Verfahren zum Steuern von Spritzdüsen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern von Spritzdüsen, vorzugsweise an Spurkranz-Schmier apparaten für Räder von Schienenfahrzeugen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Vor allem bei Lokomotiven oder Triebwagen tritt das Verschleissproblem an Schienen bzw. Rädern auf, vor allem, wenn -es sich um das Befahren kurvenrei- cher Strecken handelt und doch verhältnismässig grosse Geschwindigkeiten erreicht werden sollen. Durch seitlichen Druck der Räder, insbesondere in engen Kurven, entstehen aufgerauhte Oberflächen der Schienen bzw. an den Spurkränzen der Räder, oder es zeigen sich sogar Spanabtrennungen.
Um diesen Schwierigkeiten begegnen zu können, ist es üblich, einerseits Schienenschmierapparate zu ver wenden bzw. andererseits erheblich wirkungsvoller automatisch sich betätigende Schmierapparate für die Spurkränze an den Rädern der Fahrzeuge einzubauen. Hierfür ist es im einfachsten Falle bekannt, ölge- tränkte, dochtartig wirksame Filze o. dgl. Materialien gegen die Flanke des Radspurkranzes schleifen zu las sen, um diesen entsprechend mit Öl zu benetzen.
Wei ter sind aber eingebaute Spurkranz-Schmierapparate bekannt, die mittels Druckluftbetrieb über Düsen das Öl in feinster Form durch entsprechend elektrische Steuereinrichtungen in bestimmten Intervallen an die Spurkränze der Räder sprühen. Diese Sprühdüsen sind hierbei gegen die Seitenflanke des Radspurkranzes senkrecht ausgerichtet, wobei die Stösse der Sprüh schmierung wahlweise über den Elektro-Steuerapparat einstellbar sind.
Diese diskontinuierlich gesteuerten Sprühstösse werden hierbei von einem Membran-Elek trosteuerapparat über ein Elektroventil geregelt, wel ches entsprechend Druckluft freigibt, die sowohl auf die Sprühdüse wirkt als auch einen Membran-Steuer kolben betätigt, wodurch dann wiederum die jeder Zu führleitung von öl einer Sprühdüse zugehörigen Druckkolben bewegt werden, um die Ölförderung in gleichen Mengen und Intervallen durchzuführen. Bei diesen luftbetätigten Apparaten besteht die Gefahr, dass die schmiermittelgesättigte Luft an Stellen gelangt, z. B. Brems- und Laufflächen, wo eine Schmie rung schädlich wirkt; zudem hat man grossen Luftver brauch.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zum Steuern solcher Spritzdüsen, vorzugsweise an Spurkranz-Schmierapparaten, zu schaffen.
Das Verfahren nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass ein innerhalb des Düsenmantelge häuses eingelagertes, mit dem Düsenventil zusammen wirkendes Kolbenteil vom in Pumpenstössen kontinu ierlich zugeführten Schmiermittel derart beeinflusst wird, dass es, vom Schmiermitteldruck in der einen Richtung bewegt, ein Ventilteil aus seiner Verschliess- lage abzieht und, infolge des unter aufgespeichertem Pumpendruck gespritzten Schmiermittelstosses mit ent sprechender Druckreduktion im Kolbenraum das Ven til vom unter Federdruck in entgegengesetzter Rich tung in die Ausgangsposition zurückschnellenden Kol benteil selbsttätig wieder geschlossen wird.
Nach diesem neuen Verfahren kann also erheblich vereinfacht die Spritzdüse von solchen Schmiermittelap paraten allein vom in kontinuierlich wirksamen Pum- penstössen angespeicherten Schmiermitteldruck selbst tätig gesteuert werden, ohne dass in bisher nachteiliger Weise zusätzlich elektrische Steuerapparate erforder lich sind oder zusätzlich Druckluft verwendet werden müsste, um zur Ventilmembransteuerung bzw. auch zum Heraussprühen des Öles aus der Düse verwendet werden zu können.
Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die sich dadurch aus zeichnet, dass ein im Düsenmantelgehäuse eingelager tes, auf einer Seite mit einem Ventilteil in Verbindung stehendes Kolbenteil auf seiner entgegengesetzten Seite von einer Druckfeder gehalten ist, welche unter zuneh mender Verdrängerwirkung des in kontinuierlich wir kenden Pumpenstössen zugeleiteten Schmiermittels gegen das Kolbenteil durch dessen Bewegung zusam- mengedrückt und das Ventil aus seiner Verschliesslage abgezogen wird,
so dass Schmiermittel unter dem ange speicherten Pumpendruck aus der Düse spritzt und gleichzeitig aber das Ventilteil durch Rückfederung der zusammengedrückten Kolbendruckfeder und Rückfüh rung des Kolbenteils in die Verschliesslage gegen die Spritzdüse zurückgedrückt ist.
Anhand von Ausführungsbeispielen sei das Wesen des Erfindungsgegenstandes beschrieben, und zwar zei gen: Fig. 1 in einem Mittenschnitt das Düsenmantelge häuse mit eingelagerter Kolbenventilsteuerung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II im Düsenge häuse der Fig. 1, Fig. 3 eine abgewandelte Anordnung der Kolben- Ventilsteuerung, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3 und Fig.5 ein Pumpenaggregat im Mittenschnitt zur Schmiermittelförderung für eine Spritzdüse.
Nach einer Ausführung der Düsensteuerung für Spurkranz-Schmierapparate für Räder von Schienen fahrzeugen wird nach den Fig. 1 und 2 ein Schmiermit tel in Pumpenstössen in das Düsenmantelgehäuse 1 über den Kanal 2 eingeleitet. Die Spritzdüse 3 ist mit tels Überwurfmutter 4 am einen Ende des Mantelge häuses 1 dicht aufgesetzt, in dessen Innenraum ein Kolben 5 eingelagert ist.
Dieser Kolben 5 ist am einen Ende über den Stutzenansatz 5' von einer Druckfeder 6 gehalten, während er am anderen Ende zur Düse 3 hin einen dornartigen Ansatz 5" besitzt, der zwischen winklig abgebogenen Enden 7' eines in der Düse 3 seitlich im Passitz geführten Ventilteiles 7 hindurchge führt ist, und innerhalb dieser Führung des Ventilteiles 7 vorne in den Teller 8 endet, auf welchen das ober- und unterhalb der seitlichen Ventilführung 7 vom Kanal 2 her eingedrückte und durch die restlichen Kanalquerschnitte 9, 10 innerhalb des Düsenmantels 3 passierende Schmiermittel einwirkt.
Auf diesem Kol bendorn 5" sitzt zwischen. dem vorderen Teller 8 und dem Winkelende 7' des Ventilteiles 7 als Gegenlage- rung noch eine weitere Druckfeder 11 von verhältnis- mässig geringerer Spannkraft gegenüber der am ande ren Kolbenende sitzenden Druckfeder 6. Am vorderen Ende des Ventilteiles 7 ist ein zylindrisches Teil 7" als eigentliches Verschlussteil für das Düsenloch 3' ange ordnet.
Die Wirkungsweise der Spritzdüsensteuerung ist nun folgende: Das in kontinuierlicher Folge durch Pumpenstösse über den Kanal 2 eingeleitete Schmier- mittel gelangt durch die Kanalspalte 9, 10 ober- und unterhalb des Ventilteiles 7 in den Raum der Düse 3, deren Austritt 3' von der Ventilnase 7" unter Wirkung der Druckfeder 6 vom Teil 7 geschlossen ist, da der Kolben 5 gegen die seitlichen Winkelenden 7' des Ven tilteiles 7 drückt.
Hat sich durch laufende Pumpenwir kung der Schmiermitteldruck innerhalb des Mantelge häuses 1 und der Düse 3 in seiner Einwirkung auf den Teller 8 des Kolbens über die Kraft der am anderen Kolbenende wirkenden Druckfeder 6 hinaus gesteigert, so wird diese Druckfeder 6 zusammengedrückt von der Bewegung des Kolbens 5 nach rechts und über den Teller 8 in entsprechendem Masse auch die kleinere Druckfeder 11 vorne auf dem Kolbendorn 5", so dass bei laufender Fortwirkung der Pumpenförderung über den Zuleitungskanal 2 das Ventilteil 7 bzw. seine vor dere Verschliessnase 7" zurückgezogen und das Düsenloch 3' freigegeben wird.
Unter dem angespei cherten Pumpendruck innerhalb des Düsengehäuses schiesst dann kurzfristig das Schmiermittel aus der Düse 3' heraus an den Spurkranz des Rades.
Durch diesen Schmiermittelausstoss der Düse 3' sinkt entsprechend der Druck innerhalb des Gehäuses 1 bzw. der Düse 3, so dass gleichzeitig die zusammen gedrückte Kolbenfeder 6 zurückfedert und der Kolben 5 jetzt in Gegenrichtung bewegt gegen die Winkelenden 7' des Ventilteiles 7 drückt, wodurch dieses mittels Nasenansatzes 7" das Spritzloch 3 'wieder selbsttätig schliesst. Hierauf kann die kontinuierlich wirkende Pumpenförderung über den Kanal 2 den Schmiermit teldruck wieder aufspeichern, so dass in wahlweisen Intervallen die Spritzdüse 3, 3' vom eingeleiteten Schmiermittel selbst gesteuert wird in jeweiliger Wech selwirkung des herrschenden Schmiermitteldruckes in kontinuierlicher Pumpenförderung gegenüber der Wir kung der mechanischen Druckfeder 6 zur Halterung des Kolbens 5 innerhalb des Düsenmantelgehäuses 1.
Durch diese Art von Akkumulierdüsenwirkung können zur Schmierung auch zähflüssigere Öle oder sogar Schmierfette jetzt verwendet werden.
In den Fig. 3 und 4 ist eine andere Gestaltungs form der Düsensteuerung gezeigt, wobei aber einzig das Düsenteil 3 mit darin eingelagertem Ventilsteuer teil 7 und vorderer Verschlussnase gezeigt sind. Der am Kolben 5 sitzende Dorn 5" besitzt innerhalb des Düsenteiles 7 eine Schulter 12, die dann bei Bewegung des Kolbens 5 nach rechts unter der Wirkung des Schmiermitteldruckes zum Anliegen gegen die abge winkelten Enden 7' des Ventilteiles 7 kommt. Gleich zeitig erfolgt eine partielle Spannung der Feder 11. Bei einer weiteren Steigerung des Schnliermitteldruckes innerhalb der Düse 3 wird das Ventilteil 7 mit dem Kolben 5 entgegen der Kraft der Feder 6 weiter zu rückgeschoben, so dass die Verschlussnase 7" den Düsenquerschnitt zum Ausspritzen von Schmiermittel freigibt.
Hier ist die Verschlussnase 7" jetzt mit abge schrägten Auflageflächen 13 gegen die kegelig zulau fenden Innenwandungen der Düse 3 als Dichtungsauf lage wirkend versehen, so dass also zwei Kegelflächen dicht gegeneinander aufliegen. Auch ist diese Ventil nase 7" mit einer Nadel 14 versehen, welche bei jedem Arbeitsgang das Düsenloch 3' durchstösst, also diese nicht verstopft werden kann. Auch besitzt das Düsenteil 7 zur Düsenöffnung gerichtet noch Durch brüche 15 zum gleichmässigeren Durchlass des Schmiermittels.
In Fig. 5 ist im Mittenschnitt noch ein Pumpenaggre gat zur Förderung von Schmiermittel gezeigt, wo in üblicher Weise von der Wagenachse her mit entspre chender Untersetzung ein Ritzelantrieb mit anschlies- sender Taumelscheibe 16 vorgesehen ist, in welche dann über den Umfang verteilt mit Kugelenden 17 ver sehene Kolben 18 eingreifen, beispielsweise vier bis acht Pumpenkolben 18, deren Kolbenräume 19 dann jeweils mit Federkugelventilen 20 versehen sind.
Die sich auf- und abwärts bewegenden Kolben 18 fördern hierbei das Schmiermittel aus einem Reservoir durch die mittlere Bohrung 21 über Auerkanäle 22. In der gezeigten Kolbenstellung ist rechts der Kolben 18 in seiner unteren Lage, so dass Schmiermittel durch den Querkanal 22 einfliesst bei oben geschlossenem Kugel ventil 20.
Die Steuertaumelscheibe 16 für die einzelnen Pum penkolben 18 kann durch eine ausserhalb des Gehäu- ses 23 angeordnete Reguliermutter 24 über die Achse 25 in der Höheneinstellung verändert werden, so dass die Pumpenfördermengen entsprechend beeinflusst werden können, also damit gleichfalls die Schmiermit teldrucke innerhalb des Düsenventilsteuergehäuses auch, womit dann auch die Schmierintervalle wahl weise in weiten Grenzen einstellbar sind, aber hierbei das Schmiermittel in immer gleicher Menge unter hohem Druck an den Spurkranz des Rades in feinem Strahl gespritzt wird.
Das wesentliche Funktionsmerkmal ist also die Schmiermittelzufuhr in jeweils geringen Mengen zur Spritzdüse. Dadurch erfolgt eine Anreicherung von Schmiermittel und eine Druckerhöhung in der Düse. Da sich der auftretende Druck gleichmässig nach allen Seiten ausbreitet, bleibt die Düsenöffnung 3' vorerst durch das Ventilteil 7 verschlossen. Bei einer weiteren Drucksteigerung durch Schmiermittelzufuhr kann nun nur der Kolben 5 entgegen der Kraft der Feder 6 zu rückweichen. Dies aber nur so lange, bis der Kolben 5 über die Feder 11 oder die Schulter 12 das Ventilteil 7 mitnimmt. Dabei öffnet sich der Zugang zur Düsenöff nung 3' und das in der Düse unter Druck stehende Schmiermittel spritzt aus, wobei die Feder 6 zusätzlich den Spritzvorgang fördert.
Die Feder 11 dient dem Anpressen des Ventilteiles 7 mit seinen Enden 7' am Absatz 26 des Kolbens 5.
Mit den beschriebenen Vorrichtungen erreicht man also bei kontinuierlicher Förderung ein stossweises Auspressen eines Strahles von Schmiermitteln.
Die Vorrichtung arbeitet ohne zusätzliche Druck luft bzw. zugehörige Elektro-Steuerapparate und er laubt zudem, zähflüssige Öle als Schmiermittel zu ver wenden, wodurch schliesslich auch die Schmierinter valle in einfacher Weise in weiten Grenzen zu verän dern sind.