DE1158320B

DE1158320B - Schmierungseinrichtung fuer Lagerstellen an Abgasturbinen, Abgasturboladern u. dgl.

Info

Publication number: DE1158320B
Application number: DEG28724A
Authority: DE
Inventors: Fritz Reuter
Original assignee: Geraetebau Eberspaecher O H G
Current assignee: Geraetebau Eberspaecher O H G
Priority date: 1959-12-31
Filing date: 1959-12-31
Publication date: 1963-11-28

Description

Schmierungseinrichtung für Lagerstellen an Abgasturbinen, .Abgasturboladern u. dgl. Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Schmierung von Lagerstellen an Abgasturbinen, Abgasturboladem u. dgl., die an den Schmierölkreislauf des die Antriebsgase erzeugenden Verbrennungsmotors angeschlossen sind und bei der im Schmierölkreislaufzweig zu den Lagerstellen ein eingangsseitig durch ein Rückschlagventil und ausgangsseitig durch ein Ventil abgeschlossener Druckbehälter eingeschaltet und dieser während der Schmierölzufuhr gegen ein druckerzeugendes Organ auffüllbar ist.
Bei einer bekannten Schmiereinrichtung dieser Art ist ausgangsseitig am Druckbehälter ein öffnungsventil vorgesehen. Dieses ist als Magnetventil ausgebildet. Es gibt hierbei nur zwei Arbeitsstellungen, nämlich die öffnungs- und Sperrstellung. Beim Öffnen wird der Behälter ganz entleert. Das hat zur Folge, daß bei der vorgesehenen Einschaltung des Magnetventils mit der Motorstartvorrichtung das gespeicherte Öl zwecks Vorschmierung zu den Lagerstellen gedrückt wird.
Die Erfindung geht jedoch von der Erkenntnis aus, daß bei Lagerstellen, insbesondere von fremdgeschmierten Abgasturboladern, nicht nur bei Inbetriebnahme für eine ausreichende Schmierung Sorge zu tragen ist, sondern daß auch die Schmierung nach der Außerbetriebsetzung, wobei ein steter Rückgang des öldrucks zu verzeichnen ist, sehr wichtig zur Vermeidung übermäßiger Beanspruchung der Lagerstellen ist. Bei der Außerbetriebsetzung sind also ebenso wie bei der Inbetriebnahme die Betriebsdrücke im Schmierölkreislauf gewöhnlich zu gering, um eine zur Bildung der erforderlichen Tragkraft des Schmierölspaltes von Gleitlagern ausreichende hydrodynamische Schmierung sicherzustellen.
Die Erfindung stellt sich demnach eine Einrichtung als zweckmäßig vor, bei welcher eine Vorlaufschmierung mit der Nachlaufschmierung kombiniert ist, die für Ausgleich der noch geringen Anfangsdrücke im Schmierölkreislauf ausreicht. Eine andere Zweckvorstellung war die, eine raum- und aufwandsparende Ausführung zu finden, die auch bei aufgeladenen Kraftfahrzeugmotoren ohne weiteres Anwendung finden kan-i. Diese Zweckvorstellungen führten zu der Aufgabe, eine Schmiereinrichtung in einer Geräteeinheit zu schaffen, die sowohl eine Vor- als auch Nachlaufschmierung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, daß das Ausgangsventil des Druckbehälters als Grenzdruckventil mit von außen aufhebbarer Belastung ausgebildet und die Belastung so eingestellt ist, daß es den Ölablauf sperrt, wenn der Schmieröldruck im Behälter auf einen vorbestimmten unteren Grenzwert gesunken ist.
Hierbei wird eine Teilmenge des gespeicherten Ölvorrates nach Außerbetriebsetzung unter Druck gehalten und diese Teilmenge nach der Erfindung bei Wiederinbetriebsetzung den Lagerstellen zugeführt, bevor noch der Schmierölleitung die zur Schmierung der Lagerstellen erforderliche Menge Öl zur Verfügung steht.
Das Grenzdruckventil kann auf verschiedene Weise betätigt werden. Es kommen hierfür mechanische Mittel, wie Hebelsysterne, eine Ausbildung als Magnetventil ebenso in Frage, wie eine pneurnatische, oder hydraulische Steuereinrichtung. Diese Vorrichtungen werden zweckmäßig in bekannter Weise so vorgesehen, daß sie mit der Starteinrichtung zwangläufig zusammenwirken.
Das Grenzdruckventil wird man nach der Erfindung so auslegen, daß der Grenzdruck für die Sperrstellung größer ist als der minimalste Betriebsdruck.
Der Druckbehälter kann in an sich bekannter Weise als Windkessel ausgebildet und mit einer Luftdruckquelle in Verbindung stehen, wobei der Winddruck direkt auf die öloberfläche oder aber auf einen dichten Kolben wirkt. Der Kolben kann in an sich bekannter Weise unter dem Druck einer Feder stehen. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird eine gleichzeitige Ausbildung des Druckbehälters als ölfilter als vorteilhaft angesehen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.
Fig. 1 ist das Schema einer Schmierölleitung mit der erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 2 stellt eine abgewandelte Ausführung der Einrichtung gemäß Fig. 1 dar; Fig. 3 ist eine Schmieröleinrichtung mit fremdern Druckerzeuger.
Die Lagerstellen 1 a des angedeuteten Gleitlagers der im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 dargestellten Abgasturbine 1 sind durch die Leitung 2 an die Umlaufschmierung eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors angeschlossen. In die Leitung 2 ist die erfindungsgemäße Einrichtung eingeschaltet und besteht im wesentlichen aus dem Rückschlagventil 3 und dem Druckbehälter 4. In der Zweigleitung 2a nach dem Druckbehälter 4 ist ferner ein Ventil 5 vorgesehen. Dieses Ventil 5 ist auf einen Betriebsdruck von beispielsweise 2 atü eingestellt. Das ist im Falle derartiger Umlaufschmierungen der im Betrieb vorkommende minimalste Öldruck. Im Normalbetrieb dagegen sind mittlere Oldrücke von 4 bis 8 atü zu verzeichnen. Beim Betrieb wird das über das Rückschlagventil 3 zufließende öl durch die Drosselwirkung der Lagerstellen 1 a des Abgasturboladers 1 in der Zweigleitung 2 a unter Druck gesetzt, wobei sich der Druckbehälter 4, der hier als Windkessel ausgebildet ist, gegen den Druck des Luftpolsters 4 a mit Öl füllt. Sobald der öldruck in der Zweigleitung 2 a absinkt, wird der Druckbehälter 4 unter dem Druck der komprimierten Luft 4 a ganz oder teilweise entleert. Dadurch werden zunächst einmal stärkere Druckschwankungen in der Zweigleitung 2 a ausgeglichen, was zur Bildung und Erhaltung des für die hydrodynamische Schmierung notwendigen ölfilms vorteilhaft ist. Bei Außerbetriebsetzung des Verbrennungsmotors und der damit zwangläufigen Abschaltung des Abgasturboladers 1 wird der öldruck in der Umlaufschmierang verhältnismäßig schnell abgebaut. Die gewöhnlich hochtourig betriebene Abgasturbine 1 läuft je- doch bis zu einigen Minuten nach. Die notwendige Nachlaufschmierung erfolgt dabei erfindungsgemäß vom Druckbehälter 4, der sich bis zu dem am Ventil 5 eingestellten Mindestdruck entleert. Das Ventil 5 ist beim Ausführungsbeispiel als Magnetventil ausgebildet. Dies ist durch die Spule 5 a angedeutet, die, hier mit der Glühkerze des Verbrennungsmotors in Serie geschaltet ist. Beim erneuten Anlassen des Verbrennungsmotors wird das Ventil 5 somit automatisch geöffnet und das restliche öl wird unter dem Druck des Luftpolsters 4 a den Lagerstellen des Abgasturboladers 1 zugeführt, bevor sich in der Leitung 2 der normale Druck aufbaut.
Fig. 2 ist die gleiche Einrichtung, bei der jedoch der Druckbehälter 4 gleichzeitig als ölreinigungsfilter ausgebildet und in an sich bekannter Weise eine Filterpatrone 6 auf das Auslaufrohr 2 b aufgeschoben ist. Die Austrittsöffnung 7 ist so am Filterboden angeordnet, daß das durch die Leitung 2 eintretende öl das Filter 6 passieren muß.
Der Druckbehälter 8 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 in einer Steigleitung 9 zum Abgasturbolader angeordnet. Am Boden des Druckbehälters 8 ist ein überdruckventil 10 angeordnet, das so eingestellt ist, daß sein öffnungsdruck beliebig unterhalb des im Betrieb auftretenden maximalen öldrucks liegt. Auf diese Weise kann sich der Behälter während des Betriebes bei gleichzeitiger Evakuierung der Luftfüllung Sa mit öl füllen. Der untere Teil des Behälters 8 ist über die Druckluftleitung 11 mit einem Luftkessel verbunden und durch ein Magnetventil 12 abgesperrt.
Dieses Magnetventil 12 wird wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel mit den elektrischen Vorrichtungen zur lnbetriebnahme des Verbrennungsmotors betätigt, wobei dann die Preßluft in den unteren Teil 8 a des Behälters 8 einströmt und den Kolben 13 nach oben schiebt. Auf diese Weise ist augenblicklich bei Inbetriebsetzung des Abgasturboladers 1 für eine Schmierung der Lagerstellen la gesorgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Schmierung von Lagerstellen an Abgasturbinen, Abgasturboladern u. dgl., die an den Schmierölkreislauf des die Antriebsgase erzeugenden Verbrennungsmotors angeschlossen sind und bei der im Schmierölkreislaufzweig zu den Lagerstellen ein eingangsseitig durch ein Rückschlagventil und ausgangsseitig durch ein Ventil abgeschlossener Druckbehälter eingeschaltet und dieser während der Schmierölzufuhr gegen ein druckerzeugendes Organ auffüllbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsventil als Grenzdruckventil mit von außen aufhebbarer Belastung ausgebildet und die Belastung so eingestellt ist, daß es den ölablauf sperrt, wenn der Schmieröldruck im Behälter auf einen vorbestimmten unteren Grenzwert gesunken ist.
2. Einrichtung zur Schmierung von Lagerstellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzdruck für die Sperrstellung des Ausgangsventils größer ist als der minimalste Betriebsdruck. 3. Einrichtung zur Schmierung von Lagerstellen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Ausgangsventil mit mechanisch, pneumatisch, elektrisch oder hydraulisch wirkender Fernsteuerung ausgebildet und diese mit der Starteinrichtung zwangläufig zusammenwirkend verbunden ist. 4. Einrichtung zur Schmierung von Lagerstellen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise als Magnetventil ausgebildete Ausgangsventil mit der Zündeinrichtung des aufzuladenden Verbrennungsmotors elektrisch verbunden ist. 5. Einrichtung zur Schmierung von Lagerstellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter in an sich bekannter Weise als Windkessel ausgebildet ist und mit einer Luftdruckquelle in Verbindung steht. 6. Einrichtung zur Schmierung von Lagerstellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Druckbehälter als Kolbenpumpe, ausgebildet ist. 7. Einrichtung zur Schmierung von Lagerstellen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Kolben unter dem Druck einer Feder steht. 8. Einrichtung zur Schmierung von Lagerstellen nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet. daß der Druckbehälter als ölfilter ausgebildet und ganz oder teilweise mit Filtennaterial gefüllt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1003 511, 969 285; schweizerische Patentschrift Nr. 329 507; USA.-Patentschrift Nr. 2 736 307.