DE60215036T2

DE60215036T2 - Schmiermitteleinspritzung

Info

Publication number: DE60215036T2
Application number: DE60215036T
Authority: DE
Inventors: G. Paul St. Louis CONLEY; M. Thomas St. Louis ARENS
Original assignee: Lincoln Industrial Corp
Current assignee: Lincoln Industrial Corp
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: EP1442248B1; US20030089553A1; CN100543355C; JP2005509814A; DE60228638D1; US20040035641A1; EP1717508B1; EP1712829A2; DE60234059D1; EP1717508A3; US6986407B2; CN1325835C; US20040040790A1; DE60215036D1; CN101050838A; US20040159497A1; EP1717508A2; EP1712829B1; CN101050837A; CN1585870A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft Schmiermitteleinspritzung, insbesondere einen Schmiermittelinjektor, dessen Betriebsverfahren, ein Schmiermittelinjektorsystem, das den Injektor der Erfindung umfasst, ein Verfahren zur Verbesserung der Leistung existierender Schmiermittelinjektorsysteme und ein Injektor/Verbinder-Aggregat.
Die Erfindung befasst sich insbesondere mit einem Schmiermittelinjektor zur Verwendung in einem Einzelleitung-Schmierungssystem, einem Betriebsverfahren des Injektors, einem Einzelleitungssystem, das ein oder mehrere Schmiermittelinjektoren umfasst, einem Verfahren zur Verbesserung der Leistung existierender Systeme und einem Injektor/Verbinder-Aggregat. Die Bezeichnung „Verbinder", wie sie hier benutzt wird, bezieht sich auf den Aufbau, wie etwa eine Verteilereinrichtung oder eine Einrichtung mit einzelnem Auslass für den Anschluss mehrerer Injektoren oder eines einzigen Injektors an eine Schmiermittelzuführungsleitung.
Die Erfindung beinhaltet eine größere Verbesserung bei einer ausgedehnten Reihe von Injektoren, Schmiermittelinjektorsystemen und Injektor/Verbinder-Aggregaten, die von Vorgängern des Zessionars dieser Erfindung, Lincoln Industrial Corporation, St. Louis, Missouri entwickelt wurden und die bis auf 1937 zurückgehen, wobei Bezug genommen wird auf die folgenden US-Patente, die die Entwicklung nachzeichnen:
Von besonderer Bedeutung sind zwei frühere Injektoren, die von Lincoln Industrial Corporation (und ihren Vorgängern) verkauft wurden, nämlich die unter den Warenzeichen Series SL-1 und SL-32 verkauften Injektoren. Obgleich diese früheren Injektoren in vielen Schmiersystemeinbauten ganz zufriedenstellend waren, haben sie die Eigenschaft, dass sie zur Wiederbeladung des Injektors für den nächsten Abgabezyklus langsam zu entlüften sind, insbesondere, wenn z.B. die Leitung für die Zuführung des Schmiermittels relativ lang ist und/oder das Schmiermittel viskos ist, wie bei kaltem Wetter. Die Entlüftungs(Wiederbeladungs)zeit kann bei früheren Injektoren 5 Stunden oder mehr betragen. Ferner haben die Injektoren SL-1, SL-32 und andere bekannte Injektoren, die mit einem Zuführverteiler (dem Verbinder) zusammengebaut sind, die Eigenschaft, dass sie die Abtrennung der Schmiermittelleitung, Wartung der Injektoren vor Entfernung eines Injektors oder von Injektoren von dem Verteiler zwecks Inspektion oder Austausch und den Wiederanschluss der Schmiermittelleitung nach dem Zusammenbau des oder der überprüften oder Austauschinjektor(en) mit dem Verteiler erfordern.
US 3958725 beschreibt einen Injektor für Fett und ähnliches Fluid, der zwei getrennte Druckzylinder aufweist, einen Kolben in jedem Zylinder enthält, wobei jeder Zylinder durch seinen Kolben in zwei Kammern unterteilt ist, und der Injektor auch anströmseitig des Anströmkolbens einen Einlass, abströmseitig des Abströmkolbens einen Auslass und Verbindungen zwischen den beiden Kammern des Abströmzylinders und zwischen dem Anströmzylinder und dem Abströmzylinder enthält.
Kurze summarische Zusammenfassung der Erfindung
Unter den verschiedenen Aufgaben der Erfindung sind zu nennen die Schaffung eines Schmiermittelinjektors, der – obschon er zur Neubeladung einer Entlüftung erfordert – wesentlich schneller entlüftet als bekannte Injektoren wie die Injektoren SL-2 und SL-32 und eines Verfahrens zum Betrieb des Injektors bei der schnelleren Entlüftung; die Schaffung eines solchen Injektors, dessen Konstruktion und Herstellung nicht komplizierter als die Konstruktion und Herstellung bekannter Injektoren, wie der Injektoren SL-1 und SL-32 ist die Schaffung eines zentralisierten Schmiersystems, das bekannte Injektoren, wie die Injektoren SL-1 und SL-32 enthalten kann, wobei alle Injektoren einschließlich der genannten bekannten Injektoren wesentlich schneller als bekannte Systeme entlüften; die Schaffung eines Verfahrens der Ausbesserung bestehender Systeme, die langsamer entlüftende Injektoren, wie die Injektoren SL-1 und SL-32 enthalten, um die Systemleistung durch wesentliche Verringerung der Entlüftungs- und Neubeladungszeit zu verbessern; und die Schaffung eines Injektor/Verbinder-Aggregats einschließlich eines Injektor/Verteiler-Aggregats, die die Entfernung eines Injektors von dem Verbinder oder Verteiler zwecks Inspektion oder Austausch ermöglichen, ohne dass eine Trennung der Schmiermittelzuführleitungen bei Wartung des Verbinders/Verteilers oder der Zuführleitungen zu dem Schmierungspunkt oder den Schmierungspunkten sowie ihr Wiederanschluss nach dem Zusammenbau des überprüften oder ausgetauschten Injektors mit dem Verbinder oder Verteiler erforderlich ist.
Neben den obigen Vorteilen hat der Injektor der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass er eine wesentliche Durchmesserverringerung der in einem zentralisierten Schmierungssystem benutzten Leitungen oder Schmiermittelschlauchleitungen mit damit verbundener Kostenreduzierung sowie eine wesentliche Verringerung der Arbeitsbelastung der in das System eingebauten Pumpe mit damit verbundener erhöhter Wirtschaftlichkeit einschließlich einer längeren Pumpenlebensdauer ermöglicht.
Der Injektor der vorliegenden Erfindung ist auch für eine wirksame Abdichtung gegen Schmiermittelaustritt aus dem Injektor bei hohen oder niedrigen Drucken ausgelegt.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen ein Schmiermittelinjektor mit einem Körper mit einem Einlass für Schmiermittel unter Druck, einem Auslass, einer Messkammer zur Schmiermittelaufnahme von dem Einlass, einem in der Messkammer längs eines Hubes beweglichen Kolben zur Abgabe eines abgemessenen Schmiermittelvolumens aus der Messkammer und dann durch den Auslass, und einem auf die Druckbedingungen in dem Einlass ansprechenden Ventil für den Betrieb des Injektors in Zyklen, wobei in jedem Zyklus der Injektor in einem Ruhezustand beginnt, in dem Schmiermitteldruck in dem Einlass entspannt und die Messkammer mit Schmiermittel beladen wird, durch einen Zustand fortschreitet, in dem durch den Einlass dem Injektor Schmiermittel unter Druck für die Abgabe zugeführt wird, und in einem Zustand zur Entlüftung des Injektors endet, um die erneute Beladung der Messkammer einschließlich der Leitung des Schmiermittels zu dem Einlass und von dem Einlass zu der Messkammer zu bewirken.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen ein Verfahren zum zyklischen Betrieb eines Schmiermittelinjektors mit einem Körper mit einem Einlass für Schmiermittel unter Druck, einem Auslass, einer Messkammer zur Schmiermittelaufnahme von dem Einlass, einem in der Messkammer längs eines Hubes beweglichen Kolben zur Abgabe eines abgemessenen Schmiermittelvolumens aus der Messkammer und dann durch den Auslass und einem auf die Druckbedingungen in dem Einlass ansprechenden Ventil, wobei jeder Zyklus mit einem Ruhezustand des Injektors begonnen wird, in dem der Schmiermitteldruck in dem Einlass entspannt und die Messkammer mit Schmiermittel beladen wird, der Druck in dem Einlass zur Betätigung des Ventils erhöht und der Injektor in einen Zustand für die Abgabe gebracht wird, und der Zyklus mit Druckentspannung in dem Einlass beendet und der Injektor dabei in seinen Entlüftungszustand gebracht wird, um eine Wiederbeladung der Messkammer einschließlich der Leitung von Schmiermittel zu dem Einlass und von dem Einlass zu der Messkammer zu bewirken.
Ein Schmiersystem kann mehrere zyklisch betreibbare Injektoren umfassen, wobei sie zur Förderung eines Schmiermittelvolumens mit Schmiermittel unter Druck versorgt werden und der Druck zur Wiederbeladung entspannt wird, sowie ein System zur Versorgung der Injektoren mit Schmiermittel unter Druck zur Förderung des genannten Volumens und zur Entlüftung der Injektoren für die Wiederbeladung.
Das Verfahren der Erfindung dient zur Verbesserung der Leistung eines bestehenden Schmiersystems von der Art, die mehrere Injektoren aufweist, die alle zyklisch betrieben werden können, wobei sie zur Förderung eines Schmiermittelvolumens mit Schmiermittel unter Druck versorgt werden und der Druck zur Wiederbeladung entspannt wird, sowie ein System zur Versorgung der Injektoren mit Schmiermittel unter Druck zur Förderung des genannten Volumens und zur Entlüftung der Injektoren für die Wiederbeladung. Im Allgemeinen umfasst das Verfahren den Ersatz eines der Injektoren des existierenden Systems durch einen Injektor der vorliegenden Erfindung wie oben angegeben.
Das Schmiermittelinjektor/Verbinder-Aggregat umfasst im Allgemeinen einen Verbinder mit einem Körper mit einer dem Injektor anliegenden Seite und einen Injektor mit einem länglichen Körper mit einer der genannten Seite des Verbinders anliegenden und an dieser lösbar befestigten Seite. Der Injektor hat einen Einlass, der durch eine Kammer in dem Injektorkörper an dessen einem Ende gebildet ist, und einen sich von genannten Seite des Injektors zu der genannten Einlasskammer erstreckenden Einlasskanal. Der Injektor hat einen Auslass, der durch einen Auslasskanal gebildet ist, der sich von innerhalb des Injektorkörpers zu der genannten Injektorseite zwischen dem genannten Einlasskanal und dem anderen Ende des Einlasskörpers erstreckt. Der Verbinderkörper enthält Schmiermittelzuführkanäle in Verbindung mit dem genannten Einlasskanal an den genannten Seiten. Der Verbinderkörper enthält ferner Schmiermittelauslasskanäle in Verbindung mit dem Auslasskanal des Injektors an den genannten Seiten.
Der Schmiermittelinjektor der vorliegenden Erfindung kann einen Körper, der einen hin und hergehenden Kolben für die Schmiermittelabgabe aus dem Körper enthält, und einen mit dem Kolben verbundenen Stift umfassen, der sich mit dem Ende von dem Körper durch eine Öffnung in dem Körper erstreckt. Er kann mit einem Abdichtungsaggregat zusammen benutzt werden, das in der Öffnung um den Stift herum angeordnet ist, um gegen Schmiermittelleckage aus dem Körper längs des Stiftes abzudichten. Das Abdichtungsaggregat umfasst einen Niederdruck-Dichtungsring mit seinem Innenrand in gleitendem Dichtkontakt mit dem Stift und seinen Außenrand in Gleitkontakt mit einer Körperoberfläche, die wenigsten teilweise die Öffnung begrenzt, wobei das Niederdruck-Dichtungselement zur Abdichtung bei Niederdruck wirksam ist, und ein Hochdruck-Dichtungsring mit seiner inneren Fläche in gleitendem Dichtungskontakt mit dem Stift und seiner äußeren Fläche in Dichtungskontakt mit der genannten Körperoberfläche ist, wobei das Hochdruck-Dichtungselement zur Abdichtung bei höheren Drucken als das Niederdruck-Dichtungselement wirksam ist.
Andere Aufgaben und Merkmale werden nachfolgend teils offensichtlich und teils näher ausgeführt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Reihe von Injektoren der Erfindung auf einem Verteiler (dem Verbinder);
2 ist eine Seitenansicht des linken Endes der 1 in einem größeren Maßstab als 1;
3 ist eine Vorderansicht eines der in 1 gezeigten Injektoren auf einem Verbinder mit Einzelauslass;
4 ist ein Vertikalschnitt des Injektors in einem ersten Zustand nach der Linie 4-4 der 10 auf einem Einzelinjektor-Verbinder;
4A ist eine vergrößerte Teildarstellung der 4;
4B ist eine vergrößerte Teildarstellung der 4, die ein Dichtungsaggregat zeigt;
5, 6 und 7 sind Ansichten des Injektors im Schnitt wie 4, die den Injektor in einem zweiten, dritten bzw. vierten Zustand zeigen;
8, 9 und 10 sind Ansichten im Horizontal(Quer)schnitt nach den Linien 8-8, 9-9 bzw. 10-10 der 3 in einem größeren Maßstab als in3;
11 ist ein Vertikalschnitt allgemein nach der Linie 11-11 der 3 und 9 in dem Maßstab der 3;
12 ist eine schematische Darstellung eines Schmiermittelinjektorsystems, in das eingebaut sind eine 4-Injektor-Reihe von Injektoren, wie in 1 gezeigt, ein Einzelinjektor, wie in 1 gezeigt, in einer Reihe bekannter Injektoren, bestimmte bekannte Injektoren und 2-Injektor-Reihen bekannter Injektoren;
13 ist eine schematische Ansicht eines Schmiermittelinjektorsystems, in das eingebaut sind zwei Injektoren der Erfindung, wie sie in den 1–11 gezeigt sind, und Reihen aus vier bekannten SL-32-Injektoren;
14 ist eine graphische Darstellung, die Entlüftungsdrucke und Entlüftungszeiten des in den 1–11 gezeigten Injektors der Erfindung und eines bekannten SL-1-Injektors vergleicht;
15 ist eine Seitenansicht eines Injektor/Verteiler-Aggregats der Erfindung, die einen schnellen Abbau und Wiederanschluss nach obiger Darstellung erlaubt;
16 ist eine Seitenansicht der linken Seite der 15; und
17 ist ein Vertikalschnitt nach der Linie 17-17 der 15.
Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Ansichten der Zeichnung entsprechende Teile.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In 1 der Zeichnung ist eine Reihe von Injektoren 1 der Erfindung (vier gezeigt) auf einem Verteiler M für die Schmiermittelförderung unter Druck zu den Injektoren und zur Entlüftung des Schmiermitteldrucks aus den Injektoren dargestellt. Jeder Injektor 1 hat einen länglichen Körper 3 mit einem darin befindlichen Differentialzylinder 5 (siehe 4–7) auf seiner Längsachse A an einem Ende des Körpers (nach Darstellung seinem oberen Ende). Bei der besonderen gezeigten Ausführungsform ist der Körper 3 ein zweiteiliger Körper mit einem auf ein Unterteil 9 aufgesetzten Oberteil 7, die aneinander durch relativ lange Schrauben 11 (siehe 2 und 10) befestigt sind, die sich durch Löcher 13 in dem Unterteil erstrecken und mit ihren oberen Enden in Gewindebohrungen 15 im unteren Ende des Oberteils eingeschraubt sind. Das Oberteil 7 des Körpers hat eine Bohrung 17 und eine erste Ausfräsung 19 und eine zweite Ausfräsung 21, die sich von seinem oberen Ende (wie in 4A gezeigt abwärts) längs der Achse A erstrecken, wobei die Bohrung 17 und die erste Ausfräsung 19 (mit einem größeren Durchmesser und somit einer größeren Querschnittsfläche als Bohrung 17) den Differentialzylinder 5 bilden. Der Letztere ist an seinem oberen Ende durch einen in die zweite Ausfräsung 21 eingeschraubten Bolzen 23 verschlossen. Bei 24 (siehe 4A) ist eine nach vorne weisende Schulter angegeben, die als vorderes Ende der Bohrung 17 den ersten (unteren) Abschnitt des Differentialzylinders bildet und als hinteres Ende der Bohrung 19 den zweiten (oberen) Abschnitt des Differentialzylinders bildet.
Ein allgemein mit 25 bezeichneter Differentialkolben ist in dem Differentialzylinder 5 aus einer zurückgezogenen Lage in Anlage an Schulter 24, in der er in den 4 und 4A dargestellt ist und auf der oberen (vorderen) Seite des Kolbens eine Messkammer 27 für Schmiermittel bildet, aufwärts (d.h. vorwärts) in eine in den 6 und 7 gezeigte ausgefahrene Lage zur Abgabe eines abgemessenen Schmiermittelvolumens verschiebbar, wobei der Differentialzylinder auf der hinteren (unteren) Seite des Kolbens eine Druckkammer 29 schafft. Bei einer Ausführungsform (z.B. 4A) hat der Differentialkolben 25 einen in der Bohrung 17 (dem ersten Abschnitt des Differentialzylinders) abdichtend verschiebbaren unteren Teil 31 (seinen ersten Abschnitt) und einen in der Ausfräsung 19 (dem zweiten Abschnitt des Differentialzylinders) abdichtend verschiebbaren oberen Teil 33 (seinen zweiten Abschnitt) von größerem Durchmesser als dem unteren Teil 31, wobei die Fläche der oberen (vorderen) Seite 35 des Kolbens größer als die Fläche der unteren hinteren Seite 37 ist. Dichtungsringe für die Kolbenteile sind mit 39 und 41 bezeichnet. Der Injektor 1 arbeitet in Zyklen, um ein gemessenes Schmiermittelvolumen aus der Kammer 27 abzugeben und anschließend die Kammer wieder neu zu beschicken (Neubeladung), wie nachfolgend beschrieben wird.
Der Körper 3 hat in seinem Unterteil 9 einen Einlass 43 für Schmiermittel unter Druck, der durch eine von dem unteren Ende des unteren Körperteils 9 ausgehende Bohrung gebildet ist, und in dem Oberteil 7 des Körpers zwei Ausgänge 45 und 47 (siehe 1, 3, 9 und 11), die seitlich von einer Kammer 49 (der „Abgabekammer") ausgehen, die sich in dem Oberteil 7 von seinem unteren Ende aufwärts erstreckt. Bei der bevorzugten Ausführungsform befindet sich das obere Ende 51 dieser Kammer 49 etwas unterhalb des unteren Endes des Differentialzylinders 5, obgleich dies nicht kritisch ist. Einer dieser beiden Ausgänge 45, 47 kann verschlossen und somit desaktiviert sein, oder es können beide benutzt werden, wie nachfolgend erläutert wird.
Bei einer Ausführungsform ist der Körper 3 im Querschnitt allgemein von viereckigem Umriss (jeder Teil 7 und 9 des Körpers hat diesen Querschnitt und passt mit dem anderen Querschnitt zusammen) und hat vier rechteckige Seitenflächen 53, 55, 57 und 59 mit abgeschrägten Kanten 61, 63, 65, 67. Die Ausgänge 45, 47 sind durch Löcher gebildet, die von der Seite 55 des Oberteils 7 des Körpers 3 zu der Abgabekammer 49 gebohrt sind, so dass sie sich aus der Kammer 49 zu der Seite 55 erstrecken (siehe 9), wobei in jede Bohrung ein Innengewinde (Schraubgewinde) 69 (9 und 11) geschnitten ist, um eine Schmiermittelförderleistung anzuschließen oder einen Stopfen aufzunehmen, um sie zu verschließen.
Der Körper 3 enthält Schmiermittelkanäle einschließlich eines Primärkanals 71 (4) zur Leitung von Schmiermittel unter Druck von dem Einlass 43 zu der Messkammer 27 für die Beladung der Messkammer 27 mit Schmiermittel unter Druck und zur Leitung von Schmiermittel unter Druck aus der Messkammer zu dem einen im Betrieb befindlichen Ausgang 45 oder 47 oder zu beiden Ausgängen (wenn beide im Betrieb sind) zur Abgabe eines abgemessenen Schmiermittelvolumens. Der Schmiermittelkanal in dem Körper enthält ferner einen mit 73 bezeichneten Hilfskanal zur Leitung von Schmiermittel unter Druck von dem Einlass 43 zu der Druckkammer 29 unter dem Kolben 25. Ein Ventil 75, das in dem Bereich des Körpers 3 zwischen dem Differentialzylinder und dem Eingangsende des Körpers angeordnet ist, ist in dem Körper zwischen einer ersten Lage (4, 4A und 7), in der es den Kanal 71 zur Beladung der Messkammer 27 öffnet und den Kanal 71 gegen Schmiermittelabgabe aus der Messkammer 27 absperrt, und einer zweiten Lage (5 und 6), in der es den Kanal 71 gegen Beladung der Messkammer 27 absperrt und den Kanal 71 für die Schmiermittelabgabe aus der Messkammer 27 öffnet, beweglich, was nachfolgend im Einzelnen behandelt wird. Das Ventil 75 spricht auf Druck in dem Einlass 43 an und steht unter der Vorspannung der Federn 77 und 79 zu seiner Bewegung aus seiner zweiten Lage (5 und 6) in seine erste Lage (4, 4A und 7). Wie später genauer beschrieben wird, unterliegt das Ventil auch dem Schmiermittelgegendruck in dem in Betrieb befindlichen Ausgang 45 oder 47 oder in beiden Ausgängen 45, 47, wenn beide in Betrieb sind, zwecks seiner Bewegung aus seiner angegebenen zweiten Lage (5 und 6) in seine erste Lage (4, 4A und 7), wobei es in Reaktion auf eine den Zyklus einleitende Druckzunahme im Einlass 43 aus seiner ersten Lage in seine zweite Lage und unter der Federvorspannung und dem genannten Gegendruck bei Entlüftung (Entspannung des Schmiermitteleinlassdrucks aus seiner zweiten Lage zurück in seine erste Lage beweglich ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Ventil 75 ein Schieberventil aus einem zylindrischen Element, das in einer Bohrung 81 in dem Unterteil 9 des Körpers 3 abdichtend verschiebbar ist, die sich auf der Achse A des Körpers zwischen dem oberen Ende des Unterteils 9 und dem Schmiermitteleinlass 43 in Teil 9 erstreckt. Das Ventil ist länger als die Bohrung. Es hat ein oberes Endteil 83 von reduziertem Durchmesser, der eine aufwärts weisende ringförmige Schulter 85 schafft. Unter der Schulter hat es eine ringförmige Rille 87, und darunter und in der Nähe seines unteren Endes 89 hat es radiale Öffnungen 91, die die Verbindung mit einem Axialkanal 93 in dem Ventil herstellen, der sich von den radialen Öffnungen 91 aufwärts bis zum oberen Ende des Ventils erstreckt.
Der Primärkanal 71 umfasst bei der dargestellten Ausführungsform einen länglichen vertikalen Kanal, der in seiner Gesamtheit mit 95 bezeichnet ist und sich in Längsrichtung des Körpers 3 im Allgemeinen neben und parallel zu der Abschrägung 61 zwischen einem unteren horizontalen (querverlaufenden) Kanal 97, der als der erste horizontale Kanal oder Abgabekanal bezeichnet werden kann, in dem Unterteil 9 des Körpers und der Messkammer 27 in dem Oberteil 7 des Körpers erstreckt und dabei einen oberen horizontalen (querverlaufenden) Kanal 99, der als der zweite horizontale Kanal bezeichnet wird, in dem unteren Teil 9 kurz oberhalb des unteren horizontalen Kanals 97 schneidet. Der vertikale Kanal 95, der einen Doppelkanal zur Beladung und Entladung darstellt, ist gebildet durch Bohren einer relativ kurzen Bohrung 95a in das Unterteil 9 von dessen oberem Ende nach unten und Bohren einer relativ langen Bohrung 95b in dem Oberteil 7 von dessen unterem Ende nach oben, bevor das Oberteil und Unterteil zusammengebaut werden, wobei diese Bohrungen in dem zusammengebauten Aggregat aus Oberteil 7 und Unterteil 9 unter Bildung eines Kanals 95 mit einer O-Ringdichtung 101 an der Verbindungsstelle der Teile ausgefluchtet sind. Die horizontalen Kanäle 97, 99 werden dadurch gebildet, dass man Bohrungen zur Bildung der Kanäle 97, 99 von der Abschrägung 61 einbohrt und das äußere Ende jedes dieser Bohrungen verschließt, wie bei 103 und 105 gezeigt ist.
Der Hilfskanal 73 kann insofern als Druckkanal bezeichnet werden, als er dazu dient, Schmiermittel unter Druck der Druckkammer 29 zuzuführen. Er umfasst einen länglichen vertikalen Kanal 107, der in dem Körper 3 von einem abgewinkelten Kanal 109 in dem Unterteil 9 des Körpers aufwärts verläuft und sich von dem Einlass durch den Unterteil 9 und in dem Oberteil 7 zu einem horizontalen (querverlaufenden) Kanal 111 in dem Oberteil erstreckt, der die Verbindung mit der Druckkammer 29 herstellt. Der Hilfskanal 73 stellt in allen Betriebsphasen des Injektors die Verbindung zwischen dem Einlass 43 und der Druckkammer 29 her. Der vertikale Kanal 107 wird gebildet durch Bohren einer relativ kurzen Bohrung 107a in dem unteren Körperteil 9 von dem oberen Ende des Teils 9 nach unten und Bohren einer relativ langen Bohrung 107b in dem oberen Körperteil 7 von dem oberen Ende des Teils 7, bevor das obere und das untere Teil zusammengebaut werden, wobei diese Bohrungen in dem zusammengebauten Aggregat der Teile ausgefluchtet sind und an der Verbindungsstelle der Teile eine O-Ringdichtung 113 aufweisen. Der Kanal 109 wird von dem Einlass 43 unter einem Winkel nach oben zu dem unteren Ende des Kanals 107a gebohrt. Der horizontale Kanal 111 (siehe auch 8) wird von der Abschrägung 65 eingebohrt, wobei das obere Ende des Kanals 107b geschnitten wird, und an seinem äußeren Ende verschlossen, wie bei 115 angegeben ist.
In der angegebenen ersten Lage des Ventils 75, in der es nach unten zum unteren Ende seines Hubs vorgespannt ist (4, 4A und 6), ist die ringförmige Aussparung 87 in dem Ventil in Deckung mit dem Kanal 99 zur Herstellung der Verbindung zwischen den Kanälen 95 und 43, der Kanal 97 ist abgesperrt die radialen Öffnungen 91 in dem Ventil sind abgesperrt und das untere Ende des Ventils ragt ein gewisses Stück nach unten in den Einlass 43. In der angegebenen zweiten Lage des Ventils (seiner angehobenen Lage der 5 und 6) ist der Kanal 99 abgesperrt, die radialen Öffnungen 91 sind mit Kanal 97 ausgefluchtet, und das untere Ende des Ventils befindet sich in der Bohrung 81 etwas höher, und sein oberes Ende 83 ist oben in der Kammer 49.
Eine allgemein mit 117 (siehe 4A) bezeichnete Ventilverlängerung hat ein Passstück oder Stutzen 119 in Rohrform, das bzw. der auf das verjüngte obere Ventilende 83 nach unten gegen die Schulter 85 am oberen Ventilende aufgesetzt ist, und einen Schaft 121 von kleinerem Durchmesser als das Passstück oder der Stutzen, wobei der Schaft vom oberen Ende des Passstücks oder Stutzens ausgeht, das bzw. der eine nach oben weisende, das untere Schaftende umgebende Schulter 123 hat. Das Passstück oder der Stutzen 119 hat einen nach außen ragenden Flansch 125 von etwas größerem Außendurchmesser als der Innendurchmesser der Abgabekammer 49. Dieser Flansch hat die Doppelfunktion, dass er als Federsitz und wie ein Kolben in der Kammer 49 wirkt. Radiale Öffnungen 127 in dem Passstück oder Stutzen 119, die sich von der stutzenbildenden Aussparung 129 in dem Passstück oder Stutzen auf der Höhe des oberen Endes des verjüngten oberen Ende 83 des Ventils 75 nach außen erstrecken, schaffen eine Schmiermittelverbindung (Ausgang) von dem Axialkanal 93 in dem Ventil zu der Abgabekammer 49. Die Feder 77 ist eine in der Kammer 49 untergebrachte Schraubendruckfeder, die den Schaft 121 der Ventilverlängerung 117 umgibt und von dem oberen Ende 51 der Kammer 49 gegen die Schulter 123 wirkt. Die Feder 79 ist ein längere Schraubendruckfeder als Feder 77, umgibt die Feder 77 in der Kammer 49 und wirkt von dem oberen Ende der Kammer gegen den Flansch (Kolben) 125. Während bei dieser besonderen Ausführungsform zwei Federn benutzt werden, können auch mehr oder weniger Federn zum Einsatz kommen, ohne den Erfindungsumfang zu verlassen.
Der das obere Ende des Differentialzylinders 5 verschließende Stopfen 23 hat einen unteren zylindrischen Abschnitt 131, der bei 133 mit einer O-Ringdichtung 135 in die Ausfräsung 21 eingeschraubt ist, einen Sechseckkopf 137 und eine rohrförmige obere Verlängerung 139. Der Differentialkolben 25 hat einen Stift 141, der mit Presssitz in eine Bohrung 143 im oberen Ende des Kolben 25 eingesetzt ist und sich durch eine axiale Öffnung 145 im Abschnitt 131 des Stopfens 23 aufwärts erstreckt, wobei ein Dichtungsaggregat 147 den Stift in einer Ausfräsung 148 der Öffnung 145 umgibt. Der Stift ist in einer Bohrung 149 in einem Anschlagteil 151 verschiebbar, das in die rohrförmige Verlängerung 139 des Stopfens 23 einstellbar eingeschraubt ist, wie bei 153 gezeigt, wobei das obere Ende des Stiftes an dem Kopf 155 des Anschlagteils zur Anlage kommen kann. Eine Gegenmutter 157 ist wie bei 159 gezeigt auf das Anschlagteil geschraubt und zur Einstellung des Anschlagteils in unterschiedliche Positionen zurückgeschraubt, die unterschiedliche Volumina zur Abgabe aus Messkammer 27 bestimmen, und dann zur Aufrechterhaltung der Volumeneinstellung festgezogen.
Bei einer Ausführungsform hat das Dichtungsaggregat 147 eine erste ringförmige, z.B. aus Nylon hergestellte flache Packungsdichtung 147A mit seinem Aussenrand 147A1 in Dichtungskontakt mit der Wandung der Ausfräsung 148 und seinem Innenrand 147A3 in Dichtungskontakt mit dem Stift 141. Diese Dichtung ist bei relativ niedrigen Drucken (z.B. bis zu 800–1000 psi) dichtungswirksam. Das Dichtungsaggregat 147 umfasst auch eine Becherdichtung 147B, die bei einer Ausführungsform aus Polyurethan mit 92(±5) Shore A hergestellt ist und bei höheren Drucken (z.B. bis zu 10.000 psi) dichtungswirksam ist. Die Becherdichtung 1478 ist unter der Dichtungspackung 147A angeordnet und hat nach 4B eine ringförmige Basis 147B1 in Aufeinanderlage mit der Packungsdichtung 147A, einen äußeren Rand 147B2, der von der Basis abwärts ragt und eine äußere Fläche 147B3 in Dichtungskontakt mit der Wandung der Ausfräsung 148 hat, und eine Innennabe 147B4, die von dem Rand nach innen beabstandet ist und eine Innenfläche 147B5 in gleitendem Dichtungskontakt mit dem Stift 141 hat. Die Packungsdichtung 147A und die Becherdichtung 147H sind im Handel z.B. von Sealtite Corporation, St. Louis, MO. erhältlich. Wenn die zwei Dichtungen 147A und 147B zusammen benutzt werden, haben sie die Funktion, bei hohen und niedrigen Drucken gegen Schmiermittelaustritt aus der Messkammer 27 wirksam abzudichten. Die zwei Dichtungen 147A und 147B können mit Presssitz in die Ausfräsung 148 eingesetzt werden.
Wie in 1 dargestellt, ist jeder der vier Injektoren 1 auf einem Verteiler M montiert, der einen Verbinder zur Verbindung der Injektoren mit einer (nicht gezeigten) Schmiermittelzuführungsleitung bildet, die die Injektoren zyklisch mit Schmiermittel unter Druck versorgt und sie von dem Schmiermittel unter Druck entlüftet. Jede der 3–7 erläutert einen einzelnen Injektor, der auf einem Verbinder 161 für einen einzigen Injektor montiert ist. Der Verteiler M hat einen länglichen, horizontal verlaufenden Körper von im Allgemeinen quadratischen Querschnitt (wie in 1 zu sehen) mit einer Oberseite 163, einem Boden 165, Seiten 167 und einem in seiner Längsrichtung zwischen Öffnungen an jedem Ende verlaufenden Schmiermittelkanal 169, wobei 1 die Öffnung 170 an dem rechten Ende zeigt. Der Körper des Verteilers ist ähnlich dem in den 3–7 gezeigten Verbinder 161 mit einem Kanal versehen, wobei der Verbinder 161 mit einem Kanal 169 entsprechend dem Kanal 169 des Verteilers dargestellt ist. Der Injektor ist auf dem Verbinder lösbar und in Verbindung mit Kanal 169 mittels eines Bolzens 171 mit durchbohrtem Schaft 173 gehalten, der sich aufwärts durch eine untere Bohrung 175, durch den Kanal 169, durch eine obere Bohrung 176 erstreckt und an seinem oberen Ende in den Injektoreinlass 43 lösbar eingeschraubt ist, wie bei 177 gezeigt. Der Kopf 179 des Bolzens liegt dem Boden des Verbinders über eine Ringdichtung 180 an. Diese Dichtung 180 kann z.B. eine Unterlagsscheibe aus Kupfer sein. Radiale Öffnungen 181 und ein axialer Kanal 183 in dem Bolzen schaffen die Verbindung zwischen dem Kanal 169 und dem Injektoreinlass 43. Es ist verständlich, dass es in dem Verteiler M vier Bolzen 171 und somit vier Einlässe gibt, einen für jeden der vier auf dem Verteiler montierten Injektoren, während es in dem Verbinder 161 nur einen Bolzen gibt. Im Übrigen entsprechen sie einander direkt.
12 zeigt ein mögliches zentralisiertes Schmiersystem der Erfindung mit zwei Schmiermittel-Zweigleitungen 185 und 187 („Einzelleitungen"), die von einer Schmiermittelhauptleitung 189 abzweigen, die von einer in ihrer Gesamtheit mit 191 bezeichneten Apparatur ausgehen. Die Apparatur 191 arbeitet in Zyklen, um Schmiermittel unter Druck den Leitungen 189, 185, 187 zuzuführen und die Leitungen im Anschluss an die Zufuhr des Schmiermittels unter Druck zu den Leitungen zu entlüften. Am Ende der Leitung 185 ist ein Verteiler M mit vier Injektoren 1 der Erfindung, wobei die Leitung 185 an eine Einlassöffnung 170 des Verteilers angeschlossen ist (wobei das distale Ende des Verteilers verschlossen ist). Das System hat auch drei Verteiler 193 mit jeweils zwei SL-1-Injektoren 195 darauf, die zwischen der Zuführungsleitung 189 und dem Verteiler M an die Leitung 185 angeschlossen sind. In der Leitung 187 sind vier Verteiler 197, 199, 201, 203 angeschlossen, von denen drei (197, 201, 203) vier SL-1-Injektoren 195 tragen und der Verteiler 199 drei SL-1-Injektoren 195 und einen Injektor 1 dieser Erfindung trägt. Jeder Injektor 1 hat eine an seinen unteren Auslass 47 angeschlossene Schmiermittelleitung 205, die von dort zu einem zu schmierenden Lager 207 (oder anderem Teil) führt, wobei ihr oberer Auslass 45 verschlossen ist. Eine Schmiermittelleitung 209 ist an dem unteren Auslass 211 jedes SL-1-Injektors 195 angeschlossen und führt an ein Lager 207 (oder anderes zu schmierendes Teil), wobei der obere Auslass verschlossen ist.
Die mit 191 bezeichnete Apparatur ist von bekannter Art mit einer Lanzenpumpe 213, wie etwa der Pumpe, die von dem Zessionar unter dem Warenzeichen PowerMaster^® verkauft wird, mit einem Pumpenrohr 215, das sich abwärts in eine Schmiermitteltrommel 217 erstreckt, um Schmiermittel (z.B. Öl, Fett) aus der Trommel in die Zuführungsleitung 189 und die Zweigleitungen 185, 187 zu pumpen. Sie enthält einen Regler 219, ein Luftventil 221, einen Lufteinlass 223 und eine angeschlossene Schmiermittel-Auslassleitung 225 von der Art, die in dem oben aufgeführten US Patentnr. 2,328,812 angegeben ist.
Diese Apparatur arbeitet so, dass sie Schmiermittel unter Druck durch die Leitung 189 und die Zweigleitungen 185, 187 pumpt und nach Druckanstieg auf einen vorbestimmten ausreichend hohen Grenzwert für den Betrieb der Injektoren zur Schmiermittelabgabe an die Lager die Leitungen wenigstens etwas zurück zu der Trommel 217 entlüftet (d.h. den Druck entspannt), wie den Fachleuten auf diesem Gebiet verständlich ist. Diese Druckentspannung kann durch Betätigung eines herkömmlichen 3-Wege-Ventils 227 bewirkt werden, das betätigt werden kann, um die Verbindung zwischen der Zuführungsleitung 189 und der unter Umgebungsdruck stehenden Trommel 217 herzustellen.
Die 4 und 4A zeigen den Injektor 1 in Ruhe in seinem Normal- oder Ruhezustand, den der Injektor bei Entlüftung des Einlasses 43 durch Kanal 169 in dem Verbinder 161 (oder Verteiler M) und die Leitungen 185 und 189 (z.B.) annimmt. Dieser wird als Zustand 1 bezeichnet. Der Injektor ist zu Beginn jedes Betriebszyklus in diesem Zustand, in dem der Schmiermitteldruck in dem Einlass entspannt und die Messkammer 27 mit Schmiermittel gefüllt ist. Das Ventil 75 ist unten in seiner angegebenen ersten Lage.
Ein Betriebszyklus beginnt, wenn die Apparatur 191 die Schmiermittelförderung unter Druck durch die Leitungen 189, 185 und 187 über die zugehörigen Verteiler M und die Injektoreinlässe 43 zu jedem Injektor 1 einleitet. Die Messkammer 27 jedes Injektors wird mit Schmiermittel unter Druck beladen. Der Differentialkolben 25 ist in dem Differentialzylinder 5 unten in seiner zurückgezogenen Lage, in der das untere Ende des Oberteils 33 des Differentialkolbens der Schulter 24 an der Verbindungsstelle des oberen und unteren Abschnitts des Differentialzylinders anliegt, wobei das untere Ende des Differentialkolbens gerade eben oberhalb der Höhe des Kanals 111 ist. Die Druckkammer 29 wird mit Schmiermittel unter Druck entsprechend dem in der Messkammer durch Einlass 43, den abgewinkelten Kanal 109 und die Kanäle 107 und 111 gefüllt; da aber das untere Ende 37 des Differentialkolbens eine kleinere Fläche als sein oberes Ende 35 hat, ist die Abwärtskraft auf den Differentialkolben größer als die Aufwärtskraft, und der Kolben bleibt unten.
Bei fortgesetztem Betrieb der Schmiermittelpumpe 213 nimmt der Schmiermitteldruck in Leitung 189, den Leitungen 185 und 187 und in jedem Verteiler zu, und wenn der Druck einen vorbestimmten Wert (z.B. mehr als 1200 psig) erreicht, bewegt sich das Schieberventil 75, dessen unteres Ende dem erhöhten Druck in dem Einlass 43 ausgesetzt ist, (gegen die Vorspannung der Federn 77 und 79 und etwaigem Gegendruck an dem Auslass 45) nach oben in seine angegebene zweite Lage, wie in 5 gezeigt ist. Dies bringt den Injektor in einen Zustand, der als Zustand 2 bezeichnet ist. Das Gleitventil 75 sperrt in seiner angehobenen (zweiten) Lage nunmehr den horizontalen Kanal 99 und stellt durch die ringförmige Rille 91 in dem Ventil die Verbindung zwischen Kanal 97 und Kanal 93 in dem Ventil her. Schmiermittel, das durch die Kanäle 107 und 111 unter Druck der Druckkammer 29 unter dem Differentialkolben 25 zugeführt wurde, drückt nun den Kolben in einem Aufwärtshub an einen oberen Anschlag, der durch das obere Ende des Stiftes 141 bestimmt wird, wenn dieser sich an den Kopf 155 des Anschlagteils 151 anlegt. Ein Vergleich der 5 und 6, von denen die letztere den Kolben 25 an dem oberen Ende seines Hubes zeigt, veranschaulicht dies, wobei 6 den Injektor in dem Zustand zeigt, der als Zustand 3 bezeichnet wird.
Bei dem Aufwärtshub des Differentialkolbens 25 wird ein abgemessenes Schmiermittelvolumen aus der Messkammer 27 abwärts durch die Kanäle 95b und 95a, dann durch Kanal 97, die radialen Öffnungen 91 in dem Ventil 75, aufwärts durch den Kanal 93 in dem Ventil, die Abgabekammer 49 und durch den Auslass 47 (bei verschlossenem 45) und die zugehörige Leitung 205 zu dem betreffenden Lager 207 gedrückt. Das während der Abgabe geförderte Volumen ist im Wesentlichen gleich der Verdrängung des Differentialkolbens 25 beim Aufwärtshub (der durch die Einstellung des Anschlagteils 151 bestimmt wird) und kann durch Ein- oder Ausschrauben des Anschlagteils variiert werden. Der Druck an dem Ausgang 47 des Injektors während der Abgabe beträgt etwa typischerweise 70% des Druckes an dem Einlass 43. Beispielsweise kann der Druck an dem Auslass während der Abgabe in dem Bereich von 1800 bis 2400 psig liegen.
Der Differentialkolben 25 und das Ventil 75 bleiben in der Lage ihres Zustand 3 (6), bis die Pumpe 213 im Kreislauf zurückläuft und der Schmiermitteldruck in den Verteilern und den Schmiermittel-Zuführungszweigleitungen 185–187 durch den Betrieb des Ventils 227 reduziert wird, um die Zuführleitung 189 zu der Trommel 217 zu entlüften. Da der Druck abfällt (z.B. auf einen Wert unter 1200 psig), bewegt sich das Schieberventil 75 nach unten wieder in seine angegebene erste Lage (in der es auch in 7 erscheint), und der Injektor nimmt dann seinen als Zustand 4 (7) bezeichneten Zustand an, in dem er in einem Entlüftungszustand für die Wiederbeladung ist. Das Schieberventil 75 wird abwärts durch zwei Kräfte in seine erste Lage signifikant vorgespannt, erstens durch die Federn 77 und 79 und zweitens durch den Gegendruck des Schmiermittels an dem Ausgang 45 und in der Abgabekammer 49, wobei der Gegendruck an dem Ventil auf der Differenz der diesem Gegendruck ausgesetzten Oberflächen beruht. (Es ist in dieser Hinsicht zu bemerken, dass bei der in 4A gezeigten Ausführungsform die ausgesetzte Fläche an der Unterseite des Flansches 125 kleiner als die Summe der ausgesetzten Flächen der Oberseite des Flansches, der Schulter 123 auf dem Passstück oder Stutzen 119 und der Oberseite des Schaftes 121 ist). Die Benutzung des Gegendruckes, um das Ventil 75 in seine angegebene erste Lage zu drücken, erlaubt die Entlüftung des Injektors bei höheren Drucken am Einlass 45 als bei bekannten Injektoren (z.B. 1200 psig für Injektor 1 gegenüber 600 psig und 200 psig für SL-1-Injektor bzw. SL-32-Injektor), wodurch die zur Wiederbeladung des Injektors benötigte Entlüftungszeit reduziert wird. Der Entlüftungsdruck des Injektors 1 kann dadurch gesteuert werden, dass man die auf das Schieberventil 75 ausgeübte Federkraft variiert. (Eine Erhöhung der Federkraft erhöht den Entlüftungsdruck des Injektors; eine Verringerung der Kraft setzt den Entlüftungsdruck herab.) Es ist verständlich, dass andere Einrichtungen als eine oder mehrere Federn dazu dienen können, das Schieberventil 75 in seine angegebene erste Lage zu drücken.
Das in seine angegebene erste Lage zurückgesetzte Ventil 75 stellt die Verbindung von dem Einlass 43 über den gewinkelten Kanal 109, Kanal 107a, Kanal 99, über die Ringnut 87 in dem Ventil und aufwärts durch den Kanal 95 (95a und 95b) zu der Messkammer 27 her (siehe die Pfeile in 7), wodurch der Injektor „entlüftet" wird. Gleichzeitig drückt der auf das obere Ende des Differentialkolbens 25 wirkende Schmiermitteldruck in Messkammer 27 den Kolben abwärts und drückt dabei das Schmiermittel aus der Druckkammer 29 durch Kanal 111 und abwärts Kanal 107 zum Kanal 99, wo es sich mit dem Aufwärtsstrom aus 109 in Kanal 107 mischt. Da das Volumen in Messkammer 27 größer als das Volumen in der Druckkammer 29 unter dem Differentialkolben 25 ist, strömt ein zusätzliches Schmiermittelvolumen aus der Leitung 185, 187 durch den Verteiler, den gewinkelten Kanal 109, die Kanäle 107, 99 und 95 zu der Messkammer 27. Dieses von dem Einlass 43 zu der Messkammer 27 übertragene zusätzliche Volumen verursacht einen sehr schnellen Druckabfall an dem Einlass 43 und der bzw. den Zuführungsleitung(en), was von Vorteilen begleitet ist, die diskutiert werden. Der Betriebszyklus des Injektors 1 der vorliegenden Erfindung endet (im Zustand 4) damit, dass das Ventil 75 in seiner angegebenen ersten Lage ist und die Messkammer für den nächsten Zyklus beladen ist. Dieser Zustand ist im Gegensatz zu bekannten Konstruktionen (z.B. den SL-1- und SL-32-Injektoren), wo der Betriebszyklus damit endet, dass das Schieberventil die Kanäle zwischen dem Einlass und der Messkammer absperrt und die Messkammer leer ist.
Die in dem Verteiler M und dem entsprechenden Einzelinjektor-Verbinder 161 gezeigte Bohrungen 229 sind für die Aufnahme von (nicht gezeigten) Befestigungsmitteln für die Anbringung des Verteilers und Verbinders an einer vertikalen Oberfläche.
Die Injektoren auf dem 4-Injektor-Verteiler M in dem in 12 gezeigten zentralisierten Schmiersystem haben die heilsame Wirkung, dass sie die Zeit der Entlüftung der Leitung 185 und der Injektoren 195 in Leitung 185 und Leitung 189 dadurch reduzieren, dass die Injektoren 1 während der Entlüftung und Wiederbeladung so wirken, dass sie den Schmiermitteldruck auf den Injektoren 195 in Leitung 185 und in Leitung 189 dadurch entspannen, dass das Schmiermittel von da in die Messkammern 27 des Injektors 1 am Ende der Leitung 185 entlüftet wird anstatt die gesamte Entlüftung zurück durch Leitung 185 auszuführen. In ähnlicher Weise bewirkt die Benutzung des einen Injektors 1 auf Verteiler 199 in Leitung 187 eine Reduzierung der Entlüftungszeit der Leitung 187 und der Injektoren 195 in Leitung 187, was wiederum auf der Tatsache beruht, dass die Entlüftung und Wiederbeladung des Injektors 1 Schmiermittel aus dem Bereich an dem Einlass 43 abzieht, um den Anströmdruck in den Zuführungsleitungen zu reduzieren. Dieses Beispiel zeigt, wie ein bestehendes System erfindungsgemäß wiederhergerichtet werden kann, um seine Leistung bezüglich Entlüftungs- und Rückführzeit dadurch zu verbessern, dass man einen (oder mehrere) der alten Injektoren in einer Zuführungsleitung durch einen neuen Injektor 1 dieser Erfindung ersetzt.
13 zeigt ein anderes mögliches zentralisiertes Schmierungssystem der Erfindung mit zwei Schmiermittel-Zuführungszweigleitungen 185a und 187a (wieder einzelne Leitungen), die von einer Hauptleitung 189a abzweigen, die von einer Apparatur 191a herkömmlicher Bauart ausgeht, die eine Pumpe 213a zum Pumpen eines Schmiermittels unter Druck von einer Vorratsquelle 217a sowie einen Regler 219a und verwandte Komponenten enthält, wobei die Apparatur wie die zuvor beschriebene Apparatur 191 funktioniert. Jede Leitung 182a, 187a hat mehrere Verteiler 193a mit einer Reihe von vier Injektoren 195a von bekannter Bauart auf ihnen (z.B. SL-32-Injektoren), wobei drei dieser Reihen in jeder Leitung gezeigt sind. Jede Leitung 185a, 187a enthält ferner einen Verbinder 161 mit einem erfindungsgemäßen Injektor 1 darauf. Die Injektoren 1 haben hier die Funktion, die Entlüftungszeit aller Injektoren und Schmiermittelleitungen zu verringern, und sind einzig für diesen Zweck vorgesehen (nicht zur Versorgung von Schmierpunkten). Der Ausgang 47 des Injektors 1 in Leitung 185a ist durch eine Leitung 230 an einer Verbindungsstelle 231 abströmseitig des Injektors mit der Leitung 185a verbunden, wobei in der Leitung 185a zwischen dem Injektor 1 und dieser Verbindungsstelle ein Rückschlagventil 232 vorgesehen ist. Der Ausgang 47 des Injektors 1 in der Leitung 187a ist durch eine Leitung 233 mit dem Ende der Leitung 187a verbunden. Ein Rückschlagventil 234 ist in der Leitung 187a unmittelbar abströmseitig des Injektors 1 vorgesehen. Die Rückschlagventile 232, 234 bleiben während der Schmiermittelabgabe aus den Injektoren 1 geschlossen (um sicherzustellen, dass eine ausreichende Druckdifferenz besteht, damit die Abgabe von den Injektoren 1 durch die Auslässe 47 erfolgen kann) und offen bei der Entlüftung der Injektoren 1 zur Entspannung der Schmiermittel-Zuführleitungen 185a, 187a, um eine schnellere Entlüftung der herkömmlichen Injektoren 195a zu ermöglichen. Obgleich die Rückschlagventile von den Verbindern 161 getrennt dargestellt sind, könnten sie als integraler Bestandteil der Verbinder ausgebildet sein. Es ist verständlich, dass die Benutzung der Injektoren 1 zur Erreichung einer schnelleren Entlüftung herkömmlicher Injektoren 195a von Anfang an installiert sein könnte oder es könnte ein zuvor bestehendes System sein, dem die Injektoren 1 zugefügt werden, um die Leistung des Systems wie oben beschrieben zu verbessern.
14 ist eine graphische Darstellung, die die Funktionen Zuführleitungsdruck/Zeit von zwei Schmierungssystemen abbildet, einem mit einer Reihe von vier SL-1-Injektoren und dem anderen mit einer Reihe von vier „SLR"-Injektoren 1 der Erfindung, wobei jedes eine Schmiermittel-Zuführungsleitung von 100 Fuß eines 1/4-Zoll-Rohres hat, die Schmiermittelfett NLG#2 bei 68°F zuführt. Die Zuführleitungsdrucke sind als die Ordinate und die Zeit (Minuten) als die Abzisse dargestellt. Die Linie L-SL-1 stellt die Zeit gegen den Zuführleitungsdruck des SL-1-Injektors dar; die Linie L-SLR stellt die Zeit gegen den Zuführleitungs druck des SLR-Injektors (dieser Erfindung) dar. Es ist festzustellen, dass bei jedem System der Zuführleitungsdruck in weniger als einer Minute von etwa Null auf 2600 p.s.i. anstieg, dann in etwa 3,8 Minuten auf etwa 1200 psig abnahm. An diesem Punkt fiel der Zuführleitungsdruck bei dem System mit dem SLR-Injektoren der Erfindung scharf auf etwa Null ab, was bedeutet, dass die Injektoren bei etwa 1200 psig in etwa 3,8 Minuten ab Beginn des Zyklus entlüfteten. Der Zuführleitungsdruck für die SL-1-Injektoren setzte sich demgegenüber weit über 3,8 Minuten hinaus fort und nahm noch bei 17,0 Minuten unter etwa 700 psig ab, was bedeutet, dass der Entlüftungsdruck nach 17,0 Minuten nicht erreicht worden war.
Aus 14 ist ersichtlich, dass die Druckkurve von dem maximalen Systemdruck steil auf etwa 1200–1500 psi abfällt, an welchem Punkt die Kurve abflacht. Es besteht daher ein deutlicher Vorteil bei der Einstellung des Entlüftungsdrucks des Injektors 1 auf einen Druck in diesem Bereich unter Berücksichtigung der zur Erreichung der Entlüftung erforderlichen Federkraft auf das Schieberventil 75 und der gewünschten zur Entlüftung erforderlichen Zeitspanne, die in einem umgekehrten Verhältnis stehen (d.h. eine kürzere Entlüftungszeitspanne erfordert eine größere Federkraft auf das Schieberventil 75).
Die Eigenschaft des Injektors 1, bei höheren Drucken am Einlass 43 zu entlüften, hat mehrere signifikante Vorteile. Erstens wird die Rückführzeit des Injektors wesentlich verringert (wie durch die graphische Darstellung der 14 gezeigt ist), was eine häufigere Schmiermittelzuführung zu einem Schmierpunkt erlaubt, was bei den meisten Anwendungen bevorzugt wird. Ferner wird das zwischen den Injektoren und der Schmiermittelquelle 217, 217a in jedem Zyklus eines Injektors 1 zurückgeführte Schmiermittelvolumen wesentlich verringert. Im Ergebnis kann die Zuführleitung bzw. können die Zuführleitungen Leitungen oder Rohre von wesentlich kleinerem Durchmesser sein mit der damit verbundenen Kostenverringerung. Während der bekannte SL-32-Injektor typischerweise z.B. eine Zuführleitung mit einem Durchmesser von 1,25 bis 1,50 Zoll und der bekannte SL-1-Injektor typischerweise eine Zuführleitung mit einem Durchmesser von 0,75 bis 1,0 Zoll erfordern, benötigt der neue Injektor 1 typischerweise eine Zuführleitung mit einem Durchmesser von nur 0,25 bis 0,375 Zoll. Ferner wird die Arbeitsbelastung der Pumpe reduziert, so dass möglicherweise eine kleinere Pumpe und/oder eine längere Pumpenlebensdauer zur Anwendung kommt. Es können auch eine kleinere Feder oder kleinere Federn benutzt werden, um das Ventil 75 in seine angegebene erste Lage zu drücken.
Die 15–17 zeigen ein Schmiermittelinjektor-Verbinder-Aggregat der Erfindung, das vier Schmiermittelinjektoren 1 und einen 4-Injektor-Verteiler 235 als den Verbinder umfasst. Der Verteiler 235 (allgemein der Verbinder) hat einen länglichen Körper 237, insbesondere einen länglichen Block von rechteckigem Querschnitt mit einer Oberseite 239, einem Boden 241 und rechteckigen Seitenflächen 243 und 245. Jeder Injektor 1 ist durch Schrauben 247 an der Seite 245 des Verteilers 235 lösbar befestigt, wobei die Seite 55 des Körpers jedes Injektors der Seite 245 anliegt und die letztere als die dem Injektor anliegende Seite des Verteilers bezeichnet wird. Der Einlass 43 jedes Injektors ist durch einen Stopfen 249 verschlossen, der bei 251 in die Einlassbohrung (siehe 17) eingeschraubt ist, wobei eine Einlasskammer 43a gebildet wird. In jedem Injektor 1 ist speziell ein Einlasskanal 253 ausgebildet, der sich von der Seite 55 des Injektorkörpers 3 zu der genannten Einlasskammer 43a erstreckt. Der Auslasskanal 47 des Injektors verläuft von der Abgabekammer 49 in dem Injektorkörper 3 zu der Injektorseite 55 zwischen dem Einlasskanal 253 und dem oberen Ende des Injektorkörpers gegenüber dem Einlassende. Der Ausgang 45 des Injektors ist wie bei 255 gezeigt verschlossen und wird nicht benutzt. Der Verbinder(Verteiler)körper 237 enthält allgemein mit 257 bezeichnete Schmiermittelzuführkänale, die einen Längskanal 259 und Querkanäle 261 (vier für die vier Injektoren) aufweisen, die sich unter rechten Winkeln von dem Längskanal 259 zu der Seite 245 des Verbinder(Verteiler)körpers 237 verlaufen und an den Seiten 245 und 55 mit den Einlasskanälen 253 in den vier Injektoren in Verbindung stehen. Der Verbinder(Verteiler) körper 237 enthält ferner vier Schmiermittel-Ausgangskanäle, die jeweils allgemein mit 263 bezeichnet sind, einen für jeden der vier Injektoren. Jeder Ausgangskanal 263 hat einen von der Seite 245 des Verbinder(Verteiler)körpers 273 nach innen ausgehenden, horizontalen Eintrittskanal 265, der an den Seiten 55, 245 mit dem zugehörigen Ausgangskanal 47 des zugehörigen Injektors und einem Austrittskanal 267 in Verbindung ist, der sich zu der Oberseite 239 des Körpers 237 nach oben erstreckt. In jeden Austrittskanal 267 ist bei 269 ein rohrförmiges Ausgangspassstück 271 eingeschraubt, an dem bei 273 eine Schmiermittelleitung angebracht ist, etwa eine Leitung 205 für die Schmiermittelzuführung von dem zugehörigen Injektorauslass 47 zu einem Schmierpunkt, etwa einem Lager 207. O-Ringdichtungen 275 sind an den Verbindungsstellen der Kanäle 261 und 263 vorgesehen, und O-Ringdichtungen 277 sind an den Verbindungsstellen der Kanäle 47 und 265 vorgesehen.
Der Schmiermittelzuführkanal 259 in dem Verteiler 235 verläuft von dessen einem Ende zu dem anderen Ende. Wenn der Verteiler an eine Zuführleitung angeschlossen ist, wird die Leitung an beiden Enden angeschlossen. Wenn der Verteiler am Ende einer Zuführleitung angeschlossen ist, wird die Leitung an einem Ende angeschlossen, und das andere Ende wird mit einem Stopfen verschlossen.
Das Aggregat aus Schmiermittelinjektor/Verteiler der 15–17 ermöglicht es, irgendeinem Injektor (der durch die Schrauben 247 lösbar mit dem Verteiler verbunden ist) zur Inspektion oder zum Austausch einfach dadurch zu entfernen, dass man die Schrauben 247 entfernt, ohne die zugehörige Schmiermittel-Zuführleitung 205 zu stören. So kann die Entfernung und der Austausch des Injektors erfolgen, ohne dass zu seiner Entfernung die Abtrennung der Leitung 205 und nach Anbau des überprüften oder ausgetauschten Injektors an den Verteiler der Wiederanschluss der Leitung 205 erforderlich sind.
Während in den 15–17 vier Injektoren auf einem 4-Injektor-Verteiler offenbart sind, umfasst die Erfindung verständlicherweise das Aggregat eines Injektors auf einem Einzelinjektor-Verbinder und ist das benutzte Prinzip auf Aggregate von Injektoren anwendbar, die von dem des in 1 gezeigten Injektors 1 der Erfindung mit einem Verbinder verschieden sind.
Im Hinblick auf das oben Gesagte ist ersichtlich, dass mehrere Aufgaben der Erfindung erreicht und andere vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden.

Claims

Schmiermittelinjektor (1) mit einem Körper (3) mit einem Einlaß (43) für Schmiermittel unter Druck, einem Auslaß (45, 47), einer Meßkammer (27) zur Schmiermittelaufnahme von dem Einlaß (43), einem in der Meßkammer (27) längs eines Hubes beweglichen Kolben (25) zur Abgabe eines abgemessenen Schmiermittelvolumens aus der Meßkammer (27) und dann durch den Auslaß (45, 47), und einem auf die Druckbedingungen in dem Einlaß (43) ansprechenden Ventil (75) für den Betrieb des Injektors (1) in Zyklen, wobei in jedem Zyklus der Injektor (1) in einem Ruhezustand beginnt, in dem Schmiermitteldruck in dem Einlaß (43) entspannt und die Meßkammer (27) mit Schmiermittel beladen wird, durch einen Zustand fortschreitet, in dem durch den Einlaß (43) dem Injektor (1) Schmiermittel unter Druck für die Abgabe zugeführt wird, und in einem Zustand zur Entlüftung des Injektors endet, um die erneute Beladung der Meßkammer (27) einschließlich der Leitung des Schmiermittels zu dem Einlaß (43) und von dem Einlaß (43) zu der Meßkammer (27) zu bewirken.
Schmiermittelinjektor (1) nach Anspruch 1, bei dem das Ventil (75) während des Ruhezustands in der ersten Lage und während der genannten Abgabe in einer zweiten Lage ist und bei dem das Ventil (75) so ausgebildet ist, daß es durch Schmiermittelgegendruck in dem Auslaß (45) aus der zweiten Lage zurück in die erste Lage gedrückt wird.
Schmiermittelinjektor (1) nach Anspruch 2, bei dem das Ventil (75) in der ersten Lage die Schmiermittelleitung von dem Einlaß (43) zu der Meßkammer (27) zuläßt und die Schmiermittelleitung von der Meßkammer (27) zu dem Auslaß (45) absperrt und in der zweiten Lage die Schmiermittelleitung von dem Einlaß (43) zu der Meßkammer (27) absperrt und die Schmiermittelleitung von der Meßkammer (27) zu dem Auslaß (45) zulässt.
Schmiermittelinjektor (1) nach Anspruch 2, ferner mit wenigstens einer Feder (77, 79), wobei das Ventil (75) so ausgewählt ist, daß es durch die wenigstens eine Feder (77, 79) und durch Schmiermittelgegendruck in dem Auslaß (45, 47) von der zweiten Lage in die erste Lage gedrückt wird.
Schmiermittelinjektor (1) nach Anspruch 2, bei dem das Ventil (75) ein zwischen den genannten Lagen gleitbarer Schieber ist.
Schmiermittelinjektor (1) nach Anspruch 2, bei dem der Körper (3) des Injektors (1) eine längliche zylindrische Abgabekammer (49) mit entgegengesetzten Enden und einer Bohrung (31) hat, die einen kleineren Durchmesser als die längliche zylindrische Abgabekammer (49) hat und sich von einem Ende der Kammer zu dem Einlaß (43) erstreckt, wobei das Ventil (75) ein länglicher, in der Bohrung (31) abgedichtet axial gleitbarer Schieber ist, der an einem Ende dem Schmiermitteldruck in dem Einlaß (43) ausgesetzt ist und der sich mit seinem anderen Ende in die längliche zylindrische Abgabekammer (49) erstreckt, und der ferner Primärkanäle (71) aufweist einschließlich eines die Bohrung (31) schneidenden Kanals, wobei der Schieber so ausgebildet ist, daß er den die Bohrung schneidenden Kanal in der ersten Lage öffnet und in der zweiten Lage absperrt, und einschließlich eines an die Bohrung (31) führenden Abgabekanals (97), wobei der Schieber so ausgebildet ist, daß er in der ersten Lage den Abgabekanal (97) absperrt und in der zweiten Lage eine Verbindung durch ihn zu der länglichen zylindrischen Abgabekammer (49) herstellt, wobei der Auslaß (45, 47) mit der länglichen zylindrischen Abgabekammer (49) in Verbindung ist.
Schmiermittelinjektor (1) nach Anspruch 1 mit einem einstellbaren Anschlag (151) für den Kolben (25) zu dessen Hubveränderung, um unterschiedliche abzugebende Schmiermittelvolumina festzulegen.
Schmiermittelinjektor (1) nach Anspruch 1, bei dem der Kolben (25) ohne Verbindung mit dem Ventil (75) ist.
Schmiermittelinjektor (1) nach Anspruch 1, bei dem der Kolben (25) ein Differentialkolben mit unterschiedlichen Flächen an seinen entgegengesetzten Enden ist, so daß eine in Richtung zum kleineren Ende des Kolbens wirkende Kraft auf den Kolben ausgeübt wird, wenn die genannten Enden im wesentlichen dem gleichen Strömungsmitteldruck ausgesetzt sind.
Schmiermittelinjektor (1) nach Anspruch 1, bei dem der Einlaß (43) mit einer Schmiermittelzuleitung (185a, 187a) verbunden ist und während des Entlüftungszustands des Injektors (1) Schmiermittel aus der Zuleitung (185a, 187a) in den Einlaß (43) fließt.
Verfahren zum zyklischen Betrieb eines Schmiermittelinjektors (1) mit einem Körper (3) mit einem Einlaß (43) für Schmiermittel unter Druck, einem Auslaß (45, 47), einer Meßkammer (27) zur Schmiermittelaufnahme von dem Einlaß (43), einem in der Meßkammer (27) längs eines Hubes beweglichen Kolben (25) zur Abgabe eines abgemessenen Schmiermittelvolumens aus der Meßkammer (27) und dann durch den Auslaß (45, 47) und einem auf die Druckbedingungen in dem Einlaß (43) ansprechenden Ventil (75), wobei jeder Zyklus mit einem Ruhezustand des Injektors (1) begonnen wird, in dem der Schmiermitteldruck in dem Einlaß (43) entspannt und die Meßkammer (27) mit Schmiermittel beladen wird, der Druck in dem Einlaß (43) zur Betätigung des Ventils (75) erhöht und der Injektor (1) in einen Zustand für die Abgabe gebracht wird, und der Zyklus mit Druckentspannung in dem Einlaß (43) beendet und der Injektor (1) dabei in seinen Entlüftungszustand gebracht wird, um eine Wiederbeladung der Meßkammer (27) einschließlich der Leitung von Schmiermittel zu dem Einlaß (43) und von dem Einlaß (43) zu der Meßkammer (27) zu bewirken.
Verfahren des Anspruchs 11, bei dem das Ventil (75) während des Ruhezustands in einer ersten Lage und während der Abgabe in einer zweiten Lage ist und bei dem ferner das Ventil (75) so ausgebildet ist, daß es durch Schmiermittelgegendruck in dem Auslaß (45, 47) aus der zweiten Lage zurück in die erste Lage gedrückt wird.