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Kolbenverteiler Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenverteiler
für die mengenmäßige Verteilung von unter Druck zugeführten flüssigen oder salbenartigen
Medien, insbesondere Schmiermitteln.
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Koll)enverteiler, welche durch den Druck des von einer Druckquelle
zugeführten Mediums angetrieben werden, sind an sich bekannt. Bei diesen bekannten
Bauarten werden zwei doppelseitig wirkende Kolben oder zu einer Einheit verbundene
Kolbenpaare in Abhängigkeit voneinander derart gesteuert, daß stets die Bewegung
eines doppelt wirkenden Kolbens bzw. eines Kolbenpaares während der Bewegung der
anderen Einheit gesperrt ist und auf diese Weise die beiden Einheiten nur in Reihenfolge
hintereinander arbeiten können. Die Lagerung dieser in sich starren Kolbeneinheiten
erfolgt in den Zylinderbohrungen, so daß die Gefahr einer seitlichen Belastung durch
die Sperrkräfte besteht, die wegen des manchmal sehr hohen Druckes des zugeführten
Schmiermittels zu Schwierigkeiten im Gang des Verteilers und auch zu Abnützungen
und Brüchen führen kann.
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Überdies konnten mit solchen bekannten Verteilern bisher nur bis vier
Schmierstellen versorgt werden. Um eine größere Anzahl von Schmierstellen zu versorgen,
mußten solche Verteiler hydraulisch hintereinander geschaltet werden, indem von
jedem Auslaß des Verteilers das Schmiermittel einem weiteren Verteiler zur nochmaligen
Verteilung zugeführt wurde.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf solche durch das unter Druck zugeführte
Medium angetriebene Kolbenverteiler, die zwei Gruppen von Kolbens aufweisen, von
welchen eine Kolbengruppe während der Bewegung der anderen Kolbengruppe gesperrt
ist. Die Erfindung besteht hierbei im wesentlichen darin, daß die Kolben jeder Gruppe
durch ein unabhängig von den Kolben gelagertes Kuppelglied zwangsläufig geführt
sind und daß die Sperrung der Bewegung der einen Kolbengruppe während der
Bewegung
der anderen Kolbengruppe durch Sperrung der Bewegung des entsprechenden Kuppelgliedes
erfolgt. Gemäß der Erfindung sind diese Kuppelglieder von doppelarmigen Schwinghebeln
gebildet, deren Arme an dem Kolben angreifen.
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Durch die Erfindung werden wesentliche Vorteile erzielt.
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Während bisher eine Kolbengruppe nur zwei Kolben bzw. einen doppelt
wirkenden Kolben umfassen konnte, kann nunmehr an jedem der Kuppelglieder, je nach
Bedarf, eine größere Anzahl von Verteilerkolben geführt sein. `Fenn z. B. die Kuppelglieder
als Schwinghebel ausgebildet werden und an jedem Arm derselben nur zwei Kolben.
angreifen, so wird bereits ein Verteiler mit acht Auslässen erreicht. Durch die
Anwendung unabhängig gelagerter Kuppelglieder bzw. Schwinghebel ermöglicht die Erfindung,
die Kuppelglieder bzw. Schwinghebel mehrerer solcher Verteilersysteme miteinander
mechanisch derart zu kuppeln, daß zwei oder mehr auf diese Art zu einer Einheit
vereinte Verteilersysteme im Gleichtakt arbeiten, wodurch Verteiler mit beliebig
vielen Auslässen erzielt werden können.
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Dadurch, daß nun die Kolben, einzeln in ihre Bohrungen eingesetzt
werden können und nur durch die Kuppelglieder gekuppelt sind, ist auch die Herstellung
des Verteilers und die Einpassung der Kolben weitgehend erleichtert.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu erblicken, daß
die Sperrkräfte nur auf die unabhängig von den Kolben gelagerten Kuppelglieder wirken
und daher die Kolben von Seitenkräften entlastet sind. Die Erfindung ermöglicht
auf diese Weise, die Kolben mit sehr kleinem Querschnitt auszubilden und damit ihr
Fördervolumen sehr klein zu halten. Es hat sich gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen
Ausbildung Hubvolumina der einzelnen Verteilerkolben erreicht werden können, die
nur einen Bruchteil der bei den bekannten Kolbenverteilern erzielbaren Hubvolumina
betragen. Der Vorteil der kleinen Hubvolumina ist dadurch gegeben, daß bei Zuführung
von kleinen Schmiermittelmengen in kürzeren Intervallen eine bessere und sparsamere
Schmierung erzielt wird als bei größeren, in längeren Intervallen zugeführten Schmiermittelmengen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die den
beiden von Schwinghebeln gebildeten Kuppelgliedern zugeordneten Kolben von entgegengesetzten
Seiten in achsparallele Zylinderbohrungen des Verteilerkörpers eingesetzt und die
an den freien Enden der Kolben angreifenden Schwinghebel einander gegenüber an den
Stirnseiten des Verteilerkörpers angeordnet. Diese doppelarmigen Schwinghebel sind
mit je einem dritten Arm ausgebildet, welche Arme einander zugewendet sind und miteinander
im Sinne einer abwechselnden Sperrung und Freigabe ihrer Bewegung zusammenwirken.
Die Schwingungsebenen der Schwinghebel sind vorzugsweise um 9o° gegeneinander versetzt,
so daß die an ihren Armen geführten Kolben gleichmäßig im Verteilerkörper aufgeteilt
sind. Eine solche Ausführungsform ergibt eine konstruktiv günstige Lösung und eine
gedrungene und raumsparende Bauart des Verteilers.
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Der erfindungsgemäße Kolbenverteiler eignet sich in erster Linie für
die Verteilung von C51 oder Fett in Druckschmieranlagen, kann jedoch auch für andere
Medien von flüssiger oder salbiger Konsistenz Verwendung finden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
schematisch veranschaulicht. Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform des Kolbenverteilers;
hierbei stellt Fig. 3 einen Grundriß bei abgenommenem Deckel, Fig. i einen Schnitt
nach Linie 1-I der Fig. 3 und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig.3 dar;
Fig. 4 stellt ein Detail dar, und Fig. 5 erläutert schematisch die Arbeitsweise
des Verteilers nach Fig. i bis 3 Fig.6 und 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen
des Sperrgliedes des Verteilers; Fig.8 stellt einen Kolbenverteiler dar, welcher
zur Erzielung einer größeren Zahl von Auslässen aus mehreren Verteilersystemen zusammengesetzt
ist.
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Ein konstruktiv günstiges Beispiel einer Ausführungsform des Verteilers
ist in Fig. i bis 3 dargestellt. Im Verteilerkörper i sind die Zylinderbohrungen
für die Verteilerkolben 2, 2', 3, 3', 4, 4 und 5, 5' vorgesehen. Die Zylinderbohrungen
sind achsparallel im Kreise um die Mittelachse des Verteilers, d. h. also entlang
eines Zylindermantels, angeordnet. Die Kolben 2, 2' und 4, 4 sind von oben in die
Zylinderbohrungen eingesetzt und mit ihren freien Enden an den Armen eines Schwinghebels
6 geführt, welcher seinerseits an Ansätzen 7 des Verteilerkörpers um die Achse 8
schwenkbar gelagert ist. Die Enden 9 und io der Schwinghebelarme sind mit Querhäuptern
oder Querbolzen i i ausgebildet, welche in Ausnehmungen 12 (Fig. 4) der Verteilerkolben
eingreifen und diese zwangsläufig führen. Der Angriff des Schwinghebels an den Kolben
ist in Fig. 4 im Detail dargestellt.
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Die Kolben 3, 3' und 5, 5' sind in den Verteilerkörper i von unten
eingesetzt, ein zweiter in gleicher Weise ausgebildeter und gelagerter Schwinghebel
13 greift in analoger Weise an den freien Enden der Kolben 3, 3' und 5, 5' an und
führt diese zwangsläufig. Es werden daher die Kolben 2, 2' durch den Schwinghebel
6 gegenläufig zu den Kolben 4, 4 und die Kolben 3, 3' durch den Schwinghebel 13
gegenläufig zu den Kolben 5, 5' geführt.
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Die doppelarmigen Schwinghebel 6 und 13 sind mit je einem dritten
Arm 14 und 15 ausgebildet. Der Verteilerkörper i weist eine zentrale Bohrung 16
auf, in welche die Arme 14 und 15 hineinragen. In der Bohrung 16 ist eine Kugel
17 geführt, welche mit den Armen 14 und 15 zusammenwirkt. Die Distanzen sind so
bemessen, daß beim Durchschwingen eines Armes 14 oder 15 die Kugel derart verschoben
wird, daß der andere Arm in seiner Endlage gesperrt ist. Bei der Darstellung nach
Fig. i ist z. B. der Hebel 1.4 in der rechten Endlage gezeichnet, wobei sich die
Kolben 2, 2' in der unteren
Totlage und die Kolben 4, 4' in der
oberen Totlage befinden. Die Kugel 17 ist hierbei nach oben geschoben, so daß sie
das Durchschwingen des Hebels 15 gestattet, während sie jedoch den Hebel 14 in der
gezeichneten Endlage sperrt, so lange, bis der Hebel 15 in seine Endlage durchgeschwungen
ist und die Kugel 17 wieder nach unten ausweichen kann.
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Die Schwinghebel 6 und 13 sind, wie die Zeichnung zeigt, so angeordnet,
daß ihre Schwingungsebenen um 9o° gegeneinander versetzt sind. Auf diese Art wird,
wie Fig. 3 zeigt, eine gleichmäßige Aufteilung der Verteilerkolben bzw. der Zylinderbobrungen
ermöglicht. Die Funktion der durch die Kugel 17 gebildeten Sperre wäre allerdings
auch bei anderen Lagen der Schwingungsebenen möglich.
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Die Räume 18 und i9 über und unter dem Verteilerkörper i, in welchen
die Schwinghebel 6 und 13 arbeiten, sind durch Deckel 2o und 21 abgeschlossen. Durch
den Anschluß 22 des Deckels 20 tritt <las dem Verteiler zugeführte Drucköl in
den Raum 18 ein und füllt auch den Raum i9 über die Bohrung 16. Um den Übertritt
des Öles in den Raum i9 zu ermöglichen, müssen entweder im Bereich der Kugel 17
in der Bohrung 16 entsprechende Ausnehmungen vorgesehen sein, oder es wird die Kugel
17 durch eine Verbindungsbohrung 23, 24 umgangen. Der Deckel 21 kann gleich wie
der Deckel 20 ausgebildet sein. Da es jedoch unzweckmäßig ist, dem Verteiler an
zwei Stellen das Drucköl zuzuführen, ist der Zapfen 22 des Deckels 21 Das Außengewinde
des Anschlusses 22 dient hierbei lediglich zur Befestigung des Verteilers. Am Unifang
des Verteilerkörpers i sind die entsprechenden Auslässe 25 vorgesehen, durch welche
das 01 in abgemessenen Mengen den Schmierstellen zugeführt wird.
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Fig.5 stellt eine Abwicklung dar und zeigt schematisch die Kolben
2, 3, 4 und 5, wobei die um die Punkte 8 schwenkbaren Schwinghebel 6 und 13 nur
schematisch angedeutet sind. Die Kolben 2'. 3', 4' und 5', welche völlig gleichartig
mit den Kolben 2, 3, 4 und 5 arbeiten, sind der Einfachheit halber weggelassen.
Die Arbeitsweise der Kolben und die Anordnung der Steuerkanäle wird an Hand der
Fig. 5 im folgenden erläutert, wobei Fig. 5 sich auf die in Fig. i gezeichnete Stellung
der Kolben und Schwinghebel bezieht.
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Der Schwinghebe16 ist in seiner Endlage gesperrt, wobei der Verteilerkolben
2 in seiner unteren Totlage und der Verteilerkolben 4 in seiner oberen Totlage liegt.
Während dieser Zeit schwingt der Schwinghebel 13 im Sinne des Pfeiles 26 durch,
so daß sich in der gezeichneten Stellung der Kolben 3 auf dem Wege nach oben und
der Kolben 5 auf dem Wege nach unten befindet. Alle Kolben sind mit Steuerausnehmungen
27 ausgebildet. Die Zylinderbolirtingen der Kolben 2 und 4 sind unten durch den
Deckel 21 und die Zylinderbohrungen der Kolben 3 und 5 oben durch den Deckel 2o
abgeschlossen. An den freien Mündungen der Zylinderbohrungen sind Austielimungen
28 vorgesehen. Die Zylinderbohrungen der Kolben 2, 3, 4 und 5 sind in der Art, wie
es die Fig. 5 angibt, durch Steuerkanäle 29, 30, 31 und 32 und die Zylinderbohrungen
der Kolben 2', 3', 4', 5' durch Steuerkanäle 29', 30', 31', 32' miteinander
verbunden.
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Wie bereits erwähnt, befindet sich das dem Verteiler zugeführte Schmieröl
in den Räumen 18 und i9 unter Druck. Es lastet daher auf allen Kolben der Druck
des zugeführten Öles. Die Steuerausnehmung 27 des in der oberen Totlage befindlichen
Kolbens 4 verbindet die Ausnehmung 28 mit dem Kanal 31, so daß Drucköl in den Arbeitsraum
33 des Kolbens 5 gelangt. Zugleich verbindet die Steuerausnehmung 27 des Kolbens
2 den Kanal 29 mit der Auslaßbohrung 34, welche zu einem Auslaß 25 führt. Das
01 aus dem Arbeitsraum 33 des Kolbens 3 wird daher über den Kanal 29, die
Auslaßbohrung 34 und den entsprechenden Auslaß 25 der Schmierstelle zugedrückt.
Da nun der Druck an der Auslaßstelle wesentlich geringer ist als der Zuführungsdruck
des Öles zum Verteiler, ist der Arbeitsraum 33 des Kolbens 3 entlastet, so daß der
Kolben 3 durch den im Raum i9 herrschenden Druck nach oben gedrückt wird und der
Schwinghebel 13 im Sinne des Pfeiles 26 schwingt, wobei er den Kolben 5, an dessen
beiden Enden gleicher Druck herrscht, abwärts zieht.
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Sobald nun der Kolben 3 die obere Totlage (in Fig. 5 gesehen) und
der Kolben 5 die untere Totlage erreicht und damit der Hebel 13 in seine Endlage
gelangt, kann die Kugel 17 (Fig. i) abwärts gleiten und gibt die Bewegung des Schwinghebels
6 mit den Kolben 2 und 4 frei. Die Steuerausnehmung des Kolbens 5 verbindet hierbei
den Arbeitsraum 33 des Kolbens 2 über den Kanal 32 mit dem Druckraum i9, während
die Steuerausnehmung27 des Kolbens 3 den nunmehr gefüllten Arbeitsraum 33 des Kolbens
4 über den Kanal 30 mit der Auslaßbohrung 34 zusammenschließt. Das Arbeitsspiel
erfolgt nun in analoger Weise wie früher beschrieben.
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Fig.6 zeigt eine andere Ausbildung des Sperrgliedes. An Stelle der
Kugel 17 sind zwei Kugeln 35 vorgesehen, welche in einem Einsatz 36 geführt sind.
Die Führung 36 der Kugeln 35 weist Nuten 37 für den Durchtritt des Öles auf. An
Stelle dieser Kugeln kann gegebenenfalls auch ein Bolzen vorgesehen sein. Die Funktion
dieser Kugeln ist die gleiche wie diejenige der Kugel 17.
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Fig.7 zeigt eine Ausbildung, bei welcher die Arme 14 und 15 durch
unmittelbaren Anschlag aneinander sich gegenseitig sperren. In diesem Falle ist
es wichtig, daß die Schwingungsebenen der Schwinghebel 6 und 13 um 9o° gegeneinander
versetzt sind. Das entsprechend profilierte Ende des Armes 14, welcher in der rechten
Endlage gezeichnet ist, gibt soeben die Schwingung des Armes 15 frei, und der Arm
14 kann erst dann wieder selbst eine Schwingbewegung ausführen, wenn der Arm 15
sich seinerseits in einer Endlage befindet. Durch alle diese Ausbildungen wird gewährleistet,
daß alle Verteilerkolben nur in Reihenfolge hintereinander arbeiten können.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung sind an jedem Arm des Schwinghebels
zwei Kolben geführt. Auf diese Art entsteht, wie die Zeichnung
zeigt,
ein Verteiler mit acht Verteilerkolben und acht Auslässen. Gegebenenfalls kann aber
auch nur ein Verteilerkolben an jedem Arm des Schwinghebels geführt sein, wobei
ein Vierfachverteiler entsteht, oder es kann jeder Arm des Schwinghebels auch an
mehreren Verteilerkolben angreifen.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht, mehrere Verteilersysteme
in der Weise aneinanderzuschließen, daß die Schwinghebel miteinander mechanisch
zu einer Arbeit im Gleichtakt gekuppelt sind. Fig. 8 zeigt eine solche Ausbildung.
Es sind zwei Verteilerkörper il und 12 derart aneinandergesetzt, daß die Enden der
Kolben 2 und 4 des Verteilers 12 den Enden der Kolben 3 und 5 des Verteilers il
so nahe liegen, daß sie aneinanderstoßen können, wodurch beide Systeme miteinander
so gekuppelt sind, daß sie im Gleichschritt arbeiten müssen. Gegebenenfalls könnten
auch unmittelbar die Schwinghebel 6 und 13 miteinander in Berührung stehen und beide
Verteiler auf diese Art gezwungen sein, im Gleichtakt zu arbeiten. Der Zusammenschluß
der beiden Verteilerkörper il und 12 erfolgt in der Weise, daß der Deckel ei des
Verteilers il und der Deckel 2o des Verteilers 12 abgenommen und durch ein Zwischenstück
38 ersetzt sind. Auf diese Weise können beliebig viele Verteilerkörper aneinandergefügt
und dadurch Verteiler mit beliebiger Anzahl von Auslässen erzielt werden.
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Wenn eine ungerade Anzahl von Schmierstellen versorgt werden soll,
so können einfach zwei Auslässe 25 in der Weise zusammengeschlossen werden, daß
sie in eine gemeinsame Schmierleitung liefern. Um auch hierbei für alle Schmierstellen
die gleiche Schmiermittelmenge zu gewährleisten, müssen dann die entsprechenden
Verteilerkolben mit halbem Querschnitt ausgebildet sein, so daß sich für jeden dieser
Verteilerkolben das halbe Fördervolumen ergibt.
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Wenn die Längen der Arme des doppelarmigen Schwinghebels ungleich
bemessen sind, so ergeben sich ungleiche Hübe der an diesen Armen geführten Verteilerkolben.
Auf diese Weise ist die Möglichkeit gegeben, bei gleichem Kolbendurchmesser verschiedene
Fördervolumina der Kolben zu erzielen. Gegebenenfalls können aber auch beide Maßnahmen
gleichzeitig angewendet werden und die Fördermengen sowohl durch Veränderung der
Kolbendurchmesser als auch durch Veränderung der Armlängen des Schwinghebels verändert
werden.