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Vorrichtung zum Auffangen und Weiterleiten des aus dem Hauptlager
einer in Wälzlagern laufenden Kurbelwelle austretenden Schmieröls Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Auffangen des aus dem Hauptlager einer in Wälzlagern
laufenden Kurbelwelle austretenden Schmieröls und zum Weiterleiten desselben in
das Pleuellager unter Verwendung einer an der Kurbelwange befestigten, dem Hauptlager
zugeordneten ölsammelrinne mit einem radial nach innen zur Drehachse der Kurbelwelle
hin gerichteten Rand, die über einen Kanal mit dem Pleuellager in Verbindung steht
und eine die Austrittöffnung des Hauptlagers und die Sammelrinne nach dem Kurbelkammerraum
hin abschließende Dichtung aufweist.
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Eine bekannte Ölsammelrinne dieser Art trägt zur Abdichtung einen
federnden Ring, der an einer Zylinderfläche des Hauptlagergehäuses anliegt. Ein
solcher Dichtungsring steht im Verhältnis zur rotierenden Ölsammelrinne still und
wird daher nach einiger Zeit infolge der auftretenden Reibungskräfte so abgenutzt,
daß keinerlei Dichtwirkung mehr beobachtet werden kann.
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Eine andere bekannte ölsammelrinne ist zur Abdichtung so ausgebildet,
daß ein Rand derselben federnd an der Seitenfläche des Hauptlageraußenringes anliegt.
Der Rand der rotierenden Ölsammelrinne liegt dabei gegen eine unbewegte Fläche des
Lagers an und ist daher gleichfalls einer unerwünschten Abnutzung unterworfen. Nach
einiger Zeit entsteht ein Spalt zwischen der ölsammelrinne und dem Außenring des
Hauptlagers, wodurch die gesamte, dem Wellenlager zugeführte Ölmenge durch diesen
Spalt direkt in das Kurbelgehäuse austreten kann.
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Es ist daher das Ziel der Erfindung, eine zuverlässige Dichtung zwischen
der ölsammelrinne und dem Hauptlager zu erzielen. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel
dadurch erreicht, daß ein zum Teil in eine Nut im Außenring des Wälzlagers mit geringem
Spiel eingreifender, an sich bekannter federnd ausgebildeter Dichtungsring dicht
gegen den nach innengerichteten Rand der ölsammelrinne gespannt ist und mit der
Sammelrinne umläuft.
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Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die ölsammelrinne
in bezug auf einen senkrechten Durchmesser in zwei symmetrische, voneinander getrennte
Kammern mit je einer Auslaßöffnung unterteilt. Die erfindungsgemäße Einrichtung
verhindert, daß der Dichtungsring gegen die eine oder andere Seitenwandung der Ringnut
gedrückt wird. Die Ölabdichtung erfolgt ausschließlich durch den nach außen gerichteten
hydrodynamischen Öldruck, der dadurch entsteht, daß das Öl sich von außen in den
Spalt zu drängen versucht, der sich zwischen der Ringnut im Außenring des Kugellagers
und der der Ölsammelrinne benachbarten Stirnfläche des Dichtungsringes ausbildet.
Dieser hydrodynamische öldruck entsteht durch die Wirkung der auf die von dem rotierenden
Dichtungsring mitgeführten Ölteilchen ausgeübte Zentrifugalkraft.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise an einem Zweitaktmotor
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Zylinder mit dazugehörigem Kurbelgehäuse in einem
senkrechten Schnitt; Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Ausbildung der ölsammelrinne;
Fig. 3 zeigt die Sammelrinne von Fig.1 in axialer Richtung von links gesehen; Fig.4
zeigt eine Sonderausbildung einer Sammeltasche in axialer Richtung gesehen; Fig.
5 stellt einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig.4 dar.
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Der Motor besteht aus dem wassergekühlten Zylinder 1 und dem darmeingesetzten
Kolben 2 mit dem Kolbenbolzen 3, auf dem mittels des Gleitlagers 4 das eine. Ende
der Pleuelstange 5 gelagert ist. Das andere Ende der Pleuelstange 5 ist mittels
des Rollenlagers 6 auf dem Kurbelzapfen 7 gelagert. Der Kurbelzapfen
ist
in zwei zu beiden Seiten des Rollenlagers angebrachten Wangen 8, 9 der Kurbelwelle
10 des Motors befestigt. Die Kurbelwelle ist mittels der Kugellager 11 und 12 zu
beiden Seiten der Kurbelwangen in dem entsprechend geteilten Kurbelgehäuse 13 gelagert.
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Die beiden Kugellager 11,12 sind auf den den Kurbelwangen 8, 9 abgekehrten
Seiten durch je einen radialen Ring 14,15 abgedichtet. Diese Ringe sind uilverdrehbar
in je eine ringförmige Nut 16,17 im Kurbelgehäuse13 eingesetzt und lassen einen
Spielraum zur Kurbelwelle» hin frei. In jedem dieser Spielräume ist ein auf der
Kurbelwelle befestigter Ring 18 bzw.19 angebracht, der auf seinem dem Ring 14 bzw.
15 zugekehrten äußeren Umfang mit einer Nut 20, 21 versehen ist, in die ein radial
nach außen federnder Dichtungsring 22, 23 eingelegt ist, welcher an der der Kurbelwelle
zugekehrten Innenseite des Rings 14 bzw. 15 anliegt. Die Nuten 16,17 für die Ringe
14,15 stehen mit den Kanälen 24, 25 im Kurbelgehäuse in Verbindung. Diese Kanäle
sind mit Hilfe einer nicht gezeigten Leitung an einen Druckschmierapparat angeschlossen,
der Schmiermittel für die Lager des Motors liefert. Zwischen den Ringen 14,15 und
den Kugellagern 11,12 sind Spielräume vorgesehen, durch die das Schmiermittel in
den. Ringraum zwischen den Innenringen und Außenringen der Kugellager gelangen kann.
Das auf der linken Seite der Kurbelwellenkröpfung liegende Kugellager 11 hat auf
seiner der Kröpfung zugekehrten Seite eine Dichtungsscheibe 26, die auf der Kurbelwelle
10 zwischen dem Innenring des Kugellagers und der benachbarten Kurbelwange 9 angebracht
ist. Diese Scheibe 26 erstreckt sich in radialer Richtung entlang der Kurbelwange
9 in einem geringen axialen Abstand vom Außenring 34 des Kugellagers und endet radial
außerhalb des Außenringes mit einem Flansch 27, der sich schräg nach innen zur Drehachse
der Kurbelwelle hin erstreckt. Der Flansch 27 endet in. einem geringen Abstand vom
Umfang des Außenrings und bildet die eine Wand einer ringförmigen ölsammehinne mit
dreieckigem Querschnitt. In der Nähe des freien Randes des Flansches 27 weist der
Außenring 34 des Kugellagers eine Ringnut 28 auf, in die der radial federnde Dichtungsring
29 mit geringem Spiel teilweise eingreift, der dicht gegen den nach innen gerichteten
Rand der Ölsammehinne gespannt ist und mit der Sammelrinne umläuft. Die Scheibe
26 erstreckt sich in radialer Richtung so weit nach außen, daß sie über die Bohrung
30 im Kurbelzapfen 7 ragt. Diese Bohrung ist zur Scheibe 26 hin offen, während ihr
anderes Ende geschlossen ist. Der Kurbelzapfen 7 weist auch einen radialen Kanal
31 auf, der die axiale Bohrung 30 mit dem Pleuelstangenlager 6 verbindet. In der
Scheibe 26 ist im Bereich der Sammelrinne eine Auslaßöffnung 42 (vgl. Fig. 3) angeordnet,
an die sich der Rohrstutzen 32 anschließt, der in die axiale Bohrung 30 des Kurbelzapfens
eingepaßt ist.
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Die im Querschnitt dreieckförmige Tasche ist so ausgebildet, daß der
Abstand zwischen der Drehachse der Kurbelwelle 10 und dem Boden der Öltasche seinen
größten Wert an der Auslaßöffnung 42 und seinen kleinsten Wert an einem der Öffnung
42 diametral gegenüberliegenden Punkt hat. Diese Ausbildung bezweckt, daß das Öl
bei Betrieb unmittelbar nach außen in die Bohrung des Kurbelzapfens 7 strömt und
somit ölanhäufungen verhindert werden, die bei Stillstand des Motors in das Kurbelgehäuse
hinabrinnen und beim Anlassen eine Rauchentwicklung und schädliche Räume verursachen
können, welche die Förderung des Öls zu den Lagern verzögern.
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Fig.2 zeigt eine vereinfachte Ausbildung, bei der eine Dichtung zwischen
einer Tülle 37 und dem Kurbelzapfen 38 nicht vorgesehen ist. Die axiale Bohrung
im Kurbelzapfen 38 weist eine Verengung auf, die bewirkt, daß das Öl nur über das
Pleuelstangenlager in das Kurbelgehäuse gelangen kann. Die Scheibe 36 kann zusammen
mit der Tülle 37 aus Blech gespreßt sein, wobei die Tülle so lang ist, daß sie vom
verengten Teil der Kurbelzapfenbohrung umfaßt wird. Der Dichtungsring 29 wird in
der in Fig. 3 gezeigten öffnung 40 geführt. Die Tülle 37 ist an dem Teil des Umfangs
41 angeordnet, der von der Achse der öffnungen 39 und 40 am weitesten entfernt liegt
und die Auslaßöffnung 42 enthält.
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Fig.3 zeigt eine Seitenansicht der Sammelrinne. Die Öffnungen 39 und
40 sind konzentrisch, während der Umfang 41 der Sammelrinne exzentrisch zu der konzentrisch
zur Drehachse der Kurbelwelle liegenden Führungsöffnung 39 liegt. Der Ölaustritt
erfolgt durch die Öffnung 42, deren Außenkante den Umfang 41 der Sammelrinne an
dem von der Achse der Führungsöffnung 39 am weitest entfernten Teil tangiert.
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Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Bei Betrieb des Motors
liefert der Druckschmierapparat Schmiermittel durch die Kanäle 24, 25 im Kurbelgehäuse
und in die Kurbelwellenlager 11,12. Vom linken Kugellager 11 fließt das Schmiermittel
unter der Wirkung der Fliehkraft entlang der Scheibe 26 oder des Außenrings 34 des
Kugellagers und wird in der ringförmigen Sammelrinne aufgefangen. Von dort aus gelangt
das Schmiermittel durch die axiale Bohrung 30 des Kurbelzapfens 7 in das Pleuelstangenlager
6. Da das andere Kugellager12 keine innere Dichtungsscheibe aufweist, gelangt das
Schmiermittel von dort aus in das Kurbelgehäuse, wobei auch das Kolbenbolzenlager
4 eine geeignete Schmiermittelmenge erhält.
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Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 werden durch die Ölzufuhr
über ein Hauptlager 45 zwei oder mehrere auf derselben Kurbelwellenkröpfung gelagerte
Pleuelstangen mit Öl versorgt, wobei das Öl durch eine besondere Ausbildung der
im Verhältnis zur Drehachse der Kurbelwelle exzentrisch liegenden Ölsammelrinne
44 in zwei gleiche Teile geteilt wird.
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Die Tasche ist, wie aus der Fig.4 ersichtlich ist, an ihrer höchsten
Stelle durch einen nach unten gepreßten Vorsprung 47 abgeschnürt. Ein ähnlicher
Vorsprung 46 befindet sich diametral gegenüber an der tiefsten Stelle dar Tasche.
An beiden Seiten des Vorsprungs 47 sind Auslaßöffnungen 48 und 49 angeordnet.
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Das über den Außenring 45 des Lagers fließende C51 wird in der im
Verhältnis zum Wellenzapfen 54 exzentrisch angeordneten Ölsammelrinne 44 gesammelt.
Der Ring 53 dichtet nach außen ab. Der Vorsprung 46 teilt das Öl in zwei gleiche
Hälften, die, zu den Auslaßöffnungen 48 und 49 strömen. Der Vorsprung 47 verhindert
eine Vermischung der beiden Ölströme. Das durch die Auslaßöffnungen 48 und 49 fließende
Öl wird in den Kanälen 50 und 51 im Kurbelzapfen 52 gesammelt. Diese Kanäle sind
an einem Ende geschlossen und versorgen die beiden auf dem Kurbelzapfen 52 sitzenden
Lager mit Öl durch zwei in der Zeichnung nicht dargestellte Bohrungen.
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Die Anwendbarkeit der beschriebenen Vorrichtung ist nicht auf Verbrennungsmotoren
beschränkt, sondenn
läßt sich mit den gleichen Vorteilen bei anderen
Maschinen, beispielsweise Kolbenkompressoren, anwenden, die einen mit einer Kurbelwelle
verbundenen Kolben aufweisen.