Einleitungsanlage mit Kolbenverteilern

Die Standardanlagen zur Lösung der vielfältigsten Schmieraufgaben im Betrieb mit Schmierölen ist die Einleitungsanlage mit Kolbenverteilern.

Diese Standardanlagen sind vorzüglich geeignet für relativ geringe Ölmengen je Schmierstelle, auf den Verbrauch abgestimmt, bei intermittierender Ölzufuhr.

Beim Einsatz von Fließfetten (NLGI Klasse 000,00) sind besondere, auf die etwas höheren Förder- und Umsteuerdrücke abgestimmte Verteiler und Pumpen vorzusehen, wobei das Funktionsprinzip und der Aufbau der Geräte unverändert sind.

Standardanlagen haben stets den gleichen Grundaufbau:

• 1. Pumpen für Öl oder Fließfett
• 2. Hauptrohrleitung
• 3. Kolbenverteiler für Öl oder Fließfett
• 4. Schmierstellenleitungen
• 5. Schmierstelle

bei automatisch autark betriebenen Anlagen kommen:

• 6. Steuer- und Überwachungsorgane hinzu

Nach Bedarf:

• 7. Druckschalter
• 8. Füllstandsschalter
• 9. Warn- und Kontrolleuchten

Ölförderer sind hand-, mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigte Kolbenpumpen oder intermittierend elektrisch betriebene Zahnradpumpen.

Die Dosierung des Schmierstoffs erfolgt durch im Rohrleitungsnetz montierten Kolbenverteiler. Mittels austauschbarer Dosiernippel an den Verteilern ist es möglich, jeder Schmierstelle pro Hub bzw. Arbeitsspiel der Pumpe die erforderliche Schmierstoffmenge zuzuführen. Der Dosierbereich reicht von 0,01 bis 1,5 cm³ je Schmierimpuls und Schmierstelle. Auch mit der Anzahl der Schmierimpulse läßt sich die, den Schmierstellen zuzuführende Schmierstoffmenge, beeinflussen. Bei Verbrauchsschmieranlagen ist ein Öl-Rücklauf von der Schmierstelle zum Öl-Vorratsbehälter in der Regel nicht vorgesehen, man spricht hier von Verbrauchsschmieranlagen.

Anwendung einer Einleitungsanlage mit Kolbenverteiler

•    Aufbau
•    Planung einer Anlage
•    Beispiel: Auslegung einer ZS – Anlage

Aufbau
Eine Einleitungsanlage (total-loss-System) besteht in der einfachsten Ausführung aus einer handbetätigten Kolbenpumpe mit Schmierstoffbehälter, Kolbenverteilern und Rohrleitungen.
Alle Verteiler geben unabhängig voneinander praktisch gleichzeitig eine definierte Schmierstoffmenge an die Schmierstellen ab.
Für jede Schmierstelle ist ein eigner Verteilerausgang vorzusehen.
Je nach den Anforderungen kann eine Anlage als automatisch arbeitende Zentralschmieranlage ausgeführt werden durch Einsatz
•    einer pneumatisch, hydraulisch oder elektromotorisch angetriebenen Pumpe
•    Steuerung der Anlage über ein programmierbares elektronisches Steuergerät
•    Überwachung der Funktionen der Anlage durch Druckschalter, Füllstandsschalter und Durchfluss-Sensoren
Durch Pumpe oder Pumpenaggregat können bis zu 100 Schmierstellen mit Schmierstoff versorgt werden, sofern alle Anlagenkomponenten wie Pumpe, Rohrleitungen und Schmierstoffverteiler richtig bemessen sind.
Die Verteiler können hintereinander oder auch parallel mit Stichleitungen montiert werden.
Sollen einzelne Bereiche einer Anlage nur im Betriebszustand ( z.B. bei Transferstraßen ) geschmiert werden, so kann die Anlage in einzelne Sektionen, die durch Ventile zuschaltbar sind, aufgeteilt werden.
Sind im Anlagensystem Druckverluste von mehr als 10 bar zu erwarten, z.B. durch die Ausdehnung der Anlage, durch die Viskosität des Schmierstoffes oder durch tiefe Temperaturen, so sollte zur Überwachung der Anlage der Druckschalter möglichst am Ende der Hauptleitung montiert werden. Er überwacht, ob während der Pumpenbetätigung der erforderliche Druckaufbau in der Leitung erzielt wird. Bei kleineren Einlaitungsanlagen und effektiver Ölviskosität bis 1 500 mm²/s kann der Druckschalter auch direkt an der Pumpe oder im Pumpenaggregat montiert werden. Durch die, vom Steuergerät vorgegebene Nachlaufzeit der Pumpe von  8 – 15 Sekunden, wird der Druckaufbau im System sichergestellt.
Für die einwandfreie Funktion der Kolbenverteiler ist nach dem Abschalten der Pumpe ein Druckabbau ( Entlastungsvorgang ) in der Hauptleitung erforderlich. Durch das, in der Pumpe eingebaute Entlastungsventil, wird dieses erreicht. Bei ausgedehnten Hauptleitungen von mehr als 100 Metern ist die Hauptleitung als Ringleitung zu verlegen um so den Druckabbau im System zu erleichtern.

Planung einer Anlage
Einsatzbedingungen der Anlage ermitteln
Kriterien:

• Gegendrücke an den Schmierstellen
• Einsatztemperatur
• Schmierstoff
• Antriebsengerie der Förderpumpe
• Steuerung und Überwachung

Art der Anlage festlegen
Bauart der Verteiler je nach Schmierstoff, Anforderungen an die Überwachung
den Schmierstoffbedarf je Schmierstelle ermitteln
Der Anschlusswert setzt sich zusammen aus:
Summe aller Verteilerdosierungen der Anlage plus 25% dieses Wertes ( Sicherheitszuschlag )
plus 1 cm³/m Hauptleitung ( Atmungsverlust ) plus Kompressibilitätsverlust ( nur bei Fliessfett Anlagen )
Kolbenverteiler auswählen
Kriterien:

• Bauart: Vor- oder Nachschmierverteiler, Kolbenverteiler oder Impulsverteiler
• Schmierstoff
• Dosierbereich
• Platzverhältnisse, Einbausituation

Pumpe auswählen
Kriterien:

• Antriebsart: von Hand, mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektromotorisch
• Fördermenge: Der Anschlusswert der Anlage soll 2/3 des Fördervolumens der Pumpe pro Schmierzyklus nicht überschreiten
• Behälteraggregat oder Pumpe getrennt vom Schmierstoffbehälter
• Kompaktaggregat mit eingebautem Steuer- und Überwachungsgerät

Rohr- und Schlauchleitungen auswählen

Der Rohrleitungsquerschnitt für die Hauptleitung ist unter Berücksichtigung der auftretenden Druckverluste festzulegen. In Einleitungsanlagen werden für die Hauptleitungen Rohre mit außen Ø 6, 8 und 10 mm eingesetzt. Rohre mit außen Ø 10 mm werden besonders bei ausgedehnten Anlagen, die bei Temperaturen unter 0 ⁰C arbeiten und bei höheren Betriebsviskositäten bzw. Fließfetten eingesetzt.
Für die Schmierstellenleitungen werden normalerweise Rohre mit außen Ø 4 mm eingesetzt. Bei Vorschmierverteiler darf die Länge der Schmierstellenleitung bis zu 10 Metern betragen. Bei Nachschmierverteilern soll sie dagegen nicht länger als 6 Meter sein. Bei Fließfettanlagen ist neben der Förderbarkeit auch das Entspannungsverhalten des vorgesehenen Fettes zu berücksichtigen.

Schmierstoffauswahl
Bei der Auswahl des Schmierstoffes ist zu beachten, dass er sich neutral gegenüber den eingesetzten Werkstoffen und besonders wichtig gegenüber den Dichtungswerkstoffen verhält. Für aggressive Medien sind Komponenten aus nicht rostendem Stahl und Dichtungen aus FPM eine mögliche Lösung.

Steuer- und Überwachungsgerät auswählen
Je nach den Betriebsbedingungen und den Erfordernissen ist ein zeit- oder taktabhängiges Steuergerät auszuwählen. Entsprechend  den Anforderungen an die Überwachung sind Druckschalter, Füllstandsschalter, Druchflußwächter und Filterüberwachungen einzuplanen.

Beispiel: Auslegung einer Einleitungsanlage
Einleitungsanlage ( Verbrauchsschmieranlage ) mit Kolbenverteilern für eine Produktionsmaschine
Einsatzbedingen: Schmierstoff: Öl ISO VG 32 mit einer Nennviskosität von ca. 32 mm³/s bei +40 ⁰C
Betriebstemperatur: +20 ⁰C, daraus ergibt sich eine Betriebsviskosität von 100 mm³/s
Betriebstemperaturbereich: +10 ⁰C bis 40 ⁰C
Viskosität bei +10 ⁰C  ca. 175 mm³/s
Schmierstellengegendrücke: < 5 bar ( 0,5 MPa )
Hauptleitung: Rohrleitung 8 x 0,7 mm, Länge der Hauptleitung  16 mtr.
Anzahl der Schmierstellen: 24
Mit der Zentralschmieranlage sollen drei verschiedene Gruppen  ( Antrieb, Schlitten, Tisch ) innerhalb der Maschine mit Schmierstoff versorgt werden. Eingesetzt werden Vorschmierverteiler und ein elektronisches Steuergerät. Die Überwachung der Anlage erfolgt durch einen Druckschalter für Druckaufbau und Druckabbau und einen Füllstandsschalter.

Schmierstoffverteiler (Kolbenverteiler) auswählen
Der angegeben Schmierstoffbedarf soll auf 10 Zyklen pro Stunde aufgeteilt werden, um eine gleichmäßige Versorgung der Schmierstellen zu erreichen. Damit ergeben sich nachfolgende Verteilerdosierungen:

Gruppe 1

Gruppe 2

Gruppe 3

Pumpe auswählen
Die gesamte Dosiermenge der Schmierstoffverteiler beträgt: 2,61 cm³
Der Anschlusswert errechnet sich aus der Beziehung:

Als Förderpumpe wird ein Zahnrad-Pumpenaggregat mit einer Fördermenge von 200 cm³/min ausgewählt, d.h. innerhalb von 6 Sek. fördert die Pumpe die erforderliche Schmierstoffmenge in das System.

Rohrleitungsquerschnitt überprüfen:
Auf eine Überprüfung des Rohrleitungsquerschnittes wird an dieser Stelle verzichtet. Das Ergebnis ist ein Gesamt Druckverlust von 16,80 bar ( 1,68 MPa ). Das ausgewählte Pumpenaggregat ist für einen max. Druck von 27 bar ( 2,70 MPa ) ausgelegt.

Schmierstoffauswahl:
trifft der Maschinenhersteller

Steuer- und Überwachungsgeräte:
Eingesetzt wird ein programmierbares elektronisches Steuer- und Überwachungsgerät. Das Steuergerät wird auf eine zeitabhängige Auslösung der Schmiertakte programmiert, die entsprechenden Signaleingänge für den Füllstandsschalter und die Druckschalter werden angeschlossen. Die Pausenzeit wird auf 6 Min. bei dieser Einleitungsanlage eingestellt.