DE69117978T2

DE69117978T2 - Ölnebel als schmiermittel

Info

Publication number: DE69117978T2
Application number: DE69117978T
Authority: DE
Inventors: Esmond Rotherham Yorkshire S61 2Tl Grattan; David Herefordshire Hr4 7Hx Macklin
Original assignee: Denco Ltd; Davy Mckee Sheffield Ltd
Current assignee: Denco Ltd; Davy Mckee Sheffield Ltd
Priority date: 1990-12-19
Filing date: 1991-12-17
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: EP0563159B1; CA2098023A1; US5415249A; GB9027478D0; JPH06503870A; EP0563159A1; FI932805A0; FI104757B; CA2098023C; ES2086112T3; DE69117978D1; FI932805L; JP2724916B2; WO1992011490A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Mischung aus Luft und Öl, die zur Verwendung als ein Schmiermittel geeignet ist.
Die Schmierung von Lagern und anderen sich bewegenden Teilen in einer Maschine oder Anlage kann automatisch unter Verwendung einer Mischung aus Luft und Öl als Schmiermittel ausgeführt werden. Kleine Öltropfen werden periodisch in einen Luftstrom eingespritzt und durch die Luft zu dem Bereich geführt, wo eine Schmierung erforderlich ist.
Es ist aus der GB-A-831 928 bekannt, daß für ein abwechselnd in zwei Ölleitungen einem Verteiler zuzuführendes Schmieröl, durch den vorbestimmte Ölmengen periodisch einer Mischzone zugeführt werden, gleichzeitig mit dem Eintritt des Öls in die Mischzone ein Ventil geöffnet wird, um Druckluft der Mischzone zuzuführen, so daß das Öl mit der Luft gemischt wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen einer Mischung aus Luft und Öl zur Verwendung als ein Schmiermittel vorgeschlagen, bei dem ein Dosierventil, welches mit einer ersten und einer zweiten separaten Ölleitung verbunden ist, eine vorbestimmte Menge an Öl aus der ersten Leitung empfängt, wenn diese Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird, und dieses Öl ausstößt, wenn die zweite Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird, und weiter eine vorbestimmte Menge an Öl aus der zweiten Leitung empfängt, wenn diese Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird, und dieses Öl ausstößt. Es ist weiterhin vorgesehen, daß das ausgestoßene Öl in eine erste bzw. in eine zweite Mischzone gelangt, daß Druckluft aus einer einzelnen Quelle gleichzeitig jeder der Mischzonen zugeführt wird und daß sich das in jeder Mischzone ausgestoßene Öl mit Luft vermischt, um eine Luft-Ölmischung zu bilden, welche aus dieser Zone fließt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Mischung aus Luft und Öl zur Verwendung als ein Schmiermittel vorgeschlagen, welche eine erste und eine zweite separate Ölleitung, Mittel zum abwechselnden Unterdrucksetzen jeder Leitung mit Öl sowie mindestens ein Dosierventil aufweist, welches mit der ersten und der zweiten Ölleitung verbunden ist, um eine vorbestimmte Menge an Öl aus der ersten Leitung zu empfangen, wenn diese Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird, und welches angeordnet ist, um dieses Öl auszustoßen, wenn die zweite Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird, und um eine vorbestimmte Menge an Öl aus der zweiten Leitung zu empfangen, wenn diese Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird, und welches angeordnet ist, um dieses Öl auszustoßen, wenn die erste Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch die Bereitstellung einer ersten und einer zweiten Mischzone, welche Öl, das aus der efsten bzw. zweiten Leitung ausgestoßen wird, aufnehmen und Mittel zum zeitgleichen Zuführen von Druckluft aus einer einzelnen Quelle zu jeder der beiden Mischzonen, wobei jede Zone einen Auslaß zum Ausfließen der in der Zone gebildeten Luft-Ölmischung aufweist.
Üblicherweise wird das Öl unter Druck gleichmäßig einem Steuerventil zugeführt, welches abwechselnd das Öl auf zwei Ölleitungen verteilt.
Durch das Schalten der beiden Ölleitungen für die Zuführung des Öls in einer vorbestimmten Rate wird die Rate des Einspritzens von Öl in die Mischzone gesteuert. Da eine vorbestimmte Ölmenge jedesmal dann in die Zone eingespritzt wird, wenn von einer Leitung zu der anderen umgeschaltet wird, um die Ölmenge in der Luft-Ölmischung genau zu steuern, ist es nur notwendig, die Schaltrate zu steuern.
Weiterhin ist es für die beiden Ölleitungen von Vorteil, Öl gleichzeitig mehreren Dosierventilen zuzuführen, von denen jedes ebenso ein kontinuierliches Zuführen von Luft aus einer Druckluftquelle erhält. Eine Luft-Ölmischung wird in der Mischzone jedes Dosierventils erzeugt.
Durch das gleichzeitige Zuführen zu den Dosierventilen im Zusammenhang mit den Ölleitungen wird erreicht, daß, wenn eines der Ventile in der geschlossenen Position fehlerhaft arbeiten sollte, Öl weiterhin den anderen Ventilen zugeführt wird. Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Mischung aus Luft und Öl zur Verwendung als ein Schmiermittel vorgeschlagen, die zwei getrennte Ölleitungen, Mittel zum Unterdrucksetzen jeder Leitung und zumindest ein Zweileitungs-Dosierventil aufweist, welches mit den beiden Ölleitungen verbunden ist, um eine vorbestimmte Ölmenge aus jeder Leitung aufzunehmen, wenn diese Leitung unter Druck gesetzt wird, wobei das oder jedes Dosierventil eine Mischkammer aufweist, in die eine vorbestimmte Ölmenge eingespritzt wird, wenn die andere Leitung unter Druck gesetzt wird. Es sind weiterhin Mittel vorgesehen, um einen Luftstrom gleichmäßig durch die Mischkammer zum Mischen des Öls mit Luft kontinuierlich hindurchzuführen.
Es ist von Vorteil für jedes Zweileitungs-Dosierventil, eine Möglichkeit zum Einstellen der Ölmenge zu besitzen, welche Öl in die Mischkammer jedesmal bei dem Wechsel der Ölzuführung von einer Leitung zu der anderen einspritzt. Wenn mehrere Zweileitungs-Dosierventile mit den gleichen beiden Ölleitungen verbunden sind, wird jedes Ventil auf diese Weise eine vorbestimmte Ölmenge in seine Mischkammer gleichzeitig mit sämtlichen anderen Ventilen einspritzen. Jedoch kann sich die durch die Ventile eingespritzte Ölmenge in Abhängigkeit der Last unterscheiden, die die Luft-Ölmischung erfordert.
Damit die Erfindung im einzelnen ohne weiteres verstanden wird, wird sie anschließend im Wege eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren näher erläutert. Hierbei ist:
Figur 1 ein Schaltbild einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Figur 2 eine Teilansicht eines Zweileitungs-Dosier-/Mischventils, die aufeinanderfolgende Schritte bei dessen Betrieb wiedergibt.
Es wird zunächst auf Figur 1 Bezug genommen. Schmieröl, das in einem Reservoir 1 enthalten ist, wird gleichmäßig durch eine Motorpumpeneinheit 2 zu einem Einlaß eines Umschaltventils 3 geführt. Zwei getrennte Ölzuführleitungen 4, 5 gehen von dem Ventil 3 aus. Das Ventil ist ein Drei-Stellungs-Ventil, wobei in einer Position das dem Ventil zugeführte Öl wieder in das Reservoir 1 zurückgeführt wird. In einer weiteren Stellung des Ventils wird das unter Druck stehende Öl der Ölleitung 4 zugeführt, während die Ölleitung 5 mit dem Reservoir verbunden ist. In der dritten Stellung wird das unter Druck stehende Öl der Ölleitung 5 zugeführt und die Ölleitung 4 ist mit dem Reservoir verbunden.
Eine Druckluftquelle ist mit einer Luftleitung 6 verbunden. Die Ölleitungen 4, 5 und die Luftleitung 6 können von jeder gewünschten Länge sein und sich entlang der Vorrichtung erstrecken, bei der der Schmiervorgang auszuführen ist. Benachbart zu jedem Bauteil der Vorrichtung, bei der der Schmiervorgang auszuführen ist, ist ein Zweileitungs-Dosier-/Mischventil 8 mit den Leitungen 4, 5 und 6 verbunden.
Das Mischventil weist eine Mischkammer auf, die mit der Luftleitung 6 und mit den beiden Auslässen 7, 9 verbunden ist, die sowohl zusammen als auch getrennt mit dem Bauteil verbunden sind, das mit der Luft-Ölmischung versorgt werden soll. Die Anordnung ermöglicht, daß eine Versorgung mit einer Luft-Ölmischung an verschiedenen Bauteilen einer Vorrichtung ausgeführt wird. Demzufolge wird jede Quelle für eine Luft-Ölmischung aus einem Zweileitungs-Dosier-/Mischventil 8 erhalten. Bei der in Figur 1 gezeigten Anordnung sind drei separate Dosier-/Mischventile gezeigt. Die Ventile sind in paralleler Anordnung zueinander so verbunden, daß jedes Ventil direkt mit den Ölleitungen 4, 5 und die Mischkammer jedes Ventils mit der Luftleitung 6 verbunden ist.
Jedes Dosierventil 8 weist eine Öleinspritzeinrichtung auf, die näher in Figur 2 gezeigt ist. Ein Kolben 10 ist verschiebbar in einem ersten Zylinder 11 und ein Kolben 12 ist verschiebbar in einem zweiten Zylinder 13 angeordnet. Der Kolben 12 weist eine zylindrische Erweiterung 12A mit verringertem Querschnitt an jedem Ende auf. Die Erweiterungen dienen zum Anordnen des Kolbens innerhalb des Zylinders. An einem Ende des Zylinders 13 ist eine Schraubeinrichtung 14 vorgesehen, um den Verschiebeweg des Kolbens 12 zu begrenzen, so daß der Hub des Kolbens innerhalb des Zylinders eingestellt werden kann. Das Dosierventil weist zwei Öleinlaßeingänge 16, 17 auf, die mit der Ölleitung 4 bzw. 5 verbunden sind. Die Öleinlaßeingänge 16, 17 sind hydraulisch mit gegenüberliegenden Enden des Zylinders 11 verbunden. In einer Position nahe dem Einlaßeingang 16 ist eine innenliegende Bohrung 18 vorgesehen, die die Zylinder 11, 13 verbindet. Die Bohrung 18 ist mit dem Zylinder 13 in der Nachbarschaft eines Endes verbunden. Eine weitere innenliegende Bohrung 19 verbindet das andere Ende des Zylinders 13 mit dem Zylinder 11. In Positionen zwischen den Enden des Zylinders 11 sind Auslaßbohrungen 20, 21 vorgesehen, welche zu einer Mischkammer 22, 23 führen, von der sich die Auslässe 7, 9 aus erstrecken.
Die Arbeitsweise des Zweileitungs-Dosierventils wird nun näher beschrieben.
Wenn sich das Ventil 3 sich in einer Position befindet, daß unter Druck stehendes Öl der Ölleitung 4 zugeführt wird, wird Öl dem Einlaßeingang 16 des Ventils zugeführt. Der Druck des Öls drängt den Kolben 10 zu dem auf der rechten Seite befindlichen Ende des Zylinders 11 und führt gleichzeitig Öl durch die Bohrung 18 auf der linken Seite des Kolbens 12 in den Zylinder 13. Der Öldruck drängt den Kolben 12 zu dem gegenüberliegenden Ende seines Zylinders. Der Ringraum zwischen dem Zylinder und der Erweiterung 12A des Kolbens 12 ist mit Öl gefüllt (vgl. Fig. 2B).
Wie in Figur 2C gezeigt ist, wird, wenn das Ventil 3 so umgeschaltet wird, das unter Druck stehende Öl der Leitung 5 zugeführt und Öl in das Ventil durch den Eingang 17 zugeführt. Der Öldruck bewegt den Kolben 10 zu dem gegenüberliegende Ende des Zylinders 11. Die Bewegung des Kolbens 10 gibt den Eingang 18 frei und das in dem Zylinder 13 befindliche Öl strömt durch die Bohrung 18 in den Zylinder 11 und durch die Bohrung 20 nach außen, um mit Luft in der Kammer 22 gemischt und durch den Ausgang 9 an das Lager ausgetragen zu werden. Zwischenzeitlich ist Öl aus dem Zylinder 11 entlang der Bohrung 19 zu dem Zylinder 13 geflossen, was den Kolben zu dem gegenüberliegenden Ende des Zylinders schiebt, wie es in Figur 2D gezeigt ist. Diese Bewegung drückt das Öl aus dem gegenüberliegenden Ende des Zylinders 11 durch die Bohrung 20 nach außen. Der Ringraum zwischen dem Zylinder und der Erweiterung 12A an dem rechtseitigen Ende des Kolbens 12 ist mit Öl gefüllt. Wenn das Ventil 3 wieder betätigt wird, um die Leitung 4 unter Druck zu setzen, tritt die in Figur 2A gezeigte Situation wieder auf. Der Druck des zu dem Eingang 16 geführten Öls drängt den Kolben 12 entlang des Zylinders 13, wodurch das in dem Zylinder enthaltene Öl entlang der Bohrung 19 in den Zylinder 11 gespritzt und durch die benachbarte Bohrung 21 ausgetragen wird, um in der Kammer 23 mit Luft gemischt und durch den Ausgang 7 zu dem Lager ausgetragen zu werden.
Die Erweiterungen 12A besitzen die gleiche Länge und den gleichen Querschnitt, so daß an jedem Ende des Kolbens 12 der Ringraum zwischen der Wand des Zylinders und der Erweiterung 12A die gleichen Ölmengen enthält, so daß die gleichen Mengen in den Luftstrom bei jedem Hub des Kolbens 12 eingespritzt werden. Es ist daher ersichtlich, daß jedesmal, wenn das Ventil 3 die Ölversorgung von einer der Ölleitung zu der andere umschaltet, eine bestimmte Ölmenge aus der Einspritzeinrichtung durch eine der Auslaßbohrungen 20, 21 eingespritzt wird. Das Öl strömt direkt in die Mischkammer des Ventils, um mit der Luft aus der Leitung 6 vermischt zu werden, welche durch die Mischkammer strömt. Das Luft-Ölgemisch verläßt das Ventil durch die Leitung 7, 9 und wird dem zu schmierenden Lager und dgl. zugeführt.
Jedesmal, wenn die Ölströmung von einer Ölleitung zu der anderen geändert wird, wird eine bestimmte Menge Öl in jede der Mischkammern 22 oder 23 eingespritzt. Durch Einstellen der Verschiebung des Kolbens 12 kann die jedesmal eingespritzte Ölmenge, die den Kolben verschiebt, verändert werden.
Die aus der vorliegenden Erfindung erwachsenden Vorteile bestehen darin, daß für jede Betätigung des Ventils 3 eine vorbestimmte Menge Öl in die Mischkammer jedes Ventils eingeführt wird. Wenn eines der Dosierventile aus irgendeinem Grund fehlerhaft arbeiten sollte, können die anderen Ventile erfolgreich weiter arbeiten. Die Ölmenge, die in die Mischkammer bei jedem Hub eingespritzt wird, kann eingestellt werden, weil unterschiedliche Maschinenarten unterschiedliche Volumina an Schmiermedien erfordern. Beispielsweise kann das Einspritzventil in der Weise eingestellt werden, daß es ca. 0,1 ccm bis 1,0 ccm Öl bei jedem Betriebshub abgibt. Die Mischung aus Öl und Luft wird dicht bei dem Punkt erzeugt, wo sie eingesetzt werden soll, wodurch Verteilungsprobleme verringert werden, welche auftreten, wenn die Mischung aus Luft und Öl entlang länglichen Leitungen zugeführt wird.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen einer Mischung aus Luft und Öl zur Verwendung als ein Schmiermittel, bei dem ein Dosierventil (8), welches mit einer ersten und einer zweiten separaten Ölleitung (4, 5) verbunden ist, eine vorbestimmte Menge an Öl aus der ersten Leitung (4) empfängt, wenn diese Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird, und dieses Öl ausstößt, wenn die zweite Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird, und weiter eine vorbestimmte Menge an Öl aus der zweiten Leitung (5) empfängt, wenn diese Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird, und dieses Öl ausstößt, wenn die erste Leitung (4) mit Öl unter Druck gesetzt wird;

dadurch gekennzeichnet, daß das ausgestoßene Öl in eine erste bzw. in eine zweite Mischzone (22, 23) gelangt, daß Druckluft aus einer einzelnen Quelle (6) gleichzeitig jeder der Mischzonen zugeführt wird und daß sich das in jede Mischzone ausgestoßene Öl mit Luft vermischt, um eine Luft-Ölmischung zu bilden, welche aus dieser Zone fließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Menge an Öl, die durch das Ventil (8) aus der ersten und aus der zweiten Ölleitung (4, 5) empfangen wird, einstellbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dosierventile (8) parallel zueinander mit der ersten und der zweiten Ölleitung (4, 5) verbunden sind und daß Druckluft gleichzeitig zu jeder der Mischzonen jedes Dosierventils zugeführt wird.

4. Vorrichtung zum Erzeugen einer Mischung aus Luft und Öl zur Verwendung als ein Schmiermittel, enthaltend eine erste und eine zweite separate Ölleitung (4, 5);

Mittel (3) zum abwechselnden Unterdrucksetzen jeder Leitung mit Öl;

mindestens ein Dosierventil (8), welches mit der ersten und der zweiten Ölleitung verbunden ist, um eine vorbestimmte Menge an Öl aus der ersten Leitung zu empfangen, wenn diese Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird, und welches angeordnet ist, um dieses Öl auszustoßen, wenn die zweite Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird, und um eine vorbestimmte Menge an Öl aus der zweiten Leitung zu empfangen, wenn diese Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird, und welches angeordnet ist, um dieses Öl auszustoßen, wenn die erste Leitung mit Öl unter Druck gesetzt wird;

gekennzeichnet durch die Bereitstellung einer ersten und einer zweiten Mischzone (22, 23), welche Öl, das aus der ersten bzw. der zweiten Leitung ausgestoßen wird, aufnehmen und

Mittel (6) zum zeitgleichen Zuführen von Druckluft aus einer einzelnen Quelle zu jeder der beiden Mischzonen, wobei jede Zone einen Auslaß (7, 9) zum Ausfließen der in der Zone gebildeten Luft-Ölmischung aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mehrere Dosierventile, die parallel zueinander mit jeder der ersten und der zweiten Ölleitung verbunden sind, wobei die Mischzonen jedes Ventus parallel zueinander mit einer Luftleitung (6) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Dosierventil Mittel (12, 14) zum Einstellen der Ölmenge aufweist, die aus jeder Leitung empfangen wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Dosierventil aufweist: einen ersten Zylinder (11), der hydraulisch an seinen gegenüberliegenden Enden mit den Ölleitungen, in Positionen zwischen den gegenüberliegenden Enden mit einem zweiten Zylinder (13) und in zwei Positionen mit einer Mischkammer (22, 23) verbindbar ist; einen Kolben (10) in dem ersten Zylinder, der angeordnet ist, um unter Druck stehendem Öl aus jeder Ölleitung abwechselnd zu gestatten, in den zweiten Zylinder einzutreten, der einen Kolben (12) aufweist, der vorgesehen ist, um eine vorbestimmte Menge an Öl aus dem zweiten Zylinder über den ersten Zylinder in die Mischkammer zu drücken, wenn unter Druck stehendes Öl von einer Ölleitung zu der anderen wechselt.