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"Vorrichtung zum Schmieren, insbesondere eines Kolben, in einem Zylinder
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schmieren; in welcher Vorrichtung
das Schmiermittel einer Schmierstelle zugeführt wird, um einen im Verhältnis zur
Schmierstelle beweglichen, abgegrenzten Raum, wie z.B. einen Raum zwischen zwei
Kolbenringen an einem sich hin und her bewegenden Kolben, zu schmieren, wobei die
Schmierstelle über ein Steuerventil -welches im Tait mit der Bewegung des Raumes
im Verhältnis zur Schmierstelle gesteuert wird und nur während der Zeit) in der
der Raum die Schmierstelle Passiert, offen für eine Zuführung des Schmiermittels
ist mit einem mit einem federbelasteten Glied versehenen Druckakkumulator in Verbindung
steht, der von einer Pumpe gespeist wird.
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Es ist bekannt) z.U. hei Motoren, Öl durch Einlässe in der Zylinderwand
zuzuführen ohne Beziehung zur Lage des Kolbens.
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Hierdurch wird das Schmiermittel manchmal oberhalb und manchmal unterhalb
des Kolbens eingebracht. Oberhalb des Kolbens zugeführtes Öl verbrennt während der
Arbeitsphase des Motors, und unter dem Kolben zugeführtes Öl wird ins Kurbelgehäuse
herunter
abgeschabt, wo sich bei einem Schiffsmotor nur Lecköl sammelt.
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Der Nachteil bei diesem Verfahren ist ein grosser Schmiermittelverbrauch
und dadurch bedingte hohe Schmierkosten.
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Durch die schwedische Patentschrift 178 517 ist schon eine Vorrichtung
der anfangs beschriebenen Art bekannt. Diese Konstruktion ermöglicht eine vorteilhafte
Anbringung des Schmiermittels und dadurch einen verminderten Schmiermittelverbrauch.
Die Schwierigkeit liegt jedoch u.a. darin, das durch einen Elektromagneten gesteuerte
Steuerventil zu einer hin reichend raschen Öffnung zu veranlassen sowie die Menge
zugeführten Schmiermittels nach Bedarf zu variieren.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es 3 diese Nachteile zu beseitigen
und eine verbesserte Vorrichtung zu erreichen, die es ermöglicht) die zugeführte
Schmiermittelmenge genau zu kontrollieren. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist,
eine einfache und wirksame Ausrüstung für verbessertes Schmieren zu erzielen.
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Dies wird gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch bewirkt, dass
ein auf die Pumpe wirkender Mitnehmer so angeordnet ist.
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dass er den Schmiermittelverbrauch im Druckakkumulator ermittelt und
das Pumpvolumen so begrenzte dass nur verbrauchtes Schmiermittelvolumen ersetzt
wird 5 dass das Steuerventil vom Plungertypus ist und angeordnet ist, um durch eine
mit der Bewegung des Raumes svnchronisierte Bewegung einer Kurve ge öffnet zu werden,
und dass sich zwischen dem Steuerventil und der Schmierstelle eine Dosiereinheit
befindet, in der zumindest ein an sich bekanntes Dosierventil enthalten ist, welches
mit zwei Druckhöhen arbeitet 9 teils einem Hochdruck niveau, bei dem das Schmieren
stattfindet, und teils einem Tiefdruckniveau, bei dem ein Umladen der Dosiermenge
erfolgt.
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Hierdurch gewinnt man den Vorteil. dass nur die zu verbrauchende ölmenge
herangepumpt werden braucht. Dabei ist günstig, dass unnötige Pumparbeit vermieden
wird; da ein Rückumlauf von
Ueberschussöl durch ein Ueberstromventil
sich erübrigt. Ein weiterer Vorteil ist, dass man auch mit einer einfachen Pumpe
ein gleichmässiges Fliessen des als mit geringen Druckvariationen erhalten kann.
Durch das Steuerventil kann ein im Druck akkumulator vorhandener Öldruck ausgenutzt
werden, um rasch ein Schmieren bei rechter Kolbenstellung zu erreichen. Die Dosiereinheit
gewährt die Möglichkeit, die Schmiermittelmenge an jeder Schmierstelle zu regeln.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung und den Ansprüchen hervor.
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Die Erfindung wird im folgenden durch die in der beigefügten Zeichnungen
dargestellten Ausfü.hrungsbeispiele näher erklärt.
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In dieser Zeichnungen zeigt Fig 1 eine Seitenansicht eines gemäss
der Erfindung geschmierten Zylinders, Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang den
Schmierkanälen zum in Fig. 1 wiedergegebenen Zylinder -Fig. 3 schematisch, teilweise
im Schnitts eine Schmiereinrichtung gemäss der Erfindung, Fig. 4 einen Schnitt entlang
der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig 3,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 3, Fig. 7 einen Schnitt entlang
der Linie VII^VII in Fig. 3, Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in
Fig. 3, Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX*IX in Fig. 3,
Fig.
10 schematisch zwei miteinander verbundene Dosiereinhei ten gemäss der Erfindung,
Fig. 11 schematisch einen erfindungsgemäss geschmierten Schiffsmotor Fig. 12 eine
abgewandelte Ausführungsform der in Fig 3 gezeigten Reservepumpe, Fig. 13 einen
Schnitt entlang der Linie XIII-XIII in Fig. 12> Fig. 14 einen Schnitt entlang
der Linie XIV-XIV in Fig. 12, und Fig 1.5 einen Schnitt entlang der Linie XV-XV
in Fig. 12.
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Gemäss Fig. 1 sind ein von einer Treibstange 2 angetriebener Kolben
1 und eine Vurbelwelle 3 in einem Zylinder 4 hin und her bewegbar. Der Kolben 1
ist mit einem oberen Kolbenring 5 und einem unteren Kolbenring 6 in einem gewissen
Abstand voneinander - versehen. In die Zylinderwand mündet zumindest ein Schmiermittelauslass
7, der über eine Schmiermittelleitung 8 mit Schmiermittel versehen wird. Hierbei
ist beabsichtigt, über den Schmiermittelauslass 7 der Gleitfläche des Kolbens 1
Schmiermittel zuzuführen während der kurzen Zeit, in der der Bereich zwischen den
Kolbenringen 5 und 6 den Schmiermittelaus last 7 in der Zylinderwand passiert indem
der Kolben sich zwischen seinen Totpunkten bewegt. Hierdurch bewirkt man 3 dass
das Schmiermittel über die Zylinderfläche verteilt aber zwischen den Kolbenringen
zurückgehalten wird. Um dies zu ermöglichen, muss ein Schmiermittel3 gewöhnlich
Öl, im rechten Augenblick und mit ausreichend hoher Geschwindigkeit hineinge drückt
werden, um eine genügende Ölmenge abzugeben. Ein solcher Schmierbedarf liegt z.B.
bei grossen Schiffsmotoren mit verhältnismässig niedriger Drehzahl vor wo der Kolben
durchmesser oft von der Grössenordnung 1 m ist.
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Während der Umdrehung der hurbelwelle 3 in Richtung des Dfeiles 9
muss folglich die Schmiermittelzuführung unter einem begre.nzten Winkel α
der Rotationsumdrehung der Kurbelwelle zustande gebracht werden. Selbstverständlich
wird die Prösse des Winkels a mit Hublänge und Kolbenringabstand variieren kann
aber iir einen grösseren Schiffsmotor normal bis zu 60 betragen. Dieser kleine Winkel
stellt grosse Anforderungen an die Ausrüstung, die das Öleinspritzen bewirken soll.
Die für das Einspritzen zur Verfügung stehende Zeit variiert natürlich mit der Drehzahl.
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Um in der beschriebenen Art ein wirksames Schmieren zu errei@ chen,
ist es notwendig, ein Schmiermittel um die Zylinderwand an mehr als einer Stelle
zuzuführen. In Fig. 2 ist ein Zylinder mit acht Schmierpunkten 7 gezeigt, natürlich
ist aber auch eine andere Anzahl möglich. Bei einem grösseren Zylinder können z.B.
12 Schmierstellen notwendig sein, während bei einem kleineren Zylinder z.B. vier
Schmierstellen ausreichen können.
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Wie aus Fig 2 ersichtlich istl steht jeder zweite der Schmiermittelauslässe
7 über je eine Leitung 8 mit einer Dosiereinheit 10 in Verbindung, die über eine
Druckleitung 12 gespeist wird, während die restlichen Schmiermittelauslässe 7 in
entsprechender Weise mit einer Dosiereinheit 11 in Verbindung stehen die über eine
Druckleitung 13 gespeist wird. Am besten findet das Schmieren einmal per Kurbelwellenumdrehung
statt, vorzugsweise während der Hinaufbewegung des Kolbens.
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Mit Hilfe der Dosiereinheiten 10 und 11 kann ein Schmieren bei nur
der halben Anzahl Schmierstellen bei jeder Umdrehung erfolgen. Die ölmenge, welche
jedesmal normal jeder Schmierstelle zugeführt wird. beträgt am besten bis zu ca.
30 mm3 (ungefähr 1 Tropfen).
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Diese Menge kann selbstverständlich innerhalb gewisser Grenzen abgewandelt
werden was z.B. infolge von variierenden Betrieb bedingungen notwendig sein kann.
Beispielsweise kann es wünschenswert sein manchmal eine ungefähr viermal so grosse
Menge zuzuführen wie bei normalem Betrieb. Auch kann das
Erfordernis
bestehen dass dieselbe Ausrüstung für verschieden grosse Motoren verwendet werden
soll, so dass eine gewisse Flexibilität erwünscht ist.
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In Fig , 3 3 ist eine mögliche Ausführungsform einer Schmiereinrichtung
14 gemäss der Erfindung gezeigt Diese Schmiereinrichtung ist aus einer Anzahl separater
komhinierbarer Einheiten aufgebaut; welche auch in anderen Kombinationen als hier
gezeigt verwendet werden können oder jede Einheit kann auch für sic in anderen Zusammenhängen
zur Verwendung kommen. In der Einrichtung ist eine Pumpe 15 enthalten, , die mit
einem Druckakkumulator 16 zusammenwirkt. Auf beiden Seiten der Pumpe 15 befindet
sIch eine mit der Pumpe zusammengebaute Steuerventileinheit 17 bzw 18, welche zum
rechten Zeitpunkt für das Schmieren sorgt Die Pumpe 15 wird mit Öl von einem Öltank
19 versehen der vorzugsweise och angebracht ist, damit man einen Selbstdruck erhält.
Die Steuerventileinheiten 17 und 18 stehen über eine Reservepumpe 20 mit je zwei
Dosiereinheiten in Verbindung, wobei die Steuerventileinheit 17 mit den Dosiereinheiten
10 und 11 verbunden ist. Die Pumpe 15 wird über eine Welle 21 angetrieben, die mit
der Steuerwelle (hier nicht gezeigt) es Motors verbunden ist, welch letztgenannte
mit genau der halben Kurbelwellenurlldrehungszahl rotiert. Der Steuerwelle entspricht
die Nockenwelle bei z.R. einem Kraftfahrzeugmotor Die Welle 21 beeinflusst auch
die Steuerventileinheiten 17 und 18.
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Die Pumpe 15 ist eine durch Exzenter angetriebene Kolbenpumpe mit
Federrückzug, wo ein Pumpenkolben 22 durch einen auf der zelle 21 angebrachten Pumpenexzenter
23 - gegen welchen er mittels einer Rückholfeder 24 angepresst wird @ angetrieben
wird Der Pumpenexzenter 23 ist weichlaufend und verursacht nur geringe Beschleunigungskräfte
am Pumpenkolben 22, der einen Arbeitshub per Steuerwellenumdrehung ausführt Vom
blank 19 geht eine Leitung 25 aus. die über eine Leitung 26 und ein Einwegventil
27 die Pumpe 15 mit Öl versieht. Ueber ein Einwegventil 28 wird Öl in eine Akkumulatorkammer
29 im Druckakkumulator
16 herausgedrückt. Durch einen Akkumulatorkolben
30 kann das Volumen der Ak]cumulator]cammer 29 variiert werden. Eine Druckfeder
31 presst den Akkumulatorkolben 3G nach unten und strebt danach, das Volumen der
Akkumulatorkammer 29 zu vermindern och folglich einen gewissen Druck darin aufrecht
zu erhalten. Das Maximalvolumen der Akkumulatorkammer ist am besten grösser als
das grcsst Pumpvolumen. Durch ein Montieren der Druckfeder 31 mit einer gewissen
Vorspannung kann der Druck in der Akkumulatorkammer 29 für die infolge der Öl speisung
von der Akkumulatorkammer in Frage kommenden Volumen variationen im wesentlichen
konstant gehalten werden.
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Der Pumpenkolben 22 und der Akkumulatorkolben 30 sind durch einen
Mitnehmer 32, der die Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens 22 als eine Funktion der
Lage des Akkumulatorkolbens 3G begrenzen kann, miteinander verbunden. Der Pumpenkolben
22 wird in seiner Abwärtsbewegung aufgehalten, wenn ein Vorsprung 33 auf dem Mitnehmer
32 gegen einen entsprechenden Vorsprung 34 auf dem Akkumulatorkolben 30 stösst.
Wenn kein Öl oder weniger Öl als ein voller Pumpenhub per tumpenschlag verbraucht
wird, hindert der Mitnehmer den Pumpenkolben daran) zu vollständig rückgeführter
Lage zurückzugehen. Der Rückgang ist so ausgeführt dass er dem verbrauchten Ölvolumen
entspricht. hierdurch wird gewonnen, dass nur die Ölmenge, die verbraucht wird,
beim nächsten Pumpenhub herausgepumpt wird. Der Vorteil hierbei ist, dass unnötige
Pumparbeit vermieden wird, da kein Rückumlauf von Ueberschussöl durch ein Ueberstromventil
notwendig ist.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass man, trotzdem es sich um eine Einkolbenpumpe
handelt, ein glcichmässiges Fliessen des Öls mit geringen Druckvariationen erhalten
kann Die Pumpe 15 ist am besten so dimensioniert, dass sie einen grossen Motoren
zylinder versorgen kann, es ist jedoch möglich, dieselbe Pumpe für bedeutend kleinere
Motoren mit geringerem Schmiermittel bedarf zu verwenden, Die Punipenkapazität kann
z.B.> wie in dem hier gezeigten Falle. für zwei Zylinder ausreichen, wo in jedem
der Zylinder die Schmiermittelauslässe in zwei verschiedene Gruppen eingeteilt sind
(siehe Fig. 2)> wobei jede von
einer Steuerventileinheit kontrolliert
wird Die leiden Steuerventileinheiten 17 und 18 sind gleich ausgebildet und regeln
das Schmieren je eines Zylinders in einem Motor der in dem hier gezeigten Falle
sechszylindrig ist hieraus folgt dass die Steuerventileinheiten 17 und 18 mit einer
gewissen, durch die Zylinderanzahl und die Anbringung der Zylinder im Verhältnis
zueinander bestimmte Phasenverschiebung arbeiten. Der Einfachheit halber wird im
folgenden nur die Steuerventileinheit 17 naher beschrieben.
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In der Steuerventileinheit 17 sind zwei untereinander gleiche Steuerventile
35 und 36 enthalten, die je von einer Kurve 37 bzw. 38 an der Welle 21 beeinflusst
werden Die Steuerventile 35, 36 sind als Schubventile mit passgedichteten Plunger
39 40 ausgebildet. Die Aufgabe jedes Steuerventils ist, bei einer genauen Kolbenstellung
im Motor eine Verbindung von einer Druckölquelle, in diesem Falle der Akkumulatorkammer
29, zu öffnen. Danach soll diese Verbindung geschlossen und anstatt dessen eine
andere Verbindung geöffnet werden, die später noch weiter beschrieben wird. Um den
erforderlichen raschen Öffnungsverlauf zu erreichten, müssen die Kurven 37 und 38
sehr steil ausgebildet sein Dies verursacht u.a. ein Einwirken bedeutender SeitenkrNfte
auf die Plunger 39 und 40. Um diese Seitenkräfte aufzunehmen, sind die Plunger 39
und 40 jeder mit einer Führungsleiste 41 versehen, welche in einer entsprechenden
Nut im Ventilgehäuse läuft Zwecks Reibungsverringerung ist auf jeder Führungsleiste
eine Heberolle 42 angebracht, die unter Einwirkung einer Druckfeder 43 in jedem
Steuerventil gegen die jewefl ge kurve 37 , 38 anliegt.
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Das Steuerventil 35 ist huber eine Leitung 44 und eine Kammer 45 in
der Reservepumpe 2n mit einer Druckleitung 12 zu einer Dosiereinheit 10 verbunden,
und in entsprechender Art ist das Steuerventil 36 über eine Leitung 46 und eine
Kammer 47 mit einer Druckleitung 13 zu einer Dosiereinheit 11 verbunden (vgl Fig
2). Die beiden Steuerventle 35, 36 sind ausserdem
über eine Leitung
48 und ein Einwegventil 49 mit dem Öltank 19 verbunden Die Welle 21 läuft durch
eine Wellenkammer 50, welche geeigneter Weise mit ö1 gefüllt ist. IJeber einen Kanal
51 steht die Wellenkammer 50 mit jeder der Kammern 52 und 53 in Verbindung, in welche
Kammern die oberen Enden der Plunger 39 bzw. 40 hineinreichen. Hierdurch wirkt im
wesentlichen der gleiche hydraulische Druck auf die beiden Enden eines jeden Plungers.
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Wie aus Fig 3 7 und 8 ersichtlich ist t sind die Plunger so ausgebildet
dass immer in verschiedenen Stellungen der Plunger ein hydraulischer Druckbalanz
herrscht. Hierdurch brauchen bei Verschiebungsbewegungen im wesentlichen nur Massen-
und Trägheitskräfte überwunden zu werden, was zur Folge hat dass eine Bewegung erleichtert
wird. Auch die Kammer 54, in der sich der obere Teil des Akkumulatorkolbens 30 und
die Druckfeder 31 befinden, ist fieber einen Kanal 55 mit der Wellenkammer 50 verbunden
Die Kanäle 51 och 55 gewährleisten teils einen Druckausgleich und teils ein Schmieren
beweçrlicher Teile.
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Wie aus Fig. 4, 5, 7 und 8 hervorgeht, sind für ein und denselben
Zylinder die beiden Kurven (z.B 37 und 38) gegeneinh ander verschoben in einem Winkel
von 1800. Daher können sie paarweise mit zueinander fester Einstellung hergestellt
werden9 und können ebenso wie dier Pumpenexzenter 23 mit der Welle 21 in einem Stück
ausgeführt sein. In dem hier gezeigten Falle machen indessen die Kurven 37 und 38
einen Teil einer Kammhülse 58 aus, die rechts vom Pumpenexzenter 23 auf die Welle
21 aufgezogen ist. Durch einen Mitnehmerstift 57 ist die Kammhülse 56 mit einer
Einstellscheibe 58 drehfest verbunden, welche ihrerseits in bekannter Art durch
z.. einen eil und eine Keilnut in einer gewissen Lage im Verhältnis zur Welle 21
drehfest mit dieser Welle verbunden ist. Eine Mutter 59 hält die Kammbülse 56 und
die Einstellscheibe 58 an ihrem Platz auf der Welle 21.
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Wie aus Fig. 9 hervorgeht) ist die Einstellscheibe 58 mit
einer
Anzahl mit gleichmässiger Teilung verteilter Löcher 60 versehen wo der Mitnehmerstift
57 in das oberste Loch eingreift Der Abstand der Locher 60 varIiert mit der Zylinder
zahl des Motors. Für z.B einen sechszvlindrigen Motor beträgt die Anzahl der Löcher
6 und die Teilung ist 60°, während für einen vierzt7lindrigen Motor die Anzahl der
Löcher vier und die Teilung 900 ist Die zur Steuerventileinheit 18 gehörige Kammhülse
ist gleschartig wie die lEammhülse 56, iedoch im Verhält nis zu dieser m 600 gedreht
dadurch dass der entsprechende Mitnehmerstift anstatt dessen in ein Loch nahe dem.
obersten Loch in der entsprechenden Einstellscheibe eingreift, die in Umdrehungsrichtung
die gleiche @instellung hat wie die Einstellscheibe 58 im Verhältnis zur Welle 21.
Zwischen der Kurve 38 und der Wand 60 der Wellenkammer 50 befindet sich eine Stütze
61 durch die die Welle 21 mit aufgebrachten Kammhülsen in richtiger achsialer Lage
gehalten wird.
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Die Anordnung mit losen Kammhülsen 56 macht es somit möglich durch
Austauschen einer Einstellscheibe 58 in einfacher Weise die Steuerventilfunktion
für Motoren mit variierender Zylinderanzahl anzupassen.
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Die Reservepumpe 20 dient dazu, das Einfüllen des Öls beim in Betrieb
setzen der Schmiereinrichtung zu vereinfachen und stellt eine gewisse Reservemöglichkeit
handbetriebenen Schmieren dar Die Pumpe ist so ausgeführt, dass die gewöhnliche
Pumpe ausgeschaltet wird, führt aber über dieselben Leitungen zu den Dosiereinheiten.
Samtliche angeschlossenen Dosieren heiten werden gleichzeitig von der Reservepumpe
gespeist. Die Reservepumpe ermöglicht weiter ein Entleeren des Druckakkumulators
16, wenn die gewöhnliche Pumpe 15 angehalten ist. In der Reservepumpe 20 ist ein
Pumpenkolben 62 enthalten, der in Fig. 3 von einer Druckfeder 63 nach links Gedrückt
wird in die gezeigte Ruhelage. Der Pumpenkolben 62 ist gegen die Kraft der Feder
63 durch eine Auftriebsvorrichtung 64 in achsialer Richtung verschiebbar. welche
Antriebsvorrichtung wie in dem hier gezeigten Falle für Handbetrieb ausgeführt sein
kann.
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Der Pumpenkolben 62 ist verlängert und dient auch als Ventilplunger
zum Umlenken des Ölstromes zwischen der gewöhnlichen Pumpe 15 und der Reservepumpe
20. In der Ruhelage stehen die Leitungen 12 und 44 miteinander über die Kammer 45
in Verbindung, ebenso wie die Leitungen 13 und 46 über die Kammer 47 in Verbindung
stehen. Wenn die Reservepumpe 20 in Funktion gesetzt wird und-der Pumpenkolben 62
über die Antriebsvorrichtung 64 nach rechts geführt wird, werden die Leitungen 44
und 46 von den Kolbenpartien 65 bzw. 66 geschlossen und verbleiben während der hin-
und hergehenden Pumpbewegung mit Hilfe dieser Partien geschlossen. Bei einer Einsaugbewegung
strömt Öl über eine Leitung 67 und ein Einwegventil 68 in die Kammer 69 hinein.
Von dort wird das dl über ein Einwegventil 70 und die Leitung 71 in die Kammern
45 und 47 und weiter zu den Leitungen 12 und 13 gedrückt. Das hierdurch erhaltene
Schmieren geschieht unabhängig von der Kolbenstellung im Motor. Die Reservepumpe
kann so ausgebildet sein, dass sie sämtliche Hotorenzylinder auf einmal schmiert.
Wenn die Reservepumpe angehalten wird, wird der Druck in der Kammer 69 und der Leitung
71 über das Einwegventil 49 entlastet.
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Die beiden Dosiereinheiten 10 und 11 sind untereinander gleich, weshalb
nur die Dosiereinheit 10 näher beschrieben ist (si&ne Fig. 10). Von der Druckleitung
12 geht eine Anzahl - in diesem Falle vier Stück - Verteilungsleitungen 72 aus,
von denen jede zu einem an sich bekannten Dosierventil 73 für jede Schmierstelle
führt. Diese Dosierventile können auch für ein gemeinsames Speisen zusammengebaut
sein. Der Einfachheit halber zeigen wir hier nur ein Dosierventil 73, in dem ein
Dosierkolben 74 inbegriffen ist, der durch eine Druckfeder 75 in Richtung eines
auf der Dosierwelle 76 angebrachten Dosierexzenters 77 gedrückt wird. An dem vom
Dosierexzenter 77 abgewendeten EndedesDOsierkolbens 74 befindet sich ein Kanal 78,
der über ein Einwegventil 79 in eine Leitung 8 zu einer Schmierstelle ausmündet.
Mit Hilfe eines schematisch gezeigten Dosiermechanismus 80, hier in Form eines auf
der Dosierwelle drehfesten Zahnsegmentes 81 tind einer Stellschraube 82,
kann
die Lage des Dosierexzenters 77 geändert werden was zur Folge hat; dass die !hublänge
des Dosierkolbens 74 und dadurch die Dosiermenge Öl geändert werden kann. Die Dosierwelle
76 beeinflusst am besten sämtliche Dosierventile 73 für ein und demselben Zylinder
und kann auch die Dosierventile für mehrere Zylinder beeinflussen. Es kann auch
eine manuelle Einwirkung auf den Dosiermechanismus ausgeübt werden oder auf automatischem
Wege über ein Steuersystem.
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Die beschriebenen Teile funktionieren in folgender Weise: T.4enn der
Motor in Gang ist, rotiert die Welle 21 und treibt dadurch die Pumpe 15 an, die
Öl in die Akkumulatorkammer 29 hineinpumpt, wo der Druck bis zu ca. 15 bis 20 MPa
oder mehr betragen kann Während des grössten Teils der Umdrehung der Welle 21 blockieren
die Plunger 39 und 40 die Verbindung zwischen der Akkumulatorkammer 29 und den Leitungen
44 sowie 46 (vgl. die Lage des Plungers 39). Wenn ein Plunger schnell von einer
Kurve nach oben gedrückt wird, siehe Plunger 40, kann indessen Öl von der Akkumulatorkammer
29 in die Leitung 46 und von da aus weiter zu der dazugehörigen Gruppe von Dosierventilen
in der Dosiereinheit 11 hinausströmen. Infolge des Druckstosses, der beim Öffnen
des Steuerventils 36 entsteht, wird der Dosierkolben 74, wie rechts in Fig. 10 gezeigt
ist, herausgepresst und dichtet den Kanal 78. Da der Dosierkolben 74 wohl abgewogen
in seinen Lauf eingepasst ist, kann kein Öl am Dosierkolben vorbeigepresst werden,
sondern nur das sich vor dem Dosierkolben befindende Öl wird über einen Kanal 78
herausgepresst bis der Dosierkolben den Kanal 78 dichtet.
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Wenn nach einem kurzen Augenblick das Steuerventil 36 schliesst, hört
die Hochdruckperiode auf und nun kann über die Leitung 46, das Steuerventil 36,
die Leitung 48 sowie das Einwegventil 49 eine Druckentlastung stattfinden. Die Höhe
des Druckniveaus, auf das entlastet werden soll, wird durch das Einwegventil 49
bestimmt. Dieses niedrigere Druckniveau
ist so gewählt, dass die
Druckfeder 75 die auf den Dosierkolben 74 in dessen Schliessrichtung einwirkende
Druckkraft des Öls zu überwinden vermag. Die vom Öl ausgeübte Sehliesskraft ist
hierbei gleich dem Produkt von Öldruck und Querschnittsfläche im Kanal 78. Die Druckfeder
75 ist dagegen nicht stark genug, um das sich zwischen Dosierkolb>n 74 und Entla6tungsventil
49 befindende Öl zurückzudrüc1en. Hierfür würde er forderlich sein, dass die Druckfeder
75 den Entlastungsdruck mit der bedeutend grösseren, gesamten Querschnittsflacne
des Dosierkolbens überwindet. Das Resultat is, dass til langsam -zumindest im Verhältnis
zur Speisungsgeschwindigkeit - am Dosierkolben 74 zu dessen Speisungsseite vorbeileckt
und dann das Volumen ist welches bei der nächsten Schmiergelegenheit herausgeführt
wird Die Entlastungsperiode ist mehr als zehnmal so lang wie die Druckperiode. Das
Einwegventil 79 hindert bl daran, von der Schmierstelle zum Dosierraum im Dosierven--til
zurückzukehren. Das Dosierventil arbeitet folglich mit zwei Druckhöhen, einem Hochdruckniveau
3 bei dem das Schmieren stattfindet und einem Tiefdruckniveau, bei dem das Umladen
der Dosiermenge erfolgt.
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Die Schnelligkeit im Schmierverlauf macht es möglich, innerhalb der
erforderlichen Zeit von der Dosiereinheit aus über sowohl kurze als auch lange Leitungen
zu schmieren. Hierdurch können die Dosiereinheiten an einer aus z.B. Servicegründen
vorteilhaften Stelle auf ein und derselben Seite eines Motorenzylinders angebracht
werden. Dadurch, dass die Schmieranlage dicht und vollständig mit Öl gefüllt ist,
wird sie selbstschmierend und dadurch funktionssicher. Durch eine Verwendung von
Schieberdichtungen erhält man eine grosse Lebensdauer.
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Die oben beschriebenen Teile können in verschiedenartiger Weise kombiniert
werden, um vorliegenden Bedürfnissen zu passen. In Fig. 11 ist schematisch eine
Anordnung bei einem sechszylindrigen Motor gezeigt, wo die Wellen 21 der drei Schmiereinrichtungen
14 miteinander verbunden sind und alle
über die Steuerwelle des
Motors angetrieben werden. Jede Schmiereinrichtung 14 ist hierbei gemäss Fig. 3
aufgebaut und versorgt zwei Zylinder.
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Die Reservepumpe 20 ist für die Funktion der Schmiereinrichtung 14
nicht notwendig. Die Leitungen 44 und 46 können anstatt dessen direkt an die Leitungen
12 bzw. 13 angeschlossen sein. Ingangsetzungs- und Reserveschmieren des Motors kann
dann dadurch erfolgen 3 dass die Reservepumpe 20 oder ein anderer Schmierapparat
getrennt an den Motor angeschlossen ist.
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Die Welle 21 muss nicht unbedingt, wie in dem hier gezeigten Falle,
auf vier verschiedene Steuerven-Lile einwirken, sondern es ist auch eine andere
Anzahl möglich. Die Steuerventile können selbstverständlich, ganz nach Bedarf, in
gewünschter Weise miteinander zusammengebaut sein. Die beschriebene Schmiereinrichtung
ist, wie bereits erwähnt, in erster Linie für Schiffsmotoren mit niedriger Drehzahl
beabsichtigt, es sind ratürlich aber auch andere Verwendungen innerhalb des Rahmens
der Erfindung möglich.
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Die Schmiereinrichtung kann auch dazu verwendet werden, andere deutlich
begrenzte Räume als den Bereich zwischen zwei Kolbenringen an einem Kolben zu schmieren.
Eine Möglichkeit ist z.B., eine Olnut an einem Kolben oder eine gewisse Zahnlücke
an einem rotierenden Zahnrad u.ä. zu schmieren.
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In Fig. 12-15 ist eine abgewandelte Ausführungsform der in Fig. 3
gezeigten Reservepumpe 20 gezeigt, die in entsprechender Weise eingekuppelt ist
wie in Fig. 3. Für die Teile, welche eine Entsprechung in Fig. 3 haben, sind zum
besseren Verständnis dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 3.
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Ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird der Pumpenkolben
mit Hilfe der Feder 63 nach links in die gezeigte Ruhelage gedrückt, wo die Dosiereinheiten
über tangentiale Nuten 90 - in diesem Falle vier Stück - im Pumpenkolben
62
mit den Steuerventilen in Verbindung stehen (siehe Fig. 14).
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Der Pumpenkolben 62 ist in seinem von der Feder 63 abgewendeten Ende
mit einem exzentrisch liegenden Zapfen 91 versehen, der in eine Peripherienut 92
in einem in der Antriebsvorrichtung 64 enthaltenen Drehkörper 93 eingreift, welcher
Drehkörper mit Achszapfen 94 und 95 drehbar im Pumpgehäuse 96 gelagert ist. Die
Peripherienut 92 wird radial nach innen von einem Exzenterkörper 97 begrenzt, der
die Achsiallage des Pumpenkolbens 62 regelt.
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Die Mantelfläche des Pumpenkolbens 62 ist mit einer achsialen Nut
98 versehen. Die Kammer 69 steht über eine Leitung 99 mit einer Kammer 100 in Verbindung,
in der ein Ventilkörper 101 achsial verschiebbar und in Richtung nach links durch
eine Feder 102 belastet ist. Die Kammer 10 steht über eine Leitung 103 mit der Leitung
48 in Verbindung und ist daneben über eine Leitung 104 und das Einwegventil 70 mit
der Kammer 69 verbunden.
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Wenn die Reservepumpe 20 durch ein Drehen des Drehkörpers 93 in Richtung
des Pfeils 105 in Gang gesetzt wird, wird anfangs der Pumpenkolben 62 ohne eine
Verschiebung in Achsialrichtung in Richtung des Pfeils 106 gedreht, abhängig von
der Ausbildung und Anbringung des Zapfens 91 und der Peripherienut 92 (siehe Fig.
12). Dabei ändert dann die Nut 90 in Fig. 14 ihre Lage, so dass die Verbindung zwischen
den Leitungen 12 und 44 unterbrochen wird. Anstatt dessen wird die Leitung 12, ebenso
wie die übrigen entsprechenden Leitungen mit der Nut 98 in Verbindung gebracht,
die ihrerseits mit der Leitung 71 verbunden wird (siehe Fig. 15). Bei eine fortgesetzten
Drehen des Drehkörpers 93 wird die Lage des Pumpenkolbens 62 in Peripherierichtung
beibehalten, in Fig. 12 erhält man aber durch den Exzenterkörper 97 eine achsiale
Verschiebung nach rechts.
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Dabei wird bl in der Kammer 69 über die Leitung 99 in die Kammer 100
hineingedrückt und verschiebt den Ventilkörper 101 derart, dass die Leitung 104
mit der Leitung 71 in Verbindung gesetzt wird. Von dort aus fliesst das Öl über
die Nut 98 zu
den verschiedenen Dosiereinheiten.
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Eine Rückbewegung, d.h. eine Einsaugbewegung für den Kolben 62 erhält
man mit Hilfe der Feder 63 und dadurch, dass der Drehkörper nun im Vergleich zu
vorher in entgegengesetzter Richtung gedreht wird. Dabei ändert der Ventilkörper
101 seine Lage, so dass die Leitung 71 wieder mit der Leitung 103 in Verbindung
gesetzt wird. Hierdurch wird eine Entlastung der Dosiereinheiten über das Ventil
49 sichergestellt. Durch diese Ausbildung der Reservepumpe ist ferner gewälrleiste-t)
dass die Leitungen 103 und 104 nicht gleichzeitig offen sein können. Der Purlpenkolben
62 hat folglich den Zweck, zwischen zwei Drehlagen umstellbar zu sein, teils einer
Drehlage, wo sich die Reservepumpe in Ruhe befindet und teils einer Drehlage, wo
die Reservepumpe in Betrieb ist