DE964867C

DE964867C - Schmiereinrichtung fuer Kolbenbolzenlager

Info

Publication number: DE964867C
Application number: DEK19194A
Authority: DE
Inventors: Emil Fritz
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1953-08-15
Filing date: 1953-08-15
Publication date: 1957-05-29

Description

Schmiereinrichtung für Kolbenbolzenlager Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schmierung der Kolbenbolzenlager an Kolbenkraft- oder -arbeitsmaschinen, bei denen den Kolbenbolzenlagern das Schmieröl von den Kurbelzapfenlagern aus durch Bohrungen in den Pleuelstangen oder durch an letzteren entlang führende besondere Leitungen zugeführt wird.
Da die Pleuelstangen eine hin und her gehende Bewegung ausführen, ist das dem Kolbenbolzenlagerzufließende Schmieröl dem Einfluß wechselnder Massenkräfte unterworfen. Diese Massenkräfte überlagern sich dem Förderdruck der Schmierölpumpe, und zwar addieren sich Massenkraft und Förderdruck gegen Ende des Verdichtungshubes bzw. Auspuffhubes vor dem Kolbenbolzenlager, während sie gegen Ende des Kraft-bzw_ Saughubes an der gleichen Stelle einander entgegenwirken. Am Kurbelzapfenende der Pleuelstange liegen die Verhältnisse umgekehrt. Diese Erscheinungen beeinflussen die Kolbenbolzenlagerschmierung insofern ungünstig, als gerade dann, wenn vor dem Kolbenbolzenlager ein hoher Schmieröldruck auftritt, insbesondere bei Zweitaktbrennkraftmaschinen stets auch ein hoher Gasdruck im Arbeitsraum der Maschine herrscht und den Kolbenbolzen so fest an seine Lagerstelle anpreßt, daß das Schmieröl trotz des hohen Druckes, unter dem es steht, nur mangelhaft in das Lager eindringen kann. Ist andererseits die Belastung des Kolbenbolzenlagers gering, so ist auch der Schmieröldruck vor dem Kolbenbolzenlager gering, bzw. es kann sich sogar ein Unterdruck einstellen, der ein Absaugen von Schmieröl aus dem Kolbenbolzenlager im Gefolge hat. Es sind dies Nachteile der bisher üblichen Kolbenbolzenschmierung, die erfindungsgemäß dadurch behoben werden, daß eine mit den beim Krafthub und beim Verdichtungshub belasteten Stellen des Kolbenbolzenlagers in ständiger Verbindung stehende, sich von diesen Stellen aus in Richtung auf den Kolbenboden zu erstreckende Schmierölsammelkammer und eine bei Durchgang des Kolbens durch die kurbelwellenseitige Totlage den Übertritt von Schmieröl aus der Schmierölsammelkammer in das Kurbelzapfenlager verhindernde Einrichtung vorgesehen sind. Hierdurch wird erreicht, daß bei Durchgang des Kolbens durch die kurbelwellenseitige Totlage über den Schmierstellen des Kolbenbolzenlagers eine Schmierölsäule steht. Da auf diese Schmierölsäule Massenkräfte einwirken, dringt bei Durchgang des Kolbens durch die kurbelwellenseitige Totlage in das Kolbenbolzenlager Schmieröl ein.
Läßt man in Durchbildung der Erfindung den Schmierölzuführungskanal im Bereich der beim Krafthub und Verdichtungshub belasteten Stellen des Kolbenbolzenlagers in die Sammelkammer ausmünden, so ergibt sich für letztere insofern eine günstige Gestaltungsmöglichkeit, als sie durch eine vom Kolbenbolzenlager und vom Pleuelstangenauge begrenzte, über mindestens I8o° um das Kolbenbolzenlager herumführende, den Schmierölzuführungskanal anschneidende Ausnehmung gebildet werden kann.
Die bei Durchgang des Arbeitskolbens durch die kurbelwellenseitige Tonlage den Übertritt von Schmieröl aus der Sammelkammer im den Ölzuführungskanal verhindernde Einrichtung kann jede im Rahmen der Erfindung zweckentsprechende Ausgestaltung besitzen. So kann z. B. in der Schmierölzuführung ein mechanisch oder ein hydraulisch arbeitendes Rückschlagventil eingebaut werden. Rückflußsperren in Form von mechanisch arbeitenden Rückschlagventilen sind an sich nicht neu. Bei zwei bekannten Schmiervorrichtungen für Kolbenmaschinen wird das Schmieröl dem Kolbenbolzen bzw. einem Kreuzkopflager durch eine durch ein Rückschlagventil beherrschte Bohrung in der Pleuelstange zugeführt und strömt durch besondere in oder an der Pleuelstange vorgesehene Leitungen zum Pleuellager zurück. In besonders einfacher Weise kann das Rückströmen von Schmieröl aus der Sammelkammer in den Schmierölzuführungskanal in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch verhindert werden, daß man den Schmierölzuführungskanal an derjenigen Stelle in die Sammelkammer einmünden läßt, die von den beim Krafthub und beim Verdichtungshub belasteten und mit der Sammelkammer in ständiger Verbindung stehenden Lagerstellen am weitesten entfernt ist. In diesem Falle kann insbesondere bei Kolbenkraft- oder Arbeitsmaschinen, bei denen die Schmierölzuführung durch die hohl ausgeführte Pleuelstange erfolgt, das Schmierol der in die Sammelkammer führenden Einmündungsöffnung durch eine vorzugsweise ringförmig um das Kolbenbolzenlager herumführende, vorzugsweise in das Lager oder/und in das Pleuelstangenauge eingearbeitete Ausnehmung zugeleitet werden.
Zweckmäßig verbindet man die Schmierölsammelkammer stets in dem Bereich, der von der mit der Kammer ständig verbundenen Schmierstelle am weitesten entfernt ist, mit der Gleitfläche des Kolbenbolzenlagers durch einen Kanal. Auf diese Weise wird die Bildung eines Vakuums in der Schmierölsammelkammer während des Durchgangs des Arbeitskolbens durch die kurbelwellenseitige Totlage weitgehend unterbunden. Beim Auffüllen der Kammer kann andererseits die verdrängte Luft abströmen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung beispielsweise dargestellt.
Abb. I zeigt ein Kolbenbolzenlager einer Brennkraftmaschine mit stehendem Zylinder im Schnitt, bei dem in der Schmierölzuführungsleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist; Abb. 2 veranschaulicht ein Kolbenbolzenlager im Schnitt, bei dem der Schmierölzuführungskanal in demjenigen Bereich in die Schmierölsammelkammer einmündet, der den größten Abstand vom Kurbelzapfenlager hat.
Dem in Abb. I gezeigten Kolbenbolzenlager I wird das Schmieröl durch eine Bohrung 2 in der Pleuelstange 3 zugeführt. Unmittelbar vor dem Lager I ist in dem zu der Schmiernut 4 führenden Kanal a ein Rückschlagventil 5 angeordnet. Außerdem steht der sich zwischen dem Rückschlagventil 5 und den Schmierölnuten 4 befindliche Abschnitt des Kanals 2 in ständiger Verbindung mit einer als Eindrehung am Umfang des Lagers I ausgebildeten Schmierölsammelkammer 6. Diese Kammer 6 ist in dem Bereich, der von den Schmiernuten 4 den größten Abstand hat, mit der Gleitfläche des Kolbenbolzenlagers I durch einen Kanal 7 verbunden. Die Wirkungsweise ist folgende: Kurz vor Einwanderung des Pleuels in die obere Totpunktstellung öffnet sich unter dem Einfluß des Förderdruckes und der auf das Öl in der Bohrung 2 einwirkenden Massenkraft das Rückschlagventil 5. Geschieht dies während eines Verdichtungshubes, wie beispielsweise stets bei einer Zweitaktbrennkraftmaschine, so füllt sich zwar die Kammer 6 mit Öl, doch vermag sich von der ebenfalls aufgefüllten Nut 4 aus infolge des hohen Anpreßdruckes, unter dem der Kolbenbolzen. 8 an der Gleitfläche des Lagers i anliegt, kein Schmierölfilm auszubreiten. Durchwandert in weiterem Ablauf des Arbeitsspieles die` Pleuelstange die untere Totpunktlage, so bleibt das Rückschlagventil 5 geschlossen. Über der Schmierölnut 4 steht nunmehr nur noch die in der Kammer 6 befindliche Ölsäule. Der in der Schmierölnut 4 auftretende Druck summiert sich aus dem von der Höhe der Säule abhängenden statischen Druck und dem Druck, der durch die Massenkraft erzeugt wird, die bei Durchgang des Pleuels durch die untere Totpunktlage auf das Schmieröl in der Kammer 6 einwirkt. Da außerdem bei Durchgang des Pleuels durch die untere Totpunktlage der Druck, mit dem sich der Bolzen 8 an die Gleitfläche des Lagers I anlegt, weitaus geringer ist als bei Durchgang des Pleuels durch die obere Totpunktstellung gegen Ende eines Verdichtungshubes, breitet sich von der Schmiernut 4 aus ein Schmierölfilm aus. Die Bohrung 7 hat die Aufgabe, beim Auffüllen der Kammer 6 der verdrängten Luft ein Abströmen bzw. beim Entleeren der Kammer ein Zuströmen von Luft zu ermöglichen.
Dem in Abb. 2 dargestellten Kolbenbolzenlager 9 wird das Schmieröl ebenfalls durch eine Bohrung Io in der Pleuelstange II zugeführt. Die Schmierölsammelkammer 12 ist in Form einer in das Lager außen eingedrehten Ringnut seitlich versetzt zur Längsachse der Pleuelstange angeordnet und steht unten über einen Kanal 13 mit der Schmierölnut 14 in ständiger Verbindung. Der Schmierölkanal Io ist im Bereich des Lagers in Form einer Ringnut 15 um dasselbe herumgeführt. Oberhalb des Lagers sind die Ringnut 15 und die Kammer 12 durch einen Querkanal 16 miteinander verbunden. Bei dem dargestellten Lager ist also die Schmierölsammelkammer zwischen der Schmierölnut 14 und dem Schmierölkanal angeordnet. Ein Rückströmen des Schmieröles aus der Kammer 12 in den Zuführungskanal Io bei Durchlaufen der unteren Totpunktlage ist nicht möglich, da das Schmieröl bei Auffüllen der Kammer um I8o° umgelenkt wurde. Im Bereich des Übertrittskanals 16 ist zwecks Belüftung und Entlüftung die Kammer 12 wiederum ein zur Gleitfläche des Lagers hinführender Kanal 17 vorgesehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Einrichtung zur Schmierung der Kolbenbolzenlager an Kolbenkraft- oder -arbeitsmaschinen, bei denen den Kolbenbolzenlagern das Schmieröl von den Kurbelzapfenlagern aus durch Bohrungen in den Pleuelstangen oder durch an letzteren entlang führende besondere Leitungen zugeführt wird, gekennzeichnet durch eine mit den beim Krafthub und beim Verdichtungshub belasteten Stellen -des Kolbenbolzenlagers (I) in ständiger Verbindung stehende, sich von diesen Stellen aus in Richtung auf den Kolbenboden zu erstreckende Schmierölsammelkammer (6) und durch eine bei Durchgang des Kolbens durch die kurbelwellenseitige Totlage den Übertritt von Schmieröl aus der Schmierölsammelkammer (6) in das Kurbelzapfenlager verhindernde Einrichtung (5).
2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierölzuführungskanal (2) im Bereich der beim Krafthub und Verdichtungshub belasteten Stellen des Kolbenbolzenlagers (I) in die Sammelkammer (6) mündet.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierölsammelkammer (6) durch eine vom Kolbenbolzenlager (I) und vom Pleuelstangenauge begrenzte, über mindestens I8o° um das Kolbenbolzenlager herumführende, den Schmierölzuführungskanal (2) anschneidende Ausnehmung gebildet ist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen I bis 3. gekennzeichnet durch ein in der Schmierölzuführung angeordnetes, mechanisch arbeitendes Rückschlagventil (5).
5. Einrichtung nach den Ansprüchen I bis 3. gekennzeichnet durch ein in der Schmierölzuführung angeordnetes hydraulisches Rückschlagventil.
6. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierölzuführungskanal (Io) an der Stelle in die Sammelkammer (12) mündet, die von den beim Krafthub und Verdichtungshub belasteten und mit der Sammelkammer (12) in ständiger Verbindung stehenden Lagerstellen am weitesten entfernt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, insbesondere für eine Kolbenkraft- oder -arbeitsmaschine, bei der die Schmierölzuführung durch die hohl ausgeführte Pleuelstange erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmieröl der in die Sammelkammer (12) führenden Einmündungsöffnung durch eine vorzugsweise ringförmig über 18o, oder 36o° um das Kolbenbolzenlager (9) herumführende, vorzugsweise in das Lager (9) oder/und in das Pleuelstangenauge eingearbeitete Ausnehmung (15) zugeleitet wird. B. Einrichtung nach den Ansprüchen I bis 7, gekennzeichnet durch einen die Schmierölsammelkammer (12) in dem Bereich, der von der mit der Kammer ständig verbundenen Schmierstelle am weitesten entfernt ist, mit der Gleitfläche des Kolbenbolzenlagers verbindenden Kanal (17) In Betracht gezogene Drucksohriften: Deutsche Patentschriften Nr. 319 765, 6:1.3 652. ()-11 167, 302 557.