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Kolbenpumpe Die Erfindung bezieht sich auf, eine-Kolbenpumpe mit einer
aus Stahl bestehenden Kurbelwelle, Welche in, Bohrungen von Lageraugen des Kurbelgetriedbegehäuses
mit einem Schmiermittelsümpf gelagert ist, wobei die Lagderflächen zur Lägerung
der Stahlwelle vom Werkstoff des Gehäuses und mit diesem einstückig ausgebildet
sind.
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Bei den bekannten Maschinen dieser Art ist die Welle im Kurbelgehäuse
zumeist mittels besonderer Lagerbuchsen dder Walzlager gelägert. Diese Lager müssen
in. entsprechenden, in den Wandungen des Kurbelgetriebegehäuses vorgesehenen-Bohrungen
ordnungsgemäß und vor allem absolut konzentrisch bzw. koaxial zur Wellenachse angebracht
werden, damit die Lagerflächen der Welle satt auf den Lagerflächen der Lagerbuchsen
bzw. -ringe und auch nicht verkantet aufliegen. Die hiermit in Zusammenhang stehenden
Maßnahmen zwecks ordnungsgemäßer Lagerung der Welle und Vermeidung -späterer Schwierigkeiten
erfordern einen beträchtlichen Aufwand, der sich in einer erheblichen Verteuerung
des fertigen Erzeugnisses benßerkbar macht.
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E's sind bereits Verdichter für Kleinkälteanlagen bekanntgeworden,
bei denen die Kurbelwelle unmittelbar in den Bohrungen von Lageraugen an zwei einander
gegenüberliegenden Wänden des Kurbelgetripbegehäuses gelagert ist. Dieses besteht
mit den Zylindern aus einem Stück welches aus Gußeisen gegossen ist. Die aus Stahl
bestehende Kurbelwelle ist somit auf Gußeisen-Lagerflächen gelagert, was erfahrungsgemäß
keinerlei Schwierigkeiten verursacht. Bei einer solchen Bauart sind zwar die zuvor
erwähnten Nachteile der Bauarten mit zusätzlichen Lagerbuchsen od. dgl. vermieden,
doch bringt die Schmierung der Kurbelwellenlager wieder gewisse Probleme mit-sich.
Wählt man-äber für das Gehäuse einen guten Lagerwerkstoff, wie Gußeisen,denn andere
Metalle kommen praktisch nicht in Betracht, so wird dieses zwangläufig ungewöhnlich
schwer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der Vorteile
der unmittelbaren Lägerung der Kurbelwelle in Bohrungen von Lageraugen des Gehäuses
eine erhebliche Gewichtsersparnis zu erzielen und eine Kurbelwellenlagerung mit
guten Laufeigenschaften zu schaffen, bei der Störungen trotz verhältnismäßig hoher
Lagerbelastung hinsichtlich dds Gleitflächendrucks, und der Drehzahl auch bei Dauerbetrieb
mit Sicherheit vermeiden werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
das die Kurbelwellenlager enthaltende Kurbelgetriebegehäuse aus einer Aluminiumlegierung
zu fertigen, d. h. aus einem - Werkstoff, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient größer
als der der Welle -ist. Es ist zwar auch bereits `bekanntgeworden, Lagerbuchsen
und Lagerschalen-aus Leichtmetall zu verwenden und auch derartige Buchsen ih Leichtmetallgehäusen
einzusetzen, jedoch beruhen derartige Maßnahmen ih erster Linie auf Mängelerscheinungen
hinsichtlich der üblichen Lagerwerkstoffe, die durch Leichtmetall ersetzt werden
mußten. Trotzdes Vorbekanntseins dieser Vorschläge und trotz der Anwendung von Leichtmetallagern
hat man offenbar bisher nicht den Mut gehabt, die Stahlwellen unmittelbar in Leichtmetallgehäuse,
d. h. in Lagerbohrungen der Gehäuse, zu lagern, obwohl man in bezug auf Leichtmetall
als Lagerwerkstoff relativgute Erfahrungen machen konnte. So ist selbst für -die
Lagerung von Wellen in Leichtmetallgehäusen der Einbau von Leichtmetallbuchsen vorgesehen
gewesen.
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Verfährt man nun aber nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag, für das
Kurbelgetriebegehäuse eine Aluminiumlegierung zu verwenden, so - daß die Lagerung
selbst einer außerordentlich hoch belasteten Kurbelwelle in der bei -Graugußgehäusen
an. sich bekanntenund auch häufigen@Art-und-Weise-unmittelbar,-auf dem Werkstoff
des Gehäuses-erfolgt, so er--geben -sich aus dieser- Maßnahme infolge der Werkstoffeigenschaft
der' Aluminiumlegierung Vorteile; die vermutlich- als Nachteile -angesehen worden
sind: Bei zunehmender Erwärmung des Lagers vergrößert sich infolge --der unterschiedlichen
Wärmeausdehnungskoeffizieiiten der Stahlwelle und des Aluminiumlagers das- Lagerspiel,
wodurch nun wiederum eine größere
Menge des Schmiermittels in den
Lagerspalt eindringen und durch das Lager hindurchtreten kann, was eine zunehmende
Wärmeabfuhr zur Folge hat. Hieraus ergibt sich, daß optimale Verhältnisse dann vorliegen,
wenn für eine ausreichende Schmierung des Lagers Sorge getragen ist.
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In besonders einfacher Weise kann -die Schmierung durch Anwendung
an sich bekannter Mittel in der Weise erfolgen, daß an sich bekannte Schmierringe
mit ihrem jeweils unteren Bereich in den Schmiermittelvorrat eines Schmierölsumpfes
eintauchen, das Schmieröl nach oben auf die Lagerzapfen der Kurbelwelle fördern,
auf deren in den Innenraum des Kurbelgetriebegehäuses ragenden Teilen die Schmierringe
aufliegen. Dadurch gelangt das Schmieröl unmittelbar an den Lagerspalt, wo er die
größte Weite besitzt. Vorteilhafterweise ist in der Stirnfläche des Lagerauges,
neben welcher je ein Schmierring auf dem Lagerzapfen der Kurbelwelle aufliegt, eine
vertikale bzw. radiale Nut vorgesehen, in der sich das nach oben geförderte Schmieröl
sammeln kann, um von dort noch leichter in den Lagerspalt eintreten zu können.
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In den F i g. 1 und 1 a der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung
an Hand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt, welches nachfolgend
im einzelnen näher beschrieben ist; es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine
Druckflüssigkeitskolbenpumpe, deren Kurbelwelle in Lagern des Kurbelgetriebegehäuses
gemäß der Erfindung gelagert ist, F i g. 1-a einen Teilschnitt durch die Welle und
ein Lager entlang der Linie 1 a-1 a in F i g. 1.
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Die in den F i g. 1 und 1 a dargestellte Kolbenpumpe besitzt ein Kurbelgetriebegehäuse
1, an dem der Pumpenkörper 2 mittels des Deckelflansches 20 befestigt ist, welcher
das Kurbelgetriebegehäuse 1 nach oben verschließt.
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Der Kolben 21 wird mittels der auf der Kurbel 23 der Kurbelwelle A
gelagerten Pleuelscheibe 27 auf und nieder bzw. hin und herbewegt.
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Die Welle A ist mit ihren zylindrischen Lagerflächen 35 und 36 unmittelbar
in den Bohrungen 29 bzw. 30 in den Lageraugen 115 bzw. 116 an den beiden, sich einander
gegenüberliegenden Wänden des Kurbelgetriebegehäuses 1 gelagert. Wegen der Anordnung
der Lageraugen können die Wände des Kurbelgetriebegehäuses 1 verhältnismäßig dünn
ausgebildet sein.
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Das Kurbelgetriebegehäuse besteht aus einer Aluminiumlegierung, welche
von sich aus einen relativ hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat. Bei normaler
Raumtemperatur ist das Lagerspiel zwischen den Lagerzapfen 35 bzw. 36 der Welle
A und den unmittelbar in das Kurbelgetriebegehäuse 1 gebohrten Lagerbohrungen 29
bzw. 30 sehr klein; eine Klemmgefahr besteht aber in keiner Weise, da bei Erwärmung
des Lagers sich dieses infolge des hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Gehäuse-
bzw. Lagerwerkstoffs stärker ausdehnt als die Stahlwelle.
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Auf Grund der sich im einzelnen aus F i g.1 der Zeichnung ergebenden
konstruktiven Ausbildung der Kurbelwelle, die als solche bereits bekannt ist, läßt
sich in diese in besonders einfacher Weise schnell montieren bzw. demontieren. Dadurch
lassen sich aber auch die beiden Lagerflächen 29 bZW. 30 für die Zapfen 35 bzw.
36 der Kurbelwelle A in einem Arbeitsgang genau konzentrisch zueinander bearbeiten,
wodurch keine exaktere Lagerung erreicht werden kann.
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Bei dem in F i g. 1 dargestellten Beispiel ist der Boden des Kurbelgetriebegehäuses
1 zweiteilig ausgebildet. An dem oberen, die Kurbelwellenlager enthaltenden Kurbelgetriebegehäuseteil
sitzt die Wanne 113, welche das Schmieröl aufnimmt.
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Die Schmierung der Welle A erfolgt mittels der in das Schmieröl in
der Wanne 113 eintauchenden, frei auf der Welle A aufgehängten Schmierringe 40-40
a. Die Schmierringe 40-40 a liegen auf den nach innen in den Innenraum des Kurbelgetriebegehäuses
ragenden Teilen der Lagerzapfen 35, 36 der Kurbelwelle A auf, so daß sie fortlaufend
durch Reibung infolge ihres eigenen Gewichts von der Welle A gedreht werden; dabei
heben sie fortlaufend Öl aus der Wanne und bringen es auf die Welle A. Da sich in
den inneren Stirnflächen der Lageraugen am Kurbelgetriebegehäuse 1 vertikale Nuten
40b (F i g. 1 und l a) befinden, in denen sich das von den Ringen 40 und 40a hochgeförderte
Öl sammelt, kann es von dort direkt in den Spalt zwischen den Lagerflächen 29 bzw.
30 und den entsprechenden Kurbelwellenzapfen 35 bzw. 36 eindringen, und zwar an
einer Stelle, an der der Spalt am weitesten ist.