DE60017280T2

DE60017280T2 - Schmiermittelpumpe

Info

Publication number: DE60017280T2
Application number: DE60017280T
Authority: DE
Inventors: Uno Per RYDIN; Plof Pär FUNCK; Niklas Rehn; Erik Hans ALVELING
Original assignee: SKF Engineering and Research Centre BV
Current assignee: SKF Engineering and Research Centre BV
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: WO2001033133A1; DE60017280D1; CN1384907A; CN1139740C; KR100762759B1; EP1226385B1; US6695590B1; NL1013446C2; EP1226385A1; KR20020044581A; JP2003513202A; AU1560001A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schmiermittelpumpe entsprechend dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Verbinden einer Schmiermittelpumpe mit einer Vielzahl von Schmierungspunkten über Kanäle oder Leitungen ist schon bekannt, so dass Schmiermittel, beispielsweise Fett oder Öl, von derselben Pumpe an eine Vielzahl unterschiedlicher Schmierungspunkte herausgepumpt werden kann.
Verstopfungen können in den Kanälen und Leitungen auftreten, so dass das Schmiermittel nicht herausgepumpt werden kann. Solche Verstopfungen können z.B. in Form einer verstopften Düse, Schmutz in dem Schlauch oder einfach einer zerdrückten Leitung vorliegen. Diese Verstopfungen führen zu schlechten Betriebsbedingungen der Pumpe, aber vor allem des Apparats oder der Vorrichtung, zu der die Leitung mit der Verstopfung führt, da der Apparat nur eine unzureichende oder keine Versorgung mit Schmiermittel erhält. Unzureichende Schmierung wird häufig erst spät entdeckt und wenn sie entdeckt wurde, hat schon eine Schädigung stattgefunden, was teure Reparaturen und kostspielige Ausfallzeiten nach sich zieht. In Fällen einer unzureichenden Schmierung, wobei viele Leitungen verbunden sind, ist es schwierig festzustellen, welcher der Schmierungspunkte unzureichende Schmierung erhalten hat. Dies führt zu zusätzlicher Lokalisierungsarbeit, die schwierig und zeitaufwendig ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung bereitzustellen, die die vorher beschriebenen Probleme eliminiert oder zumindest reduziert. Dies wird erreicht durch die Schmiermittelpumpe gemäß dem kennzeichnenden Teil in Anspruch 1.
Zusätzlich weisen bevorzugte Ausführungsformen jedes oder einige der Merkmale auf, die in den Unteransprüchen spezifiziert werden.
Die Erfindung wird im Einzelnen mit Hilfe der angeführten Zeichnung erläutert, die Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung darstellt.
1 zeigt in einer teilweise aufgeschnittenen Darstellung ein Beispiel einer Schmiermittelpumpe.
2 zeigt ein Beispiel eines Kolbens.
3 zeigt ein Beispiel eines exzentrischen Rades.
4 zeigt die Größe eines Außengehäuses, welches 360° einer Zylinderbohrung abdeckt.
5 zeigt ein Beispiel eines Gehäuses mit einer Zylinderbohrung und einem Auslass.
6 zeigt eine Teilvergrößerung einer aufgeschnittenen Ansicht der Schmiermittelpumpe aus 1.
7 zeigt in einer aufgeschnittenen Ansicht einen Kolben in einem Auslass.
In 1 bezeichnet 1 allgemein eine Schmiermittelpumpe mit einer Kammer 2 für ein Schmiermittel 3. Die Kammer 2 ist eingerichtet, um Standardkapseln aufzunehmen, welche Schmiermittel enthalten. Eine Kompressionsfeder 4 ist an dem ersten Ende der Kammer 2 angeordnet, die darauf eingerichtet ist, um Druck auf das Schmiermittel über einen Kolben 5 auszuüben, wodurch das Schmiermittel 3 in die Kammer 2 gepresst wird. Ein Pumpengehäuse 6 ist mit dem zweiten Ende der Kammer 2 verbunden und umfasst einen Einlass 7 mit einem Rückschlagventil 8, eine Vielzahl von Auslässen 9, jeder mit einem Rückschlagventil 10, einer axialen Zylinderbohrung 11 und einem Kolben 12. Der Einlass 7 befindet sich zwischen der Schmiermittelkammer 2 und dem Kolben 12. Die Auslässe 9 führen von der Zylinderbohrung 11 radial aus dem Pumpengehäuse 6. Das Rückschlagventil 8 ist mit dem Einlass 7 verbunden angeordnet und eingerichtet, um dem Schmiermittel 3 zu erlauben, dass es von der Kammer 2 an die Bohrung 11 abgegeben wird, aber nicht in die entgegengesetzte Richtung. Die Rückschlagventile 10 sind ebenso an jedem Auslass 9 angeordnet, allerdings im Gegensatz zu dem Rückschlagventil 8 am Einlass 7 erlauben die Rückschlagventile am Auslass nur, dass Schmiermittel von der Bohrung 11 abgegeben wird. Der Kolben 12 ist eingerichtet, um eine reziproke Bewegung in der Bohrung 11 durchzuführen. Eine Kolbenbewegung weg von dem Einlass 7 bewirkt, dass die Bohrung 11 sich mit Schmiermittel 3 auffüllt. Eine Kolbenbewegung in die entgegengesetzte Richtung, d.h. in Richtung des Einlasses 7 und in Verbindung mit den Rückschlagventilen 10 und 8, bewirkt, dass Schmiermittel 3 aus der Bohrung 11 zu dem Auslass 9 gepumpt wird. Mindestens eine Schmiermittelleitung 13 ist mit dem Pumpengehäuse 6 an einem der Ausgänge 9 verbunden, so dass Schmiermittel 3 von der Bohrung 11 über den Auslass 9 und die Schmiermittelleitung 13 an einen Schmierungspunkt (nicht dargestellt) abgegeben wird.
Der Kolben 12, der in 2 vergrößert dargestellt ist, umfasst eine Distaloberfläche 12a, einen Auslass 12b, eine radiale Durchgangsöffnung 12c und einen Schlitz 12d, welcher an der Öffnung 12c angeordnet ist. Der Auslass 12b ist vorzugsweise zentral in dem Kolben 12 platziert und erstreckt sich von der Distaloberfläche 12a zu der Öffnung 12c hin. Die Öffnung 12c verbindet dadurch den Auslass 12b mit dem Schlitz 12d, der den Kolben 12 umgibt. Wenn sich der Kolben 12 in Richtung des Einlasses 7 bewegt, wird damit Schmiermittel 3 in einer radialen Richtung über den Auslass und die Öffnung 12c zusammen mit dem Schlitz 12d herausgedrückt. An vorbestimmten Kolbenpositionen ist demnach Durchgang von dem Auslass 12b über die Öffnung 12c zu dem vorbestimmten Auslass 9 möglich. Die vorbestimmten Positionen sind im Wesentlichen hintereinander in Folge in Richtung der Kolbenbewegung 12 angeordnet, so dass im Wesentlichen jeweils ein Durchgang offen ist.
Wenn das Schmiermittel 3 nicht einen beliebigen Auslass 9 verlassen kann, beispielsweise aufgrund einer Verstopfung in der Leitung 13 oder dem Auslass 9, unterbricht der Kolben 12 seine Bewegung in Richtung des Einlasses 7 aufgrund der Tatsache, dass der Druck in dem Schmiermittel über Normal ansteigt. Die Position, bei der der Kolben 12 stoppt, wird von der Lage des Schlitzes 12d an dem Kolben in Verbindung mit der Position des fraglichen Auslasses bestimmt. Mit dem Kolben ist ein Positionssensor 22 operativ verbunden, der angepasst ist, um die Position des Kolbens 12 abzulesen und um dies an eine Anzeigeeinheit zu kommunizieren, welche ihrerseits eingerichtet ist, um zu warnen, dass ein Schmierungspunkt kein Schmiermittel erhält.
In den bevorzugten Ausführungsformen ist der axiale Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Auslässen 9 etwas geringer als die axiale Ausdehnung des Schlitzes 12d. Der Schlitz 12d ist demnach mit zwei aufeinander folgenden Auslässen, z.B. 9a und 9b, für einen kurzen Abschnitt des Kolbenweges verbunden. Dies ist so, damit der Kolben 12 nicht zwischen zwei Auslässen 9 stoppt. Der Abstand zwischen einem ersten und einem dritten Auslass, z.B. 9a und 9c, ist andererseits so groß, dass der Kolben 12 stoppt, wenn eine Verstopfung auftritt. Die Auslässe 9 sind darüber hinaus in parallelen Helixen angeordnet und sind in 5 durch zwei im Wesentlichen entgegengesetzten Gruppen von vier Auslässen pro Gruppe verdeutlicht. Während einer Kolbenbewegung wird Schmiermittel in die Auslässe 9 geleitet, nacheinander von 9a bis 9d. Diese Anordnung der Auslässe 9 ergibt ein kompaktes Gehäuse 6 und erleichtert die Installation der Pumpe 1.
Die Quantität des Schmiermittels 3, das durch einen einzelnen Auslass, z.B. 9b, von der Kolbenbewegung für einen gegebenen Auslassdurchmesser gepumpt wird, ist proportional zu dem Abstand des vorhergehenden Auslasses 9a. Um auch sicherzustellen, dass der erste Auslass 9a immer die gleiche Quantität an Schmiermittel 3 erhält, ist ein Blindauslass 24 vor dem Auslass 9a angeordnet und ist darauf eingerichtet, dass Schmiermittel 3 in die Kammer 2 zurückgelangt. So führen kleinste Variationen in der Kolbenbewegung nicht zu dem Erhalt von unterschiedlichen Quantitäten an Schmiermittel in dem ersten Auslass 9a. Der Blindauslass 24 bewirkt auch, dass zu lange Kolbenbewegungen nicht einen Kolbenstopp bewirken.
In den Auslässen 9 sind eine Innendichtung 25 und eine Außendichtung 26 vorgesehen. Die Innendichtung 25 ist angepasst, um die Leitung 13 in einem ersten Schritt abzudichten, wenn der Auslass Schmiermittel an einen Schmierungspunkt abgibt. Die äußere Dichtung 26 ist angepasst, um einen Stopfen 14 andererseits abzudichten, wenn der Auslass kein Schmiermittel an den Schmierungspunkt abgibt. Die Rückführung 15 öffnet sich zwischen diesen zwei Dichtungen 25, 26 und verbindet jeden Auslass 9 mit der Kammer 2. Wenn der Kolben 12 sich gegen den Einlass 7 bewegt und demnach der Schlitz 12d einen verstopften Auslass 9 erreicht, erfolgt kein signifikanter Anstieg im Druck in dem Schmiermittel 3 in dem Auslass 12b und die Bewegung des Kolbens 12 setzt sich über den verstopften Auslass 9 hinaus fort.
Die Pumpe wird vorzugsweise von einem Elektromotor 19 betrieben, der eingerichtet ist, um den Kolben 12 weg von dem Auslass 7 mittels einer Übersetzung 18 und einem exzentrischen Rad 21 zu bewegen. Das exzentrische Rad 21 weist zwei helixförmige Spuren 21a auf, von denen eine in 3 dargestellt ist. Die helixförmigen Spuren 21a des exzentrischen Rades sind aneinander gegenüberliegend und parallel zueinander angeordnet. Ein Stift 20, der mit dem Kolben 12 in einem rechten Winkel verbunden ist, ist eingerichtet, um in den helixförmigen Spuren 21a in der Drehrichtung 21c des exzentrischen Rades zu laufen, wenn letzteres sich dreht. An dem Endpunkt 21b der helixförmigen Spuren 21a wird der Kontakt zwischen dem Stift 20 und den helixförmigen Spuren 21 unterbrochen. Eine Spiralfeder 17 führt den Kolben 12 zurück und den Stift 20 in einen Schlitz in dem exzentrischen Rad 21 in der axialen Richtung der Bohrung 11 hin zu dem Einlass 7.
Die Anzeigeeinheit 23 ist mit der Pumpe 1 gekoppelt und mit dem Positionssensor 22, einem Lastsensor 27 und einem Kontakt 28 verbunden. Der Positionssensor 22 steht in operativem Kontakt mit dem Kolben 12. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor 22 an dem exzentrischen Rad 21 angeordnet, da dort mehr Raum und geringere Probleme mit Verschmutzungen vorhanden sind. So wird die Kolbenposition mittels des exzentrischen Rades 21 nur dann bestimmt, wenn es in operativen Kontakt mit dem Kolben 12 steht, d.h. wenn der Stift 20 gegen die helixförmige Spur 21a drückt. Der Lastsensor 27 misst die Last des Motors 19 und entscheidet, ob der Stift 20 in Kontakt mit den helixförmigen Vertiefungen 21 steht. Sollte eine Verstopfung in der Leitung 13 auftreten, führt die Feder 17 den Kolben 12 nicht in seine normale Startposition zurück, sondern unterbricht an einer beliebigen Stelle seinen Weg. Dies bedeutet, dass bei Drehung des exzentrischen Rads 21 der Stift 20 in Eingriff in die helixförmigen Vertiefungen 21a näher an den Endpunkt 21b der helixförmigen Spuren als üblich heranführt. In dieser Position steigt die Motorlast und der Lastsensor 27 übermittelt ein Signal an die Anzeigeeinheit 23, die eingerichtet ist, um aus den Signalen des Sensors 22 und des Sensors 27 zu berechnen, wo der Kolben sich befindet und somit zu bestimmen, welcher Auslass 9 nicht funktioniert. Der Kontakt 28 ist angepasst, um von dem Kolben 5 gedrückt zu werden, wenn das Schmiermittel 3 in der Kammer 2 geleert ist.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Kolbensensor 22 direkt an dem Kolben 12 angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform ist der Kolben 12 mit dem Antrieb 19 über eine Verbindungsstange und einem Kurbelhub verbunden, wobei dies bedeutet, dass die Rückholfeder 17 ersetzt ist.

Claims

Schmiermittelpumpe (1), die ein Gehäuse (6) umfasst, welches mit Auslässen (9) und einer Schmiermittelkammer (2) versehen ist, einen Kolben (12), welcher mittels einer elektrischen Antriebseinrichtung (19) axial in einer axialen Zylinderbohrung (11) in dem Gehäuse (6) verschiebbar ist, wobei der Kolben an einem ersten Ende einen axialen Auslass (12b) aufweist, der mit einer Durchlassöffnung (12c) verbunden ist, die im Wesentlichen radial an dem Kolben angeordnet und angepasst ist, bei einer vorbestimmten Kolbenposition den axialen Auslass (12b) mit einem vorbestimmten Auslass (9) zu verbinden, wobei das zweite Ende des axialen Auslasses (12b) mit der Schmiermittelkammer (2) über einen Einlass (7) und ein Rückschlagventil (8) verbunden ist, welches zusammen mit dem Einlass (7) angepasst ist, damit die Bohrung (11) mit Schmiermittel gefüllt werden kann, wobei die Auslässe (9) im Wesentlichen aufeinander folgend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet sind, dass ein Positionssensor (22) angepasst ist, um die Stellung des Kolbens (12) im Falle eines Kolbenstopps abzulesen.
Schmiermittelpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Auslass (9), der nicht zur Schmierung verwendet wird, ein Stopfen (14) vorgesehen ist, der einen Rücklauf von Schmiermittel (3) in die Schmiermittelkammer (2) gestattet.
Schmiermittelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Lastsensor (27), der angepasst ist, um die elektrische Last an der Antriebseinrichtung (19) zu messen und eine Anzeigeeinheit (23), die angepasst ist, um die Last auf der Basis der Kolbenstellung anzuzeigen.
Schmiermittelpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein exzentrisches Rad (21) funktionsfähig mit der Antriebseinrichtung (19) verbunden und angepasst ist, unter Drehung den Kolben (12) axial von dem Einlass (7) wegzubewegen, um das Füllen der Bohrung (11) mit Schmiermittel (2) zu ermöglichen.
Schmiermittelpumpe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das exzentrische Rad (21) einen Schlitz in der axialen Richtung der Bohrung aufweist, um den Kolben (12) freizugeben, welcher eine Feder aufweist, die angepasst ist, um den Kolben (12) in Richtung des Einlasses (7) zurückzusetzen.
Schmiermittelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor (22) angepasst ist, um aus der Position des exzentrischen Rades (21) die Kolbenposition abzulesen.
Schmiermittelpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Antriebseinrichtung (19) von einem Elektromotor gebildet wird.
Schmiermittelpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Auslässe (9) in die Zylinderbohrung (11) im Wesentlichen entlang paralleler Helixlinien öffnen.
Schmiermittelpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blindauslass (24) in Bewegungsrichtung des Kolbens hin zum Einlass (7) vor dem Auslass (9) angeordnet ist.
Schmiermittelpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Schlitz (12d) in der äußeren Oberfläche des Kolbens quer zu der Bewegungsrichtung des Kolbens befindet und mit den radialen Öffnungen (12c) verbunden ist.