DE3401998C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine und insbesondere ist sie auf die Schmierung einer Pumpe gerichtet, die als Zusatzteil für eine Brennkraftmaschine mit einem Schmierungssystem dient.

Wenn eine Pumpe oder ein ähnliches mechanisches Gerät in unmittelbarer Nähe zu einer Brennkraft­ maschine betrieben werden soll, wobei die Pumpe durch die Maschine angetrieben werden kann, so kann es schwierig, aufwendig oder teuer werden, eine unabhängige Schmierstoffzufuhr für die Pumpe oder das ähnliche Gerät vorzusehen.

Das australische Patent No. 5 23 968 beschreibt ein Verfahren der Kraftstoffzumessung für eine Brenn­ kraftmaschine, bei dem komprimiertes Gas als Treibmittel für ein zugemessenes Kraftstoffvolumen verwendet wird. Die Quelle für das komprimierte Gas besteht aus einem üblichen, relativ kleinen Verdichter, der in Verbindung mit der Brennkraft­ maschine verwendet wird, wobei diese Betriebs­ weise in der dazugehörigen australischen Patent­ anmeldung No. 92 002/82 beschrieben wird.

Das Vorsehen einer Schmierung eines derartigen Verdichters bei der kraftfahrzeugtechnischen Anwendung weist einige Schwierigkeiten auf, da es unzweckmäßig ist, für die Schmierung des Verdichters unter Berücksichtigung der Kosten und des Aufwandes ein unabhängiges Schmierungs­ system zu verwenden. Durch die Nähe der Brennkraft­ maschine mit ihrem Schmierungssystem würde eine ideale Quelle für Schmieröl geboten, es ist aber offensichtlich, daß die Anforderungen nach Schmierung eines derartigen Verdichters gegen­ über denen der Brennkraftmaschine sehr viel geringer sind. Bei Versuchen, einen relativ kleinen aber notwendigerweise regelmäßigen Ölstrom zu dem Verdichter vorzusehen, wurde gefunden, daß die zur Steuerung des Ölstroms zu dem Verdichter notwendigen kleinen Öffnungen ver­ stopften. Es ist offensichtlich, daß die Ge­ währleistung einer kontinuierlichen Schmierung des Verdichters wesentlich ist, so daß eine derartige Verstopfung oder Behinderung für Schäden an dem Verdichter mit sich bringt. In dem US-Patent 18 25 318 und dem japanischen Patent 57-52 628 wurde vorgeschlagen, ein Zusatz­ teil, wie einen Luftverdichter oder einen Turbolader direkt aus dem unter Druck stehenden Hauptölsystem der Brennkraftmaschine zu schmieren. Diese Vorschläge weisen keine Durchflußbegrenzer zwischen dem Zusatzgerät und dem Hauptölsystem auf, so daß bei irgendeiner Betriebsstörung oder bei übermäßiger Abnutzung in dem Zusatz­ gerät eine Druckverringerung in dem Hauptöl­ system der Maschine auftreten kann. Dieser Druck­ verlust kann zu größeren Schäden sowohl an der Maschine als auch an dem Zusatzteil führen. Hinsichtlich der relativ geringen Reparatur- oder Austauschkosten des Zusatzteils im Verhältnis zur Maschine ist es vorzuziehen, das Ölsystem der Brennkraftmaschine unabhängig von jeder Zusatz­ ausstattung zu halten.

Das australische Patent No. 1 06 024 offenbart eine Konstruktion, bei der die Welle einer Flügelrad-Wasserpumpe durch Öl und/oder Ölnebel aus dem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine geschmiert wird, in diesem Vorschlag ist ein Durchgang in dem die Pumpenwelle aufnehmenden Lagerteil vorgesehen und eine Filzmanschette umgibt das Lagerteil. Durch ein benachbartes Zahnrad wird Öl auf die Filzmanschette geschleudert, und das Öl durchtränkt den Filz, so daß es in den Durchgang und dann an die Welle gelangt.

Da die Wasserpumpe eine Flügelradpumpe ist, wird die Welle nur reinen Drehbewegungen unter­ worfen und die Lagerung der Welle ist das einzige Teil, das eine Schmierung verlangt. Bei diesen einfachen Betriebsbedingungen sind das Ansammeln des Öles auf der absorbierenden Filzmanschette und der aufgrund der Schwerkraft vorhandene Öl­ fluß von der Manschette durch den Durchgang zu dem Lager ausreichend und angemessen. Allerdings würde diese Form eines Schmierungs­ systems für eine größere Einrichtung, wie zum Beispiel eine Kolbenpumpe nicht ausreichen, da mehrere unterschiedlichen Bewegungen unterworfene Lagerflächen vorhanden sind, die jeweils effektiv geschmiert werden müssen.

Aus der DE-PS 4 67 008 ist eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt. Dabei ist das Pumpenkurbelgehäuse mit dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine über eine Zu- und Rückleitung ver­ bunden, wobei die Rückleitung mit dem Arbeitsraum der Pumpe und die Zuleitung mit dem Pumpenkurbelge­ häuse an einer Stelle, die beim Ende des Druckhubes von dem Pumpenkolben freigegeben wird, verbunden sind. Bei dieser Schmierung muß jedoch das Pumpenkur­ belgehäuse über eine getrennte Rohrleitung an den Arbeitsraum angeschlossen werden, damit das vorver­ dichtete Ölnebelgemisch aus dem Pumpenkurbelgehäuse in den Arbeitsraum gelangt und dort ausgestoßen wer­ den kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brenn­ kraftmaschine mit einer Schmiereinrichtung für eine als Zusatzteil betriebenen Kolbenpumpe vorzusehen, wobei die Schmiereinrichtungen einfach im Aufbau und zuverlässig im Betrieb sein sollen und nicht direkt von dem unter Druck stehenden Ölsystem der Brenn­ kraftmaschine betrieben werden sollen.

Die Aufgabe wird bei einer Brenn­ kraftmaschine, mit einem Maschinenkurbelgehäuse, in dem während normaler Betriebsweise der Maschine ein Luft-Ölnebel-Gemisch vorhanden ist, und mit einer Pumpe, die eine in einem Pumpenkurbelgehäuse gelagerte Kurbelwelle, einen Zylinder, einen in dem Zylinder sich hin- und herbewegenden, mit der Kurbelwelle ver­ bundenen Kolben aufweist, wobei eine Zuführung und eine Rückführung vorgesehen sind, die das Pumpenkurbelgehäuse mit dem Maschinenkuirbelgehäuse der Brennkraftmaschine verbinden und ein Luft-Ölnebel-Gemisch von dem Maschinenkurbelgehäuse der Brennkraftmaschine durch das Pumpenkurbelgehäuse zur Schmierung der Pumpenkurbel­ welle und des Kolbens zirkuliert, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Zu- und Rückführung Ventile angeordnet sind, die bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens öffnen und schließen.

Vorzugsweise ist jedes der Ventile ein Einwegventil, zum Beispiel ein Plättchenventil.

Die in dem Pumpenkurbelgehäuse durch das Hin- und Herbewegen des Kolbens erzeugten Druck­ änderungen rufen eine Pumpbewegung hervor, wodurch Luft und Ölnebel aus der Brennkraft­ maschine durch das Kurbelgehäuse der Pumpe zirkulieren und dann in die Maschine zurück­ kehren. Dadurch wird ein Schmiersystem für die Pumpe erreicht, das aus der Maschine hergeleitet wird, ohne eine direkte Verbindung zu dem unter Druck stehenden Ölsystem der Maschine aufzuweisen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer üblichen Brennkraftmaschine mit einem daran vorgesehenen Luftverdichter;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Ver­ dichters und eines Teils der Maschine wie in Fig. 1 gezeigt; und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Plättchenventile des Ver­ dichters.

Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Kurbelgehäuse 2 auf, das als Sammelbehälter für das die Maschine schmierende Öl dient. Der Luftverdichter 3 ist als Kolbenverdichter ausgebildet, der von der Kurbelwelle 5 der Maschine 1 über einen Riemen 4 angetrieben wird. Der Verdichter 3 kann allerdings auch unabhängig von der Maschine angetrieben werden, wie beispielsweise durch einen elek­ trischen Motor.

Der Kompressor 3 weist einen Zylinder 7 und einen Kolben 8 auf, der über eine Pleuelstange 9 mit einer Kurbelwelle 10 verbunden ist. Die Kurbel­ welle 10 ist in dem Verdichterkurbelgehäuse 12 in Lagern 11 gelagert. Die Abschlußwand 15 des Verdichters weist eine Zuführung 16 und eine Rückführung 17 auf. Die Zuführung stößt auf das Kugellager 11, das ein Ende der Verdichterkurbel­ welle 10 trägt, und die Rückführung steht mit dem unteren Teil des Verdichterkurbelgehäuses 12 in Verbindung. In der Zu- und Rückführung 16, 17 sind jeweils Plättchenventile 20, 20a angeordnet. Die Rohrleitungen 21, 22 verbinden die Zu- bzw. Rückführung 16, 17 mit dem Inneren des Kurbel­ gehäuses 2 der Maschine. Die Rohrleitungen 21, 22 bestehen vorzugsweise aus einem flexiblen Material, wodurch sie sich an die Vibrationen und geringen Bewegungen zwischen der Maschine und des Verdichters während des Betriebes anpassen können.

Das Ventil 20 in der Zuführung 16 öffnet und das Ventil 20a in der Rückführung 17 schließt, wenn der Druck in dem Kurbelgehäuse 2 der Maschine höher ist als in dem Verdichterkurbelgehäuse 12. In diesem Falle fließt Luft und Ölnebel aus dem Kurbelgehäuse 2 der Maschine in das Ver­ dichterkurbelgehäuse 12. Umgekehrt schließt das Ventil 20 in der Zuführung und öffnet das Ventil 20a in der Rückführung, wenn der Druck in dem Verdichter­ kurbelgehäuse 12 höher ist als in dem Kurbel­ gehäuse 2 der Maschine, so daß Luft und Öl­ nebel aus dem Verdichter in die Maschine fließt.

Die Druckänderungen im Verdichterkurbelgehäuse 12 treten aufgrund der Bewegung des Verdichter­ kolbens 8 in dem Zylinder 7 auf. Der Druck in dem Kurbelgehäuse 2 der Maschine ist geringer und ändert sich weniger als in dem Verdichter­ kurbelgehäuse aufgrund von mehreren Faktoren. Erstens ist der Raum des Kurbelgehäuses 2 der Maschine relativ zu den Verschiebungen der Kolben des Motors größer und zweitens wird das Kurbelgehäuse der Maschine belüftet, um den Druckaufbau zu reduzieren. Weiterhin bewegen sich die Kolben in einer Mehrzylindermaschine entgegen­ gesetzt, so daß ein Ausgleichseffekt auftritt, wodurch die Druckänderungen in dem Kurbelge­ häuse der Maschine verringert wird.

Um die verlangte Druckänderung in dem Kompressor­ kurbelgehäuse 12 zu erreichen, sollte eine Be­ lüftung des Gehäuses nach außen weitgehend verhindert werden.

Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die beiden Plättchen­ ventile 20, 20a als ein Teil ausgebildet. Die jeweiligen Ventilkörper 25 sind jeweils an den Enden von Armen 26 angeordnet, die sich von einem mittleren Befestigungsteil 27 weg erstrecken. Das Befestigungsteil 27 ist zwischen Führungs­ platten 28 geklemmt, wobei nicht dargestellte Paßstifte in die Öffnungen 29 im Befestigungs­ teil 27 eingreifen. Die Führungsplatten 28 weisen geneigte Flächen 30 auf, die als Anschlag für die Arme 26 dienen, wenn die Ventile 20, 20a offen sind, um so die Offenstellung der Ventile zu begrenzen.

Claims (3)

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem wäh­ rend normaler Betriebsweise der Maschine ein Luft-Ölne­ bel-Gemisch vorhanden ist, und mit einer Pumpe, die eine in einem Kurbelgehäuse gelagerte Kurbelwelle, ei­ nen Zylinder, einen in dem Zylinder sich hin- und her­ bewegenden, mit der Kurbelwelle verbundenen Kolben auf­ weist, wobei eine Zuführung und eine Rückführung vor­ gesehen sind, die das Pumpenkurbelgehäuse mit dem Ma­ schinenkurbelgehäuse der Brennkraftmaschine verbinden und ein Luft-Ölnebel-Gemisch von dem Maschinenkurbelge­ häuse durch das Pumpenkurbelgehäuse zur Schmierung der Pumpenkurbelwelle und des Kolbens zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zu- und Rückführung (16, 17) Ventile (20, 20a) angeordnet sind, die bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens (8) öffnen und schließen.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (20, 20a) als Einwegventile ausgebildet sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (20, 20a) als Plättchenventile ausgebildet sind.