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Die Erfindung betrifft sowohl ein Dosiergerät nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 als auch ein Fluiddosiersystem nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 5.
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In der FR-A-852,681 ist ein Zweileitungsdosiersystem beschrieben, in dem eine
Leitung wirkt, um den Pumpenhub des Dosiergerätes zu beeinflussen, während
die andere Leitung das zu dosierende Fluid führt und zudem die Steuerung der
Umkehrbewegung des Kolbens in dem Dosiergerät bewirkt.
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Gemäß einer spezifischen Ausgestaltung dieser französischen
Patentbeschreibung können die verwendeten Fluide in beiden Leitungen die
gleichen sein. Dies bedeutet, dass das Fluid, das die Kompression bewirkt, die
gleiche Art von Schmiermittel sein muss, wie das Fluid, das für die Schmierung
verwendet wird. Das Fluid für den Arbeitshub des Kolbens wird nicht erneuert
und ist einer schweren mechanischen Belastung ausgesetzt. Wenn dieses Fluid
Öl ist, besteht darin kein Problem, aber wenn jemand darauf abzielt, das gleiche
Fluid, das heißt Schmiermittel für beide Leitungen zu verwenden, kann dies in
einer Verschlechterung des Schmiermittels resultieren. Schließlich wird das
Schmiermittel allmählich zersetzt.
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In dem Stand der Technik werden Fluiddosiersysteme eingesetzt, wo eine
konstante Menge des Fluides in einer zentral gesteuerten Art und Weise an eine
relativ große Anzahl an Stellen verteilt werden muss, immer einigermaßen
unabhängig von dem Förderdruck. Ein Beispiel dafür sind Fettschmieranlagen von
dem Typ, der in Fahrzeugen verwendet wird. Hier ist es wichtig, dass eine
Menge an Fett immer an eine unterschiedliche Anzahl an Einspannstellen nach
einer bestimmten Zeit oder nach beispielsweise einer Anzahl von
Bremsanwendungen zugeführt wird. Eine größere oder kleinere Menge an
Schmiermitteln kann benötigt werden, abhängig von der Lagerung. Für solch eine
genaue Dosierung werden Dosiergeräte eingesetzt, in denen ein Kolben sich hin-
und herbewegt. Das Volumen, das durch solch einen Kolben verdrängt wird,
bestimmt die Menge des dosierten Schmiermittels. Solch ein Kolben wird in eine
Richtung gegen die Zunahme des Druckes bewegt und die Umkehrbewegung
wird über eine Feder erreicht. Mit solch einem System ist es möglich, eine große
Anzahl oder eine kleine Anzahl von Schmierpunkten über ein System zu
schmieren. Dies ist insbesondere bei der Karosserieherstellung wichtig, weil mit
einem einzigen universellen System verschiedene Fahrzeuge mit einer
unterschiedlichen Anzahl von Schmierungspunkten versehen werden können. In
den vergangenen Jahren wurden Versuche gemacht, immer dickeres
Schmiermittel zu verwenden. Der Vorteil davon ist, dass es aus der Lagerung
weniger schnell ausläuft und es die Lagerung besser relativ zu der Umgebung
abdichtet, mit dem Ergebnis, dass ein geringerer Schmiermittelverbrauch erreicht
werden kann. Unabhängig von den Kostenaspekten spielen
Umweltschutzerwägungen eine wichtige Rolle. In dem Fall der gegenwärtig
verwendeten Schmierungssysteme wird sogenanntes "O-Schmiermittel" oder
besser fließfähiges "00-Schmiermittel" verwendet, während Bemühungen
durchgeführt werden, 1-Schmiermittel oder 2-Schmiermittel zu verwenden.
Wenn solch ein dickes Schmiermittel verwendet wird, treten Probleme aufgrund
der Tatsache auf, dass die Umkehrbewegung des Kolbens zu dem
Dosiergerätgehäuse unter Einwirkung der verwendeten Feder nicht länger
sichergestellt ist. Sobald die Umkehrbewegung nicht länger sichergestellt werden
kann, kann die Schmierung mit dem nächsten Hub ebenfalls nicht länger
sichergestellt werden. Für das dicke Schmiermittel treten Probleme insbesondere
dort auf, wo lange und/oder dünne Leitungen vorhanden sind und bei einer
niedrigeren Temperatur. Eine in dem Stand der Technik vorgeschlagene Lösung
besteht darin, die verschiedenen Dosiergeräte in Serie zu betreiben. Für diesen
Zweck ist ein komplexes System notwendig, das den Betrieb in Serie der
Dosiergeräte steuert. Das Arbeiten mit einer Ringleitung wurde ebenfalls
vorgeschlagen. All solche Systeme sind für bestimmte Anwendungen
zufriedenstellend, aber es ist nicht möglich, solch ein System in einer flexiblen
Art und Weise zu vergrößern oder zu verkleinern.
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Die Erfindung zielt darauf ab, ein Dosiergerät bereitzustellen, bei dem das
Schmiermittel oder das andere Fluid in dem Steuerungsteil nicht solchen
beachtlichen Scherkräften wie im Stand der Technik ausgesetzt ist, wobei diese
Steuerungsflüssigkeit den Druck bereitstellen muss, um das zu dosierende Fluid
zu verdrängen.
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Erfindungsgemäß wird dieses mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1 verwirklicht.
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Die Erfindung basiert auf der Idee, dass das zu dosierende Fluid ebenfalls
arbeitet, um den Arbeitshub des Kolbens zu beeinflussen, um das zu dosierende
Fluid aus dem Dosiergerät herauszutreiben. Das Steuerungsfluid arbeitet nur, um
die Ventilmittel zu steuern, um den Durchgang von der Leitung, die das zu
dosierende Fluid bereitstellt, zu dem Auslass des Dosiergerätes zu versperren und
die Umkehrbewegung des Kolbens zu bewirken. Beide Schritte benötigen relativ
geringen Druck und verhindern ein Durchsickern des Schmiermittels und folglich
das Auftreten einer Blockierung des Dosiergerätes.
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Da entgegen dem Stand der Technik die Umkehrmittel nicht länger durch eine
Feder ausgebildet werden, sondern gemäß einer speziellen Ausgestaltung der
Erfindung der Kolben durch ein Fluid zurückbewegt wird, ist das Dosiergerät und
insbesondere der Kolben mit einer weiteren Kontaktfläche ausgestattet, die mit
einem weiteren Einlass verbunden ist. Dies bedeutet, dass der Kolben durch das
Fluid nach der Dosierung zurückbewegt werden kann. Eine weitere Kontaktfläche
kann durch alle aus dem Stand der Technik bekannten Wege erreicht werden und
eine besonders einfache Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass der
Kolben abgestuft ausgebildet ist und das Fluid nahe dem versetzt angeordneten
Bereich eingeführt werden kann, um den Kolben zurückzubewegen. Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines solchen Dosiergerätes ist ein Plunger
vorgesehen, bei dem eine Seite unter dem Einfluss des Einlasses und die andere
Seite unter dem Einfluss des weiteren Einlasses gestellt wird. Der Plunger wird
zum Bewegen von Fluid, das von dem Einlass kommt, zu dem Auslass
verwendet. Dies wird vorzugsweise durch den Kolben und dem damit
wechselwirkenden stationären Wandbereich des Gehäuses bewirkt, versehen mit
Ventilmitteln, die dergestalt ausgebildet sind, dass am Ende des Hubes des
Kolbens eine Verbindung zwischen dem Einlass und einer Seite des Plungers
erreicht wird, in der Richtung, in der das Fluid durch den Auslass herausgepresst
wird.
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Obwohl es möglich ist, den Plunger in jeder aus dem Stand der Technik
bekannten Art und Weise in dem Gehäuse des Dosiergerätes unterzubringen,
wird eine besonders kompakte Konstruktion erreicht, wenn der Kolben in einer
Buchse und der Plunger in einem ringförmigen Bereich zwischen der Buchse und
dem Gehäuse untergebracht ist. Selbstverständlich sind die verschiedenen hier
erwähnten Teile relativ zueinander abgedichtet, beispielsweise mit O-Ringen.
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Um das in den beiden Leitungen bereitgestellte Fluid so häufig wie möglich zu
erneuern, ist erfindungsgemäß ein Fluiddosiersystem mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 5 vorgesehen. Dies bedeutet, dass nur in den
Dosiergeräten selbst das gleiche Steuerungsfluid sich hin- und herbewegt. Wie
dem auch sei, wenn das Volumen der jeweiligen Kammern in dem Dosiergerät
relativ groß bezogen auf das Volumen der verbindenden Leitung ist, wird das
Steuerfluid in dem Dosiergerät ebenfalls wesentlich erneuert. Auf diese Art und
Weise wird das Versickern des Schmiermittels im wesentlichen verhindert.
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Es ist hier einerseits möglich, die Dosierungsphase zu steuern und andererseits
die Umkehrbewegung mittels der gleichen Fluidpumpe zu steuern. Der Betrieb der
einen oder anderen Leitung kann durch alle aus dem Stand der Technik
bekannten Mittel erreicht werden, aber es wird bevorzugt, ein Verteilerventil zu
verwenden, das durch ein Steuerungssystem gesteuert wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Bewegungsumkehr
und das Dosieren gleichzeitig und auch sonst unter den gleichen Umständen
erreicht. Mit solch einer Konstruktion ist es möglich, keinen Unterschied
zwischen den beiden Leitungen vorzunehmen, die für jedes Dosiergerät
verwendet werden, was das Anschließen extrem einfach macht. Dies wird
weiterhin durch die Tatsache unterstützt, dass die Einlassverbindungen der
beiden Leitungen gleich gestaltet sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf ein Ausführungsbeispiel erklärt,
dargestellt in den Figuren, in denen:
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Fig. 1a bis 1d - in einem Querschnitt eine erfindungsgemäße
Vorrichtung in verschiedenen Positionen zeigen; und
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Fig. 2 - schematisch die Verbindung der in Fig. 1 gezeigten
Vorrichtung mit einem
Schmiermittelschmierungssystem zeigt.
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Das in den Fig. 1a bis 1d dargestellte Dosiergerät weist zwei Einlässe 20 und
21 auf, die abwechselnd mit Druck beaufschlagt werden. Die Auslassleitung
kann in der gleichen Art und Weise wie in dem Stand der Technik mit einem zu
schmierenden Teil verbunden werden. Die Auslassleitung ist daher ebenfalls
durch die 3 bezeichnet. Das Gehäuse des in der Fig. 1 dargestellten
Dosiergerätes, in dem die Einlässe 20 und 21 angeordnet sind, wird durch die 22
bezeichnet. Einlass 20 ist ein Einlass für das zu dosierende Fluid, während
Einlass 21 die Steuerfluidverbindung ist. Eine Buchse 23 ist in einer dichtenden
Weise mittels einer Schraubkappe 24 eingepasst. Ein Kolben 25 kann innerhalb
der Buchse 23 hin- und herbewegt werden, während ein Plunger 27 in einer
Kammer 26 hin- und herbeweglich ist, eingegrenzt zwischen der Buchse und der
Schraubkappe 24. Die Buchse 23 ist mit einem Rückschlagventil 28 an dem
Auslassende versehen. Das Ventil steht in Verbindung mit der Kammer 29, die
durch die Buchse vor dem Kolbenboden 30 begrenzt ist. Hinter dem Kolbenboden
30 befindet sich ein Kanal 31, der an einer Seite in Verbindung mit einer Bohrung
32 innerhalb des Kolbens 25 angeordnet ist und an der anderen Seite, über
Verschiebung des Kolbens 25, in Verbindung mit einem Kanal 33 plaziert werden
kann, der mit der Kammer 26 verbunden ist. Ein Rückschlagventil 34, bestehend
aus einer federvorgespannten Kugel, die auf einen Sitz wirkt, ist in der Bohrung
32 des Kolbens 25 untergebracht. Das Ventil sperrt die Verbindung zu einer
Kammer 35, die wiederum mit dem Einlass 20 verbunden ist. Einlass 21 ist
verbunden mit einem Kanal 36, eingegrenzt zwischen der Buchse 23 und der
Endkappe 24. Der Kanal 36 weitet sich an einer Seite auf einer Seite des
Plungers 27 und an der anderen Seite in eine Querbohrung 37 in der Buchse 23
auf, die sich auf einen Bereich der Buchse 24 mit einer vergrößerten Bohrung
öffnet, in der sich ein Teil des Kolbens 25 mit vergrößertem Durchmesser
bewegt.
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Das in der Fig. 1 dargestellte Dosiergerät arbeitet folgendermaßen:
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Ausgehend von der Position in der Fig. 1a wird Druck auf den Einlass 20
ausgeübt, wie durch die Pfeile nahe den Einlässen 20 und 21 gezeigt, während
es für den Druck möglich ist, durch den Einlass 21 zu entweichen. Dies wird
ausführlicher nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 2 erklärt.
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Wenn Schmiermitteldruck für eine gewisse Zeit über die Leitung 20 ausgeübt
wird, wird der Kolben 20 nach links bewegt, so dass der Kanal 31 gegenüber
dem Kanal 33 liegt, mit dem Ergebnis, dass Schmiermittel durch das
Rückschlagventil 34 und die Bohrung 32 in die Kammer 26 hindurchtreten kann
und der Plunger 27 sich nach rechts in die in der Fig. 1a dargestellte Position
bewegen kann.
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Wenn, ausgehend von der in der Fig. 1a dargestellten Position, Druck auf den
Einlass 21 ausgeübt wird und Druck durch die Leitung 20 entweichen kann, wird
das Schmiermittel aus dem Einlass 21 durch den Kanal 36 ausfließen und
einerseits den Plunger 27 unter Druck setzen und andererseits über den
Querkanal 37 Druck auf den abgesetzten Teil des Kolbens 25 ausüben, der unter
diesem Einfluss sich leicht nach rechts bewegt, wie in der Fig. 1b dargestellt.
Dies bewirkt ein Schließen des Kanals 33. Als ein Ergebnis davon ist es für den
Plunger 27 schwerlich möglich, sich aufgrund des in der Kammer 26
eingeschlossenen Schmiermittels nach links zu bewegen. Der Kolben 25 bewegt
sich anschließend weiter nach rechts, wie in der Fig. 1c dargestellt ist. Kanal
33 wird hierdurch den Kolbenboden 30 freigegeben, mit dem Ergebnis, dass der
Plunger 27, wie dargestellt, sich nach links bewegen kann, das Schmiermittel vor
sich hertreibend und die Kammer 29 ausfüllend. Der Druck auf die Leitung 21
wird weggenommen und Druck wird auf die Leitung 20 ausgeübt, während die
Leitung 21 dazu dienen kann, Druck falls notwendig abzubauen. Mit anderen
Worten, wie bereits angedeutet, bewegt sich der Kolben 25 nach links und das
Schmiermittel in der Kammer 29 wird vor ihm durch das Überdruckventil 28 in
die Leitung 3 getrieben und die tatsächliche Schmierung wird ausgeführt.
Während dieser Bewegung des Kolbens 25 nach links wird der Kanal 31 dem
Kanal 33 gegenüber bewegt, so dass Druck an der linken Seite des Plungers 27
aufgebaut werden kann, was den Plunger 27 anschließend nach rechts bewegt,
wie in der Fig. 1a dargestellt ist.
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Durch die Verwendung des Zweileitungssystems ist es nunmehr möglich, die
Hin- und Herbewegung des Kolbens 25 tatsächlich komplett zu steuern. Die
Menge des Schmiermittels, die gepumpt werden soll, kann durch die Höhe des
Plungers 27 gesteuert werden.
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Im allgemeinen wird, wenn ein Schmierungsimpuls notwendig ist, Druck auf jede
der Leitungen für eine bestimmte Periode ausgeübt. Dies bedeutet, dass die Art
und Weise, in der die Versorgungsleitungen verbunden sind, nicht wichtig ist.
Denn in beiden Fällen wird Schmiermittel aus der Kammer 29 in die Leitung 3
gepumpt, entweder während des ersten Druckaufbaus oder während des zweiten
Druckaufbaus, und das in Frage kommende Teil wird geschmiert.
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Fig. 2 zeigt übersichtsartig das Layout eines Schmierungssystems. Dieses
System besteht aus einem Schmiermittel enthaltenen Tank 40, in die eine
Ablassleitung 41 führt. Der Tank 40 enthält eine Pumpe 42, die durch ein
Steuerungssystem 43 gesteuert ist, abhängig von Inputsignalen, die von den
Leitungen 44 und 45 kommen. Diese Signale können beispielsweise eine
Zeitschaltung oder im Falle eines Motorfahrzeuges eine Schaltung umfassen, die
nach einer bestimmten Anzahl von Bremsanwendungen aktiviert wird. Ein
Verteilerventil 47 ist über eine Leitung 46 mit dem Steuerungssystem 43
verbunden. Die Leitungen 48 und 49 führen von dem Verteilerventil 47 weg. In
einer ersten Position ist über das Verteilerventil 47 die Leitung 48 mit der Pumpe
42 verbunden und die Leitung 49 ist mit der Ablassleitung 41 verbunden. In
einer zweiten Stellung ist die Leitung 48 mit der Ablassleitung 41 verbunden
und die Leitung 49 ist mit der Pumpe 42 verbunden. Während des
diskontinuierlichen Betriebes der Pumpe 42 wird auf die Leitung 48 für einen
ersten Zeitraum und auf die Leitung 49 für einen zweiten Zeitraum auf diese
Weise Druck ausgeübt. In diesem Fall ist die Leitung 48 mit dem Einlass 21 des
Dosiergerätes verbunden, und die Leitung 49 ist mit dem Einlass 20 des
Dosiergerätes verbunden. Es wird ausdrücklich betont, dass verschiedene
Dosiergeräte in Reihe miteinander verbunden sein können.
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Aus der Fig. 2 geht klar hervor, dass die Leitung 42 auf der einen Seite mit dem
Einlass 20 für das zu dosierende Fluid des Dosiergerätes 19 und auf der anderen
Seite mit dem Einlass 21 für das Steuerfluid des Dosiergerätes 18 verbunden ist.
Dies bedeutet, dass immer ein wesentlicher Fluss von Fluid durch beide
Leitungen 48 und 49 vorliegt, wodurch das Auftreten eines Durchsickerns oder
anderer Zersetzung des durch diese Leitungen transportierten Schmiermittels
verhindert wird. Andere Dosiergeräte können in der gleichen abwechselnden
Weise verbunden werden. Dies macht es möglich, unabhängig von der Art des
verwendeten Schmiermittels oder der Abmessung der Leitungen, immer
sicherzustellen, dass eine vorbestimmte Menge des Schmiermittels an jeden
Punkt geliefert wird und es ist möglich, das System wie gewünscht zu
vergrößern oder zu verkleinern, ohne dass dies eine Auswirkung auf die
arbeitenden Dosiergeräte hat.
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Obwohl die Erfindung voranstehend unter Bezug auf eine bevorzugte
Ausgestaltung beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass vielfältige
Veränderungen daran vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der
vorliegenden Ansprüche zu verlassen. So ist es z. B. grundsätzlich möglich, zwei
verschiedene Fluide durch die Leitungen zu fördern, denn das Schmiermittel wird
nur durch die Leitung 20 zu der Kammer 26 gefördert und es ist dieses
Schmiermittel, das anschließend durch den Plunger 27 in die Kammer 29 und
somit in die Leitung 3 bewegt wird. Dies ermöglicht es, ein anderes Fluid in der
Leitung 21 zu verwenden. Selbstverständlich muss dieses "Steuerungsfluid"
wechselfest (resistant to change) sein. Das Prinzip der Erfindung ist so weit
anwendbar, dass die Umkehrbewegung des Kolbens 25 ebenfalls in einer
unterschiedlich erzwungenen, gesteuerten Art und Weise durch ein Signal
bewirkt werden kann, das durch eine Leitung korrespondierend zu der Leitung 21
übermittelt wird. Alle diese Ausgestaltungen liegen innerhalb des
Schutzbereiches der nachfolgenden Ansprüche.