专利名称：特别用于润滑剂的计量泵，具有用于该计量泵的膨胀驱动装置、润滑剂容器以及润滑方法
技术领域：
本发明涉及一种计量泵，特别是用于润滑剂的计量泵，其具有通过至少一个传动装置驱动的至少一个计量活塞，以及涉及一种润滑方法，优选地用于至少一个润滑位置的长时间润滑，其中，以预定时间间隔通过计量活塞向至少一个润滑位置供给润滑剂。
背景技术：
这种计量泵用于例如利用诸如油、低粘度润滑脂或润滑脂，对机器部件，如机床中的线性导向单元和直线往复运动球轴承，进行润滑。然而，这种中心式润滑设备的缺点是，从中心式计量泵到机器部件中的润滑位置的管线非常长。由于在较大的时间间隔中仅利用非常少的润滑剂量进行润滑，那么可能导致润滑剂在到润滑位置的路径上老化。为了避免其发生，可以向机器部件局部地供给润滑剂。
机器部件的这种局部供给方式特别在线性导向装置中通过所谓的附加部件实现。附加部件具有润滑剂容器，在线性导向装置运动期间润滑剂从该容器以无泵方式被供给。附加部件供应用于运转时间达三年的润滑剂，从而线性导向装置在这三年中不必进行保养。由于附加部件的应用，一方面可以省却购置成本方面较昂贵的中心式润滑设备。另一方面，润滑剂在从附加部件到润滑位置的短管线中不会发生老化。然而，这种附加部件的缺点是，该附加部件仅可以完成有限的润滑任务。例如当冷却乳剂或多或少地冲洗线性导向装置上的润滑剂时，那么在使用冷却乳剂的机床中就会有问题。
鉴于局部或分散润滑，现有技术中也涉及到了带有作为传动装置的起重电磁铁的计量泵。然而这些计量泵很昂贵，并且其对于集成到机器部件中来说常常太大。
例如，在GB 1,187,637 A中描述了一种带有计量泵的自动润滑装置。在EP 0 376 815中描述了另一种润滑剂泵，并且在US3,686,857中描述了一种传动装置。
在附加部件中，迄今为止所使用的计量泵的缺点在于，计量泵所需的安装空间相对较大。因此，配备有局部计量泵的线性导向单元和直线往复运动球轴承在机床中需要额外的安装空间，这一点同样也是不希望的。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种具有更紧凑结构的计量或定量泵以及一种润滑方法，从而使局部润滑以及将计量泵集成到待润滑的机器部件中成为可能。
根据本发明，用于开头所述的计量泵的目的由此实现，即传动装置包括至少一个加热元件和可通过加热元件加热的至少一个膨胀元件。
根据本发明，对于开头所述方法的目的由此实现，即加热膨胀元件，以移动计量活塞。
通过惊人简化的结构措施，由于作为促动器的膨胀元件具有非常高的功率密度，即每个所产生的功率单位具有很小的尺寸，所以计量泵的尺寸可以显著地减小。这使得计量泵可以安装在甚至更小的安装空间内，并且使至今只能通过中心润滑设备进行润滑的也较小的线性导向单元或直线往复运动球轴承，可以通过根据本发明的计量泵进行润滑。借助于膨胀元件的驱动装置的另一个优点在于，用来驱动传统的起重电磁铁的驱动电流可以基本上不用改变地用来对加热元件进行加热。因此，根据本发明的计量泵可以完全取代传统的计量泵，而没有必要在控制计量泵的控制单元的一侧上进行调整。
在膨胀元件中使用的膨胀材料具有高热膨胀系数，并且由此在被加热时膨胀至可以移动计量活塞的程度。例如蜡可以作为膨胀材料使用，蜡在被加热元件加热时溶化并且膨胀。膨胀材料容纳在膨胀元件的室中，计量活塞或与计量活塞以传递运动的方式固定连接的工作活塞插入该室中，在膨胀材料膨胀时工作活塞从室中被挤压出来。为了节约生产成本，可以将商业上通用的膨胀元件安装到计量泵中，如膨胀元件通常在用于机动车的恒温器中使用。
在另一个设计方案中，计量泵可以具有至少一个气缸，计量活塞可伸缩地容纳在该气缸中。该气缸例如可以通过注射模塑技术生产。该气缸可以特别地与泵的壳体一体形成，并且可以集成到该壳体中，从而使所使用的零部件的数量减少且缩短了安装时间。该气缸以及也许壳体可以尤其由塑料，例如由玻璃纤维强化聚合物，(如，聚酰胺)或者其它合适的材料制成。可选地，也可以使用形成气缸的塑料衬套，该衬套例如安装在壳体的相应的间隙中，并且活塞可伸缩地容纳在该缝隙中。该衬套可以优选地由塑料，例如玻璃纤维强化聚酰胺或者其它合适的材料制成。
在运行中填充有润滑剂的气缸的区域作为计量室使用，在加热膨胀元件时计量活塞在该区域中移动，待计量的润滑剂容纳在计量室中。
在加热膨胀元件时出现的温差要求在计量活塞上具有较大的间隙尺寸，以考虑到计量活塞与气缸的不同热膨胀。此外，膨胀材料驱动装置的反应时间以及气缸中的压力产生相比较于借助行程气缸的驱动装置是很慢的，使得在没有采取相应的措施时，润滑剂穿过计量活塞与气缸之间的间隙而流出，并影响计量精确性。因此，在计量泵中通常使用的且具有较低公差的间隙密封可以不再使用。在一个有利的设计方案中，在活塞径向方向上为弹性的密封元件设置在计量活塞与气缸之间的间隙中，以避免不同温度时的泄漏损失。这种设计方案相对于间隙密封同时具有这样的优点，即对于活塞和气缸可以使用较粗糙的公差，这再次减少了生产成本。可选地，计量活塞和气缸也可以形成有间隙密封(即相对于彼此的间隙)，该间隙以紧润滑方式将气缸相对于计量活塞锁定。
为了能够同时供应多个润滑位置，在另一个有利的改进方案中，计量泵可以具有多个计量活塞，这些计量活塞由传动装置共同驱动的方式设置。这可以例如在一个改进方案中这样实现，即传动部件以传递运动的方式连接多个计量活塞，并且传动部件设置在传动装置与计量活塞之间。在另一个实施方案中，单个计量活塞也可以向多个润滑位置提供供给，利用计量活塞的活塞工作容积通过由计量装置控制打开的控制孔分配到各个润滑位置上。同样，当单个润滑位置有润滑剂需求，而该需求为单个计量活塞输送功率的多倍时，多个活塞也可以对单个的润滑位置提供供给。
为了将润滑剂引导至计量活塞上，供给管线可以通入到活塞行程的区域中，该供给管线在开口区域中具有入口轮廓。利用该入口轮廓防止了密封件用坏和磨损，该密封件与计量活塞在供给管线的开口上移动。该入口轮廓可以设计为半径(Radius)或者斜面的形状。如果应用多个计量活塞，通向不同计量活塞的供给管道可以在共同的润滑剂容器或者分配容器中终止。通过在活塞行程中，优选在活塞行程的开始区域中设置开口，当建立润滑压力时，供给管道自动地利用计量活塞封锁。通过这些措施，没有润滑剂回流到供给管道中，这导致润滑量计量减少，并且将导致润滑位置的不充分润滑。在活塞行程中输送到润滑位置的润滑剂的计量由从活塞行程点开始直到计量活塞的端部位置的计量活塞的活塞工作容积确定，在供给管道和排出物之间的连接从该活塞行程点之后关闭。
根据本发明另一个方案，在润滑剂排出口中设置止回阀，通过该排出口，润滑剂由计量泵输出，该止回阀可通流地设计为在利用传动装置移动的计量活塞中，间接地通过所输送的润滑剂设置到开启状态。通过止回阀避免了，在润滑位置一侧形成的压力使润滑剂在计量活塞的方向上向回输送，并且避免了，在活塞反行程时再次回吸润滑剂。
为了避免在膨胀元件中的膨胀材料由于过热而损坏，可以特别应用PTC-元件作为加热元件。因为PTC-元件的电阻变化曲线从基于PTC-元件组成的极限温度突然地升高，因此PTC-元件仅仅加热到该界限温度。根据本发明的另一个设计方案，如果PTC-元件的界限温度匹配于膨胀材料的热特性，那么可以以简单的方式防止由过高的热温度而烧毁或者破坏膨胀材料，而不必设置昂贵的温度控制装置。
为了在膨胀材料的传动之后使计量活塞再次返回到其初始位置，可以进一步地设置一个复位装置，通过该复位装置可以产生反向作用于传动装置的复位力。这种复位装置可以包括例如弹簧部件。然而，为了使传动装置不必克服复位力工作，而在另一个有利的设计方案中，该复位装置可以优选地具有另一个膨胀材料驱动装置形式的促动器，该促动器反作用于传动装置。该促动器可交替地作用于传动装置，以使计量活塞在其出口位置向回运动。
为了精密地执行计量活塞的移动，可以在活塞移动的每个方向上设置挡销，该挡销限定了活塞行程。传动装置以及也许复位装置的最大可能的工作行程如此测定，即工作行程各自越过挡销。借此确保计量活塞抵达挡销。该挡销可以与工作活塞、计量活塞或者在其间设置的移动传送部件共同起作用。
下面的设计方案致力于改进计量泵，通过该设计方案，计量泵保养间隔的延长可以超过由生产商承诺的润滑剂的保存期限。
在迄今应用的带有附加部件的润滑系统中的缺点在于，即附加部件最晚必须在三年之后更换。该时效大约相当于润滑剂的保存期限。
但是附加部件的更换需要拆除机床。由于在更换附加部件时机器需要停车，并且由于高的工资费用和替换零部件的费用导致在三年的保质期之后更高的费用。
为了解决该问题，本发明进一步涉及一种润滑剂容器，该润滑剂容器设计为可应用在任一个上述实施例中的计量泵中，可在计量泵上更换且可气密地安装。润滑剂容器具有至少部分由润滑剂充满的储备容积。
由于储备容积在计量泵上气密地固定，计量泵或者应用该计量泵的机器部件的保养间隔可以延长超过润滑剂实际的保存期限。通过对储备容积的气密封闭，外界环境不会影响到润滑剂，该润滑剂特别是既可以氧化又可以分解。此外储备容积可以如此测定，即在正常的运行中，在储备容积中容纳的润滑剂的数量足以不中断地润滑驱动装置至少五年。可选地，也可以应用具有较小的储备容积的标准润滑剂容器，可以用于轴承的至少三年无保养的运行。
在润滑剂容器中可以进一步集成有使储备容积置于压力之下的一个输送装置，例如以通过弹簧偏压的活塞的形式，该输送装置使容纳在储备容积中的润滑剂置于压力之下。利用该措施，润滑剂的自动吸取通过在活塞回程中产生的低压支持。
为了在润滑剂容器的储藏期间，储备容积中的润滑剂不暴露在损坏性的环境中，储备容积的输出开口通过优选地安装润滑剂容器时在计量泵上自动打开的封闭装置封闭，其中，润滑剂可以在运行中通过该输出开口输送给计量泵。该封闭装置可以例如设计为可撕破薄膜、铸件表面的形式，可以设计为由计量泵克服压力生成装置的压力打开的阀门的形式，或者设计为穿过在输出开口中形状配合保持的封闭体的形式，例如球的形式。止回阀也可以集成在输出开口中，该止回阀通过由输送装置产生的力抵压到封闭位置中。
在计量泵上可以设置相应的开启装置，通过该开启装置，闭锁装置优选地克服润滑剂容器中由输送装置产生的压力而转换到开启位置中。开启装置特别可以设计为插入到输出开口的杆或者销钉的形式。
在润滑剂容器的另一个优选的设计方案中，储备容积最后可以形成在可更换的筒中。该筒可以由基本弹性的容器制成，该容器由可弹性膨胀的或者可折叠的材料制成，从而利用不断地抽真空而形成没有空气填满的空室。根据该设计方案，该筒可以安装在润滑剂容器中，并且在抽空后更换。润滑剂容器可以具有用于筒的容纳部，其中该容纳部可以由输送装置限定，以使筒处于压力之下。
对于在特别是非常小的安装空间内的应用，根据本发明的计量泵可以具有润滑剂容器，该润滑剂容器集成在计量泵壳体的内部。润滑剂容器的储备容积与计量泵的气缸连接，由此，处于储备容积中的润滑剂可导入到气缸中。当计量活塞由润滑剂容器包围时，产生特别紧凑的单元。计量泵的壳体、气缸壳体的外围表面和润滑剂容器可以例如形成为圆柱形和/或彼此同心地设置，从而形成紧凑的、筒形的计量泵。
为了在操作后再次可靠地用润滑剂充满计量泵的气缸，在润滑剂容器中移动地设置有基本上在储备容积的方向上偏压的活塞。该活塞可以例如通过弹簧部件使储备容积处于压力之下，从而使润滑剂可以从储备容积中流到气缸中。
该活塞可以围绕气缸壳体移动地安装。其优点在于，气缸壳体同时设计为用于润滑剂容器活塞的结构简化的导向部件。同时，在活塞与气缸壳体之间彼此限定有大尺寸的导向面，设置的尺寸大得使活塞的卷曲成为不可能。为了在外部直径上形成用于活塞的额外的引导面，活塞可轴向移动地设置在计量泵的壳体的内侧。此外，活塞可以设计为环状活塞，该环状活塞可以作为旋转对称的旋转部分而廉价地生产。
为了可以从外部将润滑剂填充到润滑剂容器的储备容积中，计量泵可以具有润滑剂入口，润滑剂可以通过该润滑剂入口输入到储备容积中。所以当储备容积基本为空时，计量泵的该设计方案根据预先设定的使用时间或者操作的次数可再次填充或者重新应用。特别有利的是，当在润滑剂入口中设置止回阀时，避免了润滑剂从储备容积中外漏，且使填充简化。该止回阀可以例如设计为润滑接头。可选地，润滑剂入口也可以通过拧紧的堵头在运行时封闭。
接下来，参照附图，借助于不同的实施例，示例性地描述本发明。如上所述，当与各个特征相关的优点在特殊使用的情况下没有意义时，在单个实施例中不同的特征可以任意组合或者删除。图中示出图1示出了根据本发明的计量泵的第一实施例的示意性截面图；图2示出了根据本发明的计量泵的两个变形的示意性截面图；图3示出了根据本发明的计量泵的另一变形的示意性截面图；图4示出了沿着图2的截面Ⅲ-Ⅲ剖取视角的图2的计量泵；图5示出了具有筒(Kartusche)的润滑剂容器的示意性截面图；图6示出了筒的另一变形的示意性截面图；图7示出了根据本发明的计量泵的另一变形的示意性截面图。
具体实施例方式
首先借助图1说明根据本发明的计量泵1的构造，该图示出了计量泵1的示意性纵视图。
该计量泵1具有壳体2，在该壳体中设置一个或者多个气缸3。下面仅以一个气缸3的实例说明该构造。计量活塞4的端部可伸缩地容纳在气缸3中。
壳体2优选地由热传导系数低的塑料材料制成。气缸3由金属或者硬质的塑料制成，例如玻璃纤维强化聚合物(如聚酰胺)。气缸3可以特别是例如通过注射模塑工艺与壳体2一体地形成。因此气缸内壁的进一步加工是没有必要的。
在计量活塞4的另一端部施加操纵力K，该力将计量活塞4推入气缸3中。操纵力K由传动装置5产生。
根据本发明，传动装置5设计为膨胀材料驱动装置，并且包含室6中所容纳的膨胀材料，例如蜡材料。计量活塞4的与气缸3相对的端部在图1中所示的实施例中插入膨胀材料室6中。室6中的膨胀材料具有高的热膨胀系数，从而膨胀材料在被加热时很大程度地膨胀。特别是，膨胀材料在热处理造成的固-液相转变之后可以具有显著增大的体积。
膨胀材料室6除了开口外由壳体7包围，通过该开口计量活塞4插入膨胀材料室6。该壳体7优选地至少部分地由热传导材料，如金属或者金属合金制成。此外，壳体7相对于计量活塞4密封，从而当膨胀材料转变为液相时，膨胀材料本身不能从膨胀材料室6中漏出。
在壳体7的至少一侧上设置有电加热元件8，该加热元件与壳体7以热传导方式连接，从而由加热元件8产生的热量作用在膨胀材料室6中的膨胀材料上。加热元件可以包括例如带有热丝的热线圈。为了保持从加热元件8到膨胀材料室6中膨胀材料的热传导时的损耗尽可能的少，加热元件8尽可能整个表面抵靠在壳体7上。壳体2有限的热传导系数防止了加热元件8的热量传递给外部环境及由此造成的损害。因此壳体2作为热绝缘体使用。可选地，传动装置5同样可以由在壳体2中容纳的且包围壳体7和加热元件8的热绝缘外壳(Einhausung)(未示出)容纳。
通过电线9向加热元件8供给电能。当通过电线9的电能以热流的形式输送时，加热元件8自动地加热，进而膨胀材料室6中的膨胀材料被加热。
此外，计量泵1设置有复位装置10，该复位装置产生与操纵力K相反的复位力R。该复位装置10可以设计成支撑在壳体2与计量活塞4之间的弹簧部件的形式。
供给管线11通入气缸3，其中供给管线11的入口12设置在一个区域中，该区域在传动装置5产生行程H时由计量活塞4扫过。
气缸3在其与计量活塞4相对的端部上与计量泵的排出口13连接。该排出口13可以由止回阀14闭锁，其中止回阀14以流动方向从气缸3朝向排出口13方向开放的方式进行设计。在流动方向上，管线15可以连接在止回阀14之后，该管线通向消耗位置16，特别是润滑位置。该管线15可以通过快速连接器固定在计量泵1上。当然，止回阀14可以集成在壳体2中。
此外，计量泵1设置有固定装置17，润滑剂容器18可解除或不可解除地固定计量泵上。如图1所示，固定装置17可以具有卡钩，该卡钩将润滑剂容器保持在计量泵上。为了实现润滑剂容器18中的润滑剂质量即使在超过生产者限定的润滑剂保存期的使用期限之后不变坏，在固定装置17或者润滑剂容器18上设置有密封件19，该密封件使润滑剂容器18气密地保持在计量泵1上。为了能够简化润滑剂容器18的更换，润滑剂容器优选地以外部可取出的方式设置在待润滑的机器部件上。
润滑剂容器18优选地由透明材料构成，或者设置有用于视觉控制填充程度的可视狭槽。
如图1中可知，计量泵侧面的供给管线11对准润滑剂容器侧面上的输出口20，该管线形成在润滑剂容器18的壁21(例如底板或者盖)中，并且与储备容积22连接。
输送装置23集成在润滑剂容器18中，通过该输送装置储备容积22中保存的润滑剂被加压。输送装置23可以包括例如活塞24和朝向储备容积22的方向上挤压活塞24的弹簧部件25。弹簧部件的行程如此测定，即活塞24可以完全排空储备容积22。为了避免润滑剂容积22中润滑剂的氧化，活塞24气密地密封润滑剂容积。
在开口20的区域中，润滑剂容器18可以具有封闭件26，当润滑剂容器18安装在计量泵1上时，该封闭件自动地打开。因此，输出口20至少在第一次使用(即第一次将润滑剂容器18安装在计量泵1上)之前由封闭件26气密地封闭。密封件26可以设计为可撕薄膜、铸件表面、弹性偏压球体或者阀门的形式。
在将润滑剂容器18安装在计量泵1上时，为了使封闭件26自动地打开，计量泵1可以设置有开启装置27，例如心轴或者销钉。
接下来，简短地阐述图1中实施例的功能。
计量泵1同润滑剂容器18一起用来对至少一个润滑位置16进行超过几年的长期润滑，优选地超过至少五年。因此，计量泵1以预定的时间间隔操作，其中，在每一次操作消耗位置或者润滑位置16时，通过管线15输送预定的润滑剂容积。润滑剂容积量由气缸3中活塞的行程H和计量活塞4的横截面A根据公式A×H确定。行程H是计量活塞4的全部行程H′的部分，该行程H在关闭气缸3之后相对于供给管线11由气缸3中的计量活塞4回置。在封闭供给管线11之后，没有润滑剂可以回流到供给管线中，从而润滑剂被强制地输送到排出口13。气缸3作为计量室工作，它的容积确定了输出至消耗位置或润滑位置16的预定的润滑剂量。
为了控制计量活塞4，导线9由在时间t上改变的电控制信号30加载。在该控制信号30(图1所示)中，描绘在时间t上的电能P、电压和电流的乘积。可以知道，首先在时间段TS期间，通过导线9供应电能P0。其后，在时间段TP期间不供应电能，然后再次在时间段TS供应电能P0。时间段TP确定润滑间隔，在该润滑间隔期间，向润滑位置16供应润滑剂。
控制信号30可以通过SPS-控制设备产生，并且与迄今用于操纵计量泵中起重磁铁的信号符合。该控制设备还可以集成在壳体中。
在时间段TS期间，向传动装置5供应电能P0，该电能使加热元件8加热并且使计量活塞4移动。在时间TS流逝之后，当计量活塞4到达其端部位置时，切断电能P0，并且在间断时间TP流逝之后再次接通。由于在长时间润滑时，润滑只能必须以周为间隔发生，时间间隔TP为大约一周或者几周。在短时间的方向上，间断时间TP由过膨胀元件5的复位时间限定。
时间段TS的长度根据传动装置5的响应时间确定，该传动装置需要相同的时间使计量活塞4向图1所示的端部位置移动大约行程H。在图1所示的系统中，时间段TS为几分钟，例如大约2分钟。该时间也可以通过提高加热元件8的加热功率而缩短。在时间段TS期间，在导线9上提供的电能P0由加热元件8转化成热能，该热能传递到膨胀材料室6中的膨胀材料。该膨胀材料加热并且膨胀。如果例如蜡作为膨胀材料使用，那么蜡在熔化的同时扩大了体积。计量活塞4从膨胀材料室6压入气缸3中，并且将气缸3中的润滑剂通过排出口13和止回阀14输送到消耗位置16。
在时间段TS流逝和停止输送电能P0后，在膨胀材料室6中的膨胀材料以及加热元件8冷却。计量活塞4在复位装置10的作用下返回到其初始位置。通过止回阀14避免了润滑剂从消耗位置16流回气缸3中。通过供给管线11，新的润滑剂从储备容积22中流出。
由于储备容积22与计量泵1之间的气密连接，在储备容积22中、供给管线11中和气缸3中的润滑剂从整个体积直到止回阀14都没有老化，从而可以在经过超出润滑剂正常存储期的时间段而不更换润滑剂容器18的情况下使用计量泵。如下面将更确切地描述，当储备容积22集成在计量泵1中时，同样实现该优点。
由于计量泵1设置在消耗位置16附近，管线15相应较短，从而在管线15中也不会发生润滑剂的老化。储备容积22如此测定，即在时间段TS和润滑间隔之间的间断时间段TP期间，由计量泵1中输送的润滑剂容积中可以实现不中断润滑操作，特别是在计量泵1集成在线性导向装置中时实现了比应用附加部件更长的无保养使用。
如图1所示，在计量泵1中可以同时驱动多个计量活塞4，其中，单个计量活塞4的气缸3通过一个或多个供给管线11与储备容积22连接。每个单个的计量活塞4对应于一个排出口13和一个润滑位置16，该排出口通过与其对应的管线15向该润滑位置提供供给，该管线具有在其间设置的止回阀14。
图2示出了根据本发明的计量泵1的另一个实施例。因此对于功能和/或构造等同于或者类似于图1中实施例的部件使用与图1中相同的参考标号。
下面将描述图2的实施例的构造，其中仅对与图1中的实施例的不同点进行描述。
在图2中示出了位于计量泵1中心线M的上半部和下半部的气缸3和计量活塞4的两个不同的实施例。
首先描述两个变形的共同特征。
区别于图1的实施例，计量室2的加热元件8不具有加热线圈，而具有PTC-加热元件，该PTC-加热元件与膨胀材料室6(图2中未示出)的壳体7热传导地接触。
此外区别于图1的实施例，计量活塞4并不直接由传动装置5驱动。传动装置5具有工作活塞35，该工作活塞插入膨胀材料室6中，并且通过膨胀材料室6中的膨胀材料的膨胀而产生的操纵力K作用到工作活塞35上。移动传送部件36固定在该工作活塞上，计量活塞4保持在该移动传送部件上。移动传送部件36(如在图2中所示)可以构成为圆盘形。通过移动传送部件36，多个计量活塞4或者单个计量活塞可以以刚性移动的方式与传动装置5连接。因此在工作活塞35移动时，移动传送部件36同时移动多个计量活塞4。为了更好地热绝缘和/或电绝缘，移动传送部件36同样由具有较低的热传导系数和/或电传导系数的材料(如塑料)制成。
不同于图1中的实施例，复位装置10在图2的两个变形中没有设置在计量活塞4上，而是设置在传动装置5上，从而在使用多个计量活塞4时仅设置唯一的复位装置10。复位装置10直接作用在传动装置5上，并且支撑在计量泵1的壳体2与移动传送部件36之间，或者，在一个变形中支撑在工作活塞35上。
在图2中线M上部所示的变形具有下面的与图1实施例不同的特征。
在该变形中，设置有挡销37，为了限制计量活塞4的行程，并且由此确定计量活塞4的端部位置。挡销37设置在传动装置5的最大可能的行程和复位装置10的内部，从而可靠地实现通过挡销37确定的计量活塞4的端部位置。如图2中的上述变形所示，挡销可以与移动传送部件36共同起作用，或者，在另一个结构中，同样与各个计量活塞4共同起作用。
壳体2设置有凹槽或者孔，在孔中安装有衬套38。当计量活塞4以几μm的公差配合在衬套38中时，衬套38优选地由固态的且滑性的塑料或者同样的金属制成，例如钢或者黄铜。在最后一种情况下，可以放弃衬套38与计量活塞4之间的额外的密封。在穿过轴向方向并形成气缸3的衬套38的孔中容纳有计量活塞4。穿过轴向孔延伸的径向孔39与供给管线11连接。
衬套38设置有密封件40，利用该密封件密封计量活塞4与轴向孔之间的间隙；密封件41，利用该密封件，衬套38相对于壳体2被密封。密封件40在传动装置5的方向上密封计量活塞4，并且基于膨胀材料驱动装置的缓慢的反应时间，和由此产生的有限的计量活塞4的推送速度，该密封件可以防止润滑剂流到计量活塞4与气缸3之间的间隙，并且可以阻止改变预定的计量。
密封件40、41优选地是径向弹性的，以抵消当控制加热元件8时计量活塞4的热膨胀以及生产技术中不可避免的间隙。另一个密封件42设置在指向排出口13方向上由计量活塞4在行程H时扫过的区域中的衬套38的端部上。为了避免由于计量活塞4碾过而损坏密封件42，计量活塞4在其插入气缸3的端部上具有半径或者斜面形状的入口轮廓。
图2的上述变形的止回阀14在操纵传动装置5时设置在计量活塞4的端部位置附近，并且以一种制造方法实施。阀面43在其朝向气缸3的密封面上设置有由弹性体44制成的密封区域。
以其功能来说，图2的上述变形相应于实施例1的功能。
现在描述图2中在中线M下部示出的变形。该下半部仅仅对与图2的上述变形和图1的实施例的不同点作出说明。
在图2的下部变形中，气缸3以注塑法在生产壳体2的过进程中以注塑法直接形成在壳体2上。密封件45相对于壳体2在传动装置5的方向上密封计量活塞4。密封件45的功能相应于上面图2的变形的密封件30。
在图2的下部变形中，计量活塞4进一步设置有与计量活塞4一起移动的密封件46。计量活塞4的密封件46在操作传动装置5时通过供给管线11的开口延伸到气缸3中。为了防止磨损密封件2，供给管线11的开口区域具有如斜面或者半径的入口轮廓。
图2的下部变形其余的构造和功能符合上部变形的构造和功能。
图3示出了计量泵1的另一个变形，其中仅仅示出了计量活塞4和气缸3的构造。
为了在气缸3中避免在供给管线11的开口中制造复杂的入口轮廓，计量活塞4在轴向方向上分为区段4a和区段4b，其中区段4a的直径大于区段4b的直径。
区段4b设置在区段4a与排出口13之间。气缸3在轴向方向上分为具有较大直径的区段3a和具有较小直径的区段3b，其中供给管线通向区域3a。
计量活塞的区段4b的直径如此测定，即区段4b可以容纳在气缸的区段3b中。在排出口13方向上的区段4b的端部上设置有密封件46，该密封件在区段4b进入气缸区段3b时相对于区段3a密封区段3b，并且闭锁排出口13与供给管线11导管之间的连接。
在图3所示的计量活塞的出口位置中，计量活塞的区段4b从气缸区段3b处移出，并且在径向方向上与气缸区段3a的内壁保持间距，从而密封件不接触区段3a的气缸内壁。入口轮廓3c以滑入斜面的形状处于气缸区段3a与气缸区段3b之间的过渡区，从而密封件46逐渐插入气缸区段3b中。在图3中未示出的是，在计量活塞4的背离排出口13的端部上可以设置有另一个密封件40(参见图2)。
通过这种结构避免了在运行中密封件46在供给管线11的入口上扫过。
气缸区段3b内部的向着排出口13的端面形成了用于计量活塞4的挡销37，从而可以实现计量的精确确定。可选地，挡销37也可以设置在入口轮廓3c的区域中。
对于计量关系重大的行程H在图3的变形中这样计算，即密封件46相对于挡销37运动时，插入气缸区段3b直到端部位置的行程。
图4示出了沿着线III-III剖取的图2上部变形的截面图。
如所知道的，供给管线11设计为井状构造，该井状构造朝着储备容积22打开，并且在其余面上由壳体2包围。衬套38的孔39在井状构造中敞开，从而作为计量室工作的气缸3的集中式供给通过在衬套38中的供给管线11和孔39实现，如通过箭头46标明。
图5示出了润滑剂容器18的另一个实施例，其中，其部件鉴于其功能或者其构造由所给出的实施例中已知，因此使用相同的参考标号。在图4中，为了简便起见，计量泵1仅在入口和供给管线11的区域中再次给出。
图5的润滑剂容器18具有可更换的筒40，该筒安装在润滑剂容器18中，并且在该筒中形成有储备容积22。筒40由可折叠式的筒体制成，该筒体设计为在出口20的方向上可压缩。如在图5中所知道的，筒40设置在输送装置23和与可移动的(例如可拧上的或者可夹上的)润滑剂容器18的底板41之间，从而由输送装置23产生的压力通过底板向筒40施压，并且试图减小筒40的容积。
固定件17以卡口式连接的形式安装在底板41上。
在图5的实施例中，出口20由筒40构成。该出口位于由筒40或者润滑剂容器18在计量泵1的方向上延伸的、管形的突缘42的端部上，在该突缘上同样设置有密封件19。
出口20在交货状态下，在第一次使用之前，也就是说在第一次安装到计量泵1上之前，利用塞形的闭锁体43气密地封闭。
压销44处于供给管线11的入口中，该压销平行于供给管线11延伸，并且在固定在计量泵1上的润滑剂容器18中时，穿过出口20，并延伸到一个位置之后，闭锁体43在交货状态时设置在该位置上。因此当润滑剂容器18固定在计量泵上时，该闭锁体43自动地被压开并且开口20被打开。
因此，管形突缘42和压销的长度如此测定，即在安装筒40时，压销44穿过管形突缘42大致延伸到储备容积22中，从而可以避免闭锁体盖住出口。
图6示出了图4的筒40的变形，在该变形中，固定装置17例如以螺纹形状设置在突缘42上，并且密封件19在供给管线11入口区域中设置在计量泵1上。该密封件19抵靠在形成在突缘42上的密封面45上，并且气密地密封储备容积22。
在图6的变形中，闭锁体43设计为压入出口20中的球。在安装筒40时，球通过杆44自动地压入储备容积22中，该杆沿着供给管线11的中轴线延伸至供给管线的入口。
图7示出了根据本发明的计量泵1的另一个实施例。其中，其部件鉴于其功能或者其构造由所给出的实施例中已知，因此使用相同的参考标号。
下面将描述图7的实施例的构造，其中仅仅给出与前面的实施例的不同点。
在图7中，润滑剂容器18集成在计量泵1的壳体2中。由储备容积22、活塞24和弹簧部件25组成的润滑剂容器18至少部分地包围计量活塞4和气缸3。气缸壳体54的外围表面、计量泵1和润滑剂容器18的壳体2基本上形成为圆柱形，并且彼此同心地设置。
在图7所示的实施例中，气缸3不在壳体2中而是在气缸壳体54中构成。气缸壳体54在朝向排出口13的端部上与壳体2连接，例如通过螺旋连接。在另一个端部上，在图7中的气缸壳体54与传动装置5连接，在气缸壳体54中构成供给管线11。
储备容积22包围气缸壳体54，并且通过壳体2限制气缸壳体54和设计为环形活塞的活塞24。储备容积22通过供给管线11与气缸3连接。环形活塞24围绕气缸壳体54在轴向方向上可移动地设置。气缸壳体54的外围表面和壳体2的内侧形成引导面，在该引导面上，活塞24在轴向方向上引导并且可以沿着其滑动。该引导面通过储备容积22中的润滑剂(用点示出)在每个行程中自动地润滑，其中防止了磨损。为了防止润滑剂从储备容积22中不希望地泄漏，在活塞24上不仅在内径上而且在外径上设置有密封部件50，该密封部件相对于弹簧部件25的安装空间55密封储备容积22。该密封部件50可以是例如O-环或者圆形垫圈或者另外的商业上通用的密封件。活塞24使储备容积22与弹簧部件25的安装空间55分开。在安装空间55中，弹簧部件25偏压地设置在活塞24与传动装置5之间，从而可移动的活塞24在储备容积22的方向上受压。弹簧部件25在图7中所示出的实施例中设计为压紧螺旋弹簧。可选地，可以使用任意的偏压部件。弹簧部件25也可以设置在储备容积22中，并且也可以设计为牵引弹簧。
活塞24具有两个突缘56、57，其中，其中一个突缘57设置在朝向储备容积22的一侧上，另一个突缘56设置在背离储备容积22的一侧上。
活塞24利用突缘57如此构成，即供给管线11的入口在活塞24的每个部分中与储备容积22连接。
突缘56形成用于弹簧部件25的座。突缘56的长度在轴向方向上如此测定，即活塞24在具有最大的储备容积22的位置时(图7中左侧)，安装空间55的轴向长度大于或者等于完全压缩的弹簧部件25的长度。
在计量泵1的壳体2中形成有润滑剂入口51。该润滑剂入口51通向储备容积22，并且利用止回阀52或者闭锁体(如球形螺栓或者闭锁螺栓)闭锁。止回阀52例如设计为润滑接头，并且向外部流体密封地闭锁储备容积22。
在壳体2的圆周方向上设置有密封件53，该密封件在图7中设计为O形环。
在根据本发明计量泵1的图7中所示出的实施例中，如在前面的实施例中的计量活塞4通过激活的传动装置5轴向地在润滑件排出口13的方向上移动。因此，处于气缸3中的润滑剂通向与润滑件排出口13连接的润滑位置。然后，如上述那样停止传动装置5。然后，计量活塞4通过复位装置10返回到其出口位置中，润滑剂从储备容积22流到气缸3中，以用于接下来的操作。同时，活塞24通过弹簧部件25在储备容积22的方向上移动，直到完全充满气缸3。
通过润滑剂入口51，当储备容积22为空时，储备容积22可以在设计方案中利用止回阀或者润滑接头根据需求由外部填充新的润滑剂。由外部填充的润滑剂必须在填充时施压加载，由此可以克服弹簧部件25的偏压力，并且活塞24可以在轴向方向上与储备容积22相反地移动。
利用带有集成式润滑剂容器18的计量泵1的设计方案，实现了特别紧凑的、筒形的模块单元，该模块单元可以简化安装。这种计量泵1可以例如安装在通向润滑位置的孔中。利用密封件53，计量泵1密封地设置在孔中，并且避免了润滑剂的不希望的外漏。
权利要求
1.一种计量泵(1)，特别是用于润滑剂，其具有可以由传动装置(5)驱动的至少一个计量活塞(4)，其特征在于，所述传动装置(5)包括至少一个加热元件(8)和可以由所述加热元件(8)加热的一个膨胀元件(6、7)。
2.根据权利要求1所述的计量泵(1)，其特征在于，设置有复位装置(10)，通过所述复位装置，可以产生与所述传动装置(5)反作用的复位力(R)。
3.根据权利要求2所述的计量泵(1)，其特征在于，所述复位装置(10)包括至少一个弹簧部件。
4.根据权利要求2所述的计量泵(1)，其特征在于，所述复位装置(10)包括膨胀元件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述加热元件(8)包括至少一个PTC-元件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述计量活塞(4)可伸缩地容纳在气缸(3)中且具有间隙，所述间隙以润滑剂密封的方式封闭所述气缸(3)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述计量活塞(4)可伸缩地容纳在所述气缸(3)中，并且在所述计量活塞与所述气缸的内壁之间设置有在径向方向上弹性的至少一个密封件(40、42、45、46)。
8.根据权利要求7所述的计量泵(1)，其特征在于，所述密封件(40)设置在所述气缸(3)中的供给管线(11)的入口与所述传动装置(5)之间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述计量活塞(4)可伸缩地容纳在由注射模塑技术制造的所述气缸(3)中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述气缸(3)和所述计量活塞(4)在轴向方向上划分成不同直径的区段(3a、3b、4a、4b)。
11.根据权利要求10所述的计量泵(1)，其特征在于，所述供给管线设置在所述气缸(3)的具有较大直径的区段(3a)中，并且在所述计量活塞(4)的具有较小直径的所述区段(4b)处设置有密封装置。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述气缸(3)与所述计量泵的壳体(2)一体地形成。
13.根据前述权利要求中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，设置有多个计量活塞(4)，所述计量活塞以可由所述传动装置(5)共同操作的方式设置。
14.根据权利要求13所述的计量泵(1)，其特征在于，在所述传动装置(5)与所述多个计量活塞之间设置有以传递运动的方式连接所述计量活塞(4)的运动传递部件(36)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，在气缸内壁中，所述供给管线(11)通向所述计量活塞(4)的行程(H)的区域中，所述供给管线在开口区域中具有入口轮廓。
16.根据前述权利要求中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述计量泵(1)具有至少一个润滑剂排出口(13)，并且在所述至少一个润滑剂排出口(13)的区域中设置有止回阀(14)，所述止回阀设计为在所述传动装置(5)移动所述计量活塞(4)时可转换为开启状态。
17.根据前述权利要求中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述计量泵(1)与所述润滑剂容器集成为一个构造单元。
18.根据权利要求17所述的计量泵(1)，其特征在于，所述润滑剂容器(18)可更换地安装在所述计量泵(1)上。
19.根据权利要求17至18中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述润滑剂容器(18)气密地安装在所述计量泵(1)上。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述润滑剂容器(18)具有储备容积(22)，其尺寸能够实现经过至少五年的基本上不中断的计量过程。
21.根据权利要求1至16中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述计量泵(1)具有润滑剂容器(18)，所述润滑剂容器集成在所述计量泵(1)的所述壳体(2)中。
22.根据权利要求21所述的计量泵(1)，其特征在于，所述润滑剂容器(18)具有储备容积(22)，所述储备容积与所述气缸(3)连接。
23.根据权利要求21至22中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述计量活塞(4)由所述润滑剂容器(18)至少部分地包围。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，在所述润滑剂容器(18)中可移动地设置有基本上在所述储备容积(22)方向上偏压的活塞(24)。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述活塞(24)围绕气缸壳体(54)可移动地安装。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述活塞(24)设计为环状活塞。
27.根据权利要求21至26中任一项所述的计量泵(1)，其特征在于，所述计量泵(1)具有润滑剂入口(51)，润滑剂可以通过所述润滑剂入口从外界输入到所述储备容积(22)中。
28.一种润滑剂容器(18)，其具有至少部分地充有润滑剂的储备容积(22)；固定装置(17)，其特征在于，所述储备容积(22)设计为以可更换的方式通过固定装置(17)基本上气密地安装在根据权利要求1至16中任一项所述的计量泵(1)上。
29.根据权利要求28所述的润滑剂容器(18)，其特征在于，所述固定装置(17)设计为刺刀。
30.根据权利要求28或29所述的润滑剂容器(18)，其特征在于，在所述润滑剂容器(18)中集成有通过弹簧部件(25)在所述储备容积(22)的方向上偏压的活塞(24)。
31.根据权利要求28至30中任一项所述的润滑剂容器(18)，其特征在于，在所述储备容积(22)中容纳有润滑剂，所述润滑剂使所述计量泵(1)运行至少五年。
32.根据权利要求28至31中任一项所述的润滑剂容器(18)，其特征在于，在第一次使用之前，所述储备容积(22)的出口(20)通过封闭件(26)封闭在所述计量泵(1)上，并且所述封闭件(26)与所述计量泵(1)的开启装置(27)共同起作用，并且在所述润滑剂容器(18)置于所述计量泵(1)上时露出所述出口(20)。
33.一种方法，特别用于长时间润滑一个或多个润滑位置，其中，在预定的时间间隔内，润滑剂通过计量活塞(4)供给到至少一个润滑位置(16)上，其特征在于，所述计量活塞(4)通过至少一个膨胀元件(6、7)的加热而移动。
全文摘要
本发明涉及一种特别是用于润滑剂的计量泵(1)，以及一种用于对润滑位置(16)进行优选超过多年的长时间润滑的方法。该计量泵(1)设置有至少一个可通过传动装置(5)驱动的计量活塞。为了实现尽可能紧凑的构造结构，传动装置(5)具有至少一个加热元件(8)和一个可通过加热元件(8)加热的膨胀元件(6、7)。通过将能量传递到加热元件上，膨胀元件被加热，并且膨胀材料膨胀。由此，计量活塞(4)被移动。最后，本发明还涉及一种润滑剂容器(18)，该润滑剂容器可气密地固定在计量泵上。通过气密的固定，避免了在计量泵中的润滑剂的老化，此外，实现了向润滑位置(16)供给超过润滑剂实际保存期限的润滑剂。
文档编号F16N13/06GK1950603SQ200580014477
公开日2007年4月18日 申请日期2005年5月3日 优先权日2004年5月6日
发明者米夏埃尔·普日贝斯基 申请人:威力沃格勒公司