DE2617925B2

DE2617925B2 - Schmiersystem zum Schmieren einer Vielzahl von Druckluftverbrauchern

Info

Publication number: DE2617925B2
Application number: DE2617925A
Authority: DE
Inventors: Torsten Olof Karlskoga Larsson; Josef Ektorp Lewkowicz
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1976-04-23
Publication date: 1978-04-20
Also published as: FR2308860B1; DE2617925A1; DE2617925C3; FI60772B; SE7504760L; CA1060811A; FI60772C; FI761111A; US4147234A; SE395851B; FR2308860A1; ZA762428B

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmiersystem zum Schmieren einer Vielzahl von Druckluftverbrauchern, ζ. B. Druckluftmotoren, die über getrennte Versorgungsleitungen und Steuerventile mit Druckluft versorgt werden und über Schmiermittelleitungen an Verdrängerpumpen angeschlossen sind.

Um Druckluftverbraucher, ζ. B. die verschiedenen mit Druckluft betriebenen Einrichtungen bei Gesteinsbohrvorrichtungen, mit Schmieröl zu versorgen, ist es üblich, das Schmieröl der Druckluft mittels Venturidüsen zuzufügen, die in Strömungsrichtung vor den Steuerventilen an den Druckluftversorgungsleitungen angeordnet sind. Aus praktischen Gründen müssen jedoch die Steuerventile mit Abstand von den Verbrauchern angeordnet werden, und diese Tatsache hat bereits für sich allein eine ungleichmäßige Schmierung zur Folge.

Noch ungleichmäßiger wird die Schmierung, wenn zwei oder mehr Verbraucher an ein gemeinsames Steuerventil angeschlossen sind, wie es öfters vorkommt. Ein weiterer Mangel des bekannten Verfahrens, das Schmieröl über Venturidüsen dem Druckluftstrom zuzuführen, besteht darin, daß die zugeführte Schtniermittelmienge im wesentlichen proportional der Luftmenge ist. Man muß deshalb die Schmiermittelzufuhr in bestimmtem Maße überdimensionieren, um unter allen

ίο Arbeitsbedingungen stets ausreichend Schmiermittel zuzuführen.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, für jeden Druckluftverbraucher eine besondere Schmiermittel-Kolbenpumpe vorzusehen, die jeweils durch einen Druckluft-Hubkolbenmotor angetrieben wird, der Druckluft aus der zum zugehörigen Verbraucher führenden Versorgungsleitung erhält, so daß er und damit auch die ölpumpe automatisch anläuft, sobald der Verbraucher, z. B. eine Gesteinsbohrmaschine, angelas- sen wird. Die Zuordnung jeweils eines besonderen Antriebsmotors für jede Schmiermittelpumpe ist jedoch verhältnismäßig teuer. Außerdem erreicht man auch mit diesem Schmiersystem nur eine ungleichmäßige Schmierung, denn normalerweise schwankt der Druck in der Druckluft-Versorgungsleitung, z. B. einer auf einem Bohrgerüst montierten Gesteinsbohrmaschine, beträchtlich, was sich somit dann auch auf den Antrieb der Schmiermittelpumpe auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen sich eine gleichmäßigere Schmierung der Druckluftverbraucher unter wechselnden Betriebsbedingungen erreichen läßt.
Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch

J5 gelöst, daß die Verdrängerpumpen unabhängig vom Betrieb der zugeordneten Druckluftverbraucher kontinuierlich antreibbar sind und die Schmiermittelleitungen normalerweise geschlossene Absperrventile enthalten, welche durch auf den Druck in den Druckluft-Versorgungsleitungen hinter den Steuerventilen ansprechende Betätigungsglieder zu öffnen sind.

Das erfindungsgemäße Schmiersystem bietet den Vorteil, daß die Schmiermittelzufuhr zu den Druckluftverbrauchern bei Inbetriebnahme sofort in der erforderliehen Menge zur Verfügung steht und nicht von deren stark schwankenden Betriebsbedingungen abhängt, da die Schiniermittelpumpen einen besonderen Antrieb haben, der von der Steuerung der Druckluftverbraucher unabhängig ist. Auch die Möglichkeit, die Absperrventi-Ie in der Nähe der Druckluftverbraucher anzuordnen und das Schmiermittel der Druckluft erst am Ende der Versorgungsleitungen beizufügen, trägt zur Vergleichmäßigung der Schmierung bei. Trotz dieser funktionsmäßigen Vorteile ist das vorgeschlagene Schmiersystem wegen des gemeinsamen Antriebs der entfernt von den Druckluf'tverbrauchern anzuordnenden Verdrängerpumpen in Verbindung mit Absperrventilen an den Druckluft-Versorgungsleitungen zur Steuerung der Schmiermittelzufuhr einfach und auch unter erschwerten Arbeitsbedingungen betriebssicher.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen vereinfachten Schaltplan mit Druckluft-

b5 versorgungsleitungen und Schmiermittelleitungen für verschiedene Druckluftverbraucher einer Gesteinsbohrvorrichtung;
F i g. 2 einen Schnitt durch eines von mehreren in

F i g. 1 dargestellten Absperrventilen.

Der in F i g. 1 dargestellte Schaltplan enthält mehrere symbolisch dargestellte Druckluftverbraucher 11 — 16. Ihnen wird Druckluft zugeführt durch Versorgungsleitungen 17—22, an denen Steuerventile 23—28 angeordnet sind. Die Druckluftverbraucher 11 — 16 können z. B. die verschiedenen mit Druckluft betriebenen Einrichtungen einer Gesteinsbohrvorrichtung sein. So können beispielsweise die Motoren zur Bewegung der Gesteinsbohrmaschiüe durch 11, der Vorschubmotor für eine Gesteinsbohrmaschine durch 12, der Schlagmotor der Gesteinsbohrmaschine durch 13, der Drehantriebsmotor der Gesteinsbohrmaschine durch 14, ein Druckluftmotor zum Antrieb eines Generators durch 15 und ein Druckluftmotor zum Antrieb einer Hydraulikpumpe durch 16 symbolisiert sein. Fünf Schmierölpumpen 29—33 in Form von Kolbenpumpen werden durch eine gemeinsame Antriebseinrichtung 34 synchron angetrieben und versorgen Schmiermittelleitungen 35—39 mit öl. Jede der mit 36—39 bezeichneten Schmiermittelleitungen führt zu einer der Druckluft-Versorgungsleitungen 19—22. Die Schmierölleitung 35 gabelt sich jedoch in Zweigleitungen 40,41, die zu den Druckluftleitungen 17 bzw. 18 führen. An jeder der Schmiermittelleitungen 36—39 und 40 sowie 41 befindet sich ein Absperrventil 42—47, welches normalerweise geschlossen ist, jedoch über eine später beschriebene Fühleinrichtung für den Druck in den Drucklufüeitungen 17—22 verfügt und öffnet, sobald die zugehörige Leitung unter Druck gesetzt wird. An jeder Schmiermittelleitung 35—39 ist ein Rückschlagventil 48—52 angeordnet, die alle mit einer gemeinsamen Rücklaufleitung mit einem daran angebrachten einstellbaren Überdruckventil 53 verbunden sind. Die Rückschlagventile 48—52 arbeiten somit als durch Gegendruck gesteuerte Überdruckventile, wobei der Gegendruck durch das gemeinsame Überdruckventil 53 bestimmt wird.

Eines der Absperrventile 42—47, nämlich das Ventil 47 ist in F i g. 2 mit seinen wesentlichen Einzelheiten dargestellt. Es hat eine elastische Membran 54, z. B. aus Gummi, die mittels eines federbelasteten Kolbens 55 gegen einen ringförmigen Sitz 56 gedrückt wird. Der äußere Rand der Membrane 54 wird durch eine Führungsbüchse 61 für den Kolben 55 dicht eingeklemmt. Die zur Vorspannung des Ventils benutzte Feder ist mit 57 bezeichnet. Die Schmierölleitung 39 mündet über einen Kanal 58 in der Mitte des ringförmigen Sitzes 56. Die Fläche der Mündungsöffnung im Sitz 56 ist so klein, daß der durch das Überdruckventil 53 bestimmte Öldruck, obgleich er wesentlich höher ist als der Druck der Druckluft, nicht ausreicht, um die Vorspannkraft der Feder 57 zu überwinden. Der Öldruck vermag also nicht die Membran 54 vom Sitz 56 abzuheben. Der Sitz ist jedoch umgeben von einer ringförmigen Kammer 59, die über einen Kanal 60 mit der Druckluftversorgungsleitung 22 in Verbindung steht Die dem Druck in der Ringkammer 59 ausgesetzte Fläche der Membran 54 ist so groß gewählt, daß diese vom Sitz 56 abhebt, sobald die Druckluft-Versorgungsleitung 22 unter Druck gesetzt wird. Dann fließt öl aus der Schmiermittelleitung 39 in die Druckluft-Versorgungsleitung 22. Das Absperrventil 47 wird selbsttätig wieder geschlossen, sobald das Steuerventil 28 an der Druckluft-Versorgungsleitung 22 geschlossen wird, und diese Leitung wird danach durch den Druckluftmotor 16 entlüftet. Die Membran 54 sollte von ihrem Sitz abheben, wenn der Druck in der Kammer 59 ungefähr !bar über Atmosphärendruck ansteigt, um für eine ausreichende Schmierung eines im Freilauf betriebenen Druckluftmotors zu sorgen. Es ist im Hinblick auf die Zuverlässigkeit ein Vorteil, daß das Absperrventil 47 auf Druck und nicht auf den Druckluftstrom anspricht. Die Antriebseinrichtung 34 ist vorzugsweise ein justierbarer Oszillator, dessen Frequenz nur in vernachlässigbarem Maße durch Änderungen des Drucks der zum Antrieb benutzten Druckluft beeinflußt wird. Zu Einzelheiten seines

ίο Aufbaus und der Funktionsweise wird auf die DT-OS 26 17 670 verwiesen. Es hat sich gezeigt, daß eine Frequenz von mehr als ungefähr zehn Pumpen-Arbeitshüben pro Minute vorteilhaft ist. Bei niedrigeren Frequenzen muß die ölförderung vergrößert werden, um eine ausreichende Schmierung zu erhalten. Zweckmäßigerweise werden die Pumpen so ausgelegt, daß die Frequenz über 0,5 Hz liegen kann, wenn Gesteinsbohrmaschinen geschmiert werden sollen.
Bei dem als Beispiel genannten Bohrgerüst wird die Antriebseinrichtung 34 vorzugsweise so angeschlossen, daß sie ihre hin- und hergehende Bewegung beginnt, sobald das nicht dargestellte Hauptventil in der Versorgungsleitung geöffnet wird. Dies bedeutet, daß die fünf Pumpen 29—33 ebenfalls sofort und synchron zu arbeiten beginnen und dann kontinuierlich öl in die Leitungen 35—39 fördern. Die jeweils pro Zeiteinheit geförderte ölmenge wird bestimmt durch die Frequenz des Oszillators 34, wobei das Schmiermittel zunächst noch durch die Überdruckventile 48—52 und das gemeinsame Überdruckventil 53 zum Vorrat zurückfließt, solange die Ventile 42—47 noch nicht geöffnet sind. Der durch das Überdruckventil 53 bestimmte Öldruck sollte größer sein als der Druck der Druckluft, vorzugsweise mehrere bar höher als letzterer.

J5 Der Motor 11 zur Bewegung des Bohrgerüsts und der Vorschubmotor 12 zum Verschieben der Gesteinsbohrmaschine längs ihrer Führung können an dieselbe Pumpe 29 angeschlossen sein, ohne daß dies mit Nachteilen verbunden wäre, denn diese Motoren werden niemals gleichzeitig benutzt. Die Pumpe 29 kann deshalb als zugehörig sowohl zum Motor 11 als auch zum Vorschubmotor 12 angesehen werden, jedoch nicht zu beiden Motoren gleichzeitig. Die verschiedenen Pumpen können durch verschiedene Zylinderdurchmesser und Kolbenlängen unterschiedliche Kapazitäten haben.

Der mit einer automatischen Umsteuerung versehene oszillierende Antrieb 34 muß nicht unbedingt über eine mechanische Verbindung die Pumpen 29—33 antreiben,

so wie es gezeigt ist, sondern die letzteren könnten auch durch einen einfachen, mit Druckluft betriebenen Membranmotor oder Druckluftzylinder betrieben werden, der durch ein Ventil gesteuert wird, welches seinerseits durch den Oszillator 34 gesteuert wird, indem dieser das Ventil umschaltet. Für manche Zwecke erscheint auch ein kombiniertes System vorteilhaft, wobei die Antriebseinrichtung 34 auf mechanischem Wege, wie oben beschrieben, z. B. fünf Pumpen antreibt, zusätzlich aber auch noch ein Steuerventil umschaltet, welches einen oder mehrere Druckluftzylinder steuert, von denen jeder eine Gruppe von Pumpen antreibt. Wenn ein Druckluftzylinder oder Membranmotor dazu benutzt wird, eine Gruppe von Pumpen anzutreiben, könnte dieser auch statt durch einen mit Druckluft

b^r) betriebenen Oszillator alternativ durch ein Magnetventil gesteurt werden, welches seinerseits durch eine herkömmliche, elektrische Impulse erzeugende Einheit gesteuert wird, deren Frequenz sich einstellen läßt.

Es ist auch nicht erforderlich, daß das Schmieröl einer Druckluft-Versorgungsleitung der Verbraucher zugeführt wird. Das öl könnte statt dessen auch unmittelbar durch Ölleitungen an diejenigen Stellen der Verbraucher geleitet werden, die geschmiert werden sollen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schmiersystem zum Schmieren einer Vielzahl von Druckluftverbrauchern, ζ. Β. Druckluftmotoren, die über getrennte Versorgungsleitungen und Steuerventile mit Druckluft versorgt werden und über Schmiermittelleitungen an Verdrängerpumpen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerpumpen (29—33) unabhängig vom Betrieb der zugeordneten Druckluftverbraucher (11—16) kontinuierlich antreibbar sind und die Schmiermittelleitungen (35—39) normalerweise geschlossene Absperrventile (42—47) enthalten, welche durch auf den Druck in den Druckluft-Versorgungsleitungen (17—22) hinter den Steuerventilen (23—28) ansprechende Betäiigungsgliedei· (54, 55,57) zu öffnen sind.

2. Schmiersystem nach Anspruch 1 mit an den Schmiermittelleitungen angeordneten, mit Gegendruck beaufschlagten Überdruck-Rückschlagventilen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegendruck der Rückschlagventile (48—52) durch ein in einer gemeinsamen Abflußleitung angeordneten Überdruckventil (53) erzeugt ist.

3. Schmiersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise mehrere Verdrängerpumpen (29—33) durch einen gemeinsamen steuerbaren Antrieb (34) synchron antreibbar sind.

4. Schmiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrventile (42—47) in an sich bekannter Weise im wesentlichen nach Art von vorgespannten Tellerventilen mit ringförmigem Sitz (56) ausgebildet sind, der von einer Ringkammer (59) umgeben ist und die Mündung einer Leitung (39, 58) umgrenzt, wobei jeweils eine Schmiermittelleitung (39, 58) in der Mitte des Sitzes (56) mündet und die zugehörige Druckluftversorgungsleitung (17—22) hinter dem Steuerventil (23—28) an die Ringkammer (59) angeschlossen ist, und wobei der Schmiermitteldruck größer ist als der Druck der Druckluft und die Vorspannkraft größer ist als die Kraft des Schmiermitteldrucks auf das Tellerventil, aber kleiner als die Summe der Kräfte des Schmiermitteldrucks und des Drucks der Druckluft auf das Tellerventil bei geöffnetem Steuerventil (23-28).