计量装置、润滑系统和供给预定的润滑剂量的方法

专利名称：计量装置、润滑系统和供给预定的润滑剂量的方法
技术领域：
本发明涉及一种计量装置、一种润滑系统和一种供给预定的润滑剂量的方法。
背景技术：
许多执行相对运动的机器构件和机器部件借助轴承来运行，用于例如减轻磨损或降低噪音生成并因此延长相关机器或相关构件的使用寿命和/或维修间隔期。在此情况下，可以按照许多不同的实施方式使用轴承，例如作为滑动轴承或滚动轴承。这种利用轴承来引导的相对运动至少部分决定了所采用的轴承技术。因此，例如直线轴承与允许构件之间的转动运动(旋转)的其它轴承是不同的。因此，轴承被用在几乎所有的出现相对运动的机械部件中。在此情况下，在机器使 用过程中对轴承提出的要求有时候也截然不同。在一些应用中几乎没有出现或确切说出现不显著的轴承负载，而在其它的轴承使用领域中，例如因为静态机械载荷、因为周围环境(例如温度、腐蚀性介质、作用于机器的突然运动)或者因为出现速度或加速度(使轴承)承受很大的载荷。正是在这种要求较高的轴承领域内可能明智的是，保证将润滑剂可控地供应给轴承。研究显示，相当一部分的轴承失效直接或间接归结于润滑不充分。除了润滑剂供应不充分外，就是说润滑本身不足，在这里，相关轴承的脏污尤其也可能间接归结于润滑不充分。轴承失效的其它理由通常在安装失误、过载、出现机械支承错误或操作失误(操纵失误)的范围内。随着对轴承的要求越来越高，对轴承润滑提出的要求也越来越高。例如在机床领域内，目前逐步采用高速主轴，它允许达到20000、40000或60000转/分钟或更高的转速。在许多设备中甚至采用超过100000转/分钟(例如达到150000转/分钟)的转速。这一方面因为高转速且另一方面因为有限的结构空间而对轴承和润滑提出了很高的要求。但是，采用了轴承的其它技术领域也对计量精度、反应时间、机动灵活性和连续性、监测、环保性和润滑剂供应的可靠性提出越来越高的要求。另外，经常也要减少所使用的润滑剂量并且减少机器的空气耗用量。传统的脂润滑通常在高转速时不再是可行的，甚至可能在许多应用场合中被证明是有害的。目前习惯上常采用轴承的混油空气润滑。在此轴承在侧面被喷上来自喷嘴的油雾或黏稠物，其中油被注入喷嘴内，油随后通过辅助空气流(例如压缩空气)被带走并经过喷嘴被送至轴承。因此除了显著耗用压缩空气(压缩空气的产生可能导致显著的能耗)夕卜，也可能随辅助空气流带入湿气和/或污垢，它们可能沉积在轴承中并在那里导致损伤。在混油空气润滑中，油被送入喷嘴并在喷嘴中就随机过程或统计学过程的范围而言被辅助空气捕获并通过喷嘴被加速送向滚动轴承。在此，被送往轴承的精确油量取决于许多几乎不可控的条件。例如在喷嘴内的油位波动变化。多少油通过辅助空气流被带走同样是单纯的统计学过程。
由此，混油空气润滑可能通常无法实现均匀供油，因此是不精确的，因为不能准确地知道在喷嘴内何处有多少油并且多少油因此以黏稠物形式在规定时刻经喷嘴流出。因为有这种不确定性，所以尽管启动了润滑，也可能在某一时刻出现轴承润滑不足或过度润滑。由此，混油空气润滑可能具有一定的延迟时间，也就是说是迟钝的。

发明内容
因此基于上述情况，本发明所要解决的技术问题在于，实现精确地或者说按规定地为机器的机器部件供给润滑剂。该技术问题通过一种供给预定的润滑剂量的计量装置解决，其具有以下特征润滑剂容器，其设计用于容纳润滑剂并在压力下通过所述润滑剂容器的出口供给润滑剂；计量设备，其包括微型阀；所述微型阀与所述润滑剂容器的出口流通耦连并设计用于按规定供给预定的润滑剂量；所述计量设备能在空间上与所述润滑剂容器分隔开。所述技术问题还通过一种润滑系统或者通过一种供给预定的润滑剂量的方法解决。
根据一个实施例，用于提供预定的润滑剂量的计量装置包括润滑剂容器，所述润滑剂容器设计用于容纳润滑剂并通过润滑剂容器的出口在压力下供给润滑剂，还包括计量设备，该计量设备包括微型阀。该微型阀与润滑剂容器出口流通耦连并设计用于按规定供给预定的润滑剂量。计量设备还可在空间上与润滑剂容器分隔开。根据一个实施例，润滑系统包括这种计量装置和具有待润滑的机器部件的机器，其中该机器部件与该计量装置的微型阀流通耦连，从而该微型阀可以将预定的润滑剂量按规定供给该机器部件。润滑剂容器在空间上与该计量设备分开地设置。根据一个实施例，用于供给预定的润滑剂量的方法包括在压力下从润滑剂容器向在空间上分隔开的计量设备的微型阀供给润滑剂并且按规定通过该微型阀向机器的机器部件供给预定的润滑剂量。多个实施例基于以下认识，即可以通过使用微型阀精确地或者说按规定供给预定的润滑剂量，该微型阀可以尽量靠近机器的待润滑的机器部件布置。由此，供应路程(其中润滑剂会因泄露或其它不希望有的效用而损失)可以被缩短，从而能以更高的精度实现润滑剂供应。润滑剂容器可以安装在可能有更大的结构空间可供使用其它的位置上。微型阀在入口侧与润滑剂容器出口流通耦连。该润滑剂容器在压力下将润滑剂供给到微型阀。由此一来，可以实现该机器的机器部件更好的润滑，因为可以在相关的机器部件附近实现计量。在此情况下，预定的润滑剂量不仅理解为在单独供给周期的预定供给时长中连续供给的预定润滑剂量，也理解为在超过一个供给周期内中断或非连续地供给的相应润滑剂量，在这里，供给周期在其时长方面可以相互不同。随时间变化的流量功率也可以在一个或多个供给周期内可控或可调地改变。同样，预定的润滑剂量也是指经过一个供给周期供给出的润滑剂流量，它连续地、但必要时就其随时间的流量功率而言可控或可调地改变。换句话说，预定的润滑剂量被确定或被定义地、而非按照统计学地从微型阀向待润滑的机器部件供给。因此，该微型阀与润滑剂容器的出口耦连，从而在微型阀的入口出现了处于压力下的润滑剂。它随后可以通过微型阀被截断或流到微型阀出口。换句话说，该微型阀与润滑剂容器的出口流通耦连。该微型阀例如能以活塞阀、薄膜阀、盘阀、球阀、滑阀来实现，或者也可以借助其它的阀门技术来实现。它例如能以磁阀、即电磁阀的形式或者以机电阀的形式设计。润滑剂例如可以是液态介质。该液态介质包括例如油，但也包括低黏度的脂和其它液态润滑介质或润滑剂。换句话说，该计量装置或者微型泵设计用于按照规定将预定的润滑剂量供给到或者说按规定分配给机器的机器部件，或者说按规定将该润滑剂量排出到机器部件上或按规定注入机器部件中，就是说，以可控的方式，不是仅按照统计平均值。在根据一个实施例的计量装置中，该微型阀可设计用于按规定将最小润滑剂量作为预定的润滑剂量进行供给，其最多为ΙΟμΙ。在其它实施例中，最小润滑剂量也可以对应 于 5μ 1、1μ l、750nl、500nl、300nl、200nl、100nl 或者 50nl。在此情况下适用关系 Iyl =1mm3, Inl = ICT3 μ I = lCT3mm3。在根据一个实施例的计量装置中，该微型阀可设计用于根据控制信号从全闭状态转换到全开状态并且在供给时长内供给预定的润滑剂量。该微型阀因此例如可设计用于供给该预定的润滑剂量，只要它处于全开状态。在一些实施例中，该微型阀原则上也能设计为密封调节阀，从而它还可以处于不同于全开状态和全闭状态的状态。微型阀因此可以设计用于至少有时能够通过改变微型阀状态来控制或调整预定的润滑剂量，在此该微型阀可以处于至少另一个规定状态，该至少另一个规定状态不同于全开状态和全闭状态。在此情况下，当可以通过有针对性地控制微型阀在一可确定的时长内达到某种开关状态时，就可以定义这种状态。在其它实施例中，该微型阀也可设计用于只能处于全开状态和全闭状态。换句话说，微型阀可以是二位二通(2/2)换向微型阀，或者也可以是截止阀。控制信号在此例如可以电、机械、光学或磁的方式来实现。它可通过提供信号、通过改变信号的特征值(例如电压值、电流值、强度、场强、通量密度)或通过缺省这样的特征值来产生。根据一个实施例，计量装置可以包括多个微型阀，其中，所述多个微型阀包括所述微型阀，并且多个微型阀中的一些微型阀与润滑剂容器的出口流通耦连。在此情况下，所述多个微型阀中的一些微型阀也可以在一些实施例中具有不同的设计。因此，例如可以将所述多个微型阀中的一个微型阀设计为密封调节阀，将所述多个微型阀中的另一微型阀设计为2/2换向微型阀。由此，可以由一个中心润滑剂容器通过多个微型阀给不同的机器部件或构件供应润滑剂。根据一个实施例，计量装置还可具有如此设置和设计的流量传感器，从而可以确定通过其出口离开润滑剂容器的和/或流过微型阀的润滑剂流量。在这里，该流量可以是流过微型阀的润滑剂量的体积或质量。它同样也可以是从润滑剂容器的出口流出的润滑剂的体积或质量。在这里，该流量传感器例如可以应用机械体积测量法、差压测量法或动压测量法、热学方法、声学测量法、磁感应测量法、光学测量法或者陀螺仪测量法。如果该计量装置具有多个微型阀，则该计量装置同样可以具有多个流量传感器。因此，多个所述微型阀可以如此分别与一个流量传感器耦连或者将一个流量传感器分配给一个微型阀，从而对于每个微型阀，可以与其它的润滑剂流量无关地确定润滑剂流量。该流量传感器在此可以提供或发出传感器信号，该传感器信号包含关于流量的信肩、O由此，可以实现对通过微型阀供给的润滑剂量的监测并且将其与预定的润滑剂量进行比较。由此，可以在运行中实现计量装置的检查或校准。必要时也可以对由微型阀供给的预定的润滑剂量永久地监测和/或调节。根据一个实施例，这种计量装置还可以具有带有旁通阀的旁通管路，其中旁通管路与流量传感器并联，从而流过流量传感器的润滑剂流量可通过旁通阀部分或完全转换至旁通管路。旁通管路因此可以与流量传感器的第一和第二接口耦连。旁通阀可以是例如截止阀或2/2换向阀，它安置在旁通管路内并因此可以阻止润滑剂流过旁通管路。它也可以是例如3/2阀，其中润滑剂流可以在流量传感器和旁通阀之间交替切换。如果计量装置具有多于一个的微型阀和多于一个的流量传感器，则计量装置也可选地针对多于一个的流量 计，即例如针对几个或者所有的流量传感器具有带旁通阀的旁通管路。由此，必要时可以实现流动阻力的减小或卸减流量传感器的载荷，这必要时可以有助于流量传感器的寿命延长和/或保护。在根据一个实施例的计量装置中，润滑剂容器可以具有被弹簧元件加载的活塞或者被弹簧元件加载的薄膜，其中，该活塞或薄膜如此设置，使得它可以使所容纳的润滑剂处于压力下，在这里，弹簧元件例如可以包括压缩弹簧、拉伸弹簧、空气弹簧、气压弹簧、扭力弹簧、扭杆弹簧、弯曲弹簧或弹性体弹簧或其它类型弹簧。因此在根据一个实施例的计量装置中，润滑剂容器可设计用于向所容纳的润滑剂施加压力。根据所用的弹簧类型，可以应用不同的弹簧几何形状，就是说，仅举例而言例如螺旋弹簧、桶形弹簧、盘簧或板簧。由此，必要时可以省掉外界压力源、即例如泵或压缩空气供应装置。在根据一个实施例的计量装置中，润滑剂容器可以具有用于处于外界压力下的介质或输送介质的介质接口，其中该介质接口与润滑剂容器的第一部分体积流通连接，其中润滑剂容器包括第二部分体积，用于容纳润滑剂，并且第一和第二部分体积相互压力耦连。第一和第二部分体积彼此压力连通，也就是说因此在两个部分体积之一中形成的压力可传递至另一部分体积。如果例如涉及气态介质如空气或其它气体或气体混合物，则这两个部分体积可以直接地、即例如在同一个容器或压力容器内或通过管连接或软管连接相互连通。如果例如介质与润滑剂的分隔是明智的或必需的，以便例如减轻或抑制润滑剂的污染，则在一些实施例中可以在第一部分体积和第二部分体积之间设置可移动的或可变形的分隔体，即例如设置可移动的或可变形的薄膜或可移动活塞，其中该分隔体设计用于阻止或减少在第一部分体积内的介质和容纳在第二部分体积内的润滑剂的直接接触。如借助可移动的分隔体的实施例所示，在一些实施例中，第一和第二部分体积的尺寸或体积值是可变的。由此，必要时可以提供较大的润滑剂容器，因为可以省掉用于产生压力的部件或装置(例如泵)的附加结构空间。在根据一个实施例的这种计量装置中，该介质可以是气态的，并且润滑剂容器具有阀门单元，阀门单元设计用于使润滑剂容器的介质接口可与第一部分体积分隔开并用于解除第一部分体积内的过压。阀门单元例如可以具有规定的裂缝，气态介质可通过该裂缝被输送到环境或收集系统或输出系统中。由此，或许可以实现润滑剂容器更简单的维护或更简单地为润滑剂容器填充或补充润滑剂。在根据一个实施例的计量装置中，润滑剂容器可以具有液位传感器，液位传感器设计用于能够测量容纳在润滑剂容器中的润滑剂的储备量并用于将包含关于储备量的信息的传感器信号传输给控制单元，和/或该润滑剂容器具有压力传感器，该压力传感器设计用于能够测量容纳在润滑剂容器中的润滑剂的压力并用于将包含关于压力的信息的传感器信号传输给该控制单元。作为液位传感器，原则上可以考虑任何类型的传感器，即例如光学、机械、热学或电力工作的传感器。根据要求，传感器信号可以在不同的实施例中仅显示储备量超出 或低于阈值。换句话说，传感器信号可以仅包含关于储备量的以下信息，即储备量低于或超过阈值，其中该阈值是预定的、可编程的或可变的。在其它实施例中，液位传感器也可设计用于提供包含关于储备量的其它信息的传感器信号。因此，液位传感器例如可以包含关于储备量的信息，该储备量可以在最小值和最大值之间包含或取连续的值、近似连续的值或者许多不同的离散值。压力传感器也可以相应地借助不同的技术来设计。这样的压力传感器例如设计为压阻式压力传感器、压电式压力传感器、频率模拟式压力传感器、霍尔元件型压力传感器、磁阻式压力传感器、电容式压力传感器或感应式压力传感器。该传感器也可以如此设计，使它只能提供超出或低于阈值的信息或者也提供在传感器信号范围内的其它信息。因此，之前关于容纳在润滑剂容器内的润滑剂的压力或压力值所做的描述也适用于此。由此，与计量装置相连或耦连的机器必要时可以更安全地运行，因为可以早期发现故障、错误或等候处理的维护要求。根据一个实施例，计量装置可以包括计量设备，其中该计量设备包括该微型阀并且该计量设备在空间上可与该润滑剂容器分隔开。在这样的实施例中，该微型阀可以尽量靠近机器的待润滑的机器部件设置。由此，使润滑剂因为泄露或其它不希望有的效应而损失的供应通路可被缩短，从而能以更高的精度实现润滑剂供应。该润滑剂容器可以安置在也许有更大结构空间可供使用的其它位置上。在根据一个实施例的这样的计量设备中，该计量设备和该润滑剂容器可以在空间上相互分开至少O. 5米。因此根据一个实施例，计量装置可以不只设计为唯一的系统组成部件。它也可以配设有可在空间上分隔的独立组成部件。因此，例如可以如此设计该计量装置，使计量设备和润滑剂容器可在空间上彼此分隔至少O. 5米、至少I米、至少2米、至少5米或至少10米。由此，可以将计量装置更好地与边界条件相适配，所述边界条件为机器或其机器部件或其它的例如法定的边界条件。在根据一个实施例的这种计量装置中，润滑剂容器可以包括第一壳体，计量设备可以包括不同于第一壳体的第二壳体。就是说，在一些实施例中，润滑剂容器和/或计量设备可以分别具有单独的壳体。润滑剂容器和/或计量设备可以完全或至少部分安置在相关的壳体内。由此，必要时可以更轻易地集成到现有的系统或机器中。在根据一个实施例的这种计量装置中，润滑剂容器和计量设备可以分别具有用于管路的接口，以使润滑剂容器的出口通过管路与计量设备相连，在这里，管路接口设计用于能够接纳具有外径和内径的空心圆柱体形的管路。在根据一个实施例的这种计量装置中，润滑剂容器的出口和计量设备可选地可以与管路流通耦连，其中该管路至少在朝向润滑剂容器出口的一端和朝向计量设备的一端上设计为空心圆柱体形。 通过设置用于管路的接口，润滑剂容器和计量设备可以借助管路相互连接。该管路至少在局部且尤其在接口区域内呈具有内径和外径的空心圆柱体形。内径和外径适配于待输送的润滑剂量和/或存在的压力状况，即例如润滑剂容器内的润滑剂压力。因此，例如可以使用约2mm至约20mm的外径。在其它实施例中，外径的上限值或许低一些，例如是15mm、10mm>8mm或5_。因此,例如可以设置外径为2. 5mm的管路接口。内径由外径减去两倍管路壁厚得到。因此，根据外径情况，管路壁厚可以在O. Imm至5mm之间。根据所用的外径、应用条件和应用领域，壁厚的最小值和最大值可以彼此无关地改变，只要不出现消失的(值为O)或甚至单纯计算为负的内径即可。因此，最小值和最大值可以为 O. 2mm、0. 3mm、0. 5mm、0. 8mm、1mm、I. 2mm、I. 5mm 和 2mm。 在此情况下，管路至少沿着管路部分地由这样的材料制成，该材料在所施加的压力下不具有或具有可忽略不计的内径变化和/或外径变化，从而没有因或许出现在管路内的压力降低或压力增高而发生或只发生了可忽略不计的管路内部体积变化。例如当变化相对于平均的或最小的润滑剂量小于25%、小于10%、小于5%、小于2%、小于1%、小于
O.5%、小于O. 2%或者小于O. I %时，该变化是可忽略不计的，以便可靠地实现给微型阀供应润滑剂。如果需要一定的灵活性，在局部也可使用软管，并且通过适当选择软管材料来保证软管或相关部段没有或只有可忽略不计的容积变化。根据一个实施例，计量装置还可以具有控制电路，其中该微型阀设计用于根据控制信号供给出预定的润滑剂量，在这里，该控制电路如此与该微型阀耦连并且设计用于将控制信号发送给微型阀。如果该计量装置还具有流量传感器，则该控制电路可选地也可以与该流量传感器耦连并且设计用于接收来自流量传感器的传感器信号并用于根据该传感器信号来提供控制信号。因此，该控制电路例如可以基于传感器信号确定供给时长或还确定微型阀的打开时长或关闭时长。如果计量装置可选地具有液位传感器和/或压力传感器，则控制电路能可选地设计用于根据传感器信号提供或输出控制信号。如果例如传感器信号表明在润滑剂容器内没有足够多的润滑剂量，即例如低于储备量的下限阈值，或者从润滑剂容器供给润滑剂的压力低于阈值，则必要时可以基于该传感器信号停止或阻止控制信号。可选的是，该控制电路可以提供或发出错误信号，它可以具有存在错误或干扰状况的信息。可选的是，控制电路同样可以这样发出错误信号，使得该错误信号包含存在哪种故障或哪些错误的信息。控制电路可以作为计量装置的独立部件在空间上与润滑剂容器和/或与微型阀分隔开。但它同样可以实施为同样包括微型阀的计量设备的部件或者也可实施为润滑剂容器的部件。控制电路也可设计为机器部件例如作为机床部件、作为SPS电路或者PLC电路或作为独立的控制计算机(SPS =存储器可编程控制器或者可编程逻辑控制器)。在根据一个实施例的润滑(剂)系统中，机器部件可以包括滚动轴承、滑动轴承、直线滚动轴承或直线滑动轴承，其中该机器部件具有在滚道或滑道内的孔，该孔与微型阀流通耦连，用于按规定将预定的润滑剂量输送给滚道或滑道。滚道或滑道例如可以是滚动轴承的内圈或外圈，但也可以是型轨架(Profilschienenwagen)或型轨的内圈或外圈。该孔可以在滚动轴承、滑动轴承、直线滚动轴承或直线滑动轴承的滚道或滑道上具有下沉部或沉孔如型廓沉孔，用于改善滚道或滑道的表面特性、滑动轴承或直线滑动轴承的滑动性能或者滚子体在滚动轴承或直线滚动轴承的滚道上的滚动性能。但除了沉孔，滑道或滚道也可以具有其它去飞边(Entgratung)结构。在根据一个实施例的润滑系统中，微型阀可以通过直通的或连续的管路系统与机器部件相连，该管路系统在供给预定的润滑剂量时不具有或者只具有可忽略不计的管路系统体积(容积)的变化。该直通的或连续的管路系统因此例如可以由一种或多种材料制成，所述材料在考虑所存在的压力的情况下不具有或仅具有可忽略不计的管路系统体积变化。例如当变化相对于平均的或最小的润滑剂量小于25 %、小于10 %、小于5 %、小于2 %、小于I %、小于O. 5 %、小于O. 2 %或小于O. I %时，这种变化是可以忽略不计的。
所述直通的或连续的管路系统可以设计为多构件式。因此，它例如可以具有一个或多个管路部段、一个或多个软管部段或者在较大的工件中具有设计为孔的形式的管路。在此情况下，它例如可以是毛细管。但是，所述直通的或连续的管路系统不具有这样的部段，在该部段中润滑剂经过缝隙被输送。这样的管路系统尤其不具有将润滑剂喷向待润滑的机器部件的喷嘴。由此，必要时可以改善预定的润滑剂量的供给，因为在考虑到很小的体积时管路系统容积很小的变化就已经会对精度不利。因此，在根据一个实施例的润滑系统中，润滑剂容器的出口可以通过管路系统与微型阀流通连接，该管路系统在供给预定的润滑剂量时不具有或只具有可忽略不计的管路系统体积(容积)变化。在根据一个实施例的润滑系统中，该计量装置可以包括计量设备，其中该计量设备包括微型阀，并且润滑剂容器在空间上可与计量设备分隔地设置。在这样的实施例中，微型阀可以尽量靠近机器的待润滑的机器部件设置。由此，使润滑剂因泄露或其它不希望有的效应而损失掉的供应通路可被缩短，从而能够以更高的精度实现润滑剂供应。润滑剂容器可以安置在也许有更大结构空间可供使用的其它位置上。在根据一个实施例的这种润滑系统中，计量设备可以在空间上与润滑剂容器分隔开一段距离，其中该距离为至少O. 50米。在根据一个实施例的润滑系统中，该计量装置可以不仅设计为唯一的系统组成部件。它也可以设计具有可在空间上分隔开的多个单独部件，从而在润滑系统中该计量设备和润滑剂容器在空间上分隔开。两者间的距离可以为至少O. 5米、至少I米、至少2米、至少5米或至少10米。由此，可以实现润滑系统更简单地适配于结构边界条件、建筑边界条件、架构方面的边界条件或法定边界条件。在根据一个实施例的润滑系统中，润滑剂容器可以设置在危险物室、危险物箱、润滑剂室或润滑剂箱中。润滑剂箱或危险物箱例如是油箱。由此，可以实现润滑系统更简单地适配于建筑边界条件、架构方面的边界条件或法定边界条件。在根据一个实施例的润滑系统中，机器部件可以是高速轴承或主轴轴承，其中该主轴轴承设计用于实现至少20000转/分钟的转速。该主轴轴承此外可以设计用于实现至少40000转/分钟或者至少60000转/分钟的转速。这样的机器例如可以是机床。但在高速轴承的情况下，它也可以设计用于实现至少20000转/分钟、至少40000转/分钟或至少60000转/分钟的转速。当程序在可编程的硬件部件上运行时，也能以包含用于实施方法的某种实施例的程序编码的程序的形式来实现一种实施例。


以下参照附图来详细描述和说明多个实施例。在附图中图I示出根据一个实施例的计量装置的液压系统图；图2示出根据一个实施例的计量装置的处于闭合状态的微型阀的横截面图； 图3示出打开状态的微型阀的横截面图；图4示出用于微型阀的控制信号的时间曲线；图5示出根据另一个实施例的计量装置的液压系统图；图6示出流量传感器的横截面图；图7示出根据一个实施例的计量装置的润滑剂容器的横截面图；图8示出根据一个实施例的计量装置的计量设备的原理图；图9示出根据一个实施例的计量装置的计量设备的第一横截面图；图10示出图9中的计量设备的第二横截面图；图11不出图9的计量设备的第三横截面图；图12示出根据另一个实施例的计量装置的液压系统图；图13示出根据另一个实施例的计量装置的液压系统图；图14示出根据一个实施例的机床的草图；并且图15示出根据一个实施例的计量装置的外部视图。
具体实施例方式在结合图1-15详细描述实施例并详细介绍其工作方式之前需要指出，在详细介绍相关的实体本身、一个实施例或者多个实施例内的多个相应实体或者实体的相关类型时，在本说明书的范围内对于对象、结构和其它实体采用统一的附图标记。由此可以保持说明书简洁，因为可以避免不必要的重复，因为涉及到某个实体的说明可被套用到其它实施例中的其它实体上，只要未明确做出不同的说明或者可由上下文关联得到。与之不同的是，在说明单个实体时采用了单独的附图标记，这些附图标记基于相应的统一的标记。多次出现在一个实施例或者不同实施例中的实体可以就其几个技术参数而言相同地和/或不同地设计。因此例如可能的是，一个实施例中的多个实体可以就一个参数而言设计为相同的，而就另一个参数而言设计为不同的。图I示出根据一个实施例的计量装置100的液压系统图。用于供给预定的润滑剂量的计量装置因此包括润滑剂容器110，它设计用于容纳润滑剂并在压力下通过润滑剂容器110的出口 120供给润滑剂。该计量装置除了润滑剂容器110外还具有计量设备130，该计量设备也被称为计量单元。计量设备130包括微型阀140，它在入口侧与润滑剂容器110的出口 120流通耦连。微型阀140还设计用于按规定供给预定的润滑剂量。计量装置100还包括可选设的控制电路150，该控制电路也被称为电子单元。控制电路150在此这样与微型阀140耦连，使得控制电路150可以向微型阀140发送控制信号。为此目的，控制电路150通过控制信号线160与微型阀140的执行器170的接口耦连。润滑剂容器110的出口 120在这里与微型阀140的第一接口 180流通耦连，从而在压力下从润滑剂容器110中供给的润滑剂靠近微型阀140的第一接口 180(入口)。微型阀140的第二接口 190与用于管路的接口 200流通耦连。微型阀140在此设计为截止阀或2/2阀，它具有两个接口 180和190并且能处于两个切换状态或状态。这两个状态中的一个是全开状态，另一个是全闭状态。微型阀140如图I所示如此设计，使得当没有通过控制信号线160传入控制信号时，微型阀处于全闭状态。用于管路的接口 200在此设计用于能容纳具有外径和内径的空心圆柱体形的管路。 作为润滑剂，原则上考虑所有的液态润滑剂，即例如油。但也可以借助根据一个实施例的计量装置100来计量具有足够低黏度的其它润滑剂(例如低黏度脂)。图2示出在第一状态的微型阀140的横截面图，在此微型阀140完全关闭。与之不同地，图3示出处于全开状态的微型阀140。微型阀140具有包括阀座220的壳体210，阀座处于微型阀140的第二接口 190区域内。第二接口 190在这里设计为喷嘴。在微型阀140内设有静衔铁230，它与壳体210机械稳固连接。微型阀140还具有动衔铁240，动衔铁至少以第一部段250靠近静衔铁230地设置在微型阀140内。壳体210在此旋转对称地设计为圆柱体并且至少在一个区域内被线圈260包围，静衔铁230和动衔铁240的第一部段250至少部分安置在该区域内。在此，至少动衔铁240的第一部段250由磁性材料如铁磁材料制成，从而可以通过线圈260对其施加磁力。动衔铁240还具有第二部段270，第二部段相对于第一部段250收缩变细。弹簧280 (压缩弹簧)在此如此设置在壳体210的止挡面和动衔铁240的第二部段270的止挡面之间并被预紧，从而通过弹簧280将动衔铁240压向阀座220。动衔铁240此外还具有红宝石球290作为密封件，红宝石球通过球座300与动衔铁240的第二部段270机械耦连或连接。微型阀140是小型磁阀，它以电磁方式运行并且被润滑剂直接流过。在无电流状态中，红宝石球290被弹簧280压到阀座220上。即在无电流状态中，微型阀140完全关闭。图2示出了该情况。阀座220在此可以例如由硬质材料例如由蓝宝石制成。微型阀140在线圈260通电时打开，因为所产生的磁场使得两个衔铁230、240吸
八
口 ο在打开周期中计量的润滑剂量根据润滑剂压力和所施加的电流脉冲的时长来确定，该电流脉冲被施加到线圈260上并且在这里是控制信号。换句话说，通过第二接口 190供给的润滑剂量一方面由压力且另一方面由施加在线圈260上的电压脉冲的时长来确定。对于壳体210以及对于两个衔铁230、240，采用相应的材料，所述材料相对于所用的润滑剂具有高的化学稳定性。用于两个衔铁230、240以及壳体的材料例如可以是精炼钢。阀球例如可以由红宝石制成(红宝石球290)，而阀座220可以由蓝宝石制成。
因此，用于衔铁230、240和壳体210的材料组合不仅满足高的化学稳定性，而且同样满足较短的响应时间，从而可以实现微型阀140非常短的打开时间和关闭时间。在阀门区域内，上述材料例如允许获得小于l/100mm的最小打开行程并且同时实现极高的耐磨强度，这种极高的耐磨强度可使得阀门形状长期稳定。由此可行的是，将微型阀140设计得非常小并且具有很小的容积(例如25μ I)。因为阀门行程小，所以响应时间通常在几百4 8(例如20(^8)范围内并因此实现达到几千赫兹(例如约3kHz)的最大计量频率。由此，可以得到可由微型阀140供给的最小润滑剂量，该最小润滑剂量在前述的范围内。例如，甚至可能出现以下情况，在使用相应低黏度润滑剂的情况下在一次150 μ s的打开脉冲中获得的最小润滑剂量可能仅为20nl (在Ibar压力下)或50nl。可实现什么样的最小润滑剂量尤其也取决于许多因素，这些因素例如也包含相关润滑剂的黏度。根据具体的实施方式，在这里或许可以获得很高的重复精度，其偏差在百分比小数点后一位的范围内或更低(例如小于O. 2% )。当线圈260未通电流时，微型阀140在此是闭合的。而如果线圈260通电，微型阀 140打开，则可以得到几毫升/分钟的最高流量(例如在I巴的润滑剂压力下和相应的低黏度情况下为8毫升/分钟)。可选的是，微型阀140显然同样还可以配备有过滤元件，用于防止微型阀140堵塞。同样可采用微型阀140的其它结构形式，像其例如可用在医疗技术或水技术领域内的结构形式。图4示出控制信号的时间曲线310，在这里，图4所示的曲线是关于时间t变化的电流I。控制信号在此随时间周期性变化地具有周期时长或时钟周期T。在此，阀打开时间To小于时钟周期T。由时钟周期T和阀打开时间To之差得到润滑间歇时长。为了保证微型阀140可靠打开，在峰值时间Tp内直接在微型阀140打开时即在阀打开时间To的起点将作为控制信号的峰值电流Ip施加在执行器170即微型阀140的线圈260上。在经过了时间Tp后，在保持时间Th内将保持电流Ih施加在线圈260或者说微型阀140的执行器170上，所述电流这样测定，使得动衔铁240被可靠地保持在打开状态中。与之不同的是这样选择峰值电流Ip，使得动衔铁240尽可能快地离开其在闭合状态中的位置，就是说，红宝石球290可靠地离开阀座220。保持电流Ih在此小于峰值电流Ip，以防止线圈260或微型阀140不必要地变热。因此，作为峰值时间Tp和保持时间Th之和得到阀打开时间To，如图4所示。所述时间通常位于几百μ s范围内，而对应的电流在几百毫安范围内。图5示出根据另一个实施例的计量装置100的液压系统图。图5所示的计量装置100也还包括润滑剂容器110以及计量设备130。润滑剂容器110包括容纳真正的润滑剂的容器320以及可选设的液位传感器330和可选设的压力传感器340。液位传感器330和压力传感器340都与润滑剂容器110的出口 120流通耦连。液位传感器330以及压力传感器340显然也可以安置在容器320内部。液位传感器330包括传感器电路350，它如此与控制电路150耦连，使得传感器电路350可向控制电路150传输传感器信号,该传感器信号包含关于在润滑剂容器110或其容器320内的润滑剂储备量的信息。相应地，压力传感器340也具有传感器电路360，它如此设计并与控制电路150连接，使得该传感器电路也可以将传感器信号传输给控制电路150，该传感器信号包含关于在润滑剂容器110或容器320或出口 120内的润滑剂的压力的信息。传感器电路350和360在此通过传感器信号线370与控制电路150连接。在此情况下，它可以与图I的控制信号线160相似地是光学信号线、电信号线或另一种信号线。这两个传感器330、340也可以通过同一条传感器信号线370或通过不同的传感器信号线与控制电路150相连。因此在使用同一条传感器信号线370的情况下，例如可以通过相应的通信协议(例如TCP/IP)实现与控制电路的通信。与图I所示的实施例不同，计量设备130包括多个微型阀140-1、140-2. . . 140-6 在这里，在计量装置100的不同实施例中，微型阀140的准确数量可以是不同的。因此，一个重要的实施例可以例如包括唯一的微型阀140，但是也可以包括多个微型阀140，即例如包括两个微型阀、三个微型阀、四个微型阀或更多。因此缘故，在图5中只是用实线示出前两个微型阀140-1和140-2，而其它四个微型阀140-3、. . . ,140-6作为可选设的微型阀用 虚线表示。必要时也可以在一些实施例中如此设计计量设备130，使它可用更多微型阀140来加装或扩展。微型阀140分别以第一接口 180与润滑剂容器的出口 120流通耦连。为了简化视图，只与微型阀140-6相关地画出第一接口 180并且标注了附图标记。相应地，微型阀140分别同样具有第二接口 190，但第二接口只与微型阀140-6相关地用标记标作第二接口。各
第二接口 190与相应的管路接口 200-1.....200-6流通耦连，以便能将润滑剂供给到管路
或其它管路系统。在此实施例中，微型阀140的执行器170也通过控制信号线160如此与控制电路150相连，使它能接收来自控制电路150的控制信号。为了简化图5中的视图，在此也仅将一个微型阀即微型阀140-1的执行器170用附图标记标出。微型阀140的第一接口 180在图5所示的计量装置100的实施例中分别与流量传感器380流通耦连并通过旁通管路390与旁通阀400的出口流通耦连。确切地说，微型阀的第一接口 180与流量传感器380的第二接口 410流通耦连，其中，第二接口 410在图5所示的计量装置100中用作流量传感器380的出口。流量传感器380的第一接口 420与旁通阀400的第一出口相连。如上所述，旁通管路390也与微型阀140的第一接口 180流通耦连。此外，旁通管路390与旁通阀400的第二出口耦连。旁通阀400的入口与润滑剂容器110的出口 120流通率禹连。旁通阀在此设计用于提供与旁通管路390或与流量传感器380的流通连接。就是说，旁通阀400是一个三通(具有一个入口和两个出口)两位(两个状态)的3/2阀，在所述两个状态中，要么旁通阀400的入口与第一出口流通耦连，要么该入口与第二出口流通耦连。换句话说，流过旁通阀400的润滑剂流量可以部分地或像当前情况中那样完全地在旁通管路390和流量传感器380之间转换。旁通管路也称为旁路，旁通阀400也称为旁路阀。流量传感器380具有传感器电路430，它通过传感器信号线440这样与控制电路150耦连，使得该传感器电路430可以为控制电路150提供传感器信号，该传感器信号包含关于流量的信息。
相应地，旁通阀400也具有执行器450，它与控制电路150连接，以便能够通过控制信号线460接收致使旁通阀400转换的控制信号。控制电路150在计量装置100的运行过程中为执行器450提供控制信号。图6示出例如可结合图5的计量装置100使用的流量传感器380的简化横截面图。流量传感器380包括管路部段470，润滑剂可以如图6的箭头480所示流过该管路部段。在管路部段470外部、但与之邻接地安装有传感器座490，它例如可以是印刷电路板，或也可以是芯片(例如半导体芯片)。传感器座490包括两个温度传感器500-1和500-2，在两者之间居中对称地设有加热件510。如果加热件510在流量传感器380工作时升温，则加热件510产生的热也向必要时在管路部段470内流动的润滑剂供给，这使润滑剂变热。当润滑剂运动经过管路部段470时，就是说存在润滑剂流过管路部段470的情况，则这两个温度传感器500-1和500-2测出不同温度。从这两个温度传感器500所测的温度值的温度差，随后可以在考虑由加热件510向润滑剂传递的热并基于已知的管路部段470形状来确定或者说计算出流速。 如果与上述情况不同地，润滑剂没有流过管路部段470，则加热件510所供给的热对称地向加热件510的两侧传送，就是说对称地传向两个温度传感器500，因此检测不到温度差，就是说检测出相同的温度。仅仅为了完整起见而要在此说明的是，图6只示出了流量传感器380的简化视图，它尤其没有示出传感器电路430。所述传感器电路430例如可以同样集成在传感器座490上。但显然相应的传感器电路同样能设计为分开的电路，该电路同样在可空间上分隔设置。图7示出例如可应用在之前示出的实施例中的润滑剂容器110的横截面图。润滑剂容器110包括例如可以由硼硅酸盐玻璃制成的空心圆柱体520。沿着圆柱体轴线从两侧通过密封件530-1、530-2来密封的封闭件540连接至空心圆柱体520，该封闭件与空心圆柱体520 —起设计润滑剂容器110的容器320。更确切的说，润滑剂容器110具有上封闭件540-1和下封闭件540_2，它们安置在空心圆柱体520的对置两侧上。上封闭件540-1具有阀门单元550，阀门单元又包括闭塞阀560和多路接口 570。闭塞阀560具有介质接口 580，处于外界压力下的介质可贴靠到润滑剂容器110的介质接口 580上。此外，闭塞阀560如此与多路接口 570相连，使得当闭塞阀560本身相应地处于打开状态时，靠近介质接口 580的介质能进入多路接口 570。除了用以将多路接口 570连接到闭塞阀560的接口外，多路接口 570同样具有孔590，所述介质通过该孔能流入容器320的内部体积中。在此情况下，为了阻止外来物质污染或者进入容器320，将粗过滤器600如此与孔590相连，使得流入的介质在流入容器320之前必须经过该粗过滤器。另外，多路接口 570在图7所示的变型方案中具有另外两个接口 610-1和610_2。如果粗过滤器600例如不仅用于过滤经闭塞阀560流入的例如压缩空气、加压空气或其它处于压力下的气体或气体混合物的介质，而且同样适用于过滤润滑剂，则例如在粗过滤器600对面的接口 610-2可同样用于用润滑剂补充或填充润滑剂容器110。在此情况下，例如闭锁螺栓620可以设计为润滑剂补充接管的润滑剂补充螺栓或闭锁螺栓。就是说，通过阀门单元550，处于压力下的例如气态的介质可以通过介质接口 580到达容器320内。闭塞阀560在此用于使介质接口 580可与容器320分隔开。另外，阀门单元550可同样设计用于可通过以下方式解除在多路接口区域内和必要时也在容器320区域内的过压，即，阀门单元550具有规定的裂缝，少量介质能通过该裂缝漏出。为了做到这一点，例如具有确定的裂缝630的接口 610-1也通过例如带有确定的孔或其它裂缝的闭锁螺栓来封闭。即使这必要时在计量装置100的正常工作中导致了介质的消耗，但由此必要时可以简化润滑剂容器110的维护或填充。显然，在不同的实施例中，闭锁螺栓620和裂缝630的要求或功能也可以调换。容器320设计第一部分体积640和第二部分体积650，两者相互压力连通。在图7所示的实施例中，这两个部分体积640和650没有通过某个构件相互分隔，虽然在其它实施例的情况下是可以实现相互分隔的。在本实施例中，这两个部分体积640和650由此相互分隔，使得第二部分体积650被完全填充润滑剂，而第一部分体积640表示在容器320的润滑剂平面660或者润滑剂表面上方的区域。因而在此情况中，这两个部分体积640和650不是容器320的具有固定体积值的固定的部分体积，而是鉴于其功来区分的。 因此，在相应调整闭塞阀560的情况下，闭塞阀560将介质接口 580与第一部分体积640分隔开。显然，闭塞阀560也可以将介质接口 580与第一部分体积640连接或流通耦连。下封闭件540-2具有侧出口 670和下出口 680，其中在不同的实施例中，必要时也可以省掉两个接口 670、680之一。在图7所示的实施例中，下出口 680被用作润滑剂容器110的出口 120。相应地，它具有用于管路的接口 690，借此例如实现润滑剂容器与计量设备130在空间上的分隔。然而，所述下出口 680是一个可选的部件，其例如在下封闭件540-2的一种备选实施方式中可
被省掉。侧出口 670在图7所示的实施例中同样具有用于管路的接口 700，图7仅示意表示的压力传感器340可连接到该接口上。如已经结合接口 690所描述的，当例如采用封闭件540-2的备选实施方式时，必要时也可以不同地设计或省掉管路接口 700。因此，例如压力传感器340可以直接设计为封闭件540的一部分，或者可直接绕过管路与封闭件连接。另外，图7所示的润滑剂容器110还具有液位传感器330，它可设置在容器320内部并且通过孔710经传感器信号线370(图7未示出)提供传感器信号给控制电路150 (图7未示出)。液位传感器330在此设计为悬浮开关715，它在润滑剂平面660低于规定水平时发出液位传感器信号。这可以通过例如电气回路的断开或闭合来做到。液位传感器330由此向控制单元150传输关于润滑剂储备量的信息。可经介质接口 580贴靠到润滑剂容器110上的介质通常是气态介质。通常通入压缩空气或加压空气。但是，也可以采用其它的气态介质。其中包括与润滑剂和全部用于计量装置100的材料相关地适用于此的所有气体或气体混合物。其中包括例如氮气，但还有稀有气体(例如氦气、氖气、気气)，只要对此存在相应的要求。气态介质在此一般在几巴压力(例如4-6巴)下导入介质接口 580。经常使用油作为润滑剂。如果要考虑润滑剂和介质的其它组合，则必要时可能合理的是，在第一和第二部分体积640、650之间必要时使用可移动的或可变形的、薄膜或活塞形式的分隔体，用于必要时阻止介质和润滑剂的相互作用、反应或混合。
基于润滑剂容器100的所述布置和设计，除了由必要时实施的可选设的裂缝630引起的损失，该润滑剂容器无需耗用介质就能运行。如果例如没有处于压力下的外界介质可供使用，则也可以在一些实施例中在润滑剂容器110范围内产生压力。润滑剂容器110因此可以具有由弹簧元件加载的活塞或者由弹簧元件加载的薄膜，其中该活塞或薄膜如此设置，使得它们使所容纳的润滑剂处于压力下。该弹簧元件例如可以包括压缩弹簧、拉伸弹簧、空气弹簧、气压弹簧、扭力弹簧、扭杆弹簧、弯曲弹簧或者弹性体弹簧或其它类型弹簧。因此，润滑剂容器110可设计用于在所容纳的润滑剂上施加压力。根据所用的弹簧类型，可以采用不同的弹簧形状，即仅举例而言例如螺旋弹簧、桶形弹簧、盘簧或者板簧。由此在必要时可以省去外界压力源，即例如泵或压缩空气供应装置。在参照图9至11并结合三个在不同平面内的不同截面图详细描述计量单元130之前，应该首先参照图8来描述计量单元的原理图。图8示出计量设备130，它在空间上可与润滑剂容器110分隔开。因为还要结合图 9-11来详细描述的计量设备130的内部结构是比较复杂的，所以首先应该参照图8在所示的原理图范围内来说明基础结构。计量设备130具有可与润滑剂容器110的出口 120相连的管路接口 720。计量设备130因而可以通过接口 720从润滑剂容器110接收润滑剂。在接口 720处提供的润滑剂首先通过管路730输送至体积740，该体积通过孔750将润滑剂供给至旁通阀400。在旁通阀400正常工作的典型位置中(英语normally open),旁通阀将孔750与另一孔760连通，所述另一孔通过管路770将润滑剂送入中间体积780。另一孔760因此在正常运行中通常是打开的。但是，在计量装置100或计量设备130运行中，旁通阀400也可以使润滑剂流绕行至通入管路800的另一孔790。旁通阀400的这种状态例如可以仅根据相应的控制信号产生。该另一孔790因此在正常运行中是关闭的(英语normally closed)。管路800又通过短的中间管路810通入第一空腔820，孔830与第一空腔相连。在孔830内设置流量传感器380。在此可取的是，相对于孔830密封该流量传感器380。孔830和设置在该孔中的流量传感器380通入第二空腔840，第二空腔又通过中间管路850与管路860流通耦连。管路860又通入中间体积780。因此，润滑剂可以根据旁通阀400的位置要么直接通过管路770到达中间体积780，要么通过旁路经流量传感器380进入中间体积780。换句话说，管路770是旁通管路390。通过输入孔870，其中为简化图8的视图起见而只用附图标记标出了一个微型阀140-6的输入孔870，润滑剂可以在入口侧输入微型阀140。换句话说，输入孔870引导润滑剂到微型阀140的第一接口 180，图8示出了一共六个微型阀，即微型阀140-1、...、140-6。微型阀140的第二接口 190又通入管路接口 200，润滑剂可以随后通过该管路接口被供给到待润滑部位或者说待润滑的机器部件。在这里，也为了简化视图起见而分别仅用附图标记标出第六微型阀140-6的第一和第二接口 180、190。为了给微型阀140供电，原则上可以考虑不同的结构变型方式。因此，图8示出用于给微型阀140供电和控制微型阀140的电导线穿过的通道880。作为替代或补充，电气管路也可通过孔890延伸至微型阀140。图9、图10和图11分别以在三个不同的但相互垂直的平面内的横截面图示出计量设备130。图10和图11在此仅示出相关结构的一部分。在图9至图11的视图中没有示出传感器和阀。而是只示出了计量设备130的孔和其它结构。图9至图11的视图只示出了各孔、管路和通道的复杂配合关系。在此，尤其应该注意图8未详细示出的部分。从图9仅用虚线表示的用以提供润滑剂给计量设备130的管路的接口 720开始，润滑剂经过8字形开口 900进入管路730 (见图10)。管路730在设计有计量设备130的主体的内部延伸。因此缘故，示出了由加工决定的孔910，该孔在完成机械制造后例如借助球或其它密封件被密封。图11示出润滑剂经管路730被导入并且进一步分布的区域的放大图。图11首先示出体积740以及孔750，该孔将润滑剂运输至图11未示出的旁通阀400。但图11示出结 构空间920，旁通阀400可置入并且安装在该结构空间内。根据旁通阀400的位置，润滑剂随后可通过孔930到达另一孔790或通过孔940到达另一孔760，所述另一孔使润滑剂经两个空腔820、840导入图9至图11未示出的流量传感器340或直接导入中间体积780。图9最后还不出总共六个、同样在图9中未不出的微型阀140的输入孔870的设计方案以及用于给微型阀供电和控制微型阀的通道880。因为上述的典型输送体积,这些孔一般具有在Imm至约10mm、通常在约2mm至约5mm、即例如在约2. 8mm至4. 3mm之间的直径。显然，在不同的实施例中可以设置不同数量的微型阀。开头所述的变型方案在具体设计结构方面也可以在不同的实施例中有所改变。图12示出计量装置100的另一实施例的液压系统图，它与结合图5-11所示的实施例的区别仅在于旁通管路390、旁通阀400的结构设计和流量传感器380的布置和流通耦连。因此缘故，在此引用对图5所示的液压系统图的说明。与图5所示的计量装置100不同，旁通阀400在这里设计为2/2阀。它流通地接入旁通管路390并且与流量传感器380并联。因此在图12所示的计量装置100或者说计量设备130的实施例中，流量传感器380的第一接口 420与润滑剂容器110的出口 120相连并通过旁通管路390的部段与旁通阀400的入口相连。相应地，流量传感器380的第二接口 410与微型阀140的第一接口相连并通过旁通管路390的另一部段与旁通阀400的出口相连。与图5所示的液压系统图不同，该旁通阀的这种布置和设计原则上使得润滑剂持久地流过流量传感器380。在此实施例中无法实现流量的完全切换。旁通阀400在此设计用于使润滑剂流量通过以下方式部分转移到旁通管路390，即，执行器450依据控制电路150的相应控制信号打开旁通阀400。由此，可以在计量装置100投入工作的情况下通过微型阀140快速填注已接通的润滑部位或机器部件。管路接口200或者概括地说润滑剂出口可以针对每个出口单独调整体积流量。图12所示的也被称为最少量计量单元的计量装置100具有用于全部体积流的流量传感器380形式的监测单元。也称为旁路阀的旁通阀400可以实现上述的快速填充。在此实施例中，也可以通过液位传感器330和压力传感器340监测或者说测量液位和压力。控制电路150因此可以除了控制微型阀140外还担负起旁路阀的控制或者说旁通阀的控制以及流动监测或者说流量监测。控制电路150可以设计为具有用于控制和监测阀门和体积流的微处理器的电子单元。如上所述作为补充或替代，所述控制电路150可以设计为机床的部件、外部控制装置或者SPS控制装置或者PLC控制装置的部件(SPS =存储器可编程控制器=英语中可编程逻辑控制器=PLC)。图13示出计量装置100的另一个实施例，它与图5和12所示的实施例的主要区别在于，在这里不再使用共同的流量传感器380，而是针对每个润滑剂出口采用一个单独的流量传感器380。由此，可以针对每个出口单独控制并精确调整体积流。换句话说，图13示出具有针对每个单独体积流或润滑剂出口的监测功能的计量装置100即最少量计量单元的实施例。因此，图13所示的计量装置100的实施例只在计量设备130方面不同于图12所示的实施例。因而，在图13所示的实施例中，润滑剂容器110的出口 120除了管路系统的部件之外直接与微型阀140的第一接口 180流通耦连。另外，在图13所示的计量装置100的实施例中，微型阀数量与图12所示的实施例相比减少了两个微型阀，即从六个微型阀减
少到四个微型阀140-1.....140-4，这再次表明在计量装置100的不同实施例中实现的微
型阀140的数量的灵活性。在微型阀140的每个第二接口 190-1、…、190-4处，流量传感器380-1、…、380-4分别与各第一接口 420-1、. . . ,420-4流通耦连。相应地，管路接口 200-1、. . . ,200-4分别与流量传感器380的第二接口 410-1.....410-4流通耦连。因此，图13所示的计量装置100的实施例也没有旁通阀400和旁通管路390。但是在替代实施方式中，这可以完全针对单独的或者多个流量传感器380实现。同样也可能可取的是，在不同的实施例中，不是每个微型阀140都配备有一个独立的流量传感器380。因此，必要时可取的是，给其中一些微型阀140配设共同的流量传感器380，该流量传感器能够可选地同样配设有旁通阀和旁通管路。由此，必要时就可以为只需要被共同润滑的多个机器部件平行地供给润滑剂并同时节省了提高成本的流量传感器380。必要时也可取的是，一些微型阀140完全在不借助流量传感器380进行监测的情况下工作。每个流量传感器380还分别具有传感器电路430，出于直观性原因在图13中只用附图标记标出了第一流量传感器380-1的传感器电路430。传感器电路430通过一个或多个传感器导线440与控制电路150耦连。即使在上述的实施例范围内描述了管路接口即例如接口 200，在其它实施例中也可以更换为其它流通的连接器或者管路。因此它们根据接口类型可以被称为入口、出口或总称为接口。图14示出机器950的立体图，该机器是机床960。确切地说，图14在这里示出在主轴970及其轴承单元980的区域内的草图，主轴借助轴承单元相对于机器950的壳体990被支承或引导。轴承单元980设计为借助两个单列角接触球轴承浮动支承的轴承装置(SLS)，两个单列角接触球轴承分别表示机器部件1000-1和1000-2。角接触球轴承是滚动轴承1010-1、1010-2的特殊实施方式。在不同的实施例中，也可以采用不同的滚动轴承例如深沟球轴承、圆柱轴承或其它滚动轴承。
在此情况下，主轴970是转动构件，而壳体990是固定不动的。因此缘故，必要时可取的是，在外圈1020的一个或多个滚道内设置一个或多个孔，润滑剂通过该孔被直接送到滚子体1010的滚道上并进而直接接触到其滚子体。必要时还可取的是，为这些开口配设下沉部或沉孔或者借助其它方法倒棱，以使滚子体更容易滚动并且减小滚子体和相应滚道歪斜错位的危险。在位置固定的外圈1020的情况下，滚动轴承1010的内圈1030的滚道必要时可以不设有相应的孔。当与图14所示的实施例不同，内圈1030固定不动而外圈1020相对内圈转动时，这可能是另一种情况。在这种情况下可能可取的是，在内圈1030滚道中开设相关的孔。但在滑动轴承导向的情况下也可能可取的是，在外圈或内圈的相应滑道中设置用于供给润滑剂的孔。 但是，相应的孔绝对不局限于设置用于引导转动运动的轴承。它们同样可以用在直线轴承范围内，其中在滑动轴承范围和滚动轴承范围内，都可以借助滑道或滚道中的上述孔实现润滑。与轴承类型无关，润滑剂可以借助管路系统输送至相关的开口或相关的轴承，该管路系统与微型阀140的第二接口或者相应的接口 200流通连接。在此情况下，管路系统例如可以包括管子或管段或者软管或软管段以及毛细管。图15示出根据一个实施例的计量装置100，其中润滑剂容器110和计量设备130首先在空间上没有分隔开，而是在唯一的壳体范围内实现。但根据具体设计结构，计量装置100可以具有离合系统，该离合系统可使润滑剂容器110与计量设备130分隔，因此这两个子部件同样可在空间上分隔开。这两个子部件必要时可以借助管路系统或管子重新流通耦连。润滑剂容器110在图15所示的实施例中具有灌充连接器1040，它也被称为润滑剂灌充管嘴。它可将润滑剂注入也被称为润滑物质容器或润滑剂容器的容器320中。润滑剂容器110因为所采用的润滑剂而也被称为油储槽并且可以配备有内部或外部的(预)压力
产生装置。计量设备130包括阀门单元，其具有四个可独立控制的精密阀门或者说微型阀140。另外，它同样具有流量传感器单元，其包括四个流量传感器，就像参照图13已经描述的那样。这些流量传感器也被称为流动传感器(Flow-Sensor),相应的单元被称为流动传感
器单元。相应地，计量设备130同样具有用于润滑剂的四个接口 200-1.....200-4，这些接
口也被称为润滑剂出口或者润滑剂排出口。另外，计量装置100或者说计量设备130具有包括用于提供电压的第一接口 1060和用于信号线和控制线的第二接口 1070的电接口 1050。在此必要时可取的是，在设计可使润滑剂容器110与计量设备130空间分隔开的计量装置100时，除了流通连接外，也设置相应的传感器信号线连接和/或控制信号线连接或者相应的第二电接口。如上所述，计量装置100也被称为微计量器或微计量系统。微计量系统因此例如可以用作经典的混油空气润滑的替代方式。它是这样的润滑剂计量系统，可通过它从一个共同的储槽中单独将最少量的油供应给多个例如多达四个、六个、八个或更多的润滑部位。润滑剂计量通过微型阀来进行，微型阀在相应的控制下产生均匀的且近似连续的体积流。连续的体积流可以通过一个或多个传感器来监测并且周期性地再调整。根据润滑任务，也可以断续地实现润滑剂计量。所述计量装置例如可用于具有很高计量精度、连续的润滑剂需求、精确计量最少量(例如O. 5至5mm3/min)、直接调整计量或直接根据轴承的工作面计量的应用中。因此，应用领域包括对达到过高转速(例如20000转/分钟、40000转/分钟、60000转/分钟或更高转速)的快速运转的主轴以及高速轴承的要求严格的润滑。这种润滑在输送油时可以不消耗空气，这可能意味着成本节约，因为可以减少或完全不用耗费地铺设压缩空气管路。同样，可以显著减轻轴承内油膜被吹掉、污垢(例如颗粒、湿气)入侵的危险。它也可以使得在变化的润滑剂需求时例如在主轴转速改变或环境温度改变的情况下具有较快的反应时间。必要时可以节省(昂贵的)专用润滑剂。不同的黏度、温度或背压或许可以通过系统在内部被补偿，从而体积流可以均匀流动。毛细管可以直接延伸至轴承的工作面区域。这可能意味着可实现最小润滑剂量的最佳利用和无损失计量以及润滑剂可直接供使用。根据一个实施例的微计量器或最少量计量器(英语MirCOdOSage Unit微计量单元)因此可以用于无空气地润滑快速运转的主轴。 它可被用于实现可单独调节的nl和μ I范围内的润滑剂最少量体积流。输送润滑剂时的辅助空气的使用可得以避免。也可以用一个监测单元监测多个不同的润滑剂流。因此可以按规定提供可单独调节的最小体积流。输送介质例如空气不是必需的。也可以设置用于多个体积流的监测单元。最少量计量系统是一种(油)计量供应系统，可通过它从一个共同的储槽中给多个润滑部位单独连续地供应最少量的润滑剂。润滑剂计量通过特殊的微型阀来实现，该微型阀在相应控制下能产生均匀且近似连续的体积流。连续的润滑剂流可以通过流动传感器来监测以及被影响。根据润滑任务，润滑剂计量也可以断续地进行。对于润滑剂的输送，不需要压缩空气作为输送介质。润滑剂只需要具有确定的预压力。典型的应用领域在于需要最少量油的情况下(安装、工艺控制)、要精确连续地供应润滑剂(例如在高速轴承和主轴轴承时)的情况下、需要使润滑剂量在时间上适应润滑过程的情况下和没有作为输送介质的空气或空气不适用的情况下。与以空气为介质来使油计量均匀化并用于输送(OLA)的系统相比，多个实施例必要时可以有利地不耗用空气来输送油，无需付出制备净化过的压缩空气所需的成本，系统直接对变化的要求做出响应，不会吹散油膜或没有因压缩空气被污浊(例如颗粒或湿气)。用于最少量计量的微型阀因此或许可以代替混油空气润滑，实现用于主轴润滑的流动监测、主轴轴承的连续润滑剂供应、主轴轴承的被监测的润滑剂供应和主轴轴承或者说高速主轴轴承的可调的润滑剂供应。因此，微计量系统可以用于精确连续地在μ I范围内供应润滑剂。在上述的应用场合中需要以最少量的润滑剂精确计量并且连续供应。多个实施例能够以只在医疗和医药领域内常见的高精度工作。利用这样的系统，可以单独给多达四个、六个、八个或更多的润滑部位供油。油可通过毛细管来输送，毛细管可以直接导引到轴承的工作面。由此，可以精确且按需地供应润滑剂并且以极少的量有效利用润滑剂。润滑剂计量通过微型阀来实现，微型阀的流通量可被单独控制并且微型阀根据要求来分次计量润滑剂或者以连续的体积流来计量润滑剂。对于每个润滑部位，可以单独调节出O. 5至5 μ 1/min范围内的润滑剂。为了对比，常规的油滴具有大约为50 μ I的体积。根据一个实施例的润滑系统可以计量的量相当于在一分钟内的一滴的1/100至1/10的量。该系统的润滑剂容器处于预压力下并且与阀门控制装置配合产生规定的油体积流。预压力可以根据不同的系统变型方案在内部通过压力弹簧活塞或在外部通过接通压缩空气来产生。在使用位置上没有压缩空气可供使用的情况下，推荐具有内部预压力产生装置的变型方案。在借助压缩空气在外部产生预压力的情况下，接口实际上只用于保持压力，没有耗用空气。为了保证体积流与压力、温度和黏度无关地保持恒定，该系统可以借助流量传感器来监测并且必要时通过SPS控制装置或机器控制装置来再调整。因此，可以实现在主轴轴承内不会因不均匀的油计量而产生附加热。相对于传统的混油空气润滑系统，微计量系统不需要昂贵的压缩空气来输送油。因此，也不存在油膜被压缩空气吹走的危险。颗粒或湿气不会随空气到达润滑部位。另一个优点可以在于，通过放弃作为载体介质的空气，该系统可以根据需要高动 态地改变润滑剂量并因此能直接对因主轴转速变化引起的油量需求变化或润滑剂黏度变化作出反应。与传统润滑相比，系统工作采用的最小油量附加地有助于环保。另外，该系统不需要昂贵的专用润滑剂。商业上通用的例如在机床中使用的主轴润滑油就可以满足。在需要精确供应最少量的油的场合中都可使用微计量系统。就是说，不仅可以用在主轴轴承上，而且可以例如用在流水线和节奏生产线上自动化的零件装配中。原型或样机表明，可以提供根据一个实施例的微计量器，它具有以下技术数据润滑剂油；容积在具有内部压力产生装置时为125ml，而在具有超过3巴压力的辅助空气的实施例中为350ml ;计量连续O. 5-5mm3/min ;出口 4 ;预压产生内部或外部(在利用具有高于3巴的压力的辅助空气的实施方式中)；初始压力1-3巴；工作电压12/24VDC ；控制装置SPS/PLC兼容；使用温度10-50°C;工作黏度20-200mm2/S ;液位监测有。但在此要注意，该技术数据只是原型的技术数据。如以上说明也显示的那样，其它实施例可以具有不同的技术数据。所设计的样机有时能够实现均匀连续的润滑剂供应、最小润滑剂量的高精度计量、在摩擦面上的润滑剂直接可供使用、所需润滑剂量的高精确度调整、对改变的工艺参数的直接响应、针对每个出口单独调整润滑剂量、无需压缩空气的较低的安装耗费、因没有耗用压缩空气而较低的工作成本、12/24伏特的电压供应、因直接供应使润滑剂得到最佳利用以及因润滑剂和空气消耗较少而得到更好的环保性。但在此情况下，实施例不是必须实现所有可能的优点，即不用一次实现多个优点。虽然结合装置描述了一些方面，但显然这些方面也是对相应方法的说明，因此装置的单元或构件也被认为是相应的方法步骤或方法步骤的特征。与之相似地，结合方法步骤或作为方法步骤来描述的方面也是对相应装置的相应单元或细节或特征的说明。根据规定的实施要求，本发明的实施例能够以硬件或软件形式来实施。所述实施可利用数字存储介质如软盘、DVD、蓝光盘、CD、R0M、PR0M、EPR0M、EEPR0M或闪存器、硬盘或另一种磁性存储器或光学存储器进行，在所述数字存储介质上存有可电子读取的控制信号，所述控制信号能够与可编程硬件这样协作，使得各方法得以实施。可编程硬件可以由处理器、计算机处理器(CPU)、图像处理器(GPU)、计算机、计算机系统、专用集成电路(ASIC)、集成电路(1C)、芯片上的系统(SOC = System on Chip)、可编程逻辑元件或带有微处理器的现场可编程门阵列(FPGA)构成。数字存储介质因此可以是机读或计算机读取的。也就是说，一些实施例包括具有可电子读取的控制信号的数据载体，该控制信号能够如此与可编程计算机系统或可编程硬件协作，从而实施所述方法之一。因此，一个实施例是数据载体(或者数字存储介质或可机读介质)，在该数据载体上记录有用于执行本文所述的其中一种方法的程序。总之，本发明的实施例能以包括程序码的程序、固件、计算机程序或计算机程序产品或者以数据的形式来实施，其中程序码或数据有效地用于当在处理器或可编程硬件部件上运行程序时实施其中一种方法。程序码或数据可以例如也存储在可机读载体或数据载体上。程序码或数据尤其能够以源代码、机器代码或字节代码以及其它中间代码的形式存在。另一个实施例还可以是数据流、信号序列或一连串信号，它表示用于实施本文所述的方法之一的程序。数据流、信号序列或一连串信号例如可以如此配置，以通过数据通信连接例如通过互联网或其它网络来输送。因此，实施例也是代表数据的信号序列，其适用于 通过网络或数据通信连接来发送，在这里，数据表示程序。根据一个实施例的程序可以将方法之一在其实施过程中例如通过以下方式转换，即该程序读出存储位或在这些存储位中写入一个数据或多个数据，由此，必要时在晶体管结构、放大器结构或电气工作、光学工作、磁性工作或按照其它功能原理工作的其它构件中引起开关动作(或过程)或其它动作(或过程)。相应地，可以通过读取存储位来检测、确定或测量程序的数据、值、传感器值或其它信息。因此，可以通过读出一个或多个存储位来检测、确定或测量程序的参数、值、测量参数和其它信息，以及通过写入一个或多个存储位来引发、驱使或执行某动作以及控制其它的仪器、机器和部件。上述的实施例只是说明本发明的原理。显然，本文所述的布置和细节的改动和变化对其它技术人员是显而易见的。因而期望本发明只由权利要求书的保护范围来限定，而没有受到在本文中结合对实施例的说明描述来表述的特定细节的限制。附图标记列表100计量装置390旁通管路110润滑剂容器 400旁通阀120 出口410 第二接口130计量设备 35 420第一接口140微型阀430传感器电路150控制电路440传感器信号线160控制信号线 450执行器170执行器460控制信号线180第一接40 470管路部段190 第二接口480 箭头200接口490传感器座210壳体500温度传感器220阀座510加热件230静衔铁45 520空心圆柱体240动衔铁530密封件
250第一部段540封闭构件260线圈550阀门单元270第二部段560闭塞阀280弹簧50 570多路接口290红宝石球580介质接口300球座590 孔310时间曲线600粗过滤器320容器610 接口 330液位传感器 55 620闭锁螺栓340压力传感器630裂缝350传感器电路640第一部分体积360传感器电路650第二部分体积370传感器信号线660平面380流量传感器 60 670侧出口680竖向出25 910 孔690接口920结构空间700接930 孔710孔940 孔715浮动开关950机器720接口30 960 机尿730管路970主轴740体积岸980轴承单元750孔990 壳体760另一孔1000机器部件770管路35 1010滚动轴承780中间体积1020外圈790另一孔1030 内圈800管路1040灌充连接器810中间输入管路1050电接口820第一空腔40 1060 第一接口830孔1070 第二接口840第二空腔Ip峰值电流850中间管路Ih保持电流860管路T时钟周期870输入孔45 To阀打开时间880通道Tp峰值时间890孔Th保持时间900开口
权利要求
1.一种用于供给预定的润滑剂量的计量装置(100)，具有以下特征 润滑剂容器(110)，其设计用于容纳润滑剂并在压力下通过所述润滑剂容器的出口(120)供给润滑剂； 计量设备(130)，其包括微型阀(140)； 其中，所述微型阀(140)与所述润滑剂容器的出口(120)流通耦连并设计用于按规定供给预定的润滑剂量； 其中，所述计量设备(130)能在空间上与所述润滑剂容器(110)分隔开。
2.根据权利要求I所述的计量装置(100)，其中，所述计量设备(130)和所述润滑剂容器(120)能在空间上相互分隔开至少50厘米。
3.根据前述权利要求之一所述的计量装置(100)，其中，所述润滑剂容器(110)包括第一壳体，所述计量设备包括不同于所述第一壳体的第二壳体。
4.根据前述权利要求之一所述的计量装置(100)，其中，所述润滑剂容器(110)和所述计量设备(130)分别具有用于管路的接口，以使所述润滑剂容器(110)的出口(120)能通过管路与所述计量设备(130)相连，其中，所述管路的接口设计用于能容纳具有外径和内径的空心圆柱形的管路。
5.根据前述权利要求之一所述的计量装置(100)，其还具有流量传感器(380)，所述流量传感器如此布置和设计，使得能确定通过所述润滑剂容器(110)的出口(120)离开所述润滑剂容器(110)和/或流过所述微型阀(140)的润滑剂的流量。
6.根据权利要求5所述的计量装置(100)，其还具有带有旁通阀(400)的旁通管路(390)，其中，所述旁通管路(390)与所述流量传感器(380)并联，从而流过所述流量传感器(380)的润滑剂流量能够通过所述旁通阀(400)部分地或者完全地转换到所述旁通管路(390)中。
7.一种润滑系统，具有以下特征 根据前述权利要求之一所述的计量装置(100);和 具有待润滑的机器部件(1000)的机器(950)，其中，所述机器部件(1000)与所述计量装置(130)的微型阀(140)流通耦连，从而所述微型阀(140)能按规定将预定的润滑剂量供给到所述机器部件(1000)上； 其中，所述润滑剂容器(110)在空间上与所述计量设备(130)分隔设置。
8.根据权利要求7所述的润滑系统，其中，所述润滑剂容器(110)设置在危险物室、危险物箱、润滑剂室或润滑剂箱中。
9.根据权利要求7或8所述的润滑系统，其中，所述微型阀(140)通过直通或连续的管路系统与所述机器部件(1000)耦连，所述管路系统在供给预定的润滑剂量时不具有或仅具有可忽略不计的管路系统体积变化，和/或所述润滑剂容器(110)的出口(120)通过管路系统与所述微型阀(140)流通耦连，所述管路系统在供给预定的润滑剂量时不具有或仅具有可忽略不计的管路系统体积变化。
10.一种用于供给预定的润滑剂量的方法，包括 在压力下从润滑剂容器(120)向在空间上分隔的计量设备(130)的微型阀(140)供给润滑剂；和 通过所述微型阀(140)按规定地向机器(950)的机器部件(1000)供给预定的润滑剂量。
全文摘要
本发明涉及一种用于供给预定的润滑剂量的计量装置(100)，其包括润滑剂容器(110)，润滑剂容器设计用于容纳润滑剂并在压力下通过润滑剂容器的出口(120)供给润滑剂，计量装置还包括计量设备(130)，该计量设备包括微型阀(140)，其中微型阀(140)与润滑剂容器的出口(120)流通耦连并设计用于按规定供给预定的润滑剂量。计量设备(130)能在空间上与润滑剂容器(110)分隔开。
文档编号F16N27/02GK102809039SQ20121026944
公开日2012年12月5日 申请日期2012年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者J·克雷兹坎珀, H-D·尼尔森, F·施密特, J·施瓦茨 申请人:Skf公司