WO2004001279A1 - Dosiervorrichtung für schmierstoff - Google Patents

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WO2004001279A1
WO2004001279A1 PCT/EP2002/008977 EP0208977W WO2004001279A1 WO 2004001279 A1 WO2004001279 A1 WO 2004001279A1 EP 0208977 W EP0208977 W EP 0208977W WO 2004001279 A1 WO2004001279 A1 WO 2004001279A1
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WO
WIPO (PCT)
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lubricant
dosing device
plunger
head
drive
Prior art date
Application number
PCT/EP2002/008977
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Weigand
Bernd Scheit
Stefan Brand
Thomas Hildenbrand
Original Assignee
Perma-Tec Gmbh & Co. Kg
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Filing date
Publication date
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Priority to KR1020047002386A priority patent/KR100592358B1/ko
Priority to AU2002333391A priority patent/AU2002333391B2/en
Priority to US10/476,045 priority patent/US7228941B2/en
Priority to EP02800499A priority patent/EP1523637B1/de
Publication of WO2004001279A1 publication Critical patent/WO2004001279A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N11/00—Arrangements for supplying grease from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated; Grease cups
    • F16N11/08—Arrangements for supplying grease from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated; Grease cups with mechanical drive, other than directly by springs or weights

Definitions

  • the invention relates to a metering device for lubricant with a lubricant reservoir, a piston arranged on a threaded spindle within the lubricant reservoir and a drive head which has a drive shaft connected to the threaded spindle and an electromechanical drive for actuating the drive shaft.
  • the electromechanical drive has a threaded spindle which is driven by a geared motor.
  • the lubricant reservoir is provided with an outlet for lubricant, which is pressed out with a piston movement.
  • the pressure build-up that can be achieved in the lubricant reservoir is limited. If a large flow resistance builds up at the outlet opening or in a subsequent line, an overload protection device responds, which switches off the electromechanical drive.
  • the supply of lubrication points to the lubrication points is not always guaranteed.
  • the change of the lubricant reservoir is also complex. Subordinate line systems must be detached from the lubricant reservoir. If the electromechanical drive is supplied with power externally and / or the lubricant dispenser is connected to a central control, electrical plug connections must be removed from the housing before the Housing containing electromechanical drive can be unscrewed from the lubricant reservoir.
  • Lubricant dispensers are also known from practice which consist of a piston pump arranged in a housing and a lubricant reservoir which is detachably connected to the housing.
  • On the suction side of the piston pump there is a duct that is fixed to the house and that opens into the lubricant reservoir.
  • the housing in which the piston pump, a control device and if necessary. Batteries for the power supply of the piston pump are arranged, has an outlet channel which is connected to the pressure side of the piston pump.
  • the lubricant reservoir contains a spring-loaded piston or bellows, which pressurizes the lubricant reservoir and the mostly very viscous lubricant, e.g. B. lubricating grease that feeds the piston pump on the suction side.
  • the invention is based on the object of specifying an electromechanically operated lubricant dispenser which is of simple construction and enables an exactly metered lubricant discharge with high squeezing pressure.
  • the lubricant supply should not be loaded by a piston loaded by a compression spring in order to avoid the risk of bleeding.
  • the drive shaft contains a lubricant passage that flows into the lubricant reservoir of the lubricant reservoir
  • a plunger is inserted into the lubricant passage of the anti-shafts, which has an axial bore with a check valve on the inlet side and a plunger head arranged in a rotationally fixed manner and loaded by a compression spring, and
  • control surface and the associated contact surface of the plunger head are designed as link surfaces which, when the control surface rotates, cause lifting movements of the pushing ice, which require the lubricant through the bore of the pushing ice to a lubricant outlet at the pushing end.
  • the piston arranged in the lubricant reservoir executes an actuating movement in accordance with the thread pitch of the threaded spindle, lubricant being displaced from the lubricant reservoir and being fed to the lubricant passage of the drive shaft.
  • the tappet performs lifting movements caused by the Backdrop surfaces are controlled.
  • the check valve opens and lubricant gets into the axial bore of the push ice.
  • the check valve closes and a quantity of lubricant defined by the ram stroke is expelled from the axial bore of the ram.
  • the adjusting movements of the piston in the storage container and the ram movements are kinematically coupled.
  • the lubricant channel is forcibly filled by the movement of the piston.
  • the lubricant is then discharged by the ram movement, whereby a high squeezing pressure can be achieved.
  • the link surfaces, which determine the ram movements, and the thread pitch of the threaded spindle, which determines the adjusting movements of the piston arranged in the storage container, are matched to one another in a suitable manner.
  • the link surfaces of the control surface and the associated contact surface of the ram head are complementary and have wedge-shaped sliding surfaces and adjoining shoulders.
  • a gear wheel axially supported in the drive head is connected or formed on the end of the drive shaft, which meshes with a pinion of the electric motor and has the control surface for the ram movements.
  • an overload clutch is also provided which, on the one hand, consists of a clutch disc and molded onto the drive shaft on the other hand, is formed by a gear wheel driving the drive shaft, the gear wheel also having the control surface which interacts with the plunger head.
  • the overload clutch is provided at the location of the shaft train where the greatest torque can occur. It responds when the torque exceeds a limit and protects the device from irreversible damage.
  • the occurrence of a torque triggering the overload clutch can have various causes.
  • the drive torque increases, for example, when the lubricant solidifies at low temperatures, the lubricant outlet is blocked or the piston strikes a housing surface after the lubricant reservoir has been completely emptied.
  • the gear wheel has a ring gear which surrounds a receiving space for the coupling disk integrally formed on the tappet.
  • the gear is placed on the clutch disc and rotatably guided on the circumference of the clutch disc.
  • the bottom of the receiving space has a coupling profile made of elevations or depressions, which is in engagement with mating surfaces on the coupling disc.
  • This embodiment works in the manner of an axial tooth coupling, the coupling profile preferably consisting of radial webs and depressions.
  • the gearwheel placed on the clutch disc requires axial support and is preferably provided with an annular, axially supported collar surface.
  • the drive head has a mounting plate to which an electric motor is attached and the Drive shaft is mounted and on which actuating elements are also arranged, which bear against the annular flange surface of the gear and hold the gear on the clutch disc with a pressing force which is matched to the torque to be transmitted by the overload clutch.
  • the adjusting elements are expediently designed as spring elements.
  • a fork arm can be formed on the push rod head as a rotation lock, which interacts with an element of the drive head that is fixed to the housing.
  • the drive head is equipped with a measuring device for detecting the piston stroke executed by the tappet.
  • a peg is preferably formed on the plunger head, which interacts with the measuring device and triggers a number pulse with each stroke movement.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a metering device according to the invention
  • FIG. 2 shows the drive head of the dosing device shown in FIG. 1 in a perspective view enlarged in comparison with FIG. 1,
  • 3 shows a further embodiment of the drive head in the assembled state
  • 4 is an exploded view of the drive head
  • FIGS. 3 and 4 shows a detail from the device shown in FIGS. 3 and 4 in the assembled state
  • FIGS. 3 to 5 shows a lubricant cartridge for use with the drive head shown in FIGS. 3 to 5
  • FIGS. 3 to 6 are dosing devices from the assemblies shown in FIGS. 3 to 6,
  • Fig. 8 shows a section through a check valve, which is installed in the device, in a greatly enlarged representation
  • the metering device for lubricant shown in FIG. 1 has a lubricant reservoir 1 with a piston 3 arranged on a threaded spindle 2 and a drive head 4 with an electromechanical drive 5.
  • the threaded spindle 2 is detachably connected to a drive shaft 7 of the drive head 4 driven by an electric motor 6.
  • the drive shaft 7 contains a lubricant passage 8, which opens into the lubricant reservoir of the lubricant reservoir 1.
  • a plunger 9 is inserted, which has an axial bore 10 with a check valve 11 on the outlet side and a non-rotatable one in the drive head 4 and on a compression spring 12 axially movably supported plunger head 13.
  • the plunger head 13 bears against a control surface 14 of the drive shaft 7 under the action of the compression spring 12.
  • the control surface 14 and the associated contact surface 15 of the plunger head 13 are designed as link surfaces which, when the control surface 14 rotates, cause the plunger stroke to move the lubricant through the hole in the plunger 9 to a lubricant outlet at the plunger end.
  • the design of the backdrop surfaces is clear from a comparative analysis with FIG. 2.
  • the link surfaces on the control surface 14 and the associated contact surface 15 of the ram head 13 are complementary and have wedge-shaped sliding surfaces and adjoining shoulders.
  • the electric motor 6, the drive shaft 7, the tappet 9 and the compression spring 12 are combined to form a drive unit 16 shown in FIG. 2.
  • the drive unit 16 has a support structure comprising two mounting plates 18, 19 connected to one another by bolts 17.
  • the electric motor 6 is flanged to a mounting plate 18 and the drive shaft 7 is mounted.
  • the other mounting plate 19 has a lubricant outlet channel which interacts with the plunger 9 and forms a support surface for the compression spring 12.
  • a fork arm 20 is formed on the plunger head 13 as a rotation lock, which is guided axially movably on a bolt 17
  • the drive head 4 has a housing 42, which is preferably designed as a die-cast metal part and has support surfaces for fastening a mounting plate 18, a molded-on rib for axially guiding the plunger head 13 and a lubricant outlet channel which interacts with the plunger 9.
  • the fork arm 20 integrally formed on the plunger head 13 is axially movably guided on the rib on the house side.
  • the electromechanical drive 5 is arranged on the mounting plate 18, while the compression spring 12 is supported on the housing 42.
  • a clutch disk 21 is formed on the drive shaft 7. Furthermore, a gear wheel 22 is provided, which abuts the clutch disc 21 on one end face and forms an overload clutch 23 with the latter.
  • the gear wheel 22 is driven by a pinion 24 of the electromechanical drive 5 and bears the control surface 14 already described on the other end face.
  • the ring gear of the gear wheel 22 encloses a receiving space for the Drive shaft 7 molded clutch disc 21.
  • the gear 22 is placed on the clutch disc 21 and rotatably guided on the circumference of the clutch disc 21.
  • the bottom of the receiving space has a coupling profile 25 made of elevations and depressions, which is in engagement with counter surfaces on the clutch disc 21. From the illustration in FIG.
  • the gear wheel 22 has an annular collar surface 26 for the axial bearing, and that on the mounting plate 18, on which the electric motor 6 is fastened and the drive shaft 7 is mounted, adjusting elements 27 are arranged which of the annular collar surface 26 of the gearwheel 22 and hold the gearwheel 22 against the clutch disc 21 with a pressing force which is matched to the torque to be transmitted by the overload clutch 23.
  • the actuating elements 27 are expediently designed as spring elements.
  • FIGS. 3 to 7 show that the housing 42, which is preferably designed as a metal die-cast part, has a jacket-side window 43 into which a front plate 44 with a display 45 and a control panel 46 is inserted.
  • a board with an electronic control for the electromechanical drive is arranged on the rear side of the front plate 44.
  • On the The housing 42 of the drive head 4 has a cover 47 which covers the installation space of the electromechanical drive for the lubricant reservoir hm and has openings for a coupling between the drive shaft 7 and the threaded spindle 2 and for the embedding of batteries 48.
  • a cap 49 is detachably fastened on the drive head and forms a receiving space for an exchangeable lubricant cartridge 50.
  • the lubricant cartridge 50 consists of the lubricant reservoir 1, the threaded spindle 2 and the piston 3.
  • the end of the drive shaft 7 on the lubricant inlet side has projections 51 which form a coupling with an end of the threaded spindle 2 on the connection side.
  • the connection-side end of the threaded spindle 2 is designed as a flat paddle 52, which allows a lubricant to flow in to the front opening of the drive shaft 7. Due to the paddle-shaped design of the driver, movement is introduced into the lubricant and the lubricant flow is improved. Furthermore, the design is characterized by a large inflow cross section and is therefore a particularly preferred embodiment.
  • the end of the drive shaft 7 on the lubricant inlet side is expediently guided in a cylindrical extension 29 of the lubricant reservoir and sealed against the extension 29 with an elastomer guide 30.
  • a check valve 11 is inserted into the axial bore of the pushing ice 9.
  • Another check valve 11 ' is in the exemplary embodiment in the lubricant outlet channel intended.
  • the structure of the preferably used check valves 11, 11 ' is clear from FIG. 8.
  • the check valve 11, 11 ' has a valve housing 33 fitted into the lubricant channel and a valve body 35 acted upon by a compression spring 34.
  • the valve body 35 consists of a plunger 36, an end conical closure element 37 and a tapered plunger head 38.
  • a plunger guide 39 is arranged in the flow area of the valve housing 33 and is connected by a crosspiece 40 to the inner wall of the valve housing 33.
  • the compression spring 34 is arranged between the ram guide 39 and the ram head 38 and pulls the closure element 37 against a valve seat 41, which is formed in the flow outlet of the valve housing 33 on the outside of the valve housing 33.
  • the check valve 11, 11 ' has an annular space which is large in comparison to the valve housing diameter and through which the medium flows.
  • the tapered plunger head 38 in conjunction with the design of the valve housing 33, ensures a rapid closing movement of the valve body even in the case of very viscous media, which is required for the metering device to operate properly
  • the check valve 11 closes and becomes a defined quantity of lubricant due to the outward stroke of the ram pushed out.
  • the amount dispensed can also be reproduced with highly viscous lubricants and / or very low operating temperatures, since the kinematically coupled movement of the piston 3 always fills the lubricant passage 8 of the drive shaft 7 and the ram movement enables a lubricant discharge with high pressure.
  • the device according to the invention is characterized by a very simple mechanical structure. It is also advantageous that lubricant supply containers 1 of different sizes can be connected to the drive head 4 without changes.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für schmierstoff mit einem schmierstoffvorratsbehälter (1), einem auf einer Gewindespindel (2) angeordneten Kolben (3) innerhalb des schmierstoffvorratsbehälters und einem Antriebskopf 4, der eine an die Gewindespindel (2) angeschlossene Antriebswelle (7) und einen elektromechanischen Antrieb (5) zur Betätigung der Antriebswelle aufweist. Die Antriebswelle (7) enthält einen schmierstoffdurchlasskanal (8), der in den schmierstoffvorratsraum des schmierstoffvorratsbehälters mündet. In den schmierstoffdurchlasskanal (8) der Antriebswelle ist ein stössel (9) eingesetzt, der eine Axialbohrung (10) mit einem einlassseitigen Rückschlagventil (11) sowie einen drehfest angeordneten und von einer Druckfeder (12) belasteten stösselkopf (13) aufweist. Der Stösselkopf (13) liegt unter der Wirkung der Druckfeder (12) an einer Steuerfläche (14) der Antriebswelle (7) an. Die Steuerfläche (14) und die zugeordnete Kontaktfläche des stösselkopfes (13) sind als Kulissenflächen ausgebildet, die bei einer Drehbewegung der Steuerfläche (14) Hubbewegungen des Stössels (9) bewirken, welche Schmierstoff durch die Bohrung (10) des Stössels (9) zu einem schmierstoffauslass am stösselende fördern.

Description

Dosiervorrichtung für Schmierstoff
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für Schmierstoff mit einem Schmierstoffvorratsbehalter, einem auf einer Gewindespindel angeordneten Kolben innerhalb des Schmierstoffvorratsbehalters und einem Antriebskopf, der eine an die Gewindespindel angeschlossene Antriebswelle und einen elektromechanischen Antrieb zur Betätigung der Antriebswelle aufweist.
Bei einer aus EP-A 0 845 631 bekannten Ausfuhrung weist der elektromechanische Antrieb eine Gewindespindel auf, die von einem Getriebemotor angetrieben ist . Der Schmierstoffvorratsbehalter ist mit einer Austritts- offnung für Schmierstoff versehen, der mit einer Kolbenbewegung ausgepresst wird. Der im Schmierstoffvorratsbehalter erreichbare Druckaufbau ist begrenzt. Wenn sich an der Austrittsoffnung oder in einer anschließenden Leitung ein großer Fließwiderstand aufbaut, spricht eine Uberlastschutzeinrichtung an, die den elektromechanischen Antrieb abschaltet. Die Versorgung der Schmierstellen mit Schmiermitteln ist nicht immer gewahrleistet. Bei der bekannten Ausfuhrung ist ferner der Wechsel des Schmierstoffvorratsbehalters aufwendig. Nachgeordnete Leitungssysteme müssen von dem Schmierstoffvorratsbehalter gelost werden. Sofern der elektromechanische Antrieb extern mit Strom versorgt wird und/oder der SchmierstoffSpender an eine Zentralsteuerung angeschlossen ist, müssen elektrische Steckverbindungen von dem Gehäuse abgezogen werden, bevor das den elektromechanischen Antrieb enthaltende Gehäuse von dem Schmierstoffvorratsbehalter abgeschraubt werden kann.
Aus der Praxis sind ferner SchmierstoffSpender bekannt, die aus einer in einem Gehäuse angeordneten Kolbenpumpe und einem lösbar mit dem Gehäuse verbundenen Schmierstoffvorratsbehalter bestehen. An der Saugseite der Kolbenpumpe schließt ein gehausefester Kanal an, der in den Schmierstoffvorratsbehalter einmündet. Das Gehäuse, in dem die Kolbenpumpe, eine Steuereinrichtung und ggf . Batterien zur Stromversorgung der Kolbenpumpe angeordnet sind, weist einen Auslasskanal auf, der mit der Druckseite der Kolbenpumpe verbunden ist. Der Schmierstoffvorratsbehalter enthalt einen federbe- lastenden Kolben oder Faltenbalg, der den Schmierstoffvorrat unter Druck setzt und das zumeist sehr viskose Schmiermittel, z. B. Schmierfett, der Kolbenpumpe saugseitig zuführt. Durch die ständige Druckbeaufschlagung des Schmiermittelvorrats besteht die Gefahr, dass der Schmierstoff ausblutet, d. h. , dass unter der Druckbeaufschlagung durch den Kolben ständig geringe Olmengen aus dem Fett ausgepresst werden und sich das Schmierfett dadurch verfestigt. Die Kolbenpumpe stellt ferner ein verhältnismäßig aufwendiges und teures Aggregat dar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektro- mechanisch betriebenen SchmierstoffSpender anzugeben, der einfach aufgebaut ist und einen exakt dosierten Schmierstoffaustrag mit hohem Auspressdruck ermöglicht. Der Schmierstoffvorrat soll nicht von einem druckfeder- belasteten Kolben beaufschlagt sein, um die Gefahr eines Ausblutens zu vermeiden. Ausgehend von einer Dosiervorrichtung des eingangs beschriebenen Aufbaues wird die Aufgabe erfindungsgemaß dadurch gelost,
dass die Antriebswelle einen Schmierstoff- durchlasskanal enthalt, der in den Schmierstoff- vorratsraum des Schmierstoffvorratsbehalters mundet,
dass in den Schmierstoffdurchlasskanal der Antπebs- welle ein Stößel eingesetzt ist, der eine Axialbohrung mit einem einlassseitigen Ruckschlagventil sowie einen drehfest angeordneten und von einer Druckfeder belasteten Stoßelkopf aufweist, und
dass der Stoßelkopf unter der Wirkung der Druckfeder an einer Steuerflache der Antriebswelle anliegt,
wobei die Steuerflache und die zugeordnete Kontaktflache des Stoßelkopfes als Kulissenflachen ausgebildet sind, die bei einer Drehbewegung der Steuerflache Hubbewegungen des Stoßeis bewirken, welche den Schmierstoff durch die Bohrung des Stoßeis zu einem Schmierstoffauslass am Stoßelende fordern.
Nach einer Drehung der Antriebswelle und der an die Antriebswelle angeschlossenen Gewindespindel fuhrt der im Schmierstoffvorratsbehalter angeordnete Kolben nach Maßgabe der Gewindesteigung der Gewindespmdel eine Stellbewegung aus, wobei Schmierstoff aus dem Schmierstoffvorratsbehalter verdrangt und dem Schmierstoffdurchlasskanal der Antriebswelle zugeführt wird. Gleichzeitig fuhrt der Stößel bei einer Drehung der Antriebswelle Hubbewegungen aus, die durch die Kulissenflachen gesteuert sind. Bei einwärts gerichteter Stoßelbewegung öffnet sich das Ruckschlagventil und gelangt Schmierstoff in die Axialbohrung des Stoßeis. Bei einer anschließenden auswärts gerichteten Stoßelbewegung schließt das Ruckschlagventil und wird eine durch den Stoßelhub definierte Schmiermittelmenge aus der Axialbohrung des Stoßeis ausgestoßen. Bei der erfin- dungsgemaßen Vorrichtung sind die Stellbewegungen des Kolbens im Vorratsbehalter und die Stoßelbewegungen kinematisch gekoppelt. Durch die Bewegung des Kolbens wird der Schmierstoffkanal zwangsweise befullt. Der Schmierstoffaustrag erfolgt dann durch die Stoßelbewegung, wobei ein hoher Auspressdruck erreichbar ist. Die Kulissenflachen, welche die Stoßelbewegungen bestimmen, und die Gewindesteigung der Gewindespindel, welche die Stellbewegungen des im Vorratsbehalter angeordneten Kolbens festlegt, sind in geeigneter Weise aufeinander abgestimmt. Die Kulissenflachen der Steuerflache und der zugeordneten Kontaktflache des Stoßelkopfes sind komplementär ausgebildet und weisen keilförmige Gleitflachen und daran anschließende Absätze auf .
Es ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten für die weitere konstruktive Ausgestaltung der erfindungsgemaßen Vorrichtung. Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass an die Antriebswelle endseitig ein im Antriebskopf axial abgestutztes Zahnrad angeschlossen oder angeformt ist, das mit einem Ritzel des Elektromotors im Eingriff steht und die Steuerflache für die Stoßelbewegungen aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist ferner eine Uberlastkupplung vorgesehen, die einerseits aus einer an die Antriebswelle angeformten Kupplungsscheibe und andererseits von einem die Antriebswelle antreibenden Zahnrad gebildet wird, wobei das Zahnrad außerdem die mit dem Stoßelkopf zusammenwirkende Steuerflache aufweist. Die Uberlastkupplung ist an der Stelle des Wellenstrangs vorgesehen, an dem das größte Drehmoment auftreten kann. Sie spricht an, wenn das Drehmoment einen Grenzwert überschreitet und schützt die Vorrichtung vor irreversiblen Beschädigung. Das Auftreten eines die Uberlastkupplung auslosenden Drehmomentes kann verschiedene Ursachen haben. So nimmt das Antriebsmoment zu, wenn der Schmierstoff sich beispielsweise bei tiefen Temperaturen verfestigt, der Schmierstoffauslass verstopft ist oder der Kolben nach einer vollständigen Entleerung des Schmierstoffvorratsbehalters an einer Gehauseflache anschlagt.
Eine besonders bevorzugte konstruktive Ausfuhrung sieht vor, dass das Zahnrad einen Zahnkranz aufweist, der einen Aufnahmeraum für die an den Stößel angeformte Kupplungsscheibe ringförmig umschließt. Das Zahnrad ist auf die Kupplungsscheibe aufgesetzt und am Umfang der Kupplungsscheibe drehbeweglich gefuhrt. Der Boden des Aufnähmeräumes weist ein Kupplungsprofil aus Erhebungen oder Vertiefungen auf, das mit Gegenflachen an der Kupplungsscheibe im Eingriff steht. Diese Ausfuhrung arbeitet nach Art einer axialen Zahnkupplung, wobei das Kupplungsprofil vorzugsweise aus radialen Stegen und Vertiefungen besteht. Das auf die Kupplungsscheibe aufgesetzte Zahnrad bedarf einer axialen Lagerung und ist vorzugsweise mit einer ringförmigen axial gelagerten Bundflache versehen. Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrung der Erfindung weist der Antriebskopf eine Montageplatte auf, an der ein Elektromotor befestigt und die Antriebswelle gelagert ist und an der außerdem Stellelemente angeordnet sind, die an der ringförmigen Bundflache des Zahnrades anliegen und das Zahnrad mit einer Andruckkraft , die auf das von der Uberlastkupplung zu übertragende Moment abgestimmt ist, an der Kupplungsscheibe halten. Die Stellelemente sind zweckmäßig als Federelemente ausgebildet.
An den Stoßelkopf kann ein Gabelarm als Drehsicherung angeformt sein, der mit einem gehausefesten Element des Antriebskopfes zusammenwirkt .
Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass der Antriebskopf mit einer Messeinrichtung zur Erfassung der von dem Stößel ausgeführten Kolbenhube ausgerüstet ist. Vorzugsweise ist an dem Stoßelkopf ein Zapfen angeformt, der mit der Messeinrichtung zusammenwirkt und bei jeder Hubbewegung einen Zahlimpuls auslost.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemaßen Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 9 bis 19 beschrieben und werden im Folgenden anhand von Ausfuhrungsbeispielen erläutert. Es zeigen schematisch
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemaße Dosiervorrichtung,
Fig. 2 den Antriebskopf der in Fig. 1 dargestellten Dosiervorrichtung in einer gegenüber Fig. 1 vergrößerten, perspektivischen Darstellung,
Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung des Antriebskopfes im montierten Zustand, Fig. 4 eine Explosionsdarstellung des Antriebskopfes,
Fig. 5 einen Ausschnitt aus der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Vorrichtung im montierten Zustand,
Fig. 6 eine Schmierstoffkartusche zur Verwendung mit dem in Fig. 3 bis 5 dargestellten Antriebskopf,
Fig. 7 eine Dosiervorrichtung aus den in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Baugruppen,
Fig. 8 einen Schnitt durch ein Rückschlagventil, das in der Vorrichtung eingebaut ist, in einer stark vergrößerten Darstellung und
Fig. 9a und 9b unterschiedliche Funktionsstellungen der Dosiervorrichtung im Betrieb.
Die in Fig. 1 dargestellte Dosiervorrichtung für Schmierstoff weist einen Schmierstoffvorratsbehalter 1 mit einem auf einer Gewindespmdel 2 angeordneten Kolben 3 und einen Antriebskopf 4 mit einem elektromechanischen Antrieb 5 auf. Die Gewindespmdel 2 ist mit einer von einem Elektromotor 6 angetriebenen Antriebswelle 7 des Antriebskopfes 4 losbar verbunden.
Die Antriebswelle 7 enthalt einen Schmierstoffdurchlasskanal 8, der in den Schmierstoffvorratsraum des Schmierstoffvorratsbehalters 1 mundet. In den Schmierstoffdurchlasskanal 8 ist ein Stößel 9 eingesetzt, der eine Axialbohrung 10 mit einem emlassseitigen Rückschlagventil 11 sowie einen im Antriebskopf 4 drehfesten sowie an einer Druckfeder 12 axial beweglich abgestutzten Stoßelkopf 13 aufweist. Der Stoßelkopf 13 liegt unter der Wirkung der Druckfeder 12 an einer Steuerflache 14 der Antriebswelle 7 an. Die Steuerflache 14 und die zugeordnete Kontaktflache 15 des Stoßelkopfes 13 sind als Kulissenflachen ausgebildet, die bei einer Drehbewegung der Steuerflache 14 Stoßelhube bewirken, welche den Schmierstoff durch die Bohrung des Stoßeis 9 zu einem Schmierstoffauslass am Stoßelende fordern. Die Gestaltung der Kulissenflachen wird aus einer vergleichenden Betrachtung mit Fig. 2 deutlich. Die Kulissenflachen an der Steuerflache 14 und der zugeordneten Kontaktflache 15 des Stoßelkopfes 13 sind komplementär ausgebildet und weisen keilförmige Gleitflachen und daran anschließende Absätze auf.
Der Elektromotor 6, die Antriebswelle 7, der Stößel 9 und die Druckfeder 12 sind zu einem in Fig. 2 dargestellten Antriebsaggregat 16 vereinigt. Das Antriebsaggregat 16 weist eine Tragerkonstruktion auf aus zwei durch Bolzen 17 miteinander verbundene Montageplatten 18, 19. An einer Montageplatte 18 ist der Elektromotor 6 angeflanscht und ist die Antriebswelle 7 gelagert. Die andere Montageplatte 19 weist einen mit dem Stößel 9 zusammenwirkenden Schmierstoffauslasskanal auf und bildet eine Abstutzflache für die Druckfeder 12. An den Stoßelkopf 13 ist ein Gabelarm 20 als Drehsicherung angeformt, der an einem Bolzen 17 axial beweglich gefuhrt
Bezuglich der weiteren konstruktiven Gestaltung entnimmt man den Fig. 1 und 2, dass an die Antriebswelle 7 endseitig ein im Antriebskopf 4 axial abgestutztes Zahnrad 22' angeschlossen oder angeformt ist, das mit einem Ritzel 24 des Elektromotors 6 im Eingriff steht und die Steuerflache 14 für die Stoßelbewegungen aufweist. Das schmierstoffeinlassseitige Ende der Antriebswelle 7 ist in einem zylindrischen Fortsatz 29 des Schmierstoffvorratsbehalters gefuhrt und mit einer Elastomerdichtung 30 gegen den Fortsatz 29 abgedichtet. Die Gewindespindel 2 weist an ihrem anschlussseitigen Ende eine Kopfbohrung 31 und mindestens ein m die Sackbohrung 31 mundende radiale Schmierstoffeintritts- offnung 32 auf.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausfuhrung weist der Antriebskopf 4 ein Gehäuse 42 auf, das vorzugsweise als Metalldruckgussteil ausgebildet ist und Auflageflachen zur Befestigung einer Montageplatte 18, eine angeformte Rippe zur Axialfuhrung des Stoßelkopfes 13 und einen mit dem Stößel 9 zusammenwirkenden Schmierstoffauslasskanal aufweist. Der an den Stoßelkopf 13 angeformte Gabelarm 20 ist an der gehauseseitigen Rippe axial beweglich gefuhrt. Der elektromechanische Antrieb 5 ist an der Montageplatte 18 angeordnet, wahrend die Druckfeder 12 an dem Gehäuse 42 abgestutzt ist.
Aus der Explosionsdarstellung in Fig. 4 geht hervor, dass an die Antriebswelle 7 eine Kupplungsscheibe 21 angeformt ist. Ferner ist ein Zahnrad 22 vorgesehen, das an einer Stirnseite an der Kupplungsscheibe 21 anliegt und mit dieser eine Uberlastkupplung 23 bildet. Das Zahnrad 22 ist von einem Ritzel 24 des elektromechanischen Antriebes 5 angetrieben und tragt an der anderen Stirnseite die bereits beschriebene Steuerflache 14. Der Zahnkranz des Zahnrades 22 umschließt einen Aufnahmeraum für die an die Antriebswelle 7 angeformte Kupplungsscheibe 21. Das Zahnrad 22 ist auf die Kupplungsscheibe 21 aufgesetzt und am Umfang der Kupplungsscheibe 21 drehbeweglich gefuhrt. Der Boden des Aufnahmeraumes weist ein Kupplungsprofil 25 aus Erhebungen und Vertiefungen auf, das mit Gegenflachen an der Kupplungsscheibe 21 im Eingriff steht. Aus der Darstellung in Fig. 5 wird ferner deutlich, dass das Zahnrad 22 eine ringförmige Bundfläche 26 zur Axiallagerung aufweist, und dass an der Montageplatte 18, an der der Elektromotor 6 befestigt und die Antriebswelle 7 gelagert ist, Stellelemente 27 angeordnet sind, die an der ringförmigen Bundflache 26 des Zahnrades 22 anliegen und das Zahnrad 22 mit einer Andruckkraft , die auf das von der Uberlastkupplung 23 zu übertragende Moment abgestimmt ist, an der Kupplungsscheibe 21 halten. Die Stellelemente 27 sind zweckmäßig als Federelemente ausgebildet .
Der Fig. 4 entnimmt man, dass an dem Stoßelkopf 13 ein Zapfen 28 angeformt ist. Dieser wirkt mit einer nicht dargestellten Messeinrichtung zur Erfassung der von dem Stößel 9 ausgeführten Kolbenhube zusammen und lost bei jeder Hubbewegung des Stoßelkopfes 13 einen Zahlimpuls aus .
Bezuglich der weiteren konstruktiven Ausgestaltung des Antriebskopfes 4 entnimmt man den Fig. 3 bis 7, dass das vorzugsweise als Metalldruckgussteil ausgebildete Gehäuse 42 ein mantelseitiges Fenster 43 aufweist, in das eine Frontplatte 44 mit einer Anzeige 45 und einem Bedienfeld 46 eingesetzt ist. An der Ruckseite der Frontplatte 44 ist eine Platine mit einer elektronischen Steuerung für den elektromechanischen Antrieb angeordnet. Auf dem Gehäuse 42 des Antriebskopfes 4 ist ein Deckel 47 angeordnet, der den Einbauraum des elektromechanischen Antriebs zum Schmierstoffvorratsbehalter hm abdeckt und Offnungen für eine Kupplung zwischen der Antriebswelle 7 und der Gewindespmdel 2 sowie für den Emschub von Batterien 48 aufweist. Auf dem Antriebskopf ist eine Kappe 49 losbar befestigt, die einen Aufnahmeraum für eine austauschbare Schmierstoffkartusche 50 bildet. Die Schmierstoffkartusche 50 besteht aus dem Schmier- stoffvorratsbehalter 1, der Gewindespmdel 2 und dem Kolben 3.
Bei der in den Fig. 3 bis 7 dargestellten Ausfuhrung weist das schmierstoffemlassseitige Ende der Antriebs- welle 7 Vorsprunge 51 auf, die mit einem anschluss- seitigen Ende der Gewindespmdel 2 eine Kupplung bilden. Das anschlussseitige Ende der Gewindespmdel 2 ist als flaches Paddel 52 ausgebildet, welches einen Schmierstoffzufluss zur stirnseitigen Öffnung der Antriebswelle 7 zulasst. Durch die paddelformige Ausbildung des Mitnehmers wird Bewegung in den Schmierstoff eingetragen und der Schmierstofffluss verbessert. Ferner zeichnet sich die Ausfuhrung durch einen großen Einstromquerschnitt aus und stellt insofern eine besonders bevorzugte Ausgestaltung dar. Bei allen Ausfuhrungen ist das schmierstoffemlassseitige Ende der Antriebswelle 7 zweckmäßig in einem zylindrischen Fortsatz 29 des Schmierstoffvorratsbehalters gefuhrt und mit einer Elastomerfuhrung 30 gegen den Fortsatz 29 abgedichtet.
In die Axialbohrung des Stoßeis 9 ist ein Rückschlagventil 11 eingesetzt. Ein weiteres Rückschlagventil 11' ist im Ausfuhrungsbeispiel im Schmierstoffauslasskanal vorgesehen. Der Aufbau der vorzugsweise verwendeten Ruckschlagventile 11, 11' wird aus Fig. 8 deutlich. Das Ruckschlagventil 11, 11' weist ein in den Schmierstoff- kanal eingepasstes Ventilgehause 33 sowie einen von einer Druckfeder 34 beaufschlagten Ventilkorper 35 auf. Der Ventilkorper 35 besteht aus einem Stößel 36, einem endse tigen kegelförmigen Verschlusselement 37 und einem spitz zulaufenden Stoßelkopf 38. Im Stromungsraum des Ventilgehauses 33 ist eine Stoßelfuhrung 39 angeordnet, die durch einen Quersteg 40 an die Innenwand des Ventilgehauses 33 angeschlossen ist. Die Druckfeder 34 ist zwischen der Stoßelfuhrung 39 und dem Stoßelkopf 38 angeordnet und zieht das Verschlusselement 37 gegen einen Ventilsitz 41, der im Stromungsauslass des Ventilgehauses 33 an der Außenseite des Ventilgehauses 33 angeformt ist. Das Ruckschlagventil 11, 11' weist einen im Vergleich zum Ventilgehausedurchmesser großen Ringraum auf, der von dem Medium durchströmt wird. Der spitz zulaufende Stoßelkopf 38 gewahrleistet in Verbindung mit der Gestaltung des Ventilgehauses 33 auch bei sehr viskosen Medien eine schnelle Schließbewegung des Ventilkorpers, die für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Dosiervorrichtung erforder¬
Die Funktion der Dosiervorrichtung wird aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 9a und 9b deutlich. Bei einer Drehung der Antriebswelle 7 und der mit dieser verbundenen Gewindespmdel 2 fuhrt der im Schmierstoff- vorratsbehalter 1 angeordnete Kolben 3 nach Maßgabe der Gewindesteigung der Gewindespmdel 2 eine Stellbewegung aus. Dabei wird der Schmierstoff aus dem Schierstoff- vorratsbehalter 1 verdrangt und dem Schmierstoffdurchlasskanal 8 der Antriebswelle 7 zugeführt. Gleichzeitig fuhrt der Stößel 9 bei einer Drehung der Antriebswelle 7 Hubbewegungen aus, die durch die Kulissenflachen 14, 15 gesteuert sind. Bei einer in Fig. 9a dargestellten einwärts gerichteten Hubbewegung öffnet das Ruckschlagventil 11 und gelangt Schmierstoff in die Bohrung des Stoßeis 9. Bei der anschließenden, in Fig. 9b dargestellten auswärts gerichteten Hubbewegung schließt das Ruckschlagventil 11 und wird durch den auswärts gerichteten Stoßelhub eine definierte Schmiermittelmenge ausgestoßen. Die Spendemenge ist auch bei hochviskosen Schmierstoffen und/oder sehr niedrigen Betriebstemperaturen reproduzierbar, da durch die kinematisch gekoppelte Bewegung des Kolbens 3 der Schmierstoff- durchlasskanal 8 der Antriebswelle 7 stets zwangsweise befullt wird und durch die Stoßelbewegung ein Schmierstoffaustrag mit hohem Auspressdruck möglich ist. Die erfindungsgemaße Vorrichtung zeichnet sich durch einen sehr einfachen mechanischen Aufbau aus. Vorteilhaft ist ferner, dass ohne Änderungen an dem Antriebskopf 4 unterschiedlich große Schmierstoffvorratsbehalter 1 angeschlossen werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Dosiervorrichtung für Schmierstoff mit einem Schmierstoffvorratsbehalter (1), einem auf einer Gewindespmdel
(2) angeordneten Kolben (3) innerhalb des Schmierstoff- vorratsbehalters (1) und einem Antriebskopf (4), der eine an die Gewindespindel (2) angeschlossene Antriebswelle
(7) und einen elektromechanischen Antrieb (5) zur Betätigung der Antriebswelle (7) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebswelle (7) einen Schmierstoff- durchlasskanal (8) enthalt, der in den Schmierstoff- vorratsraum des Schmierstoffvorratsbehalters (1) mundet,
dass in den Schmierstoffdurchlasskanal (8) der Antriebswelle (7) ein Stößel (9) eingesetzt ist, der eine Axialbohrung (10) mit einem einlassseitigen Ruckschlagventil (11) sowie einen drehfest angeordneten und von einer Druckfeder (12) belasteten Stoßelkopf (13) aufweist, und
dass der Stoßelkopf (13) unter der Wirkung der Druckfeder (12) an einer Steuerflache (14) der Antriebswelle (7) anliegt,
wobei die Steuerflache (14) und die zugeordnete Kontakt- flache (15) des Stoßelkopfes (13) als Kulissenflachen ausgebildet sind, die bei einer Drehbewegung der Steuerflache (14) Hubbewegungen des Stoßeis (9) bewirken, welche den Schmierstoff durch die Bohrung (10) des Stoßeis (9) zu einem Schmierstoffauslass am Stoßelende fordern .
2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Antriebswelle (7) endseitig ein im Antriebskopf (4) abgestutztes Zahnrad (22') angeschlossen oder angeformt ist, das mit einem Ritzel (24) des Elektromotors (6) im Eingriff steht und die Steuerflache (14) für die Stoßelbewegungen aufweist.
3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (7) endseitig mit einer fest angeschlossenen Kupplungsscheibe (21) versehen ist und dass der elektromechanische Antrieb (5) ein von einem Ritzel angetriebenes Zahnrad (22) umfasst, das an der Kupplungsscheibe (21) anliegt und mit diesem eine Uberlastkupplung (23) bildet, wobei das Zahnrad (22) außerdem die mit dem Stoßelkopf (13) zusammenwirkende Steuerflache (14) aufweist.
4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (22) einen Zahnkranz aufweist, der einen Aufnahmeraum für die an den Stößel (9) angeformte Kupplungsscheibe (21) ringförmig umschließt, dass das Zahnrad (22) auf die Kupplungsscheibe (21) aufgesetzt und am Umfang der Kupplungsscheibe (21) drehbeweglich gefuhrt ist und dass der Boden des Aufnähmeräumes ein Kupplungsprofi1 (25) aus Erhebungen oder Vertiefungen aufweist, das mit Gegenflachen an der Kupplungsscheibe (21) im Eingriff steht.
5. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskopf (4) eine Montage- platte (18) aufweist, an der ein Elektromotor (10) befestigt und die Antriebswelle (7) gelagert ist, dass das Zahnrad (22) eine ringförmige Bundflache (26) zur Axiallagerung aufweist, und dass an der Montageplatte (18) Stellelemente (27) angeordnet sind, die an der ringförmigen Bundflache (26) des Zahnrades (22) anliegen und das Zahnrad (22) mit einer Andruckkraft , die auf das von der Uberlastkupplung (23) zu übertragende Drehmoment abgestimmt ist, an der Kupplungsscheibe (21) halten.
6. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stoßelkopf (13) ein Gabelarm (20) als Drehsicherung angeformt ist, der mit einem gehausefesten Element des Antriebskopfes (4) zusammenwirkt.
7. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskopf (4) eine Messeinrichtung zur Erfassung der von dem Stößel (9) ausgeführten Kolbenhube aufweist.
8. Dosiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stoßelkopf (13) ein Zapfen (28) angeformt ist, der mit der Messeinrichtung zusammenwirkt und bei jeder Hubbewegung einen Zahlimpuls auslost.
9. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das schmierstoffemlassseitige Ende der Antriebswelle (7) in einem zylindrischen Fortsatz (29) des Schmierstoffvorratsbehalters (1) gefuhrt und mit einer Elastomerdichtung (30) gegen den Fortsatz (29) abgedichtet ist.
10. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (7) durch eine Steckkupplung mit der Gewindespindel (2) verbunden ist .
11. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (2) an ihrem anschlussseitigen Ende eine Sackbohrung (31) und mindestens eine in die Sackbohrung (31) mundende radiale Schmierstoffeintrittsoffnung (32) aufweist.
12. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das schmierstoffemlassseitige Ende der Antriebswelle (7) Vorsprunge (51) aufweist, die mit einem anschlussseitigen Ende der Gewindespindel (2) eine Kupplung bilden, und dass das anschlussseitige Ende der Gewindespindel (2) als flaches Paddel (52) ausgebildet ist, welches einen Schmierstoffzufluss zur stirnseitigen Öffnung der Antriebswelle (7) zulasst.
13. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskopf (4) zwei durch Bolzen (17) verbundene Montageplatten (18, 19) als Tragerkonstruktion aufweist, wobei der elektromechanische Antrieb (5) an einer Montageplatte (18) angeordnet ist und wobei die andere Montageplatte (19) einen mit dem Stößel (9) zusammenwirkenden Schmierstoffauslasskanal aufweist sowie eine Abstutzflache für die Druckfeder (12) bildet und wobei der Stoßelkopf (13) axial beweglich an einem Bolzen (17) gefuhrt ist.
14. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskopf (4) ein Gehäuse (42) aufweist, das Auflageflachen zur Befestigung einer Montageplatte (18) , eine angeformte Rippe zur Axialfuhrung des Stoßelkopfes (13) und einen mit dem Stößel (9) zusammenwirkenden Schmierstoffauslasskanal aufweist, wobei der elektromechanische Antrieb (5) an der Montageplatte (18) angeordnet und die Druckfeder (12) an dem Gehäuse (42) abgestutzt ist.
15. Dosiervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (42) ein mantelseitiges Fenster (43) aufweist, m das eine Frontplatte (44) mit einem Anzeige- und Bedienfeld (45, 46) eingesetzt ist, wobei an der Ruckseite der Frontplatte (44) eine Platine mit einer elektronischen Steuerung für den elektromechanischen Antrieb (5) angeordnet ist.
16. Dosiervorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Gehäuse (42) ein Deckel (47) angeordnet ist, der den Einbauraum des elektromechanischen Antriebs zum Schmierstoffvorratsbehalter abdeckt und Offnungen für die Kupplung zwischen der Antriebswelle (7) und der Gewindespindel (2) sowie für den Emschub von Batterien (48) aufweist.
17. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Antriebskopf (4) eine Kappe (49) losbar befestigt ist, die einen Aufnahmeraum für eine austauschbare Schmierstoffkartusche (50) bildet.
18. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (11) ein in die Axialbohrung (10) des Stoßeis (9) eingepasstes Ventilgehause (33) mit einem von einer Druckfeder (34) beaufschlagten Ventilkorper (35) aufweist, wobei der Ventilkorper (35) aus einem Stößel (36), einem endseitigen kegelförmigen Verschlusselement (37) und einem spitz zulaufenden Stoßelkopf (38) besteht, wobei im Stromungsraum des Ventilgehauses (33) eine Stoßelfuhrung (39) angeordnet ist, die durch einen Quersteg (40) an die Innenwand des Ventilgehauses (33) angeschlossen ist, und wobei die Druckfeder (34) zwischen der Stoßelfuhrung (39) und dem Stoßelkopf (38) angeordnet ist und das Verschlusselement (37) gegen einen Ventilsitz (41) zieht, der im Stromungsauslass (33) des Ventilgehauses an der Außenseite des Ventilgehauses (33) angeformt ist.
19. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Schmierstoffauslasskanal ein zweites Rückschlagventil (ll1) angeordnet ist.
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