DE3338504A1

DE3338504A1 - Bearing lubrication device

Info

Publication number: DE3338504A1
Application number: DE19833338504
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Dr.-Ing. 3180 Wolfsburg Emmenthal; Rudolf-Helmut 3330 Helmstedt Strozyk
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1983-10-22
Filing date: 1983-10-22
Publication date: 1985-05-02

Abstract

The invention relates to a device for the lubrication of the bearing of a rotating mass pivotably held on a drive shaft, especially of an auxiliary unit of an internal combustion engine. In order to ensure effective lubrication of such rotating masses, especially in the case of highly stressed bearings, by continuous feeding of small quantities of lubricating oil, it is proposed to assign to the bearing (4) ducts (8-12) arranged in the drive shaft (1) for the feeding and drainage of a mixture composed of lubricating oil and carrier air. A mixing chamber (13) connected to the lubricant feed duct (8) can be provided, for example, into which chamber a first line (15) carrying a liquid lubricant and a second line (16) carrying a pressurised carrier air open. <IMAGE>

Description

Lagerschmiereinrichtung Bearing lubrication device

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Schmierung des Lagers einer auf einer Antriebswelle drehbar gehaltenen Drehmasse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for lubricating the Bearing of a rotating mass rotatably held on a drive shaft according to the preamble of claim 1.

Insbesondere bei der Lagerung exzentrisch drehbarer Massen, wie beispielsweise des Verdrängerkörpers einer als Ladeluftverdichter für Brennkraftmaschinen verwendeten, im Prinzip in der DE-OS 26 03 462 beschriebenen Spiralverdrängermaschine, ergeben sich besondere Schwierigkeiten. Die exzentrische Lagerung dieses Verdrängerkörpers ist namlich während des Betriebs der Maschine so hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt, daß herkömmliche Dauerfettschmierungen wie Versuche gezeigt haben, schon nach relativ kurzer Betriebszeit versagen. Einer kontinuierlichen Schmierung des Lagers mit einem flüssigen Schmiermittel, wie dem in der Brennkraftmaschine ohnehin verwendeten Schmieröl, stehen insofern Schwierigkeiten entgegen, als der-Austrítt des Schmiermittels aus dem Lager in den umgebenden Ladeluftstrom nach Möglichkeit ausgeschlossen werden soll, w Beeinträchtigungen der Verbrennung der mit Kraftstoff angereicherten Ladeluft in den Zylindern der Brennkraftmaschine zu vermeiden. An dem Lager anbringbare Dichtungen, die den Austritt des unter Druck stehenden Schmiermittels verhindern könnten, haben sich jedoch bisher noch nicht recht bewährt.In particular when mounting eccentrically rotatable masses, such as the displacement body of a used as a charge air compressor for internal combustion engines, in principle in DE-OS 26 03 462 described spiral displacement machine result face particular difficulties. The eccentric mounting of this displacer is namely during the operation of the machine so high thermal and mechanical Exposed to loads that conventional permanent grease lubrication as shown in tests fail after a relatively short period of operation. Continuous lubrication of the bearing with a liquid lubricant, such as that in the internal combustion engine Lubricating oil that is used in any case, there are difficulties insofar as the exit of the lubricant from the bearing into the surrounding charge air flow, if possible should be excluded w impairment of the combustion of the fuel to avoid enriched charge air in the cylinders of the internal combustion engine. At Seals attachable to the bearing to prevent the pressurized lubricant from escaping could prevent, but so far have not really proven themselves.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Lagerschmiereinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art zu schaffen, die eine ausreichend gute Schmierung sr Aufrechterhaltung einer hohen Lebensdauer des Lagers bei weitgehender Vermeidung von Schmiermittelaustritt aus dem Lager gewährleistet.The object on which the invention is based is therefore to provide a Bearing lubrication device of the type specified in the preamble of the claim create a sufficiently good lubrication sr maintaining a high level Service life of the bearing while largely avoiding the leakage of lubricant guaranteed to the warehouse.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß wird also nicht reines flüssiges Schmiermittel, sondern ein Gemisch aus Trägerluft und flüssigem Schmiermittel dem Lager zugeführt, wobei davon ausgegangen wird, daß eine Abdichtung des Lagers gegen ein derartiges Schmiermittel-Luft-Gemisch besser in den Griff zu bekommen ist. Andererseits wird durch Zuführung eines derartigen Schmie=nittel-Luft-Gemisches anstelle des reinen flüssigen Schmiermittels eine dosiertere Zuführung auch kleiner Schmiermittelmengaz ermöglicht, die von vornherein die Gefahr des Austritts größerer Schmiermittelmengen an dem Lager selbst bei vorhandenen Leckstellen ausschließen.The solution to this problem results from the characterizing part of the patent claim 1. According to the invention, therefore, it is not a pure liquid lubricant, but a mixture from carrier air and liquid lubricant supplied to the bearing, assuming that a seal of the bearing against such a lubricant-air mixture is easier to get to grips with. On the other hand, by supplying such Lubricant-air mixture instead of the pure liquid lubricant a more dosed one Allows the supply of even small quantities of lubricant, which reduces the risk from the outset the escape of larger quantities of lubricant at the bearing even with existing leaks exclude.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen enthalten.Appropriate configurations of the device according to the invention are contained in the subclaims.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Darstellungsweise gezeigt, die im folgenden näher erläutert werden. Dabei zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch die exaentrische Lagerung einer Drehmasse auf einer Antriebswelle mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Zuführung eines aus Trägerluft und Schmieröl bestehenden Schmieröl-Luftgemisches und Figur 2 die Ausbildung einer Einrichtung zur Absaugung eines Schmieröl-Luft-Gemisches aus dem Zylinderkopf einer herkömmlichen Hubkolben-Brennkraftmaschine.In the drawing, two exemplary embodiments of the invention are shown schematically Representation shown, which are explained in more detail below. Show it Figure 1 shows a longitudinal section through the eccentric mounting of a rotating mass on a Drive shaft with the device according to the invention for supplying a carrier air and lubricating oil existing lubricating oil-air mixture and Figure 2 the formation of a Device for the suction of a lubricating oil-air mixture from the cylinder head of a conventional reciprocating internal combustion engine.

In der Figur 1 ist mit 1 eine auf hier nicht näher dargestellte Weise beispielsweise von einer Brennkraftmaschine angetriebene Antriebswelle und mit 3 ein Exzenter bezeichnet, auf dem mittels eines Wälzlagers 4 eine Drehmasse 2, beispielsweise der Verdrängerkörper einer als Ladeluftverdichter für Brennkraftmaschinen verwendeten Spiralverdrängermaschine, gelagert ist. Mit 5 sind an beiden Seiten des Lagers 4 vorgesehene Dichtungen zur Abdichtung des Lagers gegenüber dem umgebenden Gehäuseraum vorgesehen. 6 bezeichnen Wälzlager zur Lagerung der Antriebswelle 1 in einem die Drehmasse 2 umgebenden Gehäuse 7.In FIG. 1, 1 is denoted in a manner not shown here in greater detail for example, drive shaft driven by an internal combustion engine and with 3 denotes an eccentric on which a rotating mass 2, for example the displacement body used as a charge air compressor for internal combustion engines Spiral displacement machine, is mounted. With 5 there are 4 on both sides of the bearing provided seals for sealing the bearing against the surrounding housing space intended. 6 denote roller bearings for mounting the drive shaft 1 in a die Housing surrounding rotating mass 2 7.

Zur Schmierung des zumindest infolge der exzentrischen Lagerung der Drehmasse 2 relativ hoch beanspruchten Lagers 4 dienen in der Antriebswelle 1 vorgesehene Bohrungen 8 - 12, über die ein Gemisch aus Trägerluft und flüssigem Schmiermittel transportiert wird. Ausgehend von einem Mischraum 13, der durch einen auf der in der Zeichnung rechtten Stirnseite der Antriebswelle 1 am Gehäuse 7 befestigten Deckel 14 gebildet ist und in den eine erste, Schmieröl zuführende Leitung 15 sowie eine zweite, Druckluft führende Leitung 16 einmünden, führt dabei zunächst eine zentrische Längsbohrung 8 bis in den Bereich des Exzenterbundes 3. Dort ist eine oder mehrere Querbohrungen 9 vorgesehen, die die Zulaufbohrung 8 mit dem Lagerraum verbinden. Auf dem in der Zeichnung linken Seite des Lagers 4 sind wiederum eine oder mehrere Querbohrungen 10 vorgesehen, über die das Schmiermittel-Luft-Gemisch aus dem Lager abgeführt wirdv Diese Querbohrungen 10 stehen mit einer zweiten zentralen Längsbohrung 11 in Verbindung, die zu als Ablauföffnungen dienenden Querbohrungen 12 an dem in der Zeichnung linken Ende r Antriebswelle 1 führt, Die beiden Längsbohrungen 8 und 11 können dabei aus fertigungstechnischen Gründen miteinander verbunden sein und lediglich durch einen im Bereich zwischen den Querbohrungen 9 und 10 angeordneten Stopfen unterteilt sein.To lubricate the at least as a result of the eccentric mounting of the Rotary mass 2 relatively highly stressed bearings 4 are provided in the drive shaft 1 Bores 8 - 12 through which a mixture of carrier air and liquid lubricant is transported. Starting from a mixing space 13, which is connected to the in the drawing on the right end face of the drive shaft 1 on the housing 7 attached cover 14 is formed and in which a first, lubricating oil supplying line 15 and a open into the second line 16 carrying compressed air, initially leading a centric one Longitudinal bore 8 up to the area of the eccentric collar 3. There is one or more Transverse bores 9 are provided which connect the inlet bore 8 to the storage room. On the left-hand side of the bearing 4 in the drawing, there are again one or more Cross bores 10 are provided through which the lubricant-air mixture from the bearing This transverse bores 10 are connected to a second central longitudinal bore 11 in connection, the cross bores 12 serving as drainage openings on the in the left end of the drawing r drive shaft 1 leads, the two longitudinal bores 8 and 11 can be connected to one another for manufacturing reasons and only by one arranged in the area between the transverse bores 9 and 10 Plug be divided.

Die die Trägerluft in den Mischraum 13 führende zweite Leitung 16 kann von einer zu der Brennkraftmaschine führenden Saugleitung hinter dem Ladeluftverdichter abzweigen, so daß zumindest dann, wenn der Ladeluftverdichter arbeitet, das Lager 4 mit einem Luft-Schmieröl-Gemisch beaufschlagt wird. Um eine Rückströmung aus dem Mischraum 13 zu verhindern sowie die Menge der zugeführten Trägerluft zu begrenzen, können in dieser zweiten Leitung 16 ein Rückschlagventil sowie eine Drossel angeordnet sein, die in der Zeichnung nicht weiter dargestellt sind. Der Druck des über die erste Leitung 15 zuströmenden Öls kann gegebenenfalls durch den Druck der Ladeluft selbst gesteuert sein, so daß das dem Lager 4 zugeführte Schmieröl-Trägerluft-Gemisch immer etwa einen gleichbleibenden Anteil an Öl aufweist.The second line 16 leading the carrier air into the mixing space 13 can be followed by a suction line leading to the internal combustion engine to the Charge air compressor branch off, so that at least when the charge air compressor works, the bearing 4 is acted upon with an air-lubricating oil mixture. To a To prevent backflow from the mixing chamber 13 and the amount of supplied To limit the carrier air, a check valve can be used in this second line 16 and a throttle may be arranged, which is not shown in the drawing are. The pressure of the oil flowing in via the first line 15 can optionally be controlled by the pressure of the charge air itself, so that the bearing 4 supplied Lubricating oil-carrier air mixture always has a constant proportion of oil.

Anstelle der Bildung des Schmieröl-Luft-Gemisches unmittelbar vor dem Lager 4 kann gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung dieses Gemisch bereits bei der Entnahme der Luft aus der Brennkraftmaschine gebildet werden. Ein Beispiel dafür zeigt die Figur 2, in der schematisch ein Querschnitt durch den Zylinderkopf einer herkömmlichen Hubko Iben-Brennkraf tmas chine dargestellt ist, wobei der Zylinderkopf selbst mit 26 und ein auf diesem befestigter-Zylinderkopfdeckel mit 19 angegeben sind. 17 stellt eine Schmieröl-Luft-Ansaugleitung dar mit einem in den durch den Zylinderkopfdeckel 19 gebildeten Raum 20 hineinragenden Krümmer 17a. 18 bezeichnet eine in der Gemischleitung 17 angeordnete Pumpe, die das Gemisch ansaugt und beispielsweise direkt in eine gemäß Figur 1 an der Antriebswelle 1 vorgesehene Zulaufbohrung 8 fördert.Instead of the formation of the lubricating oil-air mixture immediately before the bearing 4 can, according to another embodiment of the invention, this mixture are already formed when the air is withdrawn from the internal combustion engine. A An example of this is shown in FIG. 2, in which a schematic cross section through the cylinder head a conventional Hubko Iben Brennkraf tmas machine is shown, with the cylinder head even indicated with 26 and a cylinder head cover fastened on this indicated with 19 are. Fig. 17 shows a lubricating oil-air suction pipe with one in the through the Cylinder head cover 19 formed space 20 protruding manifold 17a. 18 designated a pump arranged in the mixture line 17, which sucks in the mixture and, for example directly into an inlet bore 8 provided on the drive shaft 1 according to FIG. 1 promotes.

Damit nicht nur Luft aus dem Zylinderkopfraum 20 angesaugt wird, die nur gelegentlich mit Schmieröl, beispielsweise aus den Ventilführungen und den Nockenwellenlagern, angereichert ist, soll in dem Ansaugbereich des Kriirnmers 17a eine siebförmige, beispielsweise aus Stahlwolle bestehende Packung 25 eingebracht sein, der über eine seitliche Öffnung 23 in der Krümmerwand kontinuierlich Schmiermittel zugeführt wird. Beispielsweise kann dazu die Schmieröldruckleitung der mit 21 angedeuteten Nockenwelle mittels eines auf die seitliche Öffnung 23 gerichteten Spritzröhrchens 22 angezapft werden, so daß die Stahlwollepackung 25 ständig mit Schmieröl getränkt wird.So that not only air is sucked in from the cylinder head space 20, the only occasionally with lubricating oil, for example from the valve guides and the camshaft bearings, is enriched, a sieve-shaped, For example, made of steel wool pack 25 be introduced, which has a lateral opening 23 in the manifold wall is continuously supplied with lubricant. For example, the lubricating oil pressure line of the camshaft indicated by 21 can be used for this purpose tapped by means of a spray tube 22 directed at the side opening 23 so that the steel wool packing 25 is constantly impregnated with lubricating oil.

Die in der Gemischleitung 17 angeordnete Förderpumpe 18 saugt dann die Luft aus dem Zylinderkopfraum 20 durch die Ansaugöffnung 24 an, wobei diese beim Durchtritt durch die mit Schmieröl getränkte Stahlwollepackung 25 ständig eine gewisse Menge an Schmieröl in Form feinverteilter Tröpfchen mitreißt. Die über schüssige, nicht benötigte Schmierölmenge läuft aus der Ansaugöffnung 24 in den Zylinderkopfraum 20 und von dort über hier nicht gezeigte, an sich bekannte Leitungen in den Kurbelgehäuseraum der Brennkraftmaschine zurück.The feed pump 18 arranged in the mixture line 17 then sucks the air from the cylinder head space 20 through the intake port 24, this when passing through the steel wool packing 25 impregnated with lubricating oil entrains a certain amount of lubricating oil in the form of finely divided droplets. The excess, Any amount of lubricating oil that is not required runs out of the suction opening 24 into the cylinder head space 20 and from there via lines not shown here, known per se, into the crankcase space the internal combustion engine back.

Zur kontinuierlichen Zuführung von Schmiermittel in die am Eingang der Gemischleitung 17 angebrachte Stahlwollepackung 25 könnte selbstverständlich auch eine andere schmierölführende Leitung als die zu den Nockenwellenlagern führende herangezogen werden.For the continuous supply of lubricant to the inlet the mixture line 17 attached steel wool packing 25 could of course also another line carrying lubricating oil than the one leading to the camshaft bearings can be used.

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Claims

CLAIMS 1. device for lubricating the bearing one on one Drive shaft rotatably held rotating mass, in particular an auxiliary unit of a Internal combustion engine 5, characterized in that the bearing (4) in the drive shaft (1) arranged channels (8 - 12) for the supply and discharge of a lubricant and grägerluft existing mixture are assigned.

2 device according to claim 1, characterized in that a with the mixing chamber (13) connected to the lubricant supply channel (8) is provided, in which a liquid lubricant feeding first line (15) and a The second line (16) supplying the carrier air under excess pressure opens.

3. Device according to claim 2, wherein the auxiliary unit by a Charge air compressor is formed, characterized in that the carrier air from the charge air flow supplied by the charge air compressor is branched off.

4. Device according to claim 3, characterized in that in the the second line (16) supplying the charge air, a throttle and a return valve are switched on.

5. Device, in particular according to claim 1, characterized in that that for the delivery of the carrier air and liquid lubricant existing Mixture sucking in air from a housing space (20) of the internal combustion engine Line (17) is provided, at the suction end of which a lubricant can be applied air-permeable, sieve-like packing (25) is provided.

6. Device according to claim 5, characterized in that the pack is formed by a steel wool packing (25).

7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that on the mixture line (17) a lateral opening (23) for continuous spraying the packing (25) with lubricant from a pressure line carrying lubricant the internal combustion engine is provided.