DE3427691C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Befülleinrichtung bei Schmierstationen zum Befüllen einer Mehrzahl separater Behäl­ ter mit einem fließfähigen Medium in Form von Ölen oder Fließfetten aus einem zentralen Versorgungsbehälter, mit einer zentralen Versorgungspumpe zum Zuführen des Mediums über eine zentrale Versorgungsleitung und abzweigenden Stichleitungen zu den jeweiligen Behältern, mit einem jeden Behälter zugeordne­ ten und mittels eines Schwimmers betätigbaren Ventil zum Sper­ ren der jeweiligen Stichleitung zur Beendigung des Befüllens des jeweiligen Behälters, mit einer Steuerelektrik sowie mit einem mit der Steuerelektrik zusammenwirkenden Druckschalter in der Versorgungsleitung, der bei Erreichen eines vorgege­ benen Druckwertes in der Versorgungsleitung bei geschlossenen Ventilen sämtlicher Behälter die Versorgungspumpe abstellt.

Aus dem DE-GM 18 70 237 ist eine derartige selbsttätige Be­ fülleinrichtung für die Vorratsbehälter von Fettschmierpumpen bekannt. Sie weist einen zentralen Versorgungsbehälter für den Schmierstoff auf, von dem eine Versorgungsleitung ausgeht, die über Stichleitungen mit einer Mehrzahl separater Behälter ver­ bunden ist. Die Zuführung des Schmierstoffs aus dem zentralen Versorgungsbehälter zu den einzelnen Behältern erfolgt über eine zentrale Versorgungspumpe. Zur Steuerung des Befüllvor­ gangs weist jeder Behälter einen Indikatorstab auf, der ein Folgekolben bzw. ein Schwimmer sein kann. Die Schwimmer in den jeweiligen Behältern sind über Schalt- und Kontrollorgane mit Magnetventilen oder Magnetschiebern in den jeweiligen Stich­ leitungen verbunden. Haben die Schwimmer in den Behältern die gewünschte Befüllhöhe erreicht, werden über die Schalt- und Kontrollorgane Signale an die Magnetventile oder Magnetschie­ ber abgegeben, so daß diese die Stichleitungen sperren und eine weitere Zufuhr von Schmierstoff unterbinden. Entsprechend werden vor Beginn des Befüllvorgangs die Magnetventile oder Magnetschieber geöffnet, so daß die Zufuhr des Schmierstoffs zu den jeweiligen Behältern möglich ist. Der Förderdruck in der zentralen Versorgungsleitung wird mit Hilfe eines Kontaktmanometers überwacht, bei dem obere und untere Druck­ grenzen einstellbar sind. Die zentrale Versorgungspumpe wird dann abgeschaltet, wenn die obere Druckgrenze im Kontaktmano­ meter erreicht ist, beispielsweise wenn sämtliche Magnetventi­ le oder Magnetschieber nach Beendigung des Befüllens der Be­ hälter geschlossen sind. Allerdings sinkt der Druck des Schmierstoffs in der Versorgungsleitung nicht unter einen vorgegebenen Mindestdruck, da ansonsten die Versorgungspumpe erneut eingeschaltet würde, so daß die Versorgungsleitung ständig unter Druck steht.

Diese bekannte Befüllvorrichtung hat den Nachteil, daß sie sehr aufwendig und teuer ist, denn sie bedingt für jeden der Behälter den Einbau von Schwimmerschaltern mit entsprechenden Schalt- und Kontrollorganen. Dabei muß die jeweils vorgegebene Bauhöhe des Behälters berücksichtigt werden, so daß unter­ schiedliche Schwimmerschalter je nach Behälter vorgesehen sein müssen. Ferner werden für jeden Behälter ein eigenes Magnetventil benötigt, das jeweils durch die elektrischen Schalt- und Kontrollorgane der Schwimmerschalter angesteuert und betätigt wird. Darüber hinaus besteht bei der bekannten Befüllvorrichtung die Gefahr, daß bei einer elektrischen Fehl­ schaltung oder einem elektrischen Defekt die Behälter über­ füllt oder überflutet werden können, so daß die Gefahr von Um­ weltschädigungen auftritt. Ein derartiger elektrischer Defekt kann sowohl bei den elektrischen Schalt- und Kontrollorganen als auch bei den elektrisch zu betätigenden Magnetventilen oder Magnetschiebern auftreten, wobei bereits das Versagen eines dieser elektrischen Teile zu sehr großen Umweltschädi­ gungen führen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei der ein­ gangs angegebenen automatischen Befülleinrichtung mit ge­ ringerem technischen Aufwand und Wartungsfreiheit die Sicher­ heit zu vergrößern.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schwimmer Teil eines sich selbsttätig öffnenden und schließen­ den mechanischen Begrenzungsventils ist, der bei Erreichen der Befüllhöhe das Begrenzungsventil schließt, daß dem Begren­ zungsventil ein bei druckloser Versorgungsleitung geschlosse­ nes und bei Anliegen des Fülldruckes des Mediums in der Ver­ sorgungsleitung und den Stichleitungen bei eingeschalteter Versorgungspumpe sich selbsttätig öffnendes Befüllventil vor­ geschaltet ist, welches im Raum zwischen Befüllventil und Be­ grenzungsventil bei Abbau des Fülldruckes aufgrund der Schließbewegung seines Ventilkörpers ein das Begrenzungsventil lösendes Vakuum erzeugt, daß in der Versorgungsleitung ein für sämtliche Behälter gemeinsames, durch die Steuerelektrik be­ tätigbares Steuerventil vorgesehen ist, das zum Befüllen der Behälter öffnet und die Versorgungspumpe in Gang setzt und daß bei abgestellter Versorgungspumpe die Versorgungsleitung und die Stichleitungen entspannt sind, wobei das Steuerventil in Entspannungsstellung steht.

Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den Vorteil, daß kei­ ne elektrischen Elemente an den einzelnen Behältern erforder­ lich sind. Das Begrenzungs- und das Befüllventil, die die di­ rekte Zufuhr des Mediums aus der Stichleitung in den Behälter steuern, besitzen einen einfachen mechanischen Aufbau, so daß das Ausfallrisiko vermindert ist. Das Schließen des Begren­ zungsventils bei Erreichen der Befüllhöhe erfolgt direkt durch den Schwimmer, so daß eine Überfüllung der Behälter ausge­ schlossen ist. Die Sicherheit wird somit erhöht. Zudem ist keine eigene Steuerelektrik mit zugehörigem Magnetventil für die einzelnen Behälter erforderlich, so daß die Befüllvorrich­ tung insgesamt billiger wird. Zudem ist keine aufwendige An­ passung der Befüllvorrichtung an Maschinen mit unterschiedli­ chen Betriebsspannungen erforderlich, so daß ein unproblemati­ scher Einsatz im Ausland mit anderer Netzspannung und anderer Netzfrequenz möglich ist. Schließlich ist die Befüllautomatik universell unabhängig von der jeweiligen Behältergröße ein­ setzbar.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß bei abgestellter Versorgungspumpe die Versorgungsleitung und die Stichleitungen entspannt sind, wobei das Steuerventil in Entspannungsstellung steht. Dies hat den Vorteil, daß die Leitungen und damit auch das Begrenzungs- und das Befüllungs­ ventil nicht unter Druck stehen. Dadurch wird weiterhin die Sicherheit vergrößert.

Vorzugsweise ist das Steuerventil ein 3/2-Magnetventil.

Das Begrenzungsventil und das Befüllventil können entweder di­ rekt im Behälter oder in einem separaten, mit dem zu befüllen­ den Behälter kommunizierenden Ventilbehälter angeordnet sein, was den Vorteil hat, daß bereits bestehende Behälter mit der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung auf einfache Weise nachge­ rüstet werden können.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß das Begrenzungsventil aus einem Ventilsitz mit einer vertikalen Führungsbohrung und einer Durchflußbohrung für das Medium be­ steht sowie aus einem mit dem Schwimmer in Verbindung stehen­ den Ventilverschlußteil, das bei Änderung des Mediumspiegels in der Führungsbohrung axial beweglich ist und bei Erreichen der Befüllhöhe am Ventilsitz dichtend zur Anlage kommt. Dabei kann der Ventilsitz kegelförmig nach unten sich erweiternd aus­ gebildet sein, wobei das Ventilverschlußteil dazu korrespon­ dierend ebenfalls kegelförmig ausgebildet ist mit einem Dicht­ ring auf der Manteloberfläche. Durch diese Gestaltung des Be­ grenzungsventils ist eine zuverlässige Abdichtung bei Erreichen der Befüllhöhe gewährleistet. Insbesondere sind durch die kegel­ förmige Ausbildung des Begrenzungsventils keine besonderen Losbrechkräfte erforderlich, wenn sich beim Absinken des Me­ diumspiegels im Behälter das Begrenzungsventil wieder öffnet.

Schließlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß als Be­ füllventil ein in einem Führungsteil eingepaßter, von einer Feder beaufschlagter Kolben mit einer Axialbohrung und einer Durchflußbohrung vorgesehen ist, wobei in der Grundstellung der Kolben in Schließstellung ist, bei der die Mündung der Durch­ flußbohrung an der Innenwandung des Führungsteils anliegt, und wobei bei Anliegen des Fülldruckes des Mediums bei eingeschal­ teter Versorgungspumpe der Kolben entgegen der Kraft der Feder in Durchflußstellung verschiebbar ist, bei der die Mündung der Durchflußbohrung außerhalb der Innenwandung des Führungs­ teils zu liegen kommt und den Durchfluß für das Medium hin zum Begrenzungsventil freigibt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfin­ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zu­ gehörigen Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungs­ form einer erfindungsgemäß ausgebildeten automatischen Befüll­ vorrichtung dargestellt worden ist. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch das Begrenzungsventil und das Befüllventil der Befüllvorrichtung in einem Behälter bei abgesenktem Mediumspiegel,

Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 während des Befüllvorgangs,

Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 und Fig. 2 nach Beendigung des Befüllvorgangs und

Fig. 4 eine schematische Ansicht der gesamten Befüll­ vorrichtung.

In den Fig. 1 bis 3 ist der Teil der Befüllvorrichtung dar­ gestellt, der in oder an einem Behälter 1 angeordnet ist und die direkte Zufuhr eines Mediums 2, beispielsweise Öle und Fließfette, in den Behälter 1 steuert. Der Behälter 1 ist dabei rein schematisch dargestellt.

Die Vorrichtung setzt sich aus einem Verschraubungsoberteil 3, einem Verschraubungsmittelteil 4 und einem Verschraubungsunter­ teil 5 zusammen. Im Verschraubungsoberteil 3 ist ein Begrenzungs­ ventil 6 und im Verschraubungsunterteil 5 ein Befüllventil 7 aufgenommen, wobei letzteres dem Begrenzungsventil 6 vorge­ schaltet ist.

Das Begrenzungsventil 6 besitzt eine Führungsbohrung 8 im Ver­ schraubungsoberteil 3, an die sich ein kegelförmig ausgebilde­ ter Ventilsitz 9 anschließt. An der Stelle, wo die Führungs­ bohrung 8 in den Ventilsitz 9 übergeht, weist das Verschraubungs­ oberteil 3 eine quer verlaufende Durchflußbohrung 10 auf, die mit dem Ventilsitz 9 in Verbindung steht und einen Durchfluß bildet. Die Führungsbohrung 8 wird von einer Schwimmerstange 11 durchragt, die in der Führungsbohrung 8 axial frei beweg­ lich ist. Am oberen Ende der Schwimmerstange 11 ist ein Schwim­ mer12 und am unteren Ende im Bereich des Ventilsitzes 9 ein Ventilverschlußteil 13 angeordnet, das korrespondierend zu dem Ventilsitz 9 ebenfalls kegelförmig ausgebildet ist. Auf der Manteloberfläche des kegelförmigen Ventilverschlußteils 13 ist ein Dichtring 14 gelagert.

Im Verschraubungsmittelteil 4 befindet sich ein fester Zwei­ schensteg 15 mit zwei Durchflußbohrungen 16.

Das Verschraubungsunterteil 5 mit dem Befüllventil 7 ist als Führungsteil 17 mit einer Bohrung 18 ausgebildet. In diese Bohrung 18 ist längsverschieblich ein Kolben 19 eingepaßt, der mit einer Axialbohrung 20 und einer quer verlaufenden Durch­ flußbohrung 21 versehen ist. Der Kolben 19 ist gegen eine un­ tere Verschraubung 22 abgestützt und wird durch die Kraft einer Feder 23 in der unteren Lage festgehalten, die sich am Zwischen­ steg 15 abstützt. In die untere Verschraubung 22 ist eine Stichleitung 24 eingeführt, an deren Auslaß sich ein Sieb 25 befindet.

In Fig. 4 ist die gesamte Befüllvorrichtung mit drei zu be­ füllenden Behältern 1 in verschiedenen Einbauvarianten dar­ gestellt. Beim linken Behälter 1 ist die Stichleitung 24 von oben in den Behälter 1 eingeführt und ist U-förmig umge­ bogen. Am Ende der Stichleitung 24 ist schematisch das Befüll­ ventil 7, das Begrenzungsventil 6 und der Schwimmer 12 angedeutet. Diese Variante vereinfacht den nachträglichen Einbau der Befüll­ vorrichtung. Beim mittleren Behälter 1 sind das Begrenzungsven­ til 6 und das Befüllventil 7 in einem separaten Ventilbehälter 26 angeordnet, der kommunizierend mit dem eigentlichen Behälter 1 in Verbindung steht. Auch diese Variante eignet sich besonders zum nachträglichen Einbau. Der in Fig. 4 dargestellte rechte Behälter 1 weist an einer Seitenwand ein Winkelstück 27 auf, an dem das Begrenzungsventil 6 und das Befüllventil 7 befestigt sind.

Die Befüllung der drei Behälter 1 mit dem Medium 2 erfolgt aus einem schematisch dargestellten zentralen Versorgungsbehälter 28 mittels einer zentralen Versorgungspumpe 29 über eine zen­ trale Versorgungsleitung 30, von der die Stichleitungen 24 zu den jeweiligen Behältern 1 abzweigen. In die Versorgungsleitung 30 ist ein Steuerventil 31, das als 3/2-Magnetventil ausgebildet ist, sowie ein Druckschalter 32 geschaltet. Die Steuerung der Versorgungspumpe 29, des Steuerventils 31 und des Druckschalters 32 erfolgt durch eine gemeinsame Steuerelektrik 33.

In Fig. 1 ist dargestellt, daß der Spiegel des Mediums 2 sein niedrigstes Niveau erreicht hat und der Schwimmer 12 gegen weiteres Absinken auf dem Verschraubungsoberteil 3 aufliegt. Bei dieser Lage hat das kegelförmige Ventilverschlußteil 13 ebenfalls seine tiefste Stellung erreicht, so daß das Begren­ zungsventil 6 geöffnet ist. Um einen Befüllvorgang auszulösen, wird über ein Zeitrelais der Steuerelektrik 33 gemäß Fig. 4 das Steuerventil 31 in Öffnungsstellung gebracht und die zen­ trale Versorgungspumpe 29 zugleich in Betrieb gesetzt. Über die Versorgungsleitung 30 und die Stichleitungen 24 fließt unter Druck allen angeschlossenen Behältern 1 das Medium 2 zu. Durch denFülldruck am Ende der Stichleitung 24 erfährt der Kolben 19 eine Kraft, die der Kraft der vorgespannten Feder 23 entgegengerichtet ist. Ist die aufgrund des Fülldruckes auf den Kolben 19 wirkende Kraft größer als die entgegenge­ richtete Kraft der vorgespannten Feder 23, bewegt sich der Kolben 19 in der Bohrung 18 des Führungsteils 17 in die obere Stellung, die in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei kommt die Mün­ dung der quer verlaufenden Durchflußbohrung außerhalb der Innen­ wandung der Bohrung 18 zu liegen. Das Medium 2 kann somit aus der Stichleitung 24 durch die Axialbohrung 20 und die Durch­ flußbohrung 21 des Kolbens 19, durch die Durchflußbohrung 16 des Zwischensteges 15, vorbei am Ventilverschlußteil 13 und durch die quer verlaufende Durchflußbohrung 10 im Verschrau­ bungsoberteil 3 in den Behälter 1 fließen. Dabei hebt sich all­ mählich der Spiegel des Mediums 2 im Behälter 1, so daß der Schwimmer 12 gleichzeitig mit angehoben wird. Bei Erreichen einer bestimmten Befüllhöhe kommt das Ventilverschlußteil 13 mit seinem Dichtring 14 am Ventilsitz 9 zur Anlage und schließt das Begrenzungsventil 6, so daß die weitere Zufuhr des Mediums 2 unterbrochen ist.

Dieser Befüllvorgang wird solange aufrechterhalten, bis sich bei sämtlichen Behältern 1 das Ventilverschlußteil 13 mit seinem Dichtring 14 im Ventilsitz 9 durch den Auftrieb des Schwimmers 12 anlegt und abdichtet. Danach erfolgt in den Stichleitungen 24 und insbesondere in der Versorgungsleitung 30 ein weiterer Druckaufbau. Beim Erreichen eines bestimmten Leitungsdruckes, der höher liegt als ein vorgegebener Druckwert im Druckschalter 32, schaltet dieser die zentrale Versorgungspumpe 29 ab und bringt das Steuerventil 31 wieder in die Ausgangsstellung. Die Versorgungsleitung 30 und die Stichleitungen 24 können dabei entspannen und werden annähernd druckfrei. In diesem Zustand ist die auf den Kolben 19 wirkende Kraft der Feder 23 größer als die Kraft aus der Stichleitung 24, so daß sich der Kolben 19 wieder in die untere Stellung bewegt. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Dadurch wird in dem Raum zwischen dem Kolben 19 und dem Ventilverschlußteil 13 zwischenzeitlich ein Vakuum er­ zeugt, so daß der im Ventilsitz 9 angepreßte Ventilverschlußteil 13 losgerissen wird und im losen Schwebezustand verbleibt. Bei Behältern, bei denen kein Verbrauch des Mediums 2 stattfindet, erfolgt nach einem Anheben des Kolbens 19 eine sofortige Abdich­ tung am Begrenzungsventil 6, da in diesem Fall das Ventilverschluß­ teil 13 kurzwegig nach oben gedrückt wird.

Die Rückstellkräfte der Feder 23 haben zudem den Effekt, daß Restdrücke bei hochviskosen Ölen im Leitungsnetz überwunden werden können.

Claims (7)

1. Automatische Befülleinrichtung bei Schmierstationen zum Be­ füllen einer Mehrzahl separater Behälter (1) mit einem fließfähigen Medium (2) in Form von Ölen oder Fließfetten aus einem zentralen Versorgungsbehälter (28), mit einer zentralen Versorgungspumpe (29) zum Zuführen des Mediums (2) über eine zentrale Versorgungsleitung (30) und abzwei­ genden Stichleitungen (24) zu den jeweiligen Behältern (1), mit einem jedem Behälter (1) zugeordneten und mittels eines Schwimmers (12) betätigbaren Ventil (6, 7) zum Sperren der jeweiligen Stichleitung (24) zur Beendigung des Befüllens des jeweiligen Behälters (1), mit einer Steuerelektrik (33) sowie mit einem mit der Steuerelektrik (33) zusammenwirken­ den Druckschalter (32) in der Versorgungsleitung (30), der bei Erreichen eines vorgegebenen Druckwertes in der Versor­ gungsleitung (30) bei geschlossenen Ventilen (6, 7) sämtli­ cher Behälter (1) die Versorgungspumpe (29) abstellt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwimmer (12) Teil eines sich selbsttätig öffnen­ den und schließenden mechanischen Begrenzungsventils (6) ist, der bei Erreichen der Befüllhöhe das Begrenzungsventil (6) schließt,
daß dem Begrenzungsventil (6) ein bei druckloser Versor­ gungsleitung (30) geschlossenes und bei Anliegen des Füll­ druckes des Mediums (2) in der Versorgungsleitung (30) und den Stichleitungen (24) bei eingeschalteter Versorgungspum­ pe (29) sich selbsttätig öffnendes Befüllventil (7) vorge­ schaltet ist, welches im Raum zwischen Befüllventil (7) und Begrenzungsventil (6) bei Abbau des Fülldruckes auf­ grund der Schließbewegung seines Ventilkörpers ein das Be­ grenzungsventil (6) lösendes Vakuum erzeugt,
daß in der Vorsorgngsleitung (30) ein für sämtliche Behäl­ ter (1) gemeinsames, durch die Steuerelektrik (33) betätig­ bares Steuerventil (31) vorgesehen ist, das zum Befüllen der Behälter (1) öffnet und die Versorgungspumpe (29) in Gang setzt und
daß bei abgestellter Versorgungspumpe (29) die Versorgungs­ leitung (30) und die Stichleitungen (24) entspannt sind, wobei das Steuerventil (31) in Entspannungsstellung steht.

2. Befüllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (31) ein 3/2-Magnetventil ist.

3. Befüllvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Begrenzungsventil (6) und das Befüll­ ventil (7) direkt im Behälter (1) angeordnet sind.

4. Befüllvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Begrenzungsventil (6) und das Befüll­ ventil (7) in einem separaten, mit dem zu befüllenden Be­ hälter (1) kommunizierende Ventilbehälter (26) angeordnet sind.

5. Befüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Begrenzungsventil (6) aus einem Ventilsitz (9) mit einer vertikalen Führungsbohrung (8) und einer Durchlaufbohrung (10) für das Medium (2) be­ steht sowie aus einem mit dem Schwimmer (12) in Verbindung stehenden Ventilverschlußteil (13), das bei Änderung des Mediumspiegels in der Führungsbohrung (8) axial beweglich ist und bei Erreichen der Befüllhöhe am Ventilsitz (9) dichtend zur Anlage kommt.

6. Befüllvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (9) kegelförmig nach unten sich er­ weiternd ausgebildet ist und daß das Ventilverschlußteil (13) dazu korrespondierend ebenfalls kegelförmig ausgebil­ det ist mit einem Dichtring (14) auf der Manteloberfläche.

7. Befüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Befüllventil (7) ein in einem Führungsteil (17) eingepaßter, von einer Feder (23) beaufschlagter Kolben (19) mit einer Axialbohrung (20) und einer Durchflußbohrung (21) vorgesehen ist, wobei in der Grundstellung der Kolben (19) in Schließstellung ist, bei der die Mündung der Durchflußbohrung (21) an der Innen­ wandung des Führungsteils (17) anliegt, und wobei bei An­ liegen des Fülldruckes des Mediums (2) bei eingeschalteter Versorgungspumpe (29) der Kolben (19) entgegen der Kraft der Feder (23) in Durchflußstellung verschiebbar ist, bei der die Mündung der Durchflußbohrung (21) außerhalb der Innenwandung des Führungsteils (17) zu liegen kommt und den Durchfluß für das Medium (2) hin zum Begrenzungsventil (6) freigibt.