DE29613444U1

DE29613444U1 - Vorrichtung zum dosierten Fördern einer Minimalmenge einer Flüssigkeit

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Publication number: DE29613444U1
Application number: DE29613444U
Authority: DE
Original assignee: Lorch J Ges & Co KG
Current assignee: J Lorch Gesellschaft & Co De GmbH
Priority date: 1996-08-04
Filing date: 1996-08-04
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2006-08-05
Also published as: DE19707400A1; DE19707400C2

Description

Anmelder:

J. Loren Ges. &■ Co. KG
Gesellschaft für Maschinen
und Einrichtungen
Bahnhofstraße 22

71111 Waidenbuch

2603 175 0/sch/dr 02.08.1996

Titel: Vorrichtung zum dosierten Fördern einer Minimalmenge einer Flüssigkeit

BESCHREIBUNG

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 und ein Rückschlagventil aufweisenden Zuführkanal und mit einem von dem Verdrängerraum wegführenden und in einer Abtropföffnung mündenden Abführkanal, wobei der Abführkanal gegen d.en 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. hinausbewegbar ist, wodurch Flüssigkeit von dem Zuführkanal zu dem Abführkanal gefördert wird.

Bei pneumatischen Systemen ist es bekannt, dem zumeist aus
Druckluft bestehenden Arbeitsmedium Öl zuzusetzen,
insbesondere als fein verteilten Nebel, um pneumatisch
betätigte Geräte zu schmieren. Hierbei ist es wesentlich, daß die zugesetzte Ölmenge verhältnismäßig genau zugemessen wird. Eine zu große Ölmenge bzw. eine zu große Dosis je Steuerimpuls der Vorrichtung führt zu einer Verunreinigung der pneumatisch betätigten Geräte und belastet darüber hinaus die Umwelt. Eine zu geringe Ölmenge bzw. -dosis führt zu einem Trockenlauf der Geräte und damit zu Betriebsstörungen und Beschädigungen.

Eine Fördervorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist in
der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung 195 32 566.4-12 beschrieben. Der Ventilkörper ist an einem Ende einer Stange
vorgesehen und als Doppelkonus ausgebildet. Wenn Öl gefördert werden soll, wird die Stange mit dem Ventilkörper von einem
ersten Ventilsitz abgehoben, wodurch eine Strömungsverbindung zwischen dem Zuführkanal und dem Abführkanal geöffnet wird.
Beim Aufwärtsbewegen der Stange mit dem Ventilkörper wird Öl
von der Zuführseite des Ventilkörpers zwischen dem
Ventilkörper und einer Gehäusebohrung hindurch auf die
Abführseite des Ventilkörpers verdrängt und beim
anschließenden Abwärtsbewegen von Stange und Ventilkörper in
den Abführkanal gefördert. Während des Abwärtsbewegens von
Stange und Ventilkörper in Richtung auf den ersten Ventilsitz öffnet das Rückschlagventil in dem Zuführkanal und es besteht eine Strömungsverbindung zwischen dem mit Förderdruck

beaufschlagten Zuführkanal und dem Abführkanal. Die geförderte Ölmenge ist daher von den momentanen Druckverhältnissen in dem Zuführkanal abhängig und die Reproduzierbarkeit bzw. Einstellbarkeit der erwünschten Fördermenge ist nicht zufriedenstellend.

Eine weitere Fördervorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist aus der EP 0 246 178 A3 bekannt, mit der vorgeschlagen wird, eine Ventilspindel (Verdrängerorgan) mit ihrem Ventilkörper über einen Elektromagneten, einen Elektromotor, hydraulisch oder pneumatisch zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung zu bewegen. Auch bei dieser vorbekannten Fördervorrichtung ist der Ventilkörper einstückig mit der stösselartigen Ventilspindel ausgebildet. Beim Fördern wird der Ventilkörper durch axiale Bewegung der Ventilspindel von seinem Ventilsitz abgehoben und bewegt sich in den Verdrängerraum hinein, wodurch das Rückschlagventil in dem Zuführkanal geschlossen und durch die verdrängende Wirkung von Ventilkörper und Ventilspindel ein entsprechendes Flüssigkeitsvolumen in den Zuführkanal verdrängt wird. Beim anschließenden Rückhub der Ventilspindel öffnet das Rückschlagventil, und es kommt zu der vorstehend beschriebenen nachteiligen Strömungsverbindung zwischen dem druckbeaufschlagten Zuführkanal und dem Abführkanal. In dieser Druckschrift ist auch eine Ausführungsform angesprochen, bei der auf ein Rückschlagventil in dem Zuführkanal verzichtet wird. Bei dieser Ausführungsform tritt dann die nachteilige

Wirkung bereits beim Verdrängungshub, also beim Hineinbewegen von Ventilspindel und Ventilkörper in den Verdrängerraum auf.

Bei den vorstehend beschriebenen Fördervorrichtungen muß die Gehäusebohrung, innerhalb derer sich die Ventilspindel hin- und herbewegt, und der dazwischen verbleibende Ringspalt innerhalb genau vorgegebener Grenzen sehr präzise ausgebildet werden, um einerseits während des Verdrängerhubs keinen zu großen Strömungswiderstand entgegenzubringen und andererseits während des Rückhubs keine zu große Flüssigkeitsmenge durchzulassen. Dies erweist sich bei der Herstellung und Montage als kostenintensiv und aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fördervorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die vorstehend geschilderten Nachteile nicht auftreten, daß also eine von den momentanen Druckverhältnissen auf der Zuführ- bzw. Abführseite unabhängige Fördermenge oder -dosis je Steuerimpuls an die Betätigungseinrichtung reproduzierbar erreicht werden kann. Die Fördervorrichtung soll darüber hinaus kostengünstig herstellbar und störungsunanfällig sein.

Diese Aufgabe wird bei einer Fördervorrichtung der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Ventilkörper des Ventils als von dem Verdrängerorgan separates und unter Federspannung stehendes Bauteil ausgebildet und bei

Hineinbewegen des Verdrängerorgans in den Verdrängerraum 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.

Durch die erfindungsgemäße Trennung von Ventilkörper und Verdrängerorgan wird die vorausgehend als nachteilig geschilderte Strömungsverbindung bzw. Druckkommunikation zwischen der Zuführseite und der Abführseite der Fördervorrichtung vermieden. Es wird ein stets gleichbleibendes nur vom Hub des Verdrängerorgans bestimmtes Flüssigkeitsvolumen gefördert. Wenn das Verdrängerorgan, das beispielsweise in Form eines Stössels oder einer Stange ausgebildet sein kann, mit einem freien Ende in den Verdrängerraum hineinbewegt wird, so schließt aufgrund der hierdurch hervorgerufenen Druckerhöhung das Rückschlagventil in dem Zuführkanal, und der von dem Verdrängerorgan separate Ventilkörper wird in Förderrichtung von seinem Ventilsitz abgehoben und ermöglicht die Verdrängung von Flüssigkeit aus dem Verdrängerraum an dem Ventilkörper vorbei in den Zuführkanal. Es erweist sich dabei als ganz besonders vorteilhaft, daß der Ventilkörper unabhängig vom Hub des Verdrängerorgans nur verhältnismäßig geringfügig von seinem Ventilsitz abgehoben wird. Er kann dadurch bei Erreichen der Endlage der Verdrängungsbewegung des Verdrängerorgans sofort

wieder dichtend gegen den Ventilsitz angelegt werden, bevor das Rückschlagventil in dem Zuführkanal öffnet. Bei der aus der EP 0 246 178 A3 bekannten Fördervorrichtung muß erst die Ventilspindel in ihre Ausgangslage zurückbewegt werden, bevor ihr Ventilkörper den Verdrängerraum gegen den Zuführkanal abdichtet. Demgegenüber wird bei.der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung eine direkte Strömungsverbindung zwischen der Zuführseite und der Abführseite vermieden. Erst wenn das Verdrängerorgan wieder aus dem Verdrängerraum hinausbewegt wird, öffnet das Rückschlagventil in dem Zuführkanal, wodurch Flüssigkeit in den Verdrängerraum nachfließen kann.

Das den Abführkanal gegen den Verdrängerraum verschließende bzw. freigebende Ventil kann in vorteilhafterweise einen kugelförmigen Ventilkörper aufweisen, der durch die Ventilfeder entgegen der Förderrichtung gegen den Ventilsitz gedrückt ist.

Der Ventilsitz kann vorteilhafterweise von einem in eine Gehäusebohrung einsetzbaren und eine Strömungsöffnung zu dem Verdrängerraum umgebenden Dichtelement gebildet sein. Eine genau definierte Gestaltung des Ventilsitzes zur Einstellung eines genau definierten Ringspalts ist nicht erforderlich.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken ist der Ventilkörper von einem in die Gehäusebohrung einsetzbaren Bauteil aufgenommen.

Das Bauteil kann in vorteilhafter Weise zugleich ein Auflager für die Ventilfeder bilden.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken kann das einsetzbare Bauteil zugleich den Abführkanal mit der Abtropföffnung begrenzen. Es ist somit die Möglichkeit geschaffen, das Ventil und den Abführkanal als vormontierte Einheit in eine Gehäusebohrung der Fördervorrichtung einzusetzen.

In strömungstechnischer Hinsicht erweist es sich als vorteilhaft, das Verdrängerorgan so anzuordnen, daß die Flüssigkeit beim Förderhub in Richtung der Bewegung des Verdrängerorgans gefördert wird.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung zeigt:

Figur 1 einen die Förderrichtung einschließenden Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ölfördervorrichtung und

Figur 2 einen Ausschnitt der Figur 1 in vergrößertem Maßstab.

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Die Figuren zeigen 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 2 strömende Druckluft abgegeben wird. Das zu fördernde bzw. genau zuzumessende Öl wird von einem nicht dargestellten Reservoir über einen Zuführkanal 4, in dem auch ein in Strömungsrichtung vorgespanntes Rückschlagventil 6 vorgesehen ist, einem Verdrängerraum 8 zugeführt. Von dem Verdrängerraum 8 führt ein Abführkanal 10 weg und mündet in einer AbtropfÖffnung 12 in dem Druckluftkanal 2. Der Abführkanal 10 ist durch ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnetes Ventil gegenüber dem Verdrängerraum 8 verschließbar. Das Ventil 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 Gehäusebohrung 24 eines Vorrichtungsgehäuseteils 26 eingesetzt ist. Der Ventilkörper 16 ist innerhalb eines rohrförmigen Einsatzteils 28 in Strömungsrichtung bewegbar, wobei das Einsatzteil 28 in die Gehäusebohrung 24 eingepaßt ist und zugleich den Abführkanal 10 und die AbtropfÖffnung 12 bildet.

Zum Fördern bzw. Verdrängen von Flüssigkeit aus dem Verdrängerraum 8 ist ein stangen- oder stösselförmiges Verdrängerorgan 30 vorgesehen, das sich in der axialen

DP

Bewegungsrichtung des Ventilkörpers 16 von oben in den Verdrängerraum 8 hineinerstreckt und in diesen hinein- bzw. aus diesem herausbewegbar ist. Hierfür ist eine impulsgesteuerte Betätigungseinrichtung 32 vorgesehen, die elektromagnetisch, elektromotorisch oder in sonstiger Weise das Verdrängerorgan 3 0 bewegen kann. Zur Bildung des Verdrängerraums 8 ist ein im Querschnitt topfförmiges weiteres Gehäusebauteil 34 über das vorstehend erwähnte Gehäusebauteil 26 gestülpt, wodurch ein den Zuführkanal 4 bildender ringförmiger Zuführspalt 36 zwischen beiden Bauteilen gebildet wird und andererseits der Verdrängerraum 8, der in einer Ausnehmung in dem Gehäusebauteil 26 gebildet ist, begrenzt wird. Das stösselartige Verdrängerorgan 3 0 erstreckt sich gegen das topfförmige Bauteil 34 abgedichtet durch eine axiale Öffnung in dem Bauteil 34 hindurch in den Verdrängerraum 8.

Nachfolgend wird ein Förderzyklus beschrieben: Zu Beginn befindet sich das Verdrängerorgan 3 0 in der in der Figur 1 dargestellten Position. Wenn die Betätigungseinrichtung 32 einen Steuerimpuls erhält, wird das Verdrängerorgan 3 0 in Richtung auf eine Rückstellfeder 36 bewegt, wodurch die Feder 36 vorgespannt wird. Durch den im Verdrängerraum 8 entstehenden Unterdruck öffnet sofort das Rückschlagventil 6 im Zuführkanal 4 und gestattet ein Nachströmen von Öl in den Verdrängerraum 8, das dann für den Verdrängungshub bereitsteht. Wird die Betätigungseinrichtung 32 entregt, dann wird das Verdrängeorgan 30 unter der Kraft der Feder 36 in die

in der Zeichnung dargestellte Position zurückverlagert. Hierdurch erhöht sich der Druck im Verdrangerraum 8 und das Rückschlagventil 6 im Zuführkanal schließt. Durch die Druckerhöhung wird der Ventilkörper 16 entgegen der Kraft der Feder 18 von seinem Ventilsitz 20 abgehoben, und zwar ohne daß der Ventilkörper 16 vom Verdrängerorgan 30 berührt wird. Durch Hineinbewegen des Verdrängerorgans 30 in den Verdrängerraum 8 wird ein entsprechendes Flüssigkeitsvolumen aus dem Verdrängerraum 8 in den Abführkanal 10 verdrängt und passiert dabei den von seinem Ventilsitz 20 abgehobenen Ventilkörper 16 und gelangt in den Abführkanal 10 und wird an der Abtropföffnung 12 der im Druckluftkanal 2 strömenden Druckluft zugemessen. Nach Beendigung des Verdrängungshubs, also der nach unten bzw. in den Verdrängerraum 8 hinein gerichteten Bewegung des Verdrangerorgans 30, wird der Ventilkörper 16 durch die Feder 18 wieder gegen seinen Ventilsitz 20 gedrückt, wodurch Verdrängerraum 8 und Abführkanal 10 gegeneinander abgedichtet sind. Der Förderzyklus ist beendet.

Claims

SCHUTZANSPRUCHE

1. Vorrichtung zum dosierten impulsgesteuerten Fördern einer Minimalmenge einer Flüssigkeit, insbesondere von Öl zum Schmieren pneumatisch betätigter Systeme, mit einem Verdrängerraum (8) und einem in dem Verdrängerraum (8) mündenden und ein Rückschlagventil (6) aufweisenden Zuführkanal (4) und mit einem von dem Verdrängerraum (8) wegführenden und in einer AbtropfÖffnung (12) mündenden Abführkanal (10), wobei der Abführkanal (10) gegen den Verdrängerraum (8) durch ein in Schließrichtung und entgegen der Förderrichtung vorgespanntes Ventil (14) dichtend verschließbar ist und ein stößelartiges Verdrängerorgan (3 0) von einer impulsgesteuerten Betätigungseinrichtung (32) steuerbar in den Verdrängerraum (8) hinein bzw. hinaus bewegbar ist, wodurch Flüssigkeit von dem Zuführkanal (4) zu dem Abführkanal (10) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilkörper (16) des Ventils (14) als von dem Verdrängerorgan (30) separates und unter Federspannung stehendes Bauteil ausgebildet und bei Hineinbewegen des Verdrängerorgans (3 0) in den Verdrängerraum (8) von seinem Ventilsitz (20) abhebbar ist, so daß währenddessen ein dem verdrängten Volumen entsprechendes Flüssigkeitsvolumen an dem Ventilkörper (16) vorbei in den Abführkanal (10) gefördert wird und nach Erreichen einer Endstellung des Verdrängerorgans (30) der

Ventilkörper (16) wieder gegen seinen Ventilsitz (20) gelegt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (16) kugelförmig ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (20) von einem in eine Gehäusebohrung (24) einsetzbaren und eine Strömungsöffnung zu dem Verdrängerraum (8) umgebenden Dichtelement (22) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (16) von einem in die Gehäusebohrung (24) einsetzbaren Bauteil (28) aufgenommen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (28) ein Auflager für die Ventilfeder (18) bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil den Abführkanal (10) mit der Abtropföffnung (12) bildet.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verdrängte Flüssigkeit in

Richtung der Bewegung des stößelartigen Verdrängerorgans (30) gefördert wird.