DE102004038801B4

DE102004038801B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Gaseinschlüssen in einem zähflüssigen Medium

Info

Publication number: DE102004038801B4
Application number: DE200410038801
Authority: DE
Inventors: Peter Meier; Roland Stadler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2024-08-11
Also published as: DE102004038801A1

Abstract

Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Erkennung von Gaseinschlüssen in einem zähflüssigen Medium, bei dem eine Menge des zähflüssigen Mediums einem erhöhten Druck ausgesetzt und die dabei eintretende Kompression des Mediums ermittelt wird, wobei ein Messzylinder (3), in dem ein Kolben (10) verschiebbar gelagert ist, eine Pumpe (4), die an einen Vorratsbehälter (1) für ein zähflüssiges Medium anschließbar ist und die über eine Leitung (2, 20) mit dem Messzylinder (3) verbunden ist, eine in der Leitung (2) angeordnete Dosiereinrichtung (7), ein in der Leitung (2, 20) angeordnetes Absperrventil (8), eine dem Kolben (10) des Messzylinders (3) zugeordnete Antriebseinrichtung (11, 12, 13) zur Aufbringung einer bestimmten Kraft und eine dem Kolben 10 zugeordnete Wegmesseinrichtung (14) vorgesehen sind, und wobei die Kolbenstange (12) des in dem Messzylinder (3) angeordneten Kolbens (10) mit dem Kolben (12) eines Antriebszylinders (13) verbunden ist, der über ein Ventil (17) mit einer pneumatischen oder hydraulischen Druckquelle (18) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzylinder (3) über ein Ventil (8) mit einer Abgabeeinrichtung (9) so verbunden ist, dass unter der von dem Antriebskolben (12) ausgeübten Kraft das zähflüssige Medium portionsweise abgegeben werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Gaseinschlüssen in einem zähflüssigen Medium, und sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, wie sie aus EP 0 451 752 A2 und EP 0 552 841 A2 bekannt sind.
In der Industrie ist es häufig erforderlich, zähflüssige Medien blasenfrei zu dosieren. Beispielsweise wird im Maschinenbau bei der Montage von Wälz- oder Gleitlagern mittels mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigter Dosiereinrichtungen Fett als Schmiermittel aufgebracht. Der genauen Dosierung der Menge kommt dabei große Bedeutung zu, weil eine zu geringe Fettmenge eine erhöhte Lagerreibung und damit eine frühzeitige Abnutzung oder sogar eine Zerstörung des Lagers zur Folge haben kann. Wie die Erfahrung gezeigt hat, enthält das in dem Vorratsbehälter, wie z. B. ein Fass, enthaltene Fett häufig Lufteinschlüsse. Da solche Lufteinschlüsse von der Dosiereinrichtung nicht erkannt werden, kann der Fall eintreten, dass die tatsachlich zugeführte Fettmenge wegen der Lufteinschlüsse kleiner ist als die vorgesehene Menge. In einem solchen Fall ist die Schmierung des Lagers jedoch ungenügend, was zu den genannten Schäden führen kann. Auch bei der Dosierung anderer zähflüssiger Medien können Gaseinschlüsse unerwünscht oder nicht tolerierbar sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rasch und einfach durchführbares Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, Gaseinschlüsse in einem zähflüssigen Medium zu erkennen.
Erfindungsgemäß ist dazu eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Erkennung von Gaseinschlüssen in einem zähflüssigen Medium geschaffen, bei dem eine Menge des zähflüssigen Mediums einem erhöhten Druck ausgesetzt und die dabei eintretende Kompression des Mediums ermittelt wird. Dabei sind ein Messzylinder, in dem ein Kolben verschiebbar gelagert ist, eine Pumpe, die an einen Vorratsbehälter für ein zähflüssiges Medium anschließbar ist und die über eine Leitung mit dem Messzylinder verbunden ist, eine in der Leitung angeordnete Dosiereinrichtung, ein in der Leitung angeordnetes Absperrventil, eine dem Kolben des Messzylinders zugeordnete Antriebseinrichtung zur Aufbringung einer bestimmten Kraft und eine dem Kolben zugeordnete Wegmesseinrichtung vorgesehen.
Gemäß der Erfindung ist die Kolbenstange des in dem Messzylinder angeordneten Kolbens mit dem Kolben eines Antriebszylinders verbunden, der über ein Ventil mit einer pneumatischen oder hydraulischen Druckquelle verbunden ist. Bei der in dieser Weise ausgebildeten Vorrichtung ist der von der Wegmesseinrichtung ermittelte Hub des Kolbens in dem Messzylinder ein unmittelbares Maß für die in dem zähflüssigen Medium enthaltene Gasmenge.
Der Messzylinder ist erfindungsgemäß über ein Ventil mit einer Abgabeeinrichtung für das geprüfte zähflüssige Medium so verbunden, dass unter der von dem Antriebskolben ausgeübten Kraft das zähflüssige Medium portionsweise abgegeben werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ferner mit einem Verfahren zur Erkennung von Gaseinschlüssen in einem zähflüssigen Medium gelöst, bei dem eine Menge des zähflüssigen Mediums einem erhöhten Druck ausgesetzt und die dabei eintretende Kompression des Mediums ermittelt wird, bei dem ein Messzylinder, in dem ein Kolben verschiebbar gelagert ist, eine Pumpe, die an einen Vorratsbehälter für ein zähflüssiges Medium anschließbar ist und die über eine Leitung mit dem Messzylinder verbunden ist, eine in der Leitung angeordnete Dosiereinrichtung, ein in der Leitung angeordnetes Absperrventil, eine dem Kolben des Messzylinders zugeordnete Antriebseinrichtung zur Aufbringung einer bestimmten Kraft und eine dem Kolben zugeordnete Wegmesseinrichtung vorgesehen werden, und bei dem die Kolbenstange des in dem Messzylinder angeordneten Kolbens mit dem Kolben eines Antriebszylinders verbunden wird, der über ein Ventil mit einer pneumatischen oder hydraulischen Druckquelle verbunden wird.
Dabei wird erfindungsgemäß der Messzylinder über ein Ventil mit einer Abgabeeinrichtung so verbunden, dass unter der von dem Antriebskolben ausgeübten Kraft das zähflüssige Medium portionsweise abgegeben wird.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass zähflüssige Medien zumindest annähernd inkompressibel sind, so dass eine unter erhöhtem Druck eintretende Kompression des Mediums das Vorhandensein von Einschlüssen aus einem kompressiblen Gas, wie z. B. Luft anzeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine zuverlässige Dosierung von zähflüssigen Medien aller Art, wie z. B. Fett. Damit wird die Qualität bei der Montage erhöht, und Ausfälle von Lagern infolge einer unzureichenden Fettmenge werden vermieden. Dies ist bei Maschinenelementen mit hochwertigen und daher kostspieligen Lagern, wie z. B. Gelenkwellen von Kraftfahrzeugen, von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass aus dem zähflüssigen Medium ein Körper gebildet wird, der eine bestimmte Länge und eine bestimmte Querschnittsfläche aufweist, dass auf den Körper in Längsrichtung eine bestimmte Kraft ausgeübt wird, und dass die dabei eintretende Längenänderung des Köpers gemessen wird. Durch diese Vereinheitlichung des Volumens und der Querschnittsfläche des Körpers und der auf diesen ausgeübten Kraft wird eine Standardisierung des Messergebnisses erreicht. Die erfolgte Längenänderung des Köpers ist somit ein unmittelbares Maß für die darin enthaltene Gasmenge.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der einzigen Figur der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Erkennung von Gaseinschlüssen in einem zähflüssigen Medium schematisch dargestellt.
Ein Vorratsbehälter 1 für ein zähflüssiges Medium, wie z. B. Fett ist über eine Leitung 2 mit einem Messzylinder 3 verbunden. In der Leitung 2 sind eine Pumpe 4, ein Absperrventil 5, eine Druckmesseinrichtung 6 und eine Dosiereinrichtung 7, wie z. B. eine Volumenmesszelle, und ein Dreiwegeventil 8 angeordnet. Die beiden Ausgänge des Dreiwegeventils 8 sind mit dem Messzylinder 3 bzw. mit einer Abgabeeinrichtung 9 verbunden. In dem Messzylinder 3 ist ein Kolben 10 verschiebbar gelagert, dessen Kolbenstange 11 mit dem Kolben 12 eines hydraulischen oder pneumatischen Antriebszylinders 13 verbunden ist. Der Kolbenstange 12 ist eine Wegmesseinrichtung 14 zugeordnet. Die beiden Räume des Antriebszylinders 13 sind über Leitungen 15 und 16 mit einem Zweiwegeventil 17 verbunden, das seinerseits mit einer pneumatischen oder hydraulischen Druckquelle 18 verbunden ist. In der den Arbeitsraum des Antriebszylinders 13 mit dem Zweiwegeventil 17 verbindenden Leitung 15 ist eine Druckmesseinrichtung 19 angeordnet. In der das Dreiwegeventil 8 mit dem Messzylinder 3 verbindenden Leitung 20 ist eine Druckmesseinrichtung 21 angeordnet.
Die vorstehend beschriebenen Einrichtungen, wie Pumpen, Messeinrichtungen, Ventile u. s. w. sind mit einer (nicht gezeigten) elektronischen Steuereinheit verbunden, die einen automatisierten Betrieb der Vorrichtung ermöglicht.
Die Vorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau arbeitet folgendermaßen:
Bei geöffnetem Absperrventil 5 und geöffnetem Dreiwegeventil 8 wird von der Pumpe 4 über die Leitungen 2 und 20 ein zähflüssiges Medium, wie z. B. Fett, in den Messzylinder 3 eingespeist. Von dem zugeführten zähflüssigen Medium wird der in dem Messzylinder 3 geführte Kolben 10 nach oben gedruckt, und die in dem Messzylinder 3 enthalten Luft wird durch eine (nicht gezeigte) Entlüftungsbohrung verdrängt. Nachdem über die Leitungen 2 und 20 dem Messzylinder 3 eine bestimmte Menge des zähflüssigen Mediums zugeführt wurde, was von der Dosiereinrichtung 7 überwacht wird, wird das Dreiwegeventil 8 geschlossen. Zur Steigerung der Arbeitsgenauigkeit der Vorrichtung kann die in den Messzylinder 3 eingebrachte Menge des zähflüssigen Mediums zusätzlich zu der Dosiereinrichtung 7 auch über den Hub des Kolbens 10 mittels der Wegmesseinrichtung 14 überwacht werden. Daraufhin wird der Arbeitsraum des Antriebszylinders 13 über die Leitung 15 und das Zweiwegeventil 17 mit der Druckquelle 18 verbunden. Der andere Raum des Antriebszylinders 13 wird über die Leitung 16 und das Zweiwegeventil 17 mit der Atmosphäre verbunden. Die dadurch auf den Antriebskolben 12 ausgeübte Kraft wird über die Kolbenstange 11 auf den Kolben 10 des Messzylinders 3 übertragen. Wenn das in den Messzylinder 3 zugeführte zähflüssige Medium keinerlei Gaseinschlüsse enthält, dann ist es zumindest annähernd inkompressibel, was bedeutet, dass der Kolben 10 an einer Abwärtsbewegung gehindert ist. Im Gegensatz zu einem zähflüssigen Medium ist Gas kompressibel. Wenn daher in dem zähflüssigen Medium Gaseinschlüsse enthalten sind, dann wird der Kolben 10 unter gleichzeitiger Kompression der Lufteinschlüsse eine Abwartsbewegung ausführen. Diese Kompression und damit die Abwärtsbewegung des Kolbens 10 hängt von dem in dem Messzylinder 3 eingeschlossenen Gasvolumen ab. Da einerseits die in dem Messzylinder 3 enthaltene Menge des zähflüssigen Mediums von der Dosiereinrichtung auf einem gleichbleibenden Wert gehalten wird, und da andererseits die auf den Kolben 10 ausgeübte Kraft konstant gehalten wird, kann die Messeinrichtung geeicht werden. Anhand des von der Wegmesseinrichtung 14 gemessenen Hubes der Kolbenstange 11 bzw. des Kolbens 10 kann daher unmittelbar das in dem zähflüssigen Medium eingeschlossenen Gasvolumen ermittelt werden.
Auf das zähflüssige Medium muss ein ausreichender Druck ausgeübt werden, damit beim Vorhandensein von Gaseinschlüssen eine messbare Kompression eintritt. Da die Fläche des Antriebskolbens 13 wesentlich größer ist als diejenige des Kolbens 10, ist zur Erzielung dieses Arbeitsdruckes jedoch ein wesentlich geringerer Druck der hydraulischen oder pneumatischen Druckquelle 18 ausreichend.
Wenn die von der Wegmesseinrichtung 14 gemessene Kompression des zähflüssigen Mediums unter einem vorgegebenen Wert liegt, dann ist dies ein zuverlässiger Hinweis darauf, dass das Volumen des in dem zähflüssigen Medium eingeschlossenen Gases unter einem zulässigen Höchstwert liegt. Das Dreiwegeventil 8 wird daraufhin von der (nicht gezeigten) Steuereinrichtung umgestellt, um den Messzylinder 3 mit der Abgabeeinrichtung 9 zu verbinden. Unter der von dem Antriebskolben 12 ausgeübten Kraft kann dann das zähflüssige Medium portionsweise abgegeben werden.
Falls bei der Kompression des in dem Messzylinder 3 enthaltenen zähflüssigen Mediums von der Wegmesseinrichtung 14 ein den vorgegebenen Grenzwert übersteigender Hub der Kolbenstange 11 ermittelt wird, dann ist dies ein Zeichen dafür, dass in dem Medium eine unzulässig hohe Gasmenge eingeschlossen ist. In diesem Fall wird von der Wegmesseinrichtung 14 ein Störsignal an die Steuereinheit abgegeben, um eine Weiterleitung des zähflüssigen Mediums an die Abgabeeinrichtung 9 zu verhindern, was durch ein entsprechendes optisches oder akustisches Fehlersignal angezeigt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Vorratsbehälter
2: Leitung
3: Messzylinder
4: Pumpe
5: Absperrventil
6: Druckmesseinrichtung
7: Dosiereinrichtung
8: Dreiwegeventil
9: Abgabeeinrichtung
10: Kolben in 3
11: Kolbenstange
12: Kolben in 13
13: Antriebszylinder
14: Wegmesseinrichtung
15: Leitung
16: Leitung
17: Zweiwegeventil
18: Druckquelle
19: Druckmesseinrichtung
20: Leitung
21: Druckmesseinrichtung

Claims

Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Erkennung von Gaseinschlüssen in einem zähflüssigen Medium, bei dem eine Menge des zähflüssigen Mediums einem erhöhten Druck ausgesetzt und die dabei eintretende Kompression des Mediums ermittelt wird, wobei ein Messzylinder (3), in dem ein Kolben (10) verschiebbar gelagert ist, eine Pumpe (4), die an einen Vorratsbehälter (1) für ein zähflüssiges Medium anschließbar ist und die über eine Leitung (2, 20) mit dem Messzylinder (3) verbunden ist, eine in der Leitung (2) angeordnete Dosiereinrichtung (7), ein in der Leitung (2, 20) angeordnetes Absperrventil (8), eine dem Kolben (10) des Messzylinders (3) zugeordnete Antriebseinrichtung (11, 12, 13) zur Aufbringung einer bestimmten Kraft und eine dem Kolben 10 zugeordnete Wegmesseinrichtung (14) vorgesehen sind, und wobei die Kolbenstange (12) des in dem Messzylinder (3) angeordneten Kolbens (10) mit dem Kolben (12) eines Antriebszylinders (13) verbunden ist, der über ein Ventil (17) mit einer pneumatischen oder hydraulischen Druckquelle (18) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzylinder (3) über ein Ventil (8) mit einer Abgabeeinrichtung (9) so verbunden ist, dass unter der von dem Antriebskolben (12) ausgeübten Kraft das zähflüssige Medium portionsweise abgegeben werden kann.
Verfahren zur Erkennung von Gaseinschlüssen in einem zähflüssigen Medium, bei dem eine Menge des zähflüssigen Mediums einem erhöhten Druck ausgesetzt und die dabei eintretende Kompression des Mediums ermittelt wird, bei dem ein Messzylinder (3), in dem ein Kolben (10) verschiebbar gelagert ist, eine Pumpe (4), die an einen Vorratsbehälter (1) für ein zähflüssiges Medium anschließbar ist und die über eine Leitung (2, 20) mit dem Messzylinder (3) verbunden ist, eine in der Leitung (2) angeordnete Dosiereinrichtung (7), ein in der Leitung (2, 20) angeordnetes Absperrventil (8), eine dem Kolben (10) des Messzylinders (3) zugeordnete Antriebseinrichtung (11, 12, 13) zur Aufbringung einer bestimmten Kraft und eine dem Kolben 10 zugeordnete Wegmesseinrichtung (14) vorgesehen werden, und bei dem die Kolbenstange (12) des in dem Messzylinder (3) angeordneten Kolbens (10) mit dem Kolben (12) eines Antriebszylinders (13) verbunden wird, der über ein Ventil (17) mit einer pneumatischen oder hydraulischen Druckquelle (18) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzylinder (3) über ein Ventil (8) mit einer Abgabeeinrichtung (9) so verbunden wird, dass unter der von dem Antriebskolben (12) ausgeübten Kraft das zähflüssige Medium portionsweise abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem zähflüssigen Medium ein Körper gebildet wird, der eine bestimmte Länge und eine bestimmte Querschnittsfläche aufweist, dass auf den Körper in Längsrichtung eine bestimmte Kraft ausgeübt wird, und dass die dabei eintretende Längenänderung des Körpers gemessen wird.