DE3305643C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Schmierung eines Druckluft betriebenen Werkzeuges, wie ein Schraub-, Nagel-, Nietwerkzeug, bei der ein Mengendosierer in einer Ölzuführleitung in Abhängigkeit von der Ein­ schaltzeit der Druckluft in einstellbaren Zeitabständen Ölmengen abgibt.

Es sind Einrichtungen zum Schmieren von Druckluft betrie­ benen, kontinuierlich arbeitenden Werkzeugen bekannt, die in gleichen Zeitabständen Öltropfen abgeben, die von einer quasi stationären Druckluftströmung mitgerissen werden und dadurch in gleichen Zeitabständen dem Werkzeug immer gleiche Ölmengen zur Schmierung zuführen. Derartige Einrichtungen haben sich zum Ölen kontinuierlich betriebener Werkzeuge durchaus bewährt. Für diskontinuierlich betriebene, pneumatische Werkzeuge sind sie jedoch ungeeignet, da sich infolge der unterschiedlichen Einschaltdauer des Werkzeugs quasi instatio­ näre Strömungszustände in der Druckluftleitung einstellen, welche bewirken, daß im einem Fall der Tropfen mitgerissen wird, im anderen Fall aufgrund mangelnder Energie der Strömung der Tropfen jedoch nicht mitgerissen wird. Bei diskontinuierlich betriebenen Werkzeugen kann es somit vorkommen, daß dem Werkzeug einerseits zu wenig Öl, andererseits viel zu viel Öl zur Schmierung zugeführt wird. Die Folge davon ist, daß die Werkzeu­ ge aufgrund mangelnder Schmierung erhöhten Verschleiß aufweisen, unter Umständen sogar heißlaufen, andererseits aufgrund überhöh­ ter zugeführter Ölmenge verölen.

Es sind weiterhin Einrichtungen zur selbsttägigen Schmierung diskontinuierlich betriebener, Druckluft betätigter Werkzeuge bekannt, bei denen nach einer bestimmten Anzahl von Einschaltim­ pulsen eine definierte Ölmenge in die Druckluftleitung abgegeben und somit dem Werkzeug zur Schmierung zugeführt wird. Auch derartige Einrichtungen genügen den Anforderungen diskontinuier­ lich arbeitender Werkzeuge nicht, da die Einschaltdauer der Werkzeuge stark voneinander abweichen kann.

Aus der DE-AS 21 38 544 ist eine Einrichtung der genannten Art bekannt, die zum Schmieren eines kontinuierlich betriebenen Werkzeuges Verwendung findet, wobei während eines Arbeitsvor­ ganges viele Male geölt wird. Bei der bekannten Einrichtung spricht die Ölvorrichtung zeitverzögert an und arbeitet in Art eines Zeitrelais, eine Unterbrechung des Werkzeuglaufes führt dabei dazu, daß ein die Schmierung bewirkender Druckstempel in eine Druckausgleichsstellung überführt wird. Beim nächsten Betätigen des Werkzeuges wird der Druckstempel aus der erreich­ ten Stellung wieder bewegt, der Druckausgleich würde damit bei einem diskontinuierlichen Betrieb des Werkzeuges nur zu dessen ungenauer Schmierung führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der dem Werkzeug immer die zum Betrieb optimale Ölmenge zugeführt wird und somit ein erhöhter Verschleiß, ein Heißlaufen oder ein Verölen des Werkzeugs vermieden wird.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß bei einem diskontinuierlich betriebenen Werkzeug die Einrichtung ein die Einschaltzeiten addierendes Zeitmeßgerät enthält. Somit wird dem mit Öl zu schmierenden Werkzeug nunmehr die entsprechende erforderliche Ölmenge ausschließlich nach einer vorher bestimmten Gesamtbe­ triebszeit des Werkzeugs zugeführt. Dabei ist es unerheblich, ob die Gesamtbetriebszeit beispielsweise erst nach hundertmaligem Betätigen des Werkzeuges innerhalb einer Stunde oder etwa nach dreimaligem Betätigen mit langer Unterbrechungsdauer zwischen den Betätigungen innerhalb von zwei Tagen zustande kommt. Ruhe­ zeiten zwischen den Betätigungen sind somit für den Zeitpunkt des Ölens unerheblich, die Einrichtung arbeitet damit in Art eines Betriebsstundenzählers.

Aus der deutschen Zeitschrift "Werkstatt und Betrieb", 1955, Heft 11, Seite 699 ist schließlich für die Überwachung von Werkzeugen von Transferstraßen ein automatischer Werkzeug- Überwachungsstand bekannt, der Zähler für die Produktionsmenge, die Taktzahl und die Totzeiten enthält. Der Hinweis bezüglich des Zählens von Totzeiten führt nicht zur erfindungsgemäßen Lehre, da für den optimalen Schmierzeitpunkt ausschließlich die Kenntnis der Betriebszeiten des Werkzeuges von Wichtigkeit ist. Taktzeiten hingegen vermitteln nur bei kontinuierlich betriebe­ nen Werkzeugen eine relevante Aussage bezüglich des optimalen Schmier­ zeitpunktes, nicht jedoch bei solchen, die diskontinuierlich betrieben werden.

Die Einrichtung ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ferner gekennzeichnet durch einen in der Druckluftleitung zum Werkzeug angeordneten, bei geschlossener Druckluftleitung in einer ersten Stellung, bei geöffneter Druckluftleitung in einer zweiten Stellung befindlichen Strömungsfühler, der das Zeitmeßgerät betätigt, sowie eine durch das Zeitmeßgerät ansteuerbare Ölungsvorrichtung. Beim Betätigen des Werkzeugs bewirkt die in der Druckluftleitung fließende Druckluft ein Auslenken des Strömungsfühlers, wobei das Zeitmeßgerät die Zeitdauer der Auslenkung des Strömungsfühlers, somit die Betriebsdauer des Werkzeuges mißt. Bei Außerbetriebsetzung des Werkzeuges ist die Druckluftleitung gesperrt, der Strömungsfühler gelangt in seine Ruheposition, wobei die Betriebsdauer des Werkzeuges vom Zeitmeßgerät festgehalten wird. Bei erneutem Inbetriebsetzen des Werkzeuges wird der Strömungsfühler wieder ausgelenkt, das Zeitmeßgerät addiert zu der bisherigen Betriebsdauer die nun hinzukommende Betriebszeit hinzu. Bei Erreichen einer gewollten Gesamtbetriebsdauer des Werkzeuges steuert das Zeitmeßgerät die Ölungsvorrichtung an, die eine definierte Ölmenge an die Druckluftleitung abgibt.

Vorteilhaft wird bei jeder Schmierung ein gleiches Volumen an Öl in die Druckluftleitung des Werkzeuges gegeben. Dem Werkzeug wird somit die zum Betrieb optimale Ölmenge zugeführt, der Verschleiß des Werkzeuges wird damit minimal gehalten, ein Heißlaufen oder ein Verölen des Werkzeuges vermieden.

Vorteilhaft ist der Strömungsfühler als ein in der Druckluftlei­ tung angeordneter Magnet ausgebildet, der sich bei geschlossener Drucklufteitung in seiner Ruheposition befindet, hingegen beim Öffnen der Druckluftleitung in Strömungsrichtung verschoben wird und dabei während der Dauer der Öffnung der Druckluftleitung einen Kontakt des Zeitmeßgerätes schließt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Ölungsvorrichtung einen Ölvorratsbehälter, der über eine Ölzufuhrleitung mit der Druckluftleitung verbunden ist, sowie einen im Ölvorratsbehälter angeordneten, verschiebbaren Druck­ stempel, wobei beim Verschieben des Druckstempels dieser in die Ölzufuhrleitung eindringt und verschließt und gegen die Kraft eines in der Ölzufuhrleitung angeordneten Verschlußelementes eine definierte Ölmenge in die Druckluftleitung preßt. Der Druckstempel ist vorteilhaft im Ölvorratsbehälter axial ver­ schieblich angeordnet und der Durchmesser des Druckstempels geringfügig kleiner als der Durchmesser der Bohrung der Ölzu­ führleitung. Befindet sich der Druckstempel in seiner Ruhepo­ sition, so ist die dem Druckstempel zugewandte Öffnung der Ölzufuhrleitung nicht verschlossen. Das im Ölvorratbehälter befindliche Öl kann demnach in die Ölzufuhrleitung eintreten. Das Verschlußelement verhindert, daß Öl zum Ölvorratsbehälter durch die Ölzufuhrleitung in die Druckluftleitung tropft. Steuert das Zeitmeßgerät nach Erreichen der gewollten Gesamtbe­ triebsdauer die Ölungsvorrichtung an, so wird der Druckstempel beispielsweise pneumatisch oder elektrisch in Axialrichtung auf die Ölzuführleitung verschoben. Er dringt in diese ein, wobei aufgrund der abgestimmten Durchmesser von Druckstempel und Ölzu­ fuhrleitung die im Ölvorratsbehälter befindliche Ölmenge von der in der Ölzufuhrleitung befindlichen Ölmenge getrennt wird. Beim weiteren Verschieben des Druckstempels in Richtung auf die Druckluftleitung preßt dieser die in der Ölzufuhrleitung befindliche Ölmenge am Verschlußelement vorbei in die Druckluft­ leitung. Beim Zurückziehen des Druckstempels verschließt das Verschlußelement die der Druckluftleitung zugewandte Öffnung der Ölzufuhrleitung, wobei in der Ruheposition des Druckstempels Öl vom Ölvorratsbehälter in die Ölzufuhrleitung nachfließen kann.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß in der Ölzufuhr­ leitung ein Dichtungselement, beispielsweise ein O-Ring, angeordnet ist. Ferner sollte das Verschlußelement als eine durch die Kraft einer Feder gegen die druckluftleitungsseitige Öffnung der Ölzufuhrleitung preßbare Kugel ausgebildet sein.

In den Figuren ist die Erfindung an einer Ausführungsform dargestellt, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es stellt dar

Fig. 1 eine Gesamtanordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Strömungsfühler nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Ölungsvorrichtung nach Fig. 1.

Die Gesamtanordnung nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einer Druckluftleitung 1, einem mittels Druckluft betriebenen Werkzeug, beispielsweise einem Schraubwerkzeug 2, sowie der erfindungsgemäßen Einrichtung 3.

Angeschlossen ist das dem Schraubwerkzeug 2 abgewandte Ende der Druckluftleitung 1 an eine Hauptleitung 4. Zum Absperren der Druckluftzufuhr zum Schraubwerkzeug 2 dient ein Absperrventil 5. Zwischen der Hauptleitung 4 und dem Schraubwerkzeug 2 befindet sich im Leitungsverlauf der Druckluftleitung 1 die Einrichtung 3, die aus einem Strömungsfühler 6, einem mit dem Strömungsfüh­ ler 6 verbundenen Zeitmeßgerät 7 sowie einer Ölungsvorrichtung 8 besteht. Diese wird von dem Zeitmeßgerät in einer noch näher zu beschreibenden Art angesteuert.

Ist das Absperrventil 5 geöffnet, wird die Druckluftleitung 1 vom anstehenden Luftdruck beaufschlagt. Ein innerhalb des Schraubwerkzeuges 2 angeordnetes, nicht näher dargestelltes Absperrventil verhindert, daß die in der Druckluftleitung 1 anstehende Druckluft nach außen ent­ weicht. Beim Niederdrücken eines am Schraubwerkzeug 2 be­ findlichen Betätigungshebels 9 wird das nicht näher darge­ stellte Absperrventil geöffnet, so daß die durch die Druck­ luftleitung 1 strömende Druckluft die Schraubenklinge 10 des Schraubwerkzeugs in Drehung versetzt. Beim Loslassen des Betätigungshebels 9 sperrt das im Schraubwerkzeug 2 befindliche Absperrventil die Druckluftleitung 1 wieder ab.

In Fig. 2 ist der Strömungsfühler 6 detailliert dargestellt. Er ist als zylindrische Hülse 11 ausgebildet, die im Bereich ihrer Stirnflächen mit dieser verschweißte Ringe 12 und 13 aufnimmt. Die Ringe 12 und 13 weisen nicht näher dargestellte Innengewinde zum Einschrauben von Kupp­ lungsteilen 14 und 15 mit Absätzen 17 auf, auf die die Druckluftleitung 1 aufschiebbar ist. Im Inneren der Hülse 11 ist ein zylindrisches Verschiebeteil 16 angeordnet. Das Verschiebeteil 16 besteht aus einem dem Ring 12 zugewandten Ring 18 sowie einem mit dem Ring 18 verbundenen, sich be­ züglich des Innendurchmessers in Strömungsrichtung konisch verjüngenden Strö­ mungsteil 19. Das Strömungsteil 19 besteht aus nichtmetal­ lischem Werkstoff, beispielsweise Kunststoff, der Ring 18 des Verschiebeteils 16 aus Werkstoff magnetischer Eigen­ schaft, gleiches gilt für den Ring 12. An der Außenseite der Hülse 11 ist ein elektrisches Wegerfassungselement 20 angeordnet. Dies spricht dann an, wenn das Verschiebeteil 16 innerhalb der Hülse 11 axial verschoben wird.

Die Strömung der Druckluft beim Öffnen des Ab­ sperrventils im Schraubwerkzeug 2 erfolgt in Richtung des Pfeiles gemäß der Darstellung in Fig. 2. Die als Magnet ausgebildeten Ringe 12 und 18 besitzen unterschiedliche Polarität. Wird die Hülse 11 nicht von der Druckluft durch­ strömt, hat dies zur Folge, daß die Ringe 12 und 18 sich anziehen und das elektrische Wegerfassungselement 20 keinen Verschiebeweg registriert. Durchströmt Druckluft die Hülse 11 entsprechend der Pfeilrichtung, bewirkt die auf das Strömungsteil 19 ausgeübte Strömungskraft eine Verschie­ bung des Verschiebeteils 16 entgegen der magnetischen Kraft in Pfeilrichtung. Das elektrische Wegerfassungselement 20 spricht bei der Verschiebung des Verschiebeteils 16 an. Beim Wegfall der Strömungskraft zieht der magnetische Ring 12 das Verschiebeteil 16 in seine Ruhestellung zurück.

Das bei der Verschiebung des Verschiebeteils 16 im elektrischen Wegerfassungselement 20 erzeugte Signal ge­ langt zum Zeitmeßgerät 7. Das Zeitmeßgerät 7 mißt die Zeit, in welcher der Strömungsfühler 6 durchströmt war, und speichert diesen Wert ab. Bei erneuter Durchströmung des Strömungsfühlers 6 wird die neue Strömungszeit zur vorheri­ gen bzw. den vorherigen Strömungszeiten addiert. Nach Er­ reichen einer vorher einstellbaren Gesamtströmungsdauer gibt das Zeitmeßgerät 7 einen Impuls an die noch näher zu be­ schreibende Ölungsvorrichtung 8 ab.

Das Zeitmeßgerät 7 ist derart beschaffen, daß mit ihm zum einen die bereits erfolgte Strömzeit und zum anderen die Anzahl der Strömungstakte angezeigt werden kann. Die Anzeige der Strömungsdauer sollte so geschaltet sein, daß sie nach der Abgabe eines Impulses die jeweiligen Strömungszeiten von einem Maximalwert subtrahiert, so daß das nächste Ereignis des abzugebenden Impulses bei einer Anzeige von 0 sec erfolgt. Die Darstellung der Gesamtströ­ mungsdauer ist demnach eine laufende Subtraktion der ein­ zelnen Einzelströmungsdauern. Dies erleichtert die Erfas­ sung des Ölungszeitpunktes für den am Werkzeug Arbeitenden.

Die Ölungsvorrichtung 8 ist über eine separate Druckluftleitung 22 angesteuert. Die Druckluftleitung 22 kann gleichfalls mit der Hauptleitung 4 verbunden sein. Gesperrt ist die Druckluftleitung 22 mittels eines elek­ trisch ansteuerbaren Absperrventils 23. Angesteuert wird das Absperrventil 23 durch das Zeitmeßgerät 7. Bei Errei­ chen des vorgegebenen Wertes der Gesamtströmungsdauer be­ wirkt der vom Zeitmeßgerät 7 an das Absperrventil 23 abge­ gebene Impuls ein Öffnen des Absperrventils mit anschlie­ ßendem sofortigen Schließen.

In Fig. 3 ist die Ölungsvorrichtung 8 näher dargestellt. Sie besteht aus einem Ölvorratsbehälter 24, der über eine Ölzufuhrleitung 25 mit einer senkrecht zur Ölzufuhrleitung 25 angeordneten Bohrung 26 verbunden ist. Die Bohrung 26 weist an ihren beiden Enden Gewinde zum Einschrauben von Kupplungsteilen 29 auf, auf deren Ansätze 30 die Druckluftleitung 1 schiebbar ist. Beim Öffnen des Absperrventils im Schraubwerkzeug 2 durchströmt somit die durch die Druckluftleitung 1 geförderte Druckluft die Bohrung 26. Den Durchgang der Ölzufuhrleitung 25 ver­ schließt ein Verschlußelement 31 in Art einer durch Feder­ kraft beaufschlagten Kugel. Die Außenkontur der Kugel drückt dabei auf das der Bohrung 26 zugewandte Ende der Ölzufuhrleitung.

Innerhalb des Ölvorratsbehälters ist ein axial verschiebbarer Druckstempel 27 angeordnet. Die Ver­ schiebung des Druckstempels 27 erfolgt gegen die Kraft einer Feder 28 in Richtung der Ölzufuhrleitung 25. Der Druckstempel 27 nimmt bezüglich der Ölzufuhrleitung 25 eine solche Position ein, daß er in diese eingeführt wer­ den kann und sie beim weiteren Eindringen verschließt. Es wird somit das innerhalb des Ölvorratsbehälters 24 be­ findliche Öl 32 vom in der Ölzufuhrleitung 25 befindlichen Öl 33 getrennt. Der Durchmesser des Druckstempels 27 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Ölzuführleitung 25. Ein weiteres Eindringen des Druckstempels 27 in die Ölzufuhrleitung 25 bewirkt somit eine Komprimierung des in der Ölzufuhrleitung 25 befindlichen Öls 33 und eine Ver­ drängung desselben an dem Verschlußelement 31 vorbei in die Bohrung 26. Von dort wird das Öl von der die Druckluft­ leitung 1 durchströmenden Druckluft in Richtung des Schraub­ werkzeugs 2 zu dessen Schmierung mitgerissen.

Zur sicheren Abdichtung des zwischen dem Druck­ stempel 27 und der Ölzufuhrleitung 25 befindlichen Raums dient ein in der Ölzuführleitung 25 angeordneter O-Ring 34. Die Zufuhr von Öl in den Ölvorratsbehälter 24 erfolgt durch eine seitlich am Ölvorrats­ behälter 24 angeordnete Bohrung 35.

Beim kurzzeitigen Öffnen des Absperrventils 23 durch einen Impuls des Zeitmeßgerätes gelangt ein Druck­ luftstoß durch die Druckluftleitung 22 in das Oberteil 36 der Ölungsvorrichtung 8. In diesem Oberteil 36 ist der Druckstempel 27 gelagert; er weist an seinem der Ölzufüh­ leitung 25 abgewandten Ende einen Kolben 37 auf. Der Druck­ stoß trifft auf die Oberseite des Kolbens 37 auf und drückt das dem Kolben 37 abgewandte Ende des Druckstempels 27 gegen die Kraft der Feder 28 in die Ölzuführleitung 25, wodurch die in dieser Leitung befindliche Ölmenge in die Bohrung 26 verdrängt wird. Im unteren Totpunkt des Kolbens 37 entweicht die den Kolben 37 nach unten drückende Druck­ luft durch eine das Oberteil 36 durchsetzende Bohrung 38, so daß die Feder 28 den Kolben 37 und somit den Druckstem­ pel 27 wieder nach oben drückt. Es kann somit Öl vom Öl­ vorratsbehälter 24 in die Ölzufuhrleitung 25 nachfließen.

Um den jeweiligen Ölstand in der Ölungsvorrichtung 8 erkennen zu können, sollte der Ölvorratsbehälter 24 aus Plexiglas bestehen. In diesem Fall ist es einer Bedienungs­ person auch möglich zu sehen, ob bei erfolgtem Impuls vom Zeit­ meßgerät 7 eine bestimmte Ölmenge vom Druckstempel 27 in die Bohrung 26 gepreßt wird.

Claims (7)

1. Einrichtung zur selbsttätigen Schmierung eines Druck­ luft betriebenen Werkzeuges, wie ein Schraub-, Nagel-, Nietwerkzeug, bei der ein Mengendosierer in einer Ölzu­ führleitung in Abhängigkeit von der Einschaltzeit der Druckluft in einstellbaren Zeitabständen Ölmengen ab­ gibt, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem diskontinuierlich betriebenen Werkzeug die Einrichtung ein die Einschalt­ zeiten addierendes Zeitmeßgerät (7) enthält.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in der Druckluftleitung (1) zu Werkzeug (2) angeordne­ ten, bei geschlossener Druckluftleitung (1) in einer ersten Stellung, bei geöffneter Druckluftleitung (1) in einer zweiten Stellung befindlichen Strömungsfühler (16), der das Zeitmeßgerät (7) betätigt sowie eine durch das Zeitmeßgerät (7) ansteuerbare Ölungsvorrich­ tung (8).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsfühler (16) als ein in der Druckluft­ leitung angeordneter Magnet (18) ausgebildet ist, der sich bei geschlossener Druckluftleitung (1) in seiner Ruheposition befindet, hingegen beim Öffnen der Druck­ luftleitung (1) in Strömungsrichtung verschoben wird und dabei während der Dauer der Öffnung der Druckluft­ leitung (1) einen Kontakt des Zeitmeßgerätes (7) schließt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ölungsvorrichtung (8) einen Ölvor­ ratsbehälter (24) umfaßt, der über eine Ölzufuhrleitung (25) mit der Druckluftleitung (26) verbunden ist, sowie einen im Ölvorratsbehälter (24) angeordneten, ver­ schiebbaren Druckstempel (27), wobei beim Verschieben des Druckstempels (27) dieser in die Ölzufuhrleitung (25) eindringt und verschließt und gegen die Kraft ei­ nes in der Ölzufuhrleitung (25) angeordneten Verschluß­ elementes (31) eine definierte Ölmenge in die Druck­ luftleitung (26) preßt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstempel (27) im Ölvorratsbehälter (24) axial verschieblich angeordnet ist und der Durchmesser des Druckstempels (27) geringfügig kleiner als der Durchmesser der Boh­ rung der Ölzufuhrleitung (25) ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Ölzufuhrleitung (25) ein Dich­ tungselement, beispielsweise ein O-Ring (34), angeord­ net ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (31) als eine durch die Kraft einer Feder gegen die druckluftlei­ tungsseitige Öffnung der Ölzufuhrleitung (25) preßbare Kugel (31) ausgebildet ist.