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Schmierstoffbehälter werden beispielsweise in Zentralschmieranlagen eingesetzt. Üblicherweise ist ein solcher Schmierstoffbehälter als Gehäuse mit einer starren zylindrischen Wand ausgeführt. Im Inneren dieses Gehäuses, welches das Speichervolumen für den Schmierstoff darstellt, ist ein rotierender Rührflügel oder ein federbelasteter Folgekolben vorhanden, der den Schmierstoff durch eine Anschlussöffnung zur Saugseite einer Schmierstoffpumpe drückt.
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Wenn ein solcher Schmierstoffbehälter entleert ist, so muss er entweder manuell oder mittels einer Befüllpumpe wieder befüllt werden. Dieses Nachfüllen vor Ort ist häufig mit Schwierigkeiten verbunden, weil die Schmierstoffbehälter oft an schwer zugänglichen Stellen installiert sind. Außerdem verursacht das Nachfüllen eines Schmierstoffbehälters in der beschriebenen Weise wegen des hohen Zeitaufwands erhebliche Kosten. Außerdem besteht die Gefahr, dass beim Befüllen der Schmierstoffbehälter vor Ort Verunreinigungen oder Luft in den Schmierstoff gelangen. Daraus können Ausfälle oder Schäden entstehen.
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Um diese Probleme zu reduzieren, ist aus der
DE 10 2008 038 580 A1 ein flexibler austauschbarer Schmierstoffbehälter in der Art eines Faltenbalgs bekannt.
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Des Weiteren ist aus der nachveröffentlichten
DE 20 2017 004 731.4 eine Kartusche bekannt, die einen zylindrischen Behälter umfasst, an dessen einen Ende eine Ausgangsöffnung vorgesehen ist.
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An dem der Ausgangsöffnung gegenüberliegenden Ende wird der Behälter von einem in dem Behälter verschiebbaren Folgekolben verschlossen. In eingebautem Zustand der Kartusche wird der Folgekolben durch die Kraft einer Druckfeder in Richtung der Ausgangsöffnung Kartusche gepresst, so dass im Laufe der Zeit der gesamte in dem Behälter der Kartusche befindliche Schmierstoff zur Ausgangsöffnung gefördert wird. Dieser Vorgang findet nur statt, wenn von einer Zentralschmieranlage, die von der Kartusche mit Schmierstoff versorgt wird, Schmierstoff an verschiedene Lagerstellen gefördert wird. Wenn die Lagerstellen keinen Schmierstoff benötigen, dann fördert die Zentralschmieranlage keinen Schmierstoff und die Menge des Schmierstoffs in der Kartusche bleibt konstant.
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Nachteilig an dieser Lösung ist, dass der in der Kartusche befindliche Schmierstoff oft nicht vollständig genutzt werden kann, weil die Kartuschen in regelmäßigen zeitlichen Abständen (z. B. alle 6 Monate) ausgetauscht werden. Wenn die Kartusche zu diesem Zeitpunkt noch Schmierstoff enthält, so wird sie trotzdem ausgetauscht und der in der ausgewechselten Kartusche befindliche Schmierstoff wird nicht genutzt, sondern entsorgt. Das ist aus wirtschaftlichen und ökologischen Gründen unerwünscht.
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Die Begriffe „Schmierstoffbehälter“ und „Kartusche“ werden im Zusammenhang mit der Erfindung synonym verwandt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnittstelle zwischen einer Zentralschmieranlage und einer Kartusche bereitzustellen, welche die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
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Überdies soll diese Schnittstelle die Zuverlässigkeit der Schmiermittelversorgung erhöhen und gleichzeitig den Wartungsaufwand für die Zentralschmieranlage bzw. für das Auswechseln der Kartuschen verringern. Außerdem soll erreicht werden, dass alle Kartuschen immer vollständig entleert werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Adapter für eine Kartusche, umfassend eine Grundplatte mit einer Aufnahme für eine Kartusche, sowie einen Füllstandsensor.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Füllstandsensors ist es möglich, zu detektieren, ob eine Kartusche noch Schmierstoff enthält oder leer ist. Der Füllstandssensor muss lediglich zwischen den Zuständen „Kartusche enthält Schmierstoff“ und „Kartusche ist leer“ unterscheiden. Eine genaue Erfassung der Schmierstoffmenge in der Kartusche ist nicht unbedingt erforderlich.
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Wenn der Füllstandssensor kontinuierlich den tatsächlichen Füllstand erfasst, dann kann auch eine Prognose darüber erstellt werden, wie lange der in der oder den Kartuschen befindlichen Schmierstoff reicht.
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Beide Varianten der Füllstandsüberwachung ermöglichen es einer übergeordneten Steuerung der Zentralschmieranlage auf die Schmiermittelversorgung durch eine zweite Kartusche umzuschalten, sobald der Füllstandsensor eine leere Kartusche detektiert hat. Zusätzlich oder alternativ wird eine entsprechende Fehlermeldung abgesetzt oder die Anlage, deren Lagerstellen von der Zentralschmieranlage versorgt werden sollen, wird außer Betrieb genommen, um Schäden zu vermeiden.
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Auf diese Weise ist es möglich, erstens die Kartuschen vollständig zu entleeren und erst dann eine zweite Kartusche zur Schmierstoffversorgung einzusetzen.
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Dies ist insbesondere bei Anlagen, die nur schwer zugänglich sind und deshalb selten gewartet werden, von besonderem Vorteil. Ein Beispiel hierfür sind die Gondeln von Windenergiekonvertern. Sie werden in der Regel nur einmal im Jahr von Monteuren betreten. Dann werden die vorhandenen Schmierstoffkartuschen durch neune Kartuschen ersetzt. Wenn nun beispielsweise eine Kartusche erst zu 80% entleert ist, dann musste bislang der Monteur diese noch nicht vollständige entleerte Kartusche entnehmen und durch eine vollständig gefüllte Kartusche ersetzen.
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Durch den erfindungsgemäßen Füllstandsensor, der eine digitale Information über den Füllstand übermittelt, nämlich ob noch Schmierstoff in der Kartusche vorhanden ist oder ob die Kartusche leer ist, kann sichergestellt werden, dass jede Kartusche vollständig entleert wird. Wenn der Füllstandssensor die Menge des in der Kartusche befindlichen den Schmierstoffs erkennt, kann zusätzliche noch eine Prognose der „Reichweite“ des vorhandenen Schmierstoffs erstellt werden. Das spart Kosten, schont die Umwelt und sichert gleichzeitig die zuverlässige Schmierstoffversorgung der Zentralschmiereinrichtung.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Grundplatte ist vorgesehen, dass diese Grundplatte einen Rührflügel aufweist, so dass das aus der Kartusche in die Grundplatte eintretende und von einer nachgeschalteten Förderpumpe geförderte Schmiermittel durch den Rührflügel homogenisiert und in seiner Konsistenz vergleichmäßigt wird. Dadurch können Separationen des in der Kartusche befindlichen Schmierstoffs in eine flüssigere Phase und eine festere Phase wieder rückgängig gemacht werden. Solche Separationen können im Laufe der Nutzungsdauer (mehrere Monate bis über ein Jahr) einer Kartusche auftreten.
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Im Ergebnis wird die Zentralschmiereinrichtung über die gesamte Nutzungsdauer der Kartusche mit Schmiermittel versorgt, das in seiner Konsistenz den geforderten Spezifikationen entspricht. Dadurch werden Lebensdauer und Zuverlässigkeit der von der Zentralschmieranlage versorgten Lagerstellen erhöht und verbessert.
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Um den apparativen Aufwand für diese Rührflügel zu minimieren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Rührflügel von einer Antriebswelle der Schmierstoffpumpe mit angetrieben werden. Das kann beispielsweise über eine Oldham-Kupplung oder eine einfache Klemmkupplung erfolgen. Wenn der Rührflügel und ein kurzer Wellenstummel mit direkt und starr mit der Antriebswelle der Schmierstoffpumpe verbunden werden, dann muss der Rührflügel nicht gesondert gelagert werden. Die Lagerung der Antriebswelle der Schmierstoffpumpe übernimmt diese Funktion.
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Alternativ ist es auch möglich, dass der Rührflügel von einem separaten Getriebemotor angetrieben wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es besonders bevorzugt, wenn der Rührflügel direkt auf der Ausgangswelle des Getriebemotors angeordnet ist.
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Um eine möglichst gleichbleibende Viskosität/ Konsistenz des in der Kartusche befindlichen Schmierstoffs auch bei niedrigen Außentemperaturen gewährleisten zu können, ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen, dass in der Grundplatte mindestens ein, bevorzugt jedoch mehrere elektrische Heizelemente angeordnet sind. Durch Bestromen dieser elektrischen Heizelemente kann der Schmierstoff in der Kartusche, der sich in unmittelbarer Nähe der Ausgangsöffnung der Kartusche befindet, erwärmt werden, so dass Viskosität und Konsistenz des Schmierstoffs in diesem Bereich unabhängig von den Außentemperaturen sind. In anderen Worten: Auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen kann die gewünschte Fließfähigkeit des in der Kartusche befindlichen Schmierstoffs sichergestellt werden. Infolge dessen kann dann auch die der Grundplatte nachgeschaltete Schmierstoffpumpe in ausreichendem Maße und zuverlässig Schmierstoff aus der Kartusche fördern und an die Lagerstellen bzw. Schmierstellen fördern.
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Zu der Grundplatte gehören ein Deckel und eine Andruckplatte. Zwischen dem Deckel und der Andruckplatte eine Druckfeder angeordnet. Diese Druckfeder übt über die Andruckplatte eine Federkraft auf den Folgekolben der Kartusche aus. In Folge dessen gelangt im Laufe der Zeit der gesamten Schmierstoff aus der Kartusche in die Nähe der Ausgangsöffnung und wird dort von der nachgeschalteten Schmierstoffpumpe angesaugt und zu den Lagerstellen gefördert. Eine Alternative zu der Druckfeder ist ein pneumatischer Aktuator (nicht dargestellt). Der pneumatische Aktuator kann ein Pneumatikzylinder sein, der zwischen Folgekolben und Druckplatte angeordnet ist oder ein Luftpolster zwischen Folgekolben und Behälterdeckel.
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Eine besonders einfache Verbindung zwischen Deckel und Grundplatte kann beispielsweise durch drei Zug- oder Gewindestangen erfolgen. Selbstverständlich sind auch andere Möglichkeiten, wie zum Beispiel Seile, Ketten und/oder Schnellspanner als Verbindungselement zwischen Grundplatte und Deckel geeignet. Hauptaufgabe dieser Verbindung ist es, die von der Druckfeder zwischen Deckel und Andruckplatte ausgeübte Federkraft auf die Grundplatte zu übertragen.
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Die Aufnahme in der Grundplatte für den Schmierstoffbehälter ist als lösbare Verbindung ausgebildet; sie kann beispielsweise als (Innen-)Gewinde, als Steckverschluss, als Bajonettverschluss oder Teil einer Schnellverbindungskupplung ausgebildet sein. In jedem Fall ist darauf zu achten, dass die Aufnahme kompatibel zu dem Auslass der Kartusche ist.
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Der erfindungsgemäße Füllstandsensor kann beispielsweise als induktiver oder kapazitiver Sensor, als Magnetfeldsensor oder als Reedschalter ausgebildet sein. Dabei ist der Füllstandsensor zumeist an der Grundplatte befestigt. An der Andruckplatte sind ein oder mehrere Permanentmagnete oder andere geeignete Sensorgegenstücke angeordnet. Wenn die Kartusche im Laufe der Zeit nach und nach entleert wird, dann bewegt die zwischen Andruckplatte und Deckel angeordnete Druckfeder die Andruckplatte und mit ihr den Folgekolben der Kartusche in Richtung der Grundplatte. Sobald die Andruckplatte eine Endstellung erreicht hat, ist die Kartusche vollständig entleert und der oder die Permanentmagnete an der Andruckplatte befinden sich im Messbereich des erfindungsgemäßen Magnetfeldsensors oder Reedschalters. Sie verändern das Ausgangssignal des Magnetfeldsensors bzw. schalten den Reedschalter. Auf diese Weise wird eine leere Kartusche detektiert.
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Es ist nun möglich, entweder kontinuierlich die Ausgangssignale des Magnetfeldsensors in einer zentralen Steuerung zu überwachen oder in gewissen Zeitintervallen die Ausgangssignale des Magnetfeldsensors abzufragen. In jedem Fall wird bei Erreichen oder überschreiten eines Schwellwerts detektiert, dass sich die Andruckplatte entweder schon in ihrer Endstellung oder zumindest unmittelbar davor befindet und der Zustand „Kartusche leer“ detektiert wird. Sobald dieser Zustand von der Steuerung der Zentralschmiereinrichtung erkannt wurde, schaltet die Zentralschmiereinrichtung auf die Schmierstoffversorgung durch eine zweite Kartusche um, so dass trotz der ersten nunmehr leeren Kartusche die Schmiermittelversorgung unterbrechungsfrei gewährleistet ist.
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Alternativ ist es auch möglich, den Füllstandsensor als Taster auszubilden. Dieser Taster kann wird erfindungsgemäß mittelbar oder direkt auf dem Deckel befestigt werden. An der Druckplatte ist eine Stange mit einer Scheibe oder dergleichen Platte an ihrem der Druckplatte gegenüberliegenden Ende angebracht. Die Druckplatte durchdringt den Deckel. Wenn die Kartusche leer ist und die Druckplatte ihre Endlage erreicht hat, betätigt die Scheibe der Stange den Taster. Durch das Umschalten des Tasters erhält die Steuerung der Zentralschmieranlage die Information, dass die erste Kartusche leer ist und dann auf die Schmierstoffversorgung durch eine zweite Kartusche umschaltet.
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Selbstverständlich sind auch noch andere Prinzipien von Füllstandsensoren möglich. Bevorzugt sind solche Füllstandsensoren, die nicht direkt mit dem Schmierstoff in Berührung kommen. Es ist vielmehr bevorzugt, wenn die Füllstandsensoren über eine Position der Druckplatte den Füllstand in der Kartusche sensieren. Es können dabei kapazitive, induktive oder auf der Messung mittels Ultraschall basierende Füllstandssensoren eingesetzt werden.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Zentralschmieranlage, umfassend eine Schmierstoffpumpe, mindestens einen Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ein Steuergerät. Die Steuerung der Schmierstoffpumpe erfolgt über Signalleitungen und elektrische Leitungen zur Stromversorgung. Insbesondere werden Signalleitungen von dem Füllstandsensor zu dem Steuergerät geführt. Des Weiteren können beispielsweise Temperatursensoren über Signalleitungen mit dem Steuergerät verbunden sein. In Abhängigkeit der Ausgangssignale des oder der Temperatursensoren steuert das Steuergerät die elektrischen Heizelemente in der Grundplatte des erfindungsgemäßen Adapters an, um den Schmierstoff in der Kartusche anzuwärmen.
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Sobald der Füllstandsensor ein Ausgangssignal abgibt, welches auf eine leere Kartusche hinweist, schaltet die Steuerung der Zentralschmieranlage auf die Schmierstoffversorgung durch eine zweite, noch gefüllte Kartusche um. Wenn keine volle Kartusche mehr verfügbar ist, dann setzt die Steuerung ein entsprechendes Warnsignal und setzt die von der Anlage, die durch die Zentralschmieranlage mit Schmierstoff versorgt wird, außer Betrieb, um Folgeschäden und einen Ausfall der Schmierstoffversorgung zu vermeiden.
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Es besteht die Möglichkeit, dass die Zentralschmieranlage mehrere Schmierstoffpumpen, mehrere Adapter und ein zentrales Steuergerät aufweist. Dann werden letztendlich die erste Schmierstoffpumpe und der erste Adapter so lange betrieben, bis die in dem Adapter eingesetzte Kartusche leer ist. Sobald der zu dem Adapter gehörende Füllstandsensor eine leere Kartusche detektiert, wird die erste Schmierstoffpumpe außer Betrieb genommen und die Steuerung steuert nun die zweite Schmierstoffpumpe an. Dieses „Weiterschalten“ auf die nächste Schmierstoffpumpe kann so lange fortgeführt werden, bis der letzte Schmierstoffbehälter entleert ist.
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Alternativ ist es auch möglich, dass mehrere Adapter und dementsprechend mehrere mit Schmierstoff gefüllte Kartuschen vorhanden sind und nur eine Schmierstoffpumpe sowie eine zentrale Steuerung vorhanden ist. In diesem Fall können zwischen jedem Adapter und der Schmierstoffpumpe ein oder mehrere Ventile angeordnet sein. Die zentrale Steuerung steuert die Ventile so an, dass immer nur eines geöffnet ist und in Folge dessen nur aus einer Kartusche Schmierstoff entnommen wird. Sobald der zu dieser Kartusche gehörende Adapter bzw. der dazu gehörende Füllstandsensor detektiert, dass die Kartusche leer ist, wird das zugehörige Ventil geschlossen und ein anderes Ventil wird geöffnet, so dass Schmierstoff aus der zu dem nun geöffneten Ventil gehörenden Kartusche gefördert werden kann.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Schutzansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Schutzansprüchen beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels,
- 2 das erste Ausführungsbeispiel im Schnitt mit gefüllter Kartusche,
- 3 das erste Ausführungsbeispiel mit leerer Kartusche,
- 4 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer perspektivischen Ansicht,
- 5 das zweite Ausführungsbeispiel mit gefüllter Kartusche im Schnitt,
- 6 eine Zentralschmieranlage mit zwei erfindungsgemäßen Adaptern und zwei Schmierstoffpumpen sowie einem zentralen Steuergerät,
- 7 eine Zentralschmiereinrichtung mit zwei erfindungsgemäßen Adaptern und Kartuschen, einer Schmierstoffpumpe und einem Steuergerät,
- 8 den Ablauf eines Verfahrens zum Betreiben einer Zentralschmiereinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In der 1 sind ein erfindungsgemäßer Adapter 1, eine Kartusche 3 sowie ein Gehäuse 5 einer als Radialkolbenpumpe ausgebildeten Schmierstoffpumpe perspektivisch dargestellt. Der Adapter 1 umfasst eine Grundplatte 7, die zwischen der Kartusche 3 und dem Pumpengehäuse 5 angeordnet ist. Die Grundplatte 7 kann mit Hilfe von Schrauben 9 mit dem Pumpengehäuse 5 verschraubt sein.
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Schmierstoffpumpen, insbesondere Radialkolbenpumpen sind aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der
EP 2 507 308 B1 bekannt, so dass auf eine detaillierte Erläuterung an dieser Stelle verzichtet wird.
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Zu dem Adapter 1 gehören neben der Grundplatte 7, ein Deckel 11 und Verbindungselemente in Form von Gewindestangen 13. Wenn eine Kartusche 3 in den erfindungsgemäßen Adapter eingesetzt werden soll, dann werden die drei Muttern 15 am Ende der Gewindestangen 13 gelöst, der Deckel 11 abgenommen, die leere Kartusche 3 entnommen und eine durch eine mit Schmierstoff gefüllte Kartusche ersetzt. Anschließend wird der erfindungsgemäße Adapter 1 in umgekehrter Reihenfolge wieder zusammengesetzt.
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In der 1 wird deutlich, dass in Grundplatte 7 ein elektrisches Heizelement 17 angeordnet ist. Um das Heizelement 17 aufnehmen zu können, ist in der Grundplatte 7 eine radiale Sacklochbohrung mit einem Innengewinde 19 (siehe 2) eingebracht. In dieses Innengewinde 19 wird das Heizelement eingeschraubt. Es ragt über das Innengewinde 19 hinaus in das Innere der Grundplatte 7. Der dort befindliche Teil des Heizelements 17 umfasst einen elektrischen Widerstand. Wenn dieser Widerstand bestromt wird, erwärmt er sich. Durch Wärmeleitung durch die Grundplatte 7 hindurch wird der Schmierstoff in der Kartusche 3 unmittelbarer Nähe der Grundplatte 7 erwärmt.
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An der Grundplatte 7 ist des Weiteren ein Füllstandsensor, hier in Form eines Magnetfeldsensors 35, angeordnet.
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Die 2 zeigt einen Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel gemäß 2 und zwar ist die Schnittebene so gelegt, dass sie durch eine der Schrauben 9 und durch das Heizelement 17 verläuft.
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In dieser Schnittdarstellung ist ein Innengewinde 19 mit der zugehörigen Sacklochbohrung in der Grundplatte 7 gut zu erkennen. In dieses Innengewinde wird das Heizelement 17 eingedreht. Ein elektrisches Kabel 21 versorgt das Heizelement 17 mit elektrischer Energie. Aus der 2 wird der innere Aufbau der Kartusche 3 etwas deutlicher. Die Kartusche 3 besteht letztendlich aus einem unteren Teil 23 mit einer als Gewinde ausgeführten zentralen Ausgangsöffnung 25. Der untere Teil 23 ist kegelstumpfförmig ausgebildet. Oberhalb des unteren Teils 23 ist ein zylindrischer Behälter 27 angeordnet. Innerhalb des Zylinders 27 ist ein Folgekolben 29 angeordnet. Der Folgekolben 29 ist verschiebbar, aber dichtend in dem Zylinder 17 geführt. Er ist bevorzugt so ausgebildet, dass seine Form komplementär zu der Form des unteren Teils 23 ist. Wenn sich der Folgekolben 29 mit Hilfe einer Druckfeder 33 in 2 ganz nach unten bewegt hat, wurde der gesamte in der Kartusche 3 befindliche Schmierstoff durch die Ausgangsöffnung 25 zu der Zentralschmieranlage gefördert.
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Oberhalb des Folgekolbens 29 ist eine Druckplatte 31 angeordnet. Die Druckplatte 31 sowie eine zwischen Druckplatte 31 und Deckel 11 angeordnete Druckfeder 23 sind Teil des Adapters 1. An der Druckplatte 31 sind ein oder mehrere Permanentmagnete 32 angeordnet (nur einer ist dargestellt in 2). Dieser Permanentmagnet 32 wirkt mit dem Magnetfeldsensor 35 (siehe 1) zusammen, um zu detektieren, ob die Kartusche 3 noch Schmierstoff enthält oder leer ist. Anstelle der Druckfeder 33 kann der Folgekolben 29 auch mit Hilfe von Druckluft in Richtung der Grundplatte 7 gedrückt werden.
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Wenn nämlich, wie in der 3 dargestellt, der Schmierstoff aus der Kartusche 3 mit Hilfe einer nachgeschalteten Schmierstoffpumpe entleert wurde, dann bewegen sich der Folgekolben 29 und die Druckplatte 31 immer weiter nach unten, bis schließlich der Folgekolben 29 und die Druckplatte 31 ihre in 3 dargestellte Endlage erreicht haben.
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Treibende Kraft für diese Bewegung ist einerseits, bei einer vertikalen Einbaulage, die Schwerkraft vor allem aber die Druckfeder 33. Die Druckfeder 33 ist so bemessen, dass sie auch gegen eventuelle auftretende Fliehkräfte (wenn die Zentralschmieranlage und die Kartusche 3 rotieren) den Folgekolben 29 und die Druckplatte 31 in die in 3 dargestellte Endlage bewegt, sobald der Schmierstoff aus der Kartusche herausgefördert wurde.
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In der 3 wird deutlich, dass in der Endlage der Magnetfeldsensor 35 und der Permanentmagnet 32 etwa auf gleicher Höhe angekommen sind. Sobald der Permanentmagnet 32 in den Einflussbereich des Magnetfeldsensors 35 gelangt, ändert sich das Ausgangssignal des Magnetfeldsensors 35. In anderen Worten: Sobald das Ausgangssignal des Magnetfeldsensors 35 einen vorgegebenen Schwellwert überschritten hat, wird eine leere Kartusche 3 detektiert. Auch bei anderen Sensor-Bauarten (kapazitiv, induktiv oder bei Reedschaltern) ist das Funktionsprinzip ähnlich und wird daher nicht gesondert erläutert.
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Es ist alternativ auch möglich, über einen Schalter, oder einen Taster (nicht dargestellt) die Endlage des Folgekolbens 29 bzw. der Druckplatte 31 zu detektieren. Eine solche Option ist in der 3 strichpunktiert dargestellt. Bei dieser Variante ist eine Stange 37 an der Druckplatte 31 befestigt. Sie ragt durch den Deckel 11 hindurch und weist an ihrem in 3 oberen Ende eine umlaufende Platte 39 auf. Außen an dem Deckel 11 ist ein Taster 41 angeordnet. Sobald die Druckplatte 31 die in 3 dargestellte Endlage eingenommen hat, betätigt die Platte 39 den Taster 41 und es ändert sich das Ausgangssignal des Tasters 41. Aus dieser Änderung des Ausgangssignals kann eine leere Kartusche 3 detektiert werden.
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In der 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Adapters 1 perspektivisch dargestellt.
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Gleiche Bauteile haben das gleiche Bezugszeichen und es gilt das bezüglich der anderen Figuren Gesagte entsprechend.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Grundplatte 7 zweiteilig ausgeführt. Sie besteht aus einer ersten Grundplatte 7.1 und einer zweiten Grundplatte 7.2. In der ersten Grundplatte 7.1 ist das Innengewinde 19 zum Einschrauben des elektrischen Heizelements 17 gut zu erkennen. Das Heizelement 17 ist in 4 nicht dargestellt. Auch hier ist lediglich das Pumpengehäuse 5, nicht jedoch die Pumpenelemente und der Antriebsmotor dargestellt.
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In der 5 ist ein Schnitt durch dieses zweite Ausführungsbeispiel dargestellt. In der zweiten Grundplatte 7.2 ist eine Ausnehmung 43 ausgebildet. In dieser rotationssymmetrischen Ausnehmung 43, die konzentrisch zu der Ausgangsöffnung 25 der Kartusche angeordnet ist, vorgesehen. In der Ausnehmung 43 sind mehrere Rührflügel 45 angeordnet. Die Rührflügel 45 sind bei diesem Ausführungsbeispiel auf einer Antriebswelle 47 der Schmierstoffpumpe angeordnet. Ein elektrischer (Getriebe-)Motor, welcher die Antriebswelle 47 antreibt, ist unterhalb des Pumpengehäuses 5 vorgesehen, in 5 jedoch nicht dargestellt.
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Wenn die Antriebswelle 47 angetrieben wird, um die Pumpenelemente zu betätigen, dann werden dadurch auch die Rührflügel 45 angetrieben, so dass der Schmierstoff, der aus der Ausgangsöffnung 25 angesaugt wurde, von den Rührflügeln 45 in seiner Konsistenz vergleichmäßigt wird, bevor er von den Pumpenelementen (in 5 nicht dargestellt) der Schmierstoffpumpe zu den Lagerstellen gefördert wird.
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Die Rührflügel 45 bewirken, dass Schmierstoff von gleichbleibender Konsistenz und gleichbleibenden Gebrauchseigenschaften zu den Lagerstellen gelangen und zwar unabhängig davon, wie lange sich der Schmierstoff sich schon in der Kartusche 3 befindet. Es gibt viele Anwendungen, in denen eine Kartusche 3 eine Zentralschmieranlage für ein Jahr mit Schmierstoff versorgt. Innerhalb dieser langen Zeit kann es sonst zu Separationen der verschiedenen Bestandteile des Schmierstoffs (Öl, Seifebildner, etc.) kommen, was unerwünscht ist.
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In der 6 ist ein erstes Ausführungsführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zentralschmieranlage dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Kartuschen 3, zwei erfindungsgemäße Adapter 1 und zwei Schmierstoffpumpen sowie ein zentrales Steuergerät SG vorhanden.
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Die 6 ist eine stark vereinfachte Darstellung der Zentralschmieranlage. Insbesondere ist die Schmierstoffpumpe nicht vollständig dargestellt. Auch die Antriebsmotoren (Getriebemotoren) der Schmierstoffpumpen sind nicht dargestellt. Bei dieser Konfiguration ist jeder Kartusche 3 ein Adapter 1 und eine Schmiermittelpumpe zugeordnet, die von einem zentralen Steuergerät SG gesteuert werden. Weil bei dieser Konfiguration, mit Ausnahme des Steuergeräts SG, alle Bauteile mehrfach vorhanden sind, ist die Funktionsfähigkeit uneingeschränkt gewährleistet, selbst wenn zum Beispiel am Getriebemotor einer Schmiermittelpumpe ein Defekt auftreten sollte.
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Das Steuergerät SG umfasst optional einen oder mehrere Temperatursensoren T. Die Magnetfeldsensoren 35 und der Temperatursensor T sind über Signalleitungen, die als gestrichelte Linien dargestellt sind, mit dem Steuergerät SG verbunden. Die Versorgung der Heizelemente 17 mit elektrischer Energie erfolgt über Leitungen 21, die vom Steuergerät SG ausgehen.
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Die in der 6 dargestellte erfindungsgemäße Zentralschmieranlage arbeitet so, dass beispielsweise nach einer Wartung oder Inspektion beide Kartuschen 3.1 und 3.2 voll sind. Dann beginnt das Steuergerät SG damit, zunächst die Kartusche 3.1 zu leeren, indem die zugehörige Schmierstoffpumpe bedarfsabhängig angesteuert wird, so dass Schmierstoff aus der Kartusche 3.1 zu den Lagerstellen (nicht dargestellt) gelangt.
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Wenn im Laufe von mehreren Monaten die erste Kartusche 3.1 auf diese Weise entleert wird, dann wird der Zustand „Kartusche leer“ über den Magnetfeldsensor 35 in der oben beschriebenen Weise detektiert. Der Magnetfeldsensor 35 ist über eine Signalleitung mit dem Steuergerät SG verbunden. Sobald das Ausgangssignal des Magnetfeldsensors 35 signalisiert, dass die erste Kartusche 3.1 leer ist, nimmt das Steuergerät SG die zugehörige Schmierstoffpumpe außer Betrieb und beginnt Schmierstoff aus der zweiten Kartusche 3.2 zu befördern, indem es bei Bedarf die zugehörige Schmierstoffpumpe ansteuert.
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Auf diese Weise wird die Schmierstoff-Kapazität der Zentralschmiereinrichtung verdoppelt. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass die erste Kartusche 3.1 vollständig entleert wird, bevor die zweite Kartusche 3.2 verbraucht wird.
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Selbstverständlich können auch mehr als zwei Kartuschen 33 und mehr als zwei Schmierstoffpumpen von einem Steuergerät SG nacheinander angesteuert und auf diese Weise die Kapazität der Zentralschmiereinrichtung vervielfacht werden.
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Wenn das Steuergerät SG mit Hilfe des Temperatursensors T niedrige Umgebungstemperaturen detektiert, dann versorgt es die Heizelemente 17, bevorzugt nur das Heizelement 17, dessen Kartusche 3.1 oder 3.2 gerade geleert wird, mit elektrischer Energie, so dass der Schmierstoff in der Kartusche trotz niedriger Außentemperaturen die gewünschte Viskosität aufweist.
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In der 7 ist eine zweite Konfiguration einer erfindungsgemäßen Zentralschmiereinrichtung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist nur eine Schmierstoffpumpe 51 vorhanden. Die Ausgänge der Schmierstoffpumpe 51 haben das Bezugszeichen 57. Über die Ausgänge 57 werden die zu versorgenden Schmierstellen versorgt. An die zentrale Schmierstoffpumpe 51 sind über Schmierölleitungen 53 zwei erfindungsgemäße Adapter 1 mit den zugehörigen Kartuschen 3.1 und 3.2 angeschlossen. In den Schmierstoffleitungen 53.1 und 53.2 ist jeweils ein Wegeventil 55.1 und 55.2 angeordnet. Wenn die erste Kartusche 3.1 geleert werden soll, dann ist das erste Wegeventil 55.1 geöffnet. Dies erfolgt über einen entsprechenden Steuerbefehl des Steuergeräts SG. Gleichzeitig ist das zweite Wegeventil 55.2 geschlossen. Dies führt dazu, dass die Schmierstoffpumpe 51 ausschließlich Schmierstoff aus der ersten Kartusche 3.1 fördert. Sobald die erste Kartusche 3.1 keinen Schmierstoff mehr enthält (Zustand ist „leer“) und dies mit Hilfe des Magnetfeldsensors 35 beispielsweise detektiert wurde, wird das zweite Wegeventil 55.2 geöffnet und gleichzeitig das erste Wegeventil 55.1 geschlossen. Dann beginnt die Förderung von Schmierstoff aus der zweiten Kartusche 3.2.
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In der 8 ist ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens kurz als Blockschaltbild dargestellt. Nach dem Start beginnt in einem Block 101 das Ansteuern der Schmierstoffpumpe bedarfsabhängig, so dass alle Lagerstellen ausreichend mit Schmierstoff versorgt werden. Danach erfolgt eine Abfrage 103, ob der Schmierstoffbehälter 1 bzw. die Kartusche 3.1 leer ist. Falls diese Abfrage mit NEIN beantwortet wird, verzweigt das Programm wieder vor den Block 101. Sobald die Abfrage im Block 103 mit JA beantwortet wird, wird auf die Schmierstoffversorgung durch einen zweiten Schmierstoffbehälter, insbesondere eine zweite Kartusche 3.2 umgeschaltet. Dann wird entsprechend dem Schmierstoffbedarf in einem Block 105 die Lagerstellen mit Schmierstoff aus der zweiten Kartusche 3.2 versorgt. Anschließend findet in einem Block 107 die Abfrage statt, ob der Schmierstoffbehälter bzw. die Kartusche 3.2 leer ist. Wenn diese Abfrage mit NEIN beantwortet wird, verzweigt das Programm wieder vor dem Block 105. Sobald diese Abfrage mit JA beantwortet wird, gibt das Steuergerät in einem Block 109 ein Signal aus und setzt die Anlage still, um Schäden aufgrund von fehlender Schmierstoffversorgung zu vermeiden. Danach endet das Programm.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008038580 A1 [0003]
- DE 202017004731 [0004]
- EP 2507308 B1 [0036]
