DE19707400C2 - Vorrichtung zum dosierten Fördern einer Minimalmenge einer Flüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dosierten impulsgesteuerten Fördern einer Minimalmenge einer Flüssigkeit, insbesondere von Öl zum Schmieren pneumatisch betätigter Systeme, mit einem Verdrängerraum und einem in dem Verdrängerraum mündenden Zuführkanal, mit einem Rückschlagventil zum strömungsmäßigen Abtrennen eines unter Förderdruck stehenden Abschnitts des Verdrängerraums gegen den Zuführkanal, und mit einem vom Verdrängerraum wegführenden und in einer Abtropföffnung mündenden Abführkanal, wobei der Abführkanal gegen den Verdrängerraum durch ein in Schließrichtung und entgegen der Förderrichtung vorgespanntes Ventil dichtend verschließbar ist und ein stößelartiges Verdrängerorgan von einer impulsgesteuerten Betätigungseinrichtung steuerbar in den Verdrängerraum hinein bzw. heraus bewegbar ist, wodurch Flüssigkeit von dem Zuführkanal zu dem Abführkanal gefördert wird, und wobei ein Ventilkörper des Ventils als von dem Verdrängerorgan separates und unter Federspannung stehendes Bauteil ausgebildet und bei Hineinbewegen des Verdrängerorgans in den Verdrängerraum ohne von diesem berührt zu werden von seinem Ventilsitz abhebbar ist, so dass währenddessen ein dem verdrängten Volumen entsprechendes Flüssigkeitsvolumen an dem Ventilkörper vorbei in den Abführkanal gefördert wird und nach Erreichen einer Endstellung des Verdrängerorgans der Ventilkörper wieder gegen seinen Ventilsitz gelegt wird.

Eine deartige Vorrichtung ist aus dem Gebrauchsmuster 296 13 444.9 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung ist das Rückschlagventil in einigem Abstand vom Verdrängerraum als zusätzliches Bauteil angeordnet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den zur Herstellung einer gattungsgemäßen Vorrichtung benötigten Bauraum sowie die hierfür benötigten Einzelteile zu reduzieren. Es soll des Weiteren die Handhabung der Vorrichtung bedienungsfreundlicher ausgestaltet werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Rückschlagventil innerhalb des Verdrängerraums vorgesehen ist.

Auf diese Weise lässt sich der Bauraum, der für ein separates Rückschlagventil bislang benötigt wurde, einsparen und bereits vorhandene Komponenten innerhalb des Verdrängerraums lassen sich zur Ausbildung des Rückschlagventils heranziehen. Es hat sich auch als besonders vorteilhaft erwiesen, dass mit der erfindungsgemäßen Lösung das Volumen zwischen dem Rückschlagventil und der eigentlichen Förderanordnung quasi auf Null reduziert wurde. Hierdurch ist nämlich eine viel einfachere Bedienbarkeit bzw. Benutzbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, da sich keine störenden Lufeinschlüsse mehr zwischen Verdrängerraum und Rückschlagventil ausbilden können, die sich komprimieren lassen und so eine Inbetriebnahme der Vorrichtung erschweren, da sie erst aufwendig entlüftet werden muss.

Es wird des Weiteren vorgeschlagen, das Rückschlagventil als Dichtung zwischen dem Verdrängerorgan und einer Wandung des Verdrängerraums vorzusehen. Das Rückschlagventil bildet dann zugleich eine Dichtung des einenends unter Förderdruck und anderenends unter Atmosphären-Druck stehenden Verdrängerorgans. Eine zusätzliche Abdichtung des Verdrängerorgans gegen die Atmosphäre ist daher entbehrlich.

In ganz besonders vorteilhafter Weise umfasst das Rückschlagventil ein gegen einen Dichtsitz anlegbares bzw. von einem Dichtsitz abhebbares schwimmend um das Verdrängerorgan herum vorgesehenes Dichtelement. Damit ist gemeint, dass das Dichtelement bezüglich des Verdrängerorgans und der Wandung des Verdrängerraums ein axiales sowie ein radiales Spiel aufweist. Das Dichtelemt soll zwar unverlierbar jedoch derart spielbehaftet vorgesehen sein, dass es einen Strömungsquerschnitt beim Förderhub des Verdrängerorgans verschließen und beim Ansaughub des Verdrängerorgans freigeben kann.

In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist ein hierfür vorgesehener Dichtsitz von dem Verdrängerorgan selbst gebildet.

In ganz besonders vorteilhafter Weise weist das Verdrängerorgan eine Umfangsnut auf, in der das Dichtelement schwimmend aufgenommen ist, wobei die der Zuführseite zugewandte Nutflanke der Umfangsnut den Dichtsitz bildet.

Obschon zur Ausbildung des Rückschlagventils auch lippenartige Dichtungselemente verwendet werden könnnten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das Dichtelement von einem O-Ring aus elastomerem Dichtmaterial gebildet ist.

Um gegebenenfalls auftretende Reibungskräfte bei der Mitbewegung bzw. Relativbewegung des Dichtelements gegenüber der Wandung des Verdrängerraums so gering wie möglich zu halten, wird vorgeschlagen, in den Verdrängerraum eine Laufbuchse für das Verdrängerorgan einzusetzen, gegen die der O-Ring gleitet bzw. dichtend anlegbar ist.

Die Laufbuchse besteht vorteilhafterweise aus PTFE.

Anhand der zeichnerischen Darstellung werden nachfolgend zwei vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine ausschnittsweise Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum dosierten impulsgesteuerten Fördern einer Minimalmenge einer Flüssigkeit und

Fig. 2 eine ausschnittsweise Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung.

Die Figuren zeigen ausschnittsweise eine Fördervorrichtung zum impulsgesteuerten Fördern einer Minimalmenge von Öl zum Schmieren pneumatisch betätigter Systeme, wobei das Öl in Form kleiner Tröpfchen an in einem Druckluftkanal vorbeiströmende Druckluft abgegeben wird. Das zu fördernde bzw. genau zuzumessende Öl wird von einem nicht dargestellten Reservoir über einen Zuführkanal 4 einem Verdrängerraum 6 zugeführt. Von dem Verdrängerraum 6 führt ein Abführkanal 8 weg und mündet in einer Abtropföffnung 10 in den Druckluftkanal 2.

Zum Fördern bzw. Verdrängen von Flüssigkeit aus dem Verdrängerraum 6 ist ein stangen- oder stösselförmiges Verdrängerorgan 12 vorgesehen, das sich von oben in den Verdrängerraum 6 hineinerstreckt und in diesen hinein- bzw. aus diesem herausbewegbar ist.

Hierfür ist eine in der Figur nicht dargestellte impulsgesteuerte Betätigungseinrichtung vorgesehen, die elektromagnetisch, elektromotorisch oder in sonstiger Weise das Verdrängerorgan bewegen kann. Der Verdrängerraum 6 ist durch ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnetes Ventil gegenüber dem Abführkanal 8 verschließbar. Das Ventil 14 umfasst einen kugelförmigen Ventilkörper 16, der durch eine Feder 18 entgegen der Förderrichtung und in Schließrichtung vorgespannt gegen einen Ventilsitz 20 anlegbar bzw. von diesem abhebbar ist. Der Ventilsitz 20 ist von einem kreisringförmigen Dichtelement 22 gebildet, welches in eine abgestufte Gehäusebohrung 24 eines Vorrichtungsgehäuseteils 26 eingesetzt ist.

Das kreisringförmige Dichtelement 22 ist durch die Stirnseite 28 einer in die abgestufte Bohrung 24 eingesetzte Laufbuchse 30 gegen einen umlaufenden Anschlag 32 der abgestuften Bohrung 24 gedrückt. Das kreisringförmige Dichtelement 22 steht in radialer Richtung nach innen über die Wandung 34 des durchmesserkleineren Abschnitts der Bohrung 24, welche zugleich den Abführkanal 8 bildet, vor, so dass der Ventilkörper 16 daran anlegbar ist.

Um den Verdrängerraum 6 während des Ansaughubs des Verdrängerorgans 12 mit dem Zuführkanal 4 zu verbinden und während des Verdrängungshubs von dem Zuführkanal 4 zu trennen ist ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 36 bezeichnetes Rückschlagventil vorgesehen.

Das Rückschlagventil 36 ist zwischem dem Verdrängerorgan 12 und der Laufbuchse 30 ausgebildet und umfasst ein Dichtelement 38 in Form eines O-Rings 39 aus einem elastomeren Dichtmaterial. Der O-Ring 39 ist schwimmend in einer Umfangsnut 40 des Verdrängerorgans 12 vorgesehen. Der O-Ring 39 ist also in radialer Richtung und in axialer Richtung spielbehaftet, um einerseits Toleranzen ausgleichen zu können und um andererseits einen freigebbaren bzw. verschließbaren Strömungsquerschnitt zu bilden.

Wenn der Strömungsquerschnitt beim Förderhub des Verdrängerorgans 12 verschlossen wird, so liegt der O-Ring 39 an eine in Förderrichtung hintere Nutflanke 42 sowie an die Wandung 44 der Laufbuchse 30 an, und zwar durch die Wirkung des beim Förderhub des Verdrängerorgans 12 entstehenden Förderdrucks.

Beim Rückhub des Verdrängerorgans 12 wird der Strömungsquerschnitt durch die schwimmende Lagerung des O- Rings 39 freigegeben, und es kann Flüssigkeit über den Zuführkanal 4 in den Verdrängerraum 6 nachströmen.

Der Förderhub des Verdrängerorgans 12 ist durch einen axialen Anschlag 46 in Förderrichtung begrenzt. Der axiale Anschlag 46 ist von dem kreisringförmigen Dichtelement 22 des Ventils 14 zwischen Verdrängerraum 6 und Abführkanal 8 gebildet. Durch das kreisringförmige Dichtelement 22 wird das Anschlagen des freien Endes 48 des Verdrängerorgans 12 gedämpft und es treten keine störenden Geräusche auf.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Fördervorrichtung, wobei die Bohrung 24' eine weitere Abstufung 50 aufweist, die einen definierten Montageanschlag 60 für die Laufbuchse 30' aufweist. Es ist des Weiteren eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 62 angedeutet, deren Hubhöhe gegenüber dem Anschlag 46 des Verdrängerorgans 12' und somit gegenüber dem Montageanschlag 60 einstellbar ist.

Dadurch, dass die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 62 in Öl läuft und innerhalb eines nicht dargestellten Vorrichtungsgehäuses untergebracht ist, muss keine Abdichtung des Verdrängerorgans 12 bzw. 12' zur Atmosphäre hin vorgesehen werden, da bereits über das Rückschlagventil 36 eine Abdichtung gegen den unter Förderdruck stehenden Abschnitt des Verdrängerraums 6 erreicht wird.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum dosierten impulsgesteuerten Fördern einer Minimalmenge einer Flüssigkeit, insbesondere von Öl zum Schmieren pneumatisch betätigter Systeme, mit einem Verdrängerraum (6) und einem in dem Verdrängerraum (6) mündenden Zuführkanal (4), mit einem Rückschlagventil (36) zum strömungsmäßigen Abtrennen eines unter Förderdruck stehenden Abschnitts des Verdrängerraums (6) gegen den Zuführkanal (4), und mit einem vom Verdrängerraum (6) wegführenden und in einer Abtropföffnung (10) mündenden Abführkanal (8), wobei der Abführkanal (8) gegen den Verdrängerraum (6) durch ein in Schließrichtung und entgegen der Förderrichtung vorgespanntes Ventil (14) dichtend verschließbar ist und ein stößelartiges Verdrängerorgan (12) von einer impulsgesteuerten Betätigungseinrichtung (62) steuerbar in den Verdrängerraum (6) hinein bzw. heraus bewegbar ist, wodurch Flüssigkeit von dem Zuführkanal (4) zu dem Abführkanal (8) gefördert wird, und wobei ein Ventilkörper (16) des Ventils (14) als von dem Verdrängerorgan (12) separates und unter Federspannung stehendes Bauteil ausgebildet und bei Hineinbewegen des Verdrängerorgans (12) in den Verdrängerraum (6) ohne von diesem berührt zu werden von seinem Ventilsitz (20) abhebbar ist, so dass währenddessen ein dem verdrängten Volumen entsprechendes Flüssigkeitsvolumen an dem Ventilkörper (16) vorbei in den Abführkanal (8) gefördert wird und nach Erreichen einer Endstellung des Verdrängerorgans (12) der Ventilkörper (16) wieder gegen seinen Ventilsitz (20) gelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (36) innerhalb des Verdrängerraums (6) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (36) als Dichtung zwischen dem Verdrängerorgan (12) und einer Wandung (44) des Verdrängerraums (6) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (36) ein gegen einen Dichtsitz (42) anlegbares bzw. von dem Dichtsitz (42) abhebbares schwimmend um das Verdrängerorgan (12) herum vorgesehenes Dichtelement (38) umfasst.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtsitz (42) von dem Verdrängerorgan (12) gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerorgan (12) eine Umfangsnut (40) aufweist, in der das Dichtelement (38) schwimmend aufgenommen ist, und daß die der Zuführseite zugewandte Nutflanke der Umfangsnut (40) den Dichtsitz (42) bildet.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (38) ein O- Ring (39) aus elastomerem Dichtmaterial ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der O-Ring (39) einen Innendurchmesser der Öffnung von 1-2 mm aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der O-Ring (39) einen Querschnitt von 0,8-1,3 mm Durchmesser aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Verdrängerraum (6) eine Laufbuchse (30) für das Verdrängerorgan (12) eingesetzt ist, gegen die das Dichtelement (38) dichtend anlegbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse (30) aus PTFE besteht.