oder einem Drehzahlmesser an der Pumpe 4) die zugeführte Schmierstoffmenge, mit einem Sensor 5 der Druck der zugeführten Druckluft 16 und mit einem Sen­ sor 20 der Druck oder Volumenstrom der abgesaugten überschüssigen Schmierstoff 10 enthaltenden Luft ge­ messen und der Einrichtung 18 zugeführt, wie das den eingezeichneten Verbindungsleitungen zu entnehmen ist. Hierbei geben die eingezeichneten Pfeile die Richtung des Informationsflusses an. Die Einrichtung 18 ist bevorzugt ein Mikrocomputer mit einem als Wis­ sensbasis dienenden Speicher, in dem Prozeßgrößen enthalten sind. Die Meßdaten werden in der Einrich­ tung 18 einem Soll-Istwert-Vergleich unterzogen und das Ergebnis dient zur Steuerung der Schmierstoffver­ neblung in der Schmierkammer 1 sowie der Absaugung. Dabei wird die Drehzahl der Schmierstoffpumpe 4, das Druckminderungsventil 6 im Bereich von ca. 0 bis 5 bar und die Drehzahl des Verdichters 12 gesteuert bzw. geregelt.

An die Einrichtung 18 ist auch eine manuell betätig­ bare Bedieneinheit 22 anschließbar. Mit dieser können Eingaben, zur Steuerung des Schmierstoffauftrages und der Absaugung vom Bediener eingegeben werden. Zusätz­ lich kann an der Bedieneinheit 22 ein Display vorhan­ den sein, auf dem Verfahrensparameter oder Fehlermel­ dungen angezeigt werden können.

Zusätzlich zur Bedieneinheit bzw. an deren Stelle kann eine externe Steuerung angeschlossen werden, mit der die Einstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beeinflußt werden kann. Mit dieser Steuerung können die eingestellten Parameter gespeichert und bei Be­ darf wieder abgerufen werden.

Von der Einrichtung 18 können über weitere Leitungen auch Sperrventile 7 für die Schmierstoffzuführung und 8 für die Druckluftzuführung zum normalen und zum Ausschalten in Notfallsituationen geschaltet werden.

Weitere Signale werden der Einrichtung 18 von einem Füllstandssensor 24 und einem Temperatursensor 23 zugeführt. So kann die Vorrichtung sofort abgeschal­ tet werden, wenn der Schmierstofftank 9 leer oder ein Mindestfüllstand unterschritten ist.

Der Temperatursensor 23 kann den benutzt werden, um die erforderliche Temperaturkompensation durchzufüh­ ren, da die Viskosität der flüssigen Schmierstoffe 10 temperaturabhängig ist. So kann der verwendete Schmierstoff 10 über das Handbediengerät 22 eingege­ ben werden. In der Wissensbasis der Einrichtung 18 sind für die verschiedenen Schmierstoffe 10 Viskosi­ täts-Temperaturverläufe abgelegt und können zur Steuerung der Tröpfchengröße bei der Vernebelung in der bereits beschriebenen Form herangezogen werden.

Weiter ist in vorteilhafter Weise ein Sensor 21 im Bereich des Bandmaterialeinlaufes 3 an der Schmier­ kammer 1 angeordnet, der erkennt, ob sich Bandmateri­ al am Bandeinlauf 3 befindet oder nicht. Ist kein Bandmaterial, da wird sofort mit den Ventilen 7 und 8 die Schmierstoff- und Druckluftzufuhr gesperrt. Im Gegensatz dazu läuft die Absaugung jedoch noch eine gewisse zeit nach, um auch noch Reste an überschüssi­ gem Schmierstoff 10 sicher aus der Schmierkammer 1 zu entfernen.

Mit diesem Aufbau werden alle wichtigen Funktionen überwacht und der Schmierstoffauftrag auf das Bandma­ terial kann gezielt durch Steuern oder Regeln beein­ flußt werden.

In der Fig. 2 sind nochmals die wichtigen zu über­ wachenden Größen und die entsprechend zu beeinflus­ senden Elemente schematisch dargestellt.

Dabei sind auf der linken Seite der Einrichtung 18 die Meßgrößen (Druckluft, Durchfluß des Schmierstof­ fes, Füllstand, Kupplung des Antriebes, Schmierstoff­ temperatur, Bandmaterial ja/nein und ein Reserveein­ gang) und auf der rechten Seite die Ausgänge zur Steuerung oder Regelung (Pumpenantrieb, Druckminde­ rungsventil, Sperrventil Luft, Sperrventil Schmier­ stoff, Verdichterantrieb und Handbediengerät) aufge­ zählt.

Dabei kann der Reserveeingang benutzt werden, um ein Signal zur Einrichtung 18 zu leiten, das der Vor­ schubgeschwindigkeit des Bandmaterials entspricht, um entsprechend mehr oder weniger Schmierstoff 10 zuzu­ führen. Für den bei der Beschreibung der Fig. 1 ver­ wendeten Sensor 21 kann auch überwacht werden, ob die Maschinenankopplung vorhanden ist. Bei eingeschalte­ ter Kupplung für den Bandmaterialvorschub und den Stanzautomaten wird Schmierstoff vernebelt und bei ausgeschaltetem Zustand werden automatisch Schmier­ stoff- und Druckluftzufuhr unverzüglich gesperrt.

Claims (17)

1. Verfahren zum beidseitigen Auftragen von Schmierstoffen auf Bandmaterial, das anschlie­ ßend einem Stanzvorgang unterzogen wird, wobei das Bandmaterial durch Ein- und Auslaufschlitze einer Schmierkammer geführt und der Schmierstoff durch ober- und unterhalb des Bandmaterials an­ geordnete Sprühdüsen zur Benetzung gesprüht und überschüssiger Schmierstoff abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge des durch die Düsen (2) versprüh­ ten Schmierstoffes (10),
der Druck zugeführter Luft (16) und
der Druck für die Absaugung des überschüssigen Schmierstoffes (10) aus der Schmierkammer (1),
mit einer Einrichtung (18) überwacht, geregelt und gesteuert wird;
wobei Signale von Sensoren (5, 19, 20) der Ein­ richtung (18) zugeführt und mit in einer Wis­ sensbasis enthaltenen Sollwerten oder über eine Bedieneinheit (22) eingebbaren Werten verglichen und das Ergebnis dieses Soll-Istwert-Vergleichs zur Steuerung/Regelung verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung des Füllstandes in einem Schmierstofftank (9) mit einem mit der Einrichtung (18) verbundenen Füll­ standssensor (24) durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgesaugten Schmierstoff (10) enthaltende Luft durch ein außerhalb der Schmierkammer (1) angeordnetes Mikro-Filterelement (13) geführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schmierstoff (10) zu jeder der Sprühdüsen (2) mit jeweils einer zu­ geordneten Pumpe (4) gefördert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschalten Ven­ tile (7) und (8) in der Schmierstoff- und Druck­ luftzuführung geschlossen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführte Schmierstoffmenge und der Druck der zugeführten Luft in Abhängigkeit der Viskosität des Schmier­ stoffes (10) gesteuert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Signal eines Sensors (21), zur Erkennung, ob sich Bandmateri­ al im Einlaufschlitz (3) befindet oder nicht, die Vorrichtung ein- oder ausgeschaltet wird.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschaltung der Schmierstoffzuführung die Absaugung über ein Mindestzeitintervall weiter betrieben wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierkammer (1) mit dem Schmierstofftank (9) über Leitungen zur Schmierstoffzufuhr und Absaugung verbunden und ein zusätzlicher Anschluß für Druckluft vor­ handen und in den Leitungen Druck- oder Volumen­ stromsensoren, die mit der Einrichtung (18) zur Überwachung, Regelung und Steuerung verbunden sind, angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen zur Schmierkammer (1) über flexible Leitungen, die an Kupplungen oder Anschlüsse, die an den Ein­ zelkomponenten (9, 13, 18, 22) vorhanden sind, geschlossen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen oder Anschlüsse an der Unterseite der Schmierkammer (1) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18) zur Überwachung und Steuerung ein Handbedienge­ rät (22) und/oder eine externe Steuerung an­ schließbar ist.

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verdichter (12) zur Absaugung der Schmierstoffnebel enthaltenden Luft mit dem Schmierstofftank (9) verbunden ist und sich an den Verdichter (12) auf dessen Druckseite ein Filterelement (13), dessen Ablauf als Ölrücklaufleitung (14) zum Schmierstofftank (9) ausgebildet ist, anschließt.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen für Schmierstoff- und Druckluftzufuhr Absperrventile (7, 8) angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung für Druckluftzufuhr ein Druckminderungsventil (6) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Ein­ laufschlitzes (3) für das Bandmaterial ein Sen­ sor (21) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor (23) zur Bestimmung der Temperatur des Schmier­ stoffes (10) im Schmierstofftank (9) oder der Schmierstoffzuführung angeordnet ist.