DE19725345A1 - Schmiervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung, mit welcher Schmierstellen, z. B. der Zerspanungsbereich eines Bearbei­ tungswerkzeuges, mit flüssigem oder gasförmigem Schmier- oder Kühlstoff versorgt werden sollen. Insbesondere soll die Schmiervorrichtung zur Minimalmengen-Schmierung geeignet sein, bei welcher je Stunde höchstens 100, 70, 40 oder nur höchstens 20 Milliliter Schmierstoff der Schmierstelle zugeführt werden. Diese kleine Schmierstoffmenge kann daher je Stunde 10 bis 50 Millimeter betragen. Der Schmierstoff kann durch das Werkzeug selbst hindurch der unter Bearbeitung stehenden Kontaktstelle zwischen Werkzeug und Werkstück zugeführt werden, z. B. im Falle einer Werkstückbohrung. Er kann aber auch von außerhalb des Werkzeuges und des Werkstüc­ kes an diese Stelle zugeführt werden.

Zur Schmierstoffversorgung kann in der Versorgungsleitung eine volumetrische Kolben-Dosierpumpe angeordnet sein. Ihr Hub- und daher ihr Austragvolumen je Arbeitshub kann manuell einstellbar sein. Von der Dosierpumpe wird das jeweilige Dosiervolumen an Schmierstoff pro Pumpenhub über Schläuche in eine weiter entfernte Mischkammer geleitet. In ihr wird der Schmierstoff inkleine Tröpfchen aufgeteilt und mit Druckluft zur Schmierstelle geblasen. Insbesondere im Laufe von Ruhe- bzw. Stillstandszeiten der Schmiervorrichtung können sich in den Schmierstoffräumen, die durch die Leitungen gebildet sind, aus dem fließfähigen bzw. flüssigen Schmierstoff Fremdstoffe abscheiden. Solche Fremdstoffe sind insbesondere im Schmierstoff gebundene Gase, die dann in den genannten Räumen Gasblasen bilden. Sie haben gegenüber dem Schmierstoff ein spezifisch geringeres Gewicht, verhalten sich also wie Schwimmstoffe.

Bei Vorhandensein solcher Gasansammlungen werden diese bei der Schmierstoff-Förderung der Dosierpumpe zuerst kompri­ miert, bevor der wesentlich weniger oder nicht kompressible Schmierstoff beginnt, in die Mischkammer gefördert zu werden. Dadurch kommt der Schmierstoff nicht sofort, sondern verspä­ tet an die Schmierstelle. Bei Werkzeugmaschinen mit automati­ schen Werkzeugewechsel-Einrichtungen oder dgl. kann sich dadurch nach einem Werkzeugwechsel ein verspätetes Zuführen von Schmierstoff an die Schmierstelle ergeben. Erfolgt die Variierung des Dosiervolumens je Dosierzyklus manuell, kann der Schmierstelle zuviel Schmierstoff zugeführt werden, was eine Vergeudung des Schmierstoffes, Umweltbelastungen und ggf. sogar Explosionsgefahren nach sich zieht, z. B. wenn Magnesium feinzerspant wird. Auch die minimal mögliche Zwischenzeit zwischen zwei Schmierzyklen kann bei einer solchen Ausbildung verhältnismäßig groß sein.

Durch die DE-AS 19 19 198 ist ein Zumeßventil für eine Schmieranlage bekanntgeworden. Bei solchen Zumeßventilen, die auch unter den Begriff Einleitungs-Dosierelemente bekannt sind, wird mit jedem Druckaufbau in der Versorgungsleitung ein im Dosierelement vordosiertes Dosiervolumen unabhängig von der Abgabezeit abgegeben, bis das Dosierelement seine Arbeits-Endstellung erreicht hat. Mit der Druckentlastung in der Versorgungsleitung kehrt das Dosierelement über einen federgetriebenen Rückhub in seine Ausgangsstellung zurück und während dessen wird seine Dosierkammer mit einem weiteren Dosiervolumen gefüllt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmiervor­ richtung der genannten Art zu schaffen, welche Nachteile bekannter Ausbildungen bzw. der beschriebenen Art vermeidet und die insbesondere auf einfache Weise gewährleistet, daß sich in der Versorgungsleitung keine unerwünschten Fremd­ stoffe, wie Gase, ansammeln können.

Erfindungsgemäß sind Mittel zur Fremdstoff-Abscheidung aus dem Schmierstoff vorgesehen, insbesondere im wesentlichen in der Versorgungsleitung. Diese erstreckt sich z. B. von einem Schmierstoffvorrat in einem Speicher bis zu ihrem Auslaß, welcher in eine erweiterte Vor- oder Mischkammer münden kann. Von dieser Kammer aus gelangt der Schmierstoff über eine weitere Leitung zur Schmierstelle. Diese weitere Leitung kann durch Bohrungen im Werkzeugkörper oder durch eine frei gegen die Schmierstelle gerichtete Schmierstoffdüse gebildet sein. Die Abscheidemittel können dafür geeignet sein, aus dem gesamten, von ihnen stromabwärts bis zum Auslaß reichenden Leitungsabschnitt der Versorgungsleitung die Fremdstoffe abzuscheiden.

Zweckmäßig ist ein Abscheideraum für Fremdstoffe vorgesehen. In ihm werden insbesondere die Schwimmstoffe, nämlich Gase, durch Aufsteigen abgeschieden. Der Abscheideraum kann durch einen Leitungsabschnitt einer an die Versorgungsleitung angeschlossenen Rückförderleitung gebildet sein. Dieser Leitungsabschnitt ist in Rückförder-Strömungsrichtung nicht fallend, sondern zumindest horizontal oder steigend bzw. vertikal angeordnet. Die Rückförderung erfolgt zweckmäßig unmittelbar zurück in den Speicher. Die Versorgungsleitung und die Rückförderleitung bilden daher mit dem Speicher eine Ringleitung für eine Kreislaufströmung. Diese Ringleitung bildet einen dynamischen Zwischenspeicher für den Schmier­ stoff, aus dem dieser für die Schmierstoffabgabe am Auslaß abgezweigt wird. Die Schmierstoff-Förderung in der Ringlei­ tung kann daher vor, während und nach der Schmierstoff-Abgabe am Auslaß erfolgen, beispielsweise über mehrere solche Abgabezyklen kontinuierlich durchgehend.

Von der Ringleitung bzw. dem Abscheideraum zweigt somit ein zum Auslaß führender Leitungsabschnitt der Versorgungsleitung ab. Dieser Leitungsabschnitt weist eine der anhand des Abscheideraumes definierten Lagen auf und kann eine gerad­ linige Verlängerung des Abscheideraumes sein. In diesem Leitungsabschnitt ist möglichst nahe beim Auslaß eine Dosier­ vorrichtung angeordnet. Diese kann ein Zumeßventil der genannten Art oder ein hochdynamisch arbeitendes Schnellven­ til, wie ein Magnetventil, sein. Bei letzterem ergibt sich die Dosiermenge aus der Öffnungszeit, zu der sie im wesent­ lichen proportional sein kann.

Auch zur Mengensteuerung des dem Auslaß je Abgabezyklus zugeführten Schmierstoffes kann eine Drossel vorgesehen sein. Sie ist vorteilhaft unmittelbar benachbart zum Verschluß- bzw. Ventilsitz der Dosiervorrichtung angeordnet, beispiels­ weise unmittelbar mit deren Gehäuse und dem dieses durchset­ zenden Schmierstoff-Auslaß verbunden. Dadurch ergibt sich zwischen der Dosiervorrichtung und der Drossel ein sehr geringes Totvolumen. Die Drossel kann einen unveränderbaren oder auf einen festen Wert justierbaren Drosselquerschnitt aufweisen, da ihre Drosselwirkung abhängig von der Viskosität des Schmierstoffes ist.

Im Falle der Schmierung durch das Werkzeug hindurch liegen die Dosiervorrichtung und die Drossel zweckmäßig unmittelbar benachbart zum hinteren Ende der Maschinenspindel, an deren vorderen Ende das Werkzeug auswechselbar gehaltert ist. Die Dosiervorrichtung und die Drossel können aber auch innerhalb der Maschinenspindel liegen. Der Durchgangsquerschnitt der Drossel ist kleiner als der des Leitungsabschnittes zwischen ihr und dem Auslaß. Dieser Leitungsabschnitt weist ebenfalls eine möglichst geringe Länge auf.

Zusätzlich zur Versorgungsleitung kann eine Förderleitung für ein gasförmiges oder flüssiges Zweitmedium vorgesehen sein. Die Auslässe der Versorgungs- und der Förderleitung münden gesondert in eine Mischkammer o. dgl. und können achsgleich liegen. Die Mischkammer liegt stromaufwärts von der Schmier­ stelle bzw. von den unmittelbar auf diese gerichteten Aus­ trittsöffnungen. Diese können im Umfang des Arbeits- oder Schneidbereiches des Werkzeuges liegen und quer gegen die Bearbeitungsfläche des Werkstückes gerichtet sein. Durch die Förderleitung kann wahlweise gasförmiges oder flüssiges Medium zugeführt werden, beispielsweise derselbe Schmierstoff wie durch die Versorgungsleitung. Die kleinsten Durchlaßquer­ schnitte der Förderleitung sind vorteilhaft wesentlich größer als diejenigen der Versorgungsleitung.

Die von der Schmiervorrichtung versorgte Maschine wird vorteilhaft über eine Maschinensteuerung gesteuert. Diese Steuerung bewirkt z. B. den Werkzeugwechsel, den Werkstück­ wechsel und den Bearbeitungsablauf für das Werkstück. Außer­ dem steuert sie über eine Signalleitung die Steuerelemente der Schmiervorrichtung, insbesondere die Dosiervorrichtung der Versorgungsleitung und ein oder mehrere Ventile in der Förderleitung. Dadurch können zahlreiche unterschiedliche Schmierfunktionen durchgeführt werden. Z.B. bestimmt die Maschinensteuerung die Menge der Minimalmengenschmierung über die Versorgungsleitung, wobei die Schmierstoffmenge propor­ tional zur Abstands- bzw. Zykluszeit aufeinanderfolgender Abgabeimpulse sowie proportional zur Öffnungszeit gesteuert wird, während die Luftmenge proportional zur elektrischen Signalspannung der Maschinensteuerung gesteuert wird. Die Maschinensteuerung kann die Minimalmengenschmierung aber auch nur zwischen eingeschaltetem und ausgeschaltetem Zustand steuern, d. h. zwischen verschlossener und geöffneter Versor­ gungsleitung.

Eine von der Maschinensteuerung gesonderte Steuereinrichtung für die Minimalmengenschmierung bestimmt veränder- bzw. manuell einstellbar die Abgabemengen für Schmierstoff sowie Luft, deren Förderung gleichzeitig oder unabhängig voneinan­ der ein- und ausgeschaltet werden kann. In einer weiteren Funktionsvariante bestimmt die Maschinensteuerung wiederum die Schmierstoffmenge für die Minimalmengenschmierung, deren Steuereinrichtung drei Signaleingänge für die Maschinensteue­ rung aufweist, so daß sie in sieben unterschiedlichen Funk­ tionsvarianten von der Maschinensteuerung beeinflußt werden kann. Für jede dieser Varianten sind in der Steuereinrichtung Mengenwerte für Schmierstoff und Luft einstellbar gespei­ chert.

In einer weiteren Funktionsvariante steuert die Maschinen­ steuerung über die Steuereinrichtung der Minimalmengenschmie­ rung bei jedem Werkzeugwechsel einen Ausblasvorgang, bei welchem die Versorgungs- bzw. die Förderleitung von Luft durchströmt und daher einschließlich des Werkzeuges, der Werkzeugaufnahme und/oder des Bearbeitungsbereiches gereinigt werden. Auch nach jedem Beenden eines Fördervorganges zur Minimalmengenschmierung kann deren Steuereinrichtung ein solches Ausblasen bewirken, insbesondere mit durch manuelle Einstellung veränderbarer Ausblaszeit. Die Maschinensteuerung kann aber auch das Dosiervolumen pro Schmierimpuls sowie die Zykluszeit der Schmierimpulse steuern. Die Steuerung des Dosiervolumens erfolgt durch die Impulsdauer. Die Steuerung der Zykluszeit erfolgt durch die Frequenz des Steuersignales o. dgl.

Schließlich kann die Steuereinrichtung der Minimalmengen­ schmierung auch die wichtigsten Funktionen der Schmiervor­ richtung sowie den Stand des Schmierstoff-Vorrates bzw. einer Schmierstoff-Reserve überwachen. Treten hier Störungen auf, so werden sie über eine Einrichtung optisch, akustisch oder ähnlich angezeigt und ein die Störung vermittelndes Signal wird an die Maschinensteuerung abgegeben. Dieses Störsignal ist im Falle von Schmierstoffmangel zweckmäßig ein pulsieren­ des Signal. Sämtliche Signale können elektrische bzw. elek­ tronische Signale sein.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schmiervorrichtung in teilweise schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform.

Gemäß den Fig. 1 bis 3 ist die Schmiervorrichtung 1 zur Versorgung einer Schmierstelle 2 mit Schmierstoff, beispiels­ weise Öl, an einer stationären Werkzeug-Maschine 3 o. dgl. vorgesehen. Die Maschine 3 weist einen stationären Sockel 4 auf, an welchem als Werkstück-Aufnahme ein Tisch 5 sowohl parallel zur Spindelachse als auch in zwei zueinander und zu dieser Spindelachse rechtwinkligen Richtungen stufenlos verstellbar sowie festsetzbar gelagert ist. Der Tisch 5 dient zur festsitzenden Verspannung des zu bearbeitenden Werkstüc­ kes und liegt unterhalb des Spindelkopfes 6 der Maschine 3. Im Spindelkopf 6 ist eine Arbeits- bzw. Maschinenspindel 7 mit einem Antrieb drehbar gelagert. Das untere Ende der Spindel 7 umfaßt eine Werkzeugaufnahme 8, beispielsweise einen Innenkonus zur auswechselbaren Aufnahme des Werkzeuges 9. Dieses kann durch innerhalb der Spindel 7 liegende Spann­ mittel mit einem Antrieb axial gegenüber der Spindel 7 verspannt und entspannt werden. Es liegt wie die Spindel 7 in der vertikalen Spindelachse 10.

Das Schmiermittel wird über eine Versorgungsleitung 11 bzw. eine Förderleitung 12 zugeführt und kann aus der Leitung 11 über eine Rückförderleitung 13 zurück in einen Speicher 14 gefördert werden. Im Speicher 14 ist ein mit 15 an seinem Oberflächenspiegel angedeuteter Schmiermittel-Vorrat enthal­ ten, dessen Füllhöhe in engen Grenzen mit Steuermitteln 17 zur Niveau-Kontrolle durch Nachfüllen konstant gehalten wird. Aus dem Vorrat 15 saugt eine Förderquelle, wie eine Pumpe 16, das Schmiermittel 15 an und fördert es unmittelbar in ein Steuerglied 18 der Leitung 11, das ein Druckventil sein kann. Dieses Steuerglied 18 kann auch zum Ein- und Ausschalten bzw. zur Steuerung der Pumpe 16 in Abhängigkeit von demjenigen Druck ausgebildet sein, welcher in der Leitung zwischen dem Ausgang der Pumpe 16 und dem Steuerglied 18 herrscht. Das Steuerglied 18 ist als Drei/Zwei-Wege-Ventil ausgebildet, welches entweder die Leitung 11 unmittelbar an die Pumpe 16 anschließt oder in einer zweiten Stellung diesen Anschluß sperrt bzw. unterbricht. In dieser zweiten Stellung wird der Ausgang des Gliedes 18 einschließlich des stromab­ wärts anschließenden Leitungsabschnittes der Leitung 11 an ein weiteres Steuerglied 19, beispielsweise ein Entlastungs- Ventil 19 angeschlossen, welches in Abhängigkeit von seinem Leitungsdruck öffnet und schließt. Der Ausgang des Ventiles 19 mündet in den Vorrat 15. Die beiden Glieder 18, 19 können eine vormontierte Baueinheit zum Anschluß an die Leitung 11, den Speicher 14 und die Pumpe 16 bilden.

Die Leitungen 11, 13 bilden gemeinsam mit dem Speicher 14 eine Ringleitung 20 zur Förderung des Schmierstoffes 15 im Kreislauf. Möglichst nahe benachbart zum hinteren Ende der Spindel 7 oder vollständig innerhalb dieser ist in der Leitung 11 eine Dosiervorrichtung 21, beispielsweise ein Zumeßventil, angeordnet. In der Leitung 13 ist ebenfalls eine Dosiereinrichtung 22, beispielsweise ein Zumeßventil, ange­ ordnet, dessen Dosiervolumen je Arbeitshub jedoch wesentlich größer als das der Dosiervorrichtung 21 ist.

An die Förderleitung 12 ist eine Förderquelle für Luft o. dgl., wie eine Pumpe 23 oder ein Druckspeicher angeschlossen. Stromabwärts der Pumpe 23 ist in der Leitung 12 ein Steuer­ glied zur Druckregelung in dieser Leitung 12 angeordnet, beispielsweise ein Druckminder-Ventil 24, mit welchem der Abgabedruck der Pumpe 23 für die weitere Förderung in der Leitung 12 abgesenkt wird. Stromabwärts der Anordnungen 23, 24 ist in der Leitung 12 ein Steuerglied 25 zur Durchfluß- Mengensteuerung bzw. -regelung angeordnet, beispielsweise ein Proportional-Ventil. Dieses Ventil wird über eine Signal­ leitung mit einer elektrischen Steuerspannung gesteuert und seine Öffnungsweite ist proportional abhängig von der Höhe dieser Steuerspannung. Dadurch können die Durchlaßquerschnit­ te dieses Ventiles 25 stufenlos verändert werden.

Zwischen den Anordnungen 23, 24 einerseits und dem Glied 25 andererseits ist an die Leitung 12 ein zweiter Ausgang der Pumpe 16 unter Zwischenschaltung eines Steuergliedes 26 angeschlossen. Dadurch kann die Leitung 12 statt mit Luft auch mit Schmierstoff 15 versorgt werden. Das Glied 26 ist zweckmäßig ein Wege-Ventil, welches entweder den Zufluß von der Pumpe 16 sperrt oder ihn mit der Leitung 12 in einer zweiten Stellung verbindet. Jedes der steuer- bzw. regelbaren Ventile kann ein Magnetventil sein.

Die beiden Steuerglieder 21, 22 sind an die beiden Ausgänge eines Leitungsstückes angeschlossen, das einen einzigen Eingang und daher eine T-förmige Leitungskonfiguration hat. Der Eingang ist durch das Ende des T-Fußes gebildet. Die Ausgänge sind durch die Enden des T-Quersteges gebildet. Diese T-förmig angeordneten Leitungsabschnitte können Bohrun­ gen in dem einteiligen T-Stück 27 sein. T-Fuß und T-Quersteg sind jeweils geradlinig und liegen rechtwinklig zueinander. Der T-Quersteg liegt vertikal und der T-Fuß horizontal. Unmittelbar an beiden, rechtwinklig quer zum T-Fuß liegenden Endflächen des T-Stückes 27 sind die Glieder 21, 22 mit ihren Gehäusen befestigt, welche jeweils eine vollständig in ihnen liegende Dosierkammer begrenzen. Dadurch ergeben sich in diesem Bereich sehr kurze Leitungswege. Das T-Stück 27 kann auch in Verlängerung des T-Fußes auf der vom ersten Eingang abgekehrten Seite einen weiteren Ausgang aufweisen, durch welchen eine weitere Schmierstelle über eine entsprechende Versorgungsleitung an die Leitung 11 angeschlossen werden könnte.

Der stromabwärts an die Anordnungen 16, 18 anschließende Leitungsabschnitt 28 der Leitung 11 ist an den Eingang des Verteilergliedes 27 angeschlossen. Im Bereich der Glieder 21, 22, 27 sind Abscheidemittel 30 mit einem Abscheideraum 31 vorgesehen, welcher durch die, Schmierstoff enthaltenden Räume dieser Glieder 21, 22, 27 sowie solcher Leitungs- bzw. Kanalabschnitte gebildet ist, welche im Sinne einer Gasab­ scheidung durch Aufschwimmen horizontal oder steigend, insbesondere vertikal, angeordnet sind. Ein solcher Leitungs- Abschnitt 32 ist z. B. der T-Fuß im Verzweigungsstück 27.

Vom Ausgang an der Unterseite des Gliedes 21 führt ein Leitungs-Abschnitt 33 der Leitung 11 geneigt oder vertikal nach unten zu einem Auslaß 34. Der Leitungsabschnitt 33 kann durch ein formsteifes dünnes Rohr mit einer Innenweite von höchstens zwei oder einem Millimeter gebildet sein und durchsetzt die Spindel 7 in der Achse 10. Parallel dazu durchsetzt ein Leitungs-Abschnitt 35 der Leitung 12 die Spindel 7 nach unten bis zu einem Auslaß 36. Der Abschnitt 35 und der Auslaß 36 können ebenfalls in der Achse 10 angeordnet sein. Der Durchlaßquerschnitt der Leitung 12 und des Ab­ schnittes 35 sowie des Auslasses 36 sind wesentlich größer als die Durchlaßquerschnitte der Kanalabschnitte 11, 32, 33 und des Auslasses 34. Der Abschnitt 35 kann ebenfalls durch ein formsteifes Rohr gebildet sein, welches vom Rohr 33 mit Radialabstand durchsetzt ist. Die beiden Rohre 33, 35 können unmittelbar mit Versteifungen 40 radial aneinander abgestützt sein, so daß sie sich gegenseitig versteifen. Der Auslaß 36 kann gegenüber dem Auslaß 34 zurückversetzt sein. Der Auslaß 34 ist zweckmäßig als Tropfenspender zur Abgabe einzelner Tropfen des Schmierstoffes 15 ausgebildet und bildet eine Düse, welche von dem aus dem Auslaß 36 austretenden Medium umströmt wird. Ist dieses Medium Luft, so ist eine Zerstäu­ berdüse gebildet, welche in eine gegenüber den Auslässen 34, 36 wesentlich erweiterte Mischkammer 37 mündet. Die Kammer 37 kann vollständig innerhalb der Spindel 7 und/oder innerhalb des Werkzeuges 9 liegen oder unmittelbar durch diese begrenzt sein, also mit dem Werkzeug 9 mitdrehen. An den im Abstand unterhalb der Auslässe 34, 36 liegenden Ausgang der Kammer 37 ist eine Werkzeug-Leitung 38 angeschlossen, beispielsweise eine Bohrung im Grundkörper des Werkzeuges 9. Die in der Achse 10 liegende Leitung 38 geht stromabwärts in geneigte Zweigleitungen 39 über, welche am Außenumfang des Werkzeug­ körpers im Bereich der Schmierstelle 2 münden. Wegen weiterer Merkmale und Wirkungen wird zur Einbeziehung in die Erfindung auf die deutsche Patentanmeldung 196 39 507.0 Bezug genommen.

Zur Steuerung der Schmiervorgänge, der Werkstückbearbeitung sowie des Wechsels der Werkzeuge 9 sind Steuermittel 29 vorgesehen, welche eine Steuereinrichtung 41 der Vorrichtung 1 und eine Steuereinrichtung 42 der Maschine 3 umfassen. Die Maschinensteuerung 42 dient zur Steuerung der Bearbeitung, des Werkzeugwechsels, des Werkstückwechsels, der Spannung bzw. Entspannung von Werkzeug und Werkstück sowie der Rela­ tivbewegungen zwischen Tisch 5 und Kopf 6. Die Schmiersteue­ rung 41 wird über drei Signalleitungen von der Maschinen­ steuerung 42 beeinflußt und ist ihrerseits über Signalleitun­ gen 44 mit den zugehörigen Steuergliedern verbunden, bei­ spielsweise mit den Anordnungen 16, 17, 18, 19, 23, 24, 25, 26, um entweder diese steuernd zu beeinflussen oder von ihnen Signale über den jeweils zugehörigen Status zu erhalten.

Im Betrieb wird über die druckluftgesteuerte Pumpe 16, das in der ersten Stellung stehende druckgesteuerte Entlüftungs- und Dosierelement 18 und die Abschnitte 28, 32 Schmierstoff 15 an den Eingang des Dosierelementes 21 unter Druck abgegeben, nachdem von der Maschinensteuerung 42 über die Schmiersteue­ rung 41 ein entsprechendes Auslösesignal vermittelt und über das Ventil 26 der Pumpe 16 Luft als Steuerimpuls zugeführt worden ist. Der unter Druck zuströmende Schmierstoff 15 treibt die Dosiervorrichtung 21 und die Dosiereinrichtung 22 gleichzeitig jeweils über einen Arbeitshub an, durch welchen eine jeweils in ihnen vordosiert enthaltene Menge Schmier­ stoff 15 einerseits in die Leitung 33 und andererseits in die Leitung 13 abgegeben wird. Die beiden Arbeitshübe sind entgegengesetzt gerichtet und das Dosiervolumen der Dosier­ einrichtung 22 ist wesentlich größer als das der Dosierein­ richtung 21. Eventuell in den Gliedern 21, 22 und den Ab­ schnitten 32, 33 sowie in einem vom oberen Ausgang der Einrichtung 22 nach oben führenden Abschnitt der Leitung 13 aus dem Schmierstoff 15 abgeschiedenes Gas steigt nach oben bis in die Leitung 13 und wird mit dem Schmierstoff zurück in den Speicher 14 gefördert. Aus diesem kann das Gas über einen Abzug abgeleitet werden, der sich oberhalb des Schmierstoff- Spiegels befindet.

Der in dem Abschnitt 33 aus der Vorrichtung 21 strömende Schmierstoff tritt aus dem Auslaß 34 in die Kammer 37 aus und gelangt über die Leitungen 38, 39 zur Schmierstelle 2. Das Ende dieses Schmiervorganges und die Beendigung des Austrit­ tes des Schmierstoffes 15 aus dem Auslaß 34 wird durch Umschalten des Ventiles 26 eingeleitet, welches den Leitungs­ abschnitt 28 mit dem Druckbegrenzungs-Ventil 19 verbindet und wodurch die Pumpe 16 stillgesetzt wird. Rückhubfedern in den Einheiten 21, 22 drücken einen Teil des in ihnen enthaltenen Schmierstoffes zurück in den Abschnitt 28 und das Ventil 18, wodurch das Ventil 19 unter Druck gesetzt wird und öffnet, so daß eine entsprechende Schmiermittelmenge zurück in den Speicher 14 strömen kann, ohne daß der Abschnitt 28 entleert wird. Die Vorrichtung 1 befindet sich nun wieder in ihrer Ausgangsstellung. Aus dieser kann der nächste Schmiervorgang ausgelöst werden.

Gleichzeitig mit dem Austritt des Schmierstoffes 15 aus dem Auslaß 34 kann aus dem Auslaß 36 Luft ausströmen, den Schmierstoff am Auslaß 34 und in der Kammer 37 zerstäuben sowie dieses Stoffgemisch zur Schmierstelle 2 fördern. Dies erfolgt durch Öffnen des Ventiles 25.

Soll aus dem Auslaß 36 Schmierstoff in wesentlich größerer Menge als aus dem Auslaß 34 austreten, so werden beide Ventile 25, 26 geöffnet und die Leitung 12 ist an die Pumpe 16 angeschlossen. Dabei ist zwischen der Pumpe 23 und den Ventilen 25, 26 kein weiteres Ventil erforderlich. Die über das Zwischenstück 27 unmittelbar miteinander verbundenen Steuerglieder 21, 22 könnten auch horizontal angeordnet sein.

Gemäß Fig. 2 ist der Ausgang der Pumpe 16 nur an den Ab­ schnitt 28 der Förderleitung 11 angeschlossen. Stromabwärts von diesem Pumpenausgang ist im Abschnitt 28 der Druckschal­ ter 18 angeordnet, welcher in Abhängigkeit vom Leitungsdruck ein Signal abgibt, das den weiteren Betrieb freigibt. Die Pumpe 16 wird von der Steuerung ein- bzw. ausschaltet. Als Dosiervorrichtung 21 ist hier ein sehr schnell ansprechendes und umsteuerndes Ventil, ein sogenanntes Schnellventil, vorgesehen, dessen beide Schließflächen 45, nämlich ein Ventilsitz und eine demgegenüber bewegbare Gegenfläche, innerhalb des Ventilgehäuses liegen. Von diesen Flächen 45 steigt der Abscheideraum 31 vertikal an und zwar über die Anschlußstelle des Abschnittes 28 hinaus. Diese Anschlußstel­ le kann unmittelbar am Eingang des Ventiles 21 liegen. Auch die Leitung 33 steigt vom Auslaß 34 bis zu den Flächen 45 an, so daß bei geöffnetem Ventil 21 Gas vom Ventilausgang in den Ventileingang aufsteigen und unmittelbar in den Abscheideraum 31 gelangen kann. Das Ventil 21 öffnet nur über Millisekun­ den.

Das Steuerglied 22 ist hier ein Druckbegrenzungsventil, das in Nähe des Auslasses der Leitung 13 im Bereich des Speichers 14 angeordnet ist und nur bei fördernder Pumpe 16 öffnet sowie bei Unterschreiten eines Grenzdruckes von selbst wieder schließt und verhindert, daß die Leitungen 13, 20 leerlaufen. Da die Ringleitung 20 vom Ventil 21 ansteigt und die Stich­ leitung zwischen Ventil 21 und Leitungsabschnitt 28 fallend, zumindest aber waagerecht und möglichst kurz ausgebildet ist, kann kein Gas zum Ventil 21 gelangen. Wird die Ringleitung kontinuierlich durchströmt, ergibt sich eine Dauerentlüftung.

Unmittelbar benachbart zum Ausgang des Ventiles 21 ist in die Leitung 33 eine Drossel 46 zwischengeschaltet, welche unmit­ telbar am Ventilgehäuse oder in diesem vorgesehen sein kann. Mit dieser Drossel 46 wird die geförderte Schmierstoffmenge gesteuert. Die Drossel 46 bildet mit dem Ventil 21 eine vormontierte Baueinheit zum Anschluß an die Abscheideleitung 31 und die Endleitung 33. Eine entsprechend vormontierte Baueinheit bilden auch die Anordnungen 16, 17, 18, 19, 24, 25, 26, ggf. gemeinsam mit dem Speicher 14 und der Steuerein­ richtung 41. Diese Baueinheit kann dann an die Leitungen 11, 12, 13, die Förderquelle 23 und die Maschinensteuerung 42 zerstörungsfrei lösbar angeschlossen werden.

Die Vorrichtung 1 gemäß Fig. 3 ist zur Beaufschlagung der Schmierstelle 2 von außerhalb des Werkzeuges 9 bzw. zur Beaufschlagung nur mit Schmierstoff und nicht mit einem Zweitmedium vorgesehen. Die Ringleitung 20 zweigt mit dem Abscheideabschnitt 31 vom quer dazu liegenden Leitungsab­ schnitt 28 nach oben ab. Das Ventil 21, die Drossel 46 und der Auslaß 34 können zueinander lagefest angeordnet sein und einen Austragkopf bilden, welcher gegenüber dem Werkzeug 9, dem Werkstück und dem Sockel 4 in alle Raumrichtungen stufen­ los verstellbar ist, so daß die Winkellage, die Richtung und die Nähe des Auslasses 34 gegenüber der Schmierstelle 2 manuell oder mechanisch über die Steuerung 29 beliebig verändert werden können. Der Austragkopf kann unmittelbar am Sockel 4 am Tisch 5 oder am Spindelkopf 6 gelagert sein. Das hochdynamische, magnetbetätigte 2/2-Wegeventil mündet unmit­ telbar in die Düse 46, über die ohne Zusatz von Luft der Schmierstoff 15 an das Werkzeug gespritzt wird. Die Öffnungs­ zeit des Schnellventiles 21 bestimmt das Dosiervolumen. Es besteht auch die Möglichkeit, stromabwärts der Düse 46 den stromabwärts dieser Düse 46 aus dem Auslaß 34 austretenden Schmierstoff mit einem Luftstrom zu erfassen, der den Schmierstoff an das Werkzeug trägt. Ein solches kombiniertes Ventil 21 könnte auch wahlweise nur mit Luft oder mit Schmierstoff betrieben werden. Durch die Maschinensteuerung 42 können auch die Schmiercharakteristica, beispielsweise Dosiermenge und Zeitabstände zwischen Schmiervorgängen automatisch variiert werden. Die Vorrichtung 1 eignet sich auch zur Nachrüstung an bereits vorhandenen Maschinen 3. Mit dem Ventil 21 können kleinste Dosiervolumina von z. B. 5 mm³ über die Maschinensteuerung 42 angesteuert werden. Auch ist eine hohe Dynamik von z. B. 70 Hz bei zielgenauem Spritzvermö­ gen über eine Entfernung von z. B. annähernd einem halben Meter ab dem Auslaß 34 möglich.

Alle Merkmale aller Ausführungsformen können bei jeder Ausführungsform vorgesehen sein, weshalb alle Beschreibungs­ teile sinngemäß für alle Ausführungsformen gelten. Alle angegebenen Eigenschaften und Wirkungen können genau wie beschrieben oder nur etwa bzw. im wesentlichen wie beschrie­ ben vorgesehen sein und davon je nach den Erfordernissen auch stark abweichen.

Claims (15)

1. Schmiervorrichtung zur Versorgung von Schmierstellen (2), insbesondere von Bearbeitungsstellen an Werkzeug­ maschinen, mit einer Versorgungsleitung (11) zur Förde­ rung von Schmierstoff (15) von einem Schmierstoff-Vorrat zu einem Schmierstoff-Auslaß (34), dadurch gekennzeich­ net, daß sie im wesentlichen unmittelbar an die Versor­ gungsleitung (11) anschließend Mittel (30) zur Fremd­ stoff-Abscheidung aus dem Schmierstoff (15) umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidemittel (30) einen an die Versorgungsleitung (11) angeschlossenen Abscheideraum (31) für Schwimmstof­ fe, wie Gase, umfassen, daß insbesondere der Abscheide­ raum (31) eine Steigleitung ist und daß vorzugsweise der Abscheideraum (31) an eine vom Auslaß (34) weggeführte Rückförderleitung (13) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Abscheideraum (31) der Abscheidemittel (30) näher beim Auslaß (34) als bei dem Vorrat angeordnet ist, daß insbesondere der Abscheideraum (31) in einem annähernd vertikalen Leitungsabschnitt vorgesehen ist und daß vorzugsweise der Abscheideraum (31) als Zwi­ schenabschnitt einer den Vorrat und die Versorgungslei­ tung (11) einschließenden Ringleitung (20) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Versorgungsleitung (11) eine Dosiervorrichtung (21), wie ein Schnell- oder Zumeßventil, angeordnet ist, daß insbesondere die Dosiervorrichtung (21) näher beim Auslaß (34) als beim Vorrat angeordnet ist und daß vorzugsweise die Abschei­ demittel (30) stromaufwärts vom Eingang der Dosierein­ richtung (21) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Versorgungsleitung (11) eine Drossel (46), wie eine in Abhängigkeit von der Viskosität des Schmiermittels (15) drosselnde Düse, vorgesehen ist, daß insbesondere die Drossel (46) stromabwärts von der Dosiervorrichtung (21) zu dieser unmittelbar benachbart angeordnet ist und daß vorzugs­ weise der von der Dosiervorrichtung (21) und/oder von der Drossel (46) zu den Abscheidemitteln (30) führende Leitungsteil der Versorgungsleitung (11) im wesentlichen vollständig zwischen horizontal und steigend bis verti­ kal angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Abförderleitung (13) der Abscheidemittel (30) Mittel (22) zur Druckbe­ grenzung, wie ein Druckbegrenzungs- oder ein Zumeß- Ventil angeordnet sind, daß insbesondere die Abförder­ leitung (13) zwischen der Dosiervorrichtung (21) und den Druckbegrenzungs-Mitteln (22) von Ventilen oder dgl. frei ist und daß vorzugsweise der Vorrat in einem Speicher (14) vorgesehen ist, der Mittel (17) zur Niveau-Konstanthaltung des Vorrates umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Versorgungsleitung (11) eine Förderpumpe (16) angeordnet ist, daß insbeson­ dere in der Versorgungsleitung (11) ein Druckschalter (18) angeordnet ist und daß vorzugsweise der Druckschal­ ter (18) stromabwärts von der Förderpumpe (16) angeord­ net und zu deren Steuerung vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel (19) zur gegenüber der Schmierstoff-Abgabe am Auslaß (34) größer­ volumigen Schmierstoff-Förderung in der Versorgungslei­ tung (11) vorgesehen sind, daß insbesondere die Förder­ menge in der Versorgungsleitung (11) mehrfach höher als die Fördermenge in der Ab- bzw. Rückförderleitung (13) ist und daß vorzugsweise in der Rückförderleitung (13) Dosiermittel mit mindestens einer Dosiereinrichtung (22) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Versorgungsleitung (11) stromaufwärts der Abscheidemittel (30) eine Druck­ entlastungs-Einrichtung (18, 19) angeordnet ist, daß insbesondere die Druckentlastungs-Einrichtung ein druckabhängig auf die Förderpumpe (16) oder eine Ent­ lastungsleitung umstellendes Zweiwege-Ventil (18) umfaßt und daß vorzugsweise in der Entlastungsleitung ein Druckentlastungs-Ventil (19) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein stromaufwärts liegender Leitungsabschnitt (28) der Versorgungsleitung (11) zwischen einer Dosiervorrichtung (21) der Versorgungs­ leitung (11) und Dosiermitteln (22) einer Abförderlei­ tung (13) mündet, daß insbesondere zwischen der Dosier­ vorrichtung (21) und den Dosiermitteln (22) ein diese miteinander und mit dem Leitungsabschnitt (28) verbin­ dendes T-Leitungsstück (27) angeordnet ist und daß vorzugsweise die durch die Dosiervorrichtung (21), die Dosiermittel (22) und/oder den T-Quersteg (32) des T- Leitungsstückes (27) gebildeten Leitungswege im wesent­ lichen durchgehend steigend bis vertikal vorgesehen und den Abscheidemitteln (30) zugehörig sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Versorgung der Schmier­ stelle (2) oder dgl. mit einem Zweitmedium, wie Luft oder dgl., eine Förderleitung (12) vorgesehen ist, daß insbesondere die Förderleitung (12) und die Versorgungs­ leitung (11) in eine Mischkammer (37) münden und daß vorzugsweise in der Förderleitung (12) mindestens ein Ventil, wie ein Druckminder-Ventil (24), ein Propor­ tional-Ventil (25) oder dgl., angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Förderleitung (12) für ein Zweitmedium an Mittel (16) zur Schmierstoff-Förde­ rung angeschlossen ist, daß insbesondere der Schmier­ stoff-Ausgang der Förderpumpe (16) unter Zwischenschal­ tung eines Wege-Ventiles (26) an die Förderleitung (12) angeschlossen ist und daß vorzugsweise die Förderpumpe (16) zwischen einem Druckminder-Ventil (24) und einem stromabwärts davon liegenden Proportional-Ventil (25) an die Förderleitung (12) angeschlossen ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein an den Auslaß (34, 36) oder die Mischkammer (37) anschließender Leitungsab­ schnitt (33, 35) der Versorgungsleitung (11) oder einer Förderleitung (12) für ein Zweitmedium formsteif ausge­ bildet ist, daß insbesondere der Leitungsabschnitt (33) wenigstens teilweise sehr geringe Leitungsquerschnitte in der Größenordnung eines Kapillarkanales aufweist und daß vorzugsweise zwei stromaufwärts an die Mischkammer (37) anschließende Leitungsabschnitte (33, 35) der Versorgungsleitung (11) und der Förderleitung (12) ineinander liegen und/oder durch gegenseitige Abstützung (40) versteift sind.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (41) zur elektronischen Steuerung der Schmiervorrichtung (1) mehrere Eingänge für Signalleitungen (43) einer Maschi­ nensteuerung (42) der Werkzeugmaschine umfassen, daß insbesondere die Steuereinrichtung (41) zur Steuerung der Vorrichtung (1) in Abhängigkeit von Signalen der Maschinensteuerung (42) ausgebildet ist und daß vorzugs­ weise die Steuereinrichtung (41) mehrere gespeicherte Schmierabläufe enthält, welche über die Signalleitungen (43) wahlweise abrufbar sind.

15. Vorrichtung, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Versor­ gungsleitung (11) ein Magnetventil (21) mit einem Eingang, einem Ausgang, einer Offenstellung und einer Schließstellung angeordnet ist, daß insbesondere die Schmiermenge je Schmiervorgang durch die Öffnungszeit des Ventils (21) gesteuert ist und daß vorzugsweise die Schmiermenge je Zeiteinheit durch die Häufigkeit der Schmiervorgänge gesteuert ist.