DE1145741B

DE1145741B - Lubricating device of an upright, two-stage working plunger air compressor

Info

Publication number: DE1145741B
Application number: DEB58257A
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1960-06-18
Filing date: 1960-06-18
Publication date: 1963-03-21

Description

Schmiereinrichtung eines stehenden, zweistufig arbeitenden Tauchkolben-Luftverdichters Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmiereinrichtung eines stehenden, zweistufig arbeitenden Tauchkolben-Luftverdichters, insbesondere für Druckluftanlagen in Kraftfahrzeugen, mit einem Stufenkolben, dessen Abschnitt größeren Durchmessers mit seiner Stirnfläche den Niederdruckraum und dessen dahinterliegende, vom Abschnitt größeren Durchmessers zum Kolbenschaft kleineren Durchmessers gehende Ringschulter den Hochdruckraum begrenzt, wobei der Stufenkolben einen Lagerkörper für den die Pleuelstange aufnehmenden Kolbenbolzen und im Abschnitt des größeren Durchmessers im Kolbenmantel in Ringnuten eingelegte Kolbenringe aufweist.Lubricating device of an upright, two-stage plunger air compressor The invention relates to a lubrication device of an upright, two-stage working plunger air compressor, especially for compressed air systems in motor vehicles, with a stepped piston, the section of larger diameter with its end face the low-pressure chamber and its behind, from the larger diameter section the ring shoulder going to the piston skirt with a smaller diameter delimits the high-pressure chamber, wherein the stepped piston has a bearing body for the piston pin receiving the connecting rod and inserted into annular grooves in the section of the larger diameter in the piston skirt Has piston rings.

Bei Luftverdichtern mit Stufenkolben ist es schwierig, die Kolbenringpartie zwischen Hochdruck- und Niederdruckraum richtig zu schmieren, weil die öldämpfe aus dem Kurbelgehäuse nicht ohne besondere Vorkehrungen an diese Schmierzone gelangen können.In the case of air compressors with stepped pistons, the piston ring section is difficult properly lubricate between the high pressure and low pressure chamber, because the oil vapors cannot get from the crankcase to this lubrication zone without taking special precautions can.

Diese Schwierigkeit wird gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß im Stufenkolben Schmiermittelsammelkammern vorgesehen sind, die über im Lagerkörper enthaltene Kanäle an einen aus einem Schmiermitteldrucksystem versorgten Kanal in der Pleuelstange angeschlossen sind, und daß von den Schmiermittelsammelkammern in Höhe der Kolbenringe Verbindungen zum Kolbenmantel führen und ferner von den Schmiermittelsammelkammern Querbohrungen zu dem gegen das Kurbelgehäuse hin offenen Innenraum des Stufenkolbens vorgesehen sind.This problem is solved according to the invention in that Lubricant collection chambers are provided in the stepped piston, which are over in the bearing body contained channels to a channel supplied from a lubricant pressure system in the connecting rod are connected, and that of the lubricant collection chambers lead at the level of the piston rings connections to the piston skirt and also from the Lubricant collection chambers, transverse bores to the one that is open towards the crankcase Interior of the stepped piston are provided.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features of the invention emerge from the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt skizziert.An embodiment of the invention is shown in the drawing Section outlined.

In einem Luftverdichter mit schematisch angedeutetem Zylinder 1 und Zylinderdeckel 2 ist ein Stufenkolben 3 beweglich, der mit seiner Stirnfläche 4 und der gegenüberliegenden Wand des Zylinderdeckels den Niederdruckraum 5 bildet, von dem aus die verdichtete Luft über nicht gezeichnete Ventile in den hinter einer Ringschulter 6 des Stufenkolbens gelegenen Hochdruckraum 7 gelangt. Der an die Ringschulter 6 anschließende Kolbenschaft 8 hat einen kleineren Durchmesser als der Kolbenmantel 9 des Kolbenkopfes und trägt an seinem unteren Ende in Ringnuten eingelassene Kolbenringe 10, die den Hochdruckraum 7 gegen den Kurbelwellenraum 11 abdichten. In ähnlicher Weise trägt auch der Kolbenkopf Kolbenringe 12, welche die beiden Verdichtungsräume 5 und 7 gegeneinander abdichten. Im Kolbenkopf sind von der Stirnseite her in parallel zur Kolbenachse verlaufende Paßbohrungen 13 zwei Gewindebolzen 14 mit Kopf 15 und Schaft 16 versenkt und gut abgedichtet eingelassen. Die Bohrungen 13 sind in dem Kurbelwellenraum zugekehrten Schmiermittelsammelkammern 17 erweitert, so daß sie mit den eingesteckten Gewindebolzen 14 Ringräume bilden. Vom oberen Bereich dieser Ringräume gehen Verbindungen 18 radial nach außen. Diese Verbindungen münden in der Ringpartie des Kolbenmantels 9 zwischen den Kolbenringen 12. Von den Ringräumen gehen außerdem radial nach innen gerichtete Querbohrungen 19 oder 19' aus, die in einen Teil des Kolbeninnenraums münden, der in ständiger Verbindung mit dem Kurbelwellenraum 11 steht.In an air compressor with schematically indicated cylinder 1 and cylinder cover 2, a stepped piston 3 is movable, which with its end face 4 and the opposite wall of the cylinder cover forms the low-pressure chamber 5, from which the compressed air via valves (not shown) into the area behind an annular shoulder 6 of the Stepped piston located high pressure chamber 7 arrives. The piston skirt 8 adjoining the annular shoulder 6 has a smaller diameter than the piston skirt 9 of the piston head and has piston rings 10 embedded in annular grooves at its lower end, which seal the high-pressure chamber 7 from the crankshaft chamber 11. In a similar way, the piston head also carries piston rings 12, which seal the two compression chambers 5 and 7 from one another. In the piston head, two threaded bolts 14 with head 15 and shaft 16 are countersunk from the end face in fitting bores 13 running parallel to the piston axis and are embedded in a well-sealed manner. The bores 13 are widened in the lubricant collecting chambers 17 facing the crankshaft space, so that they form annular spaces with the inserted threaded bolts 14. Connections 18 extend radially outward from the upper area of these annular spaces. These connections open in the ring belt of the piston skirt 9 between the piston rings 12. Radially inwardly directed transverse bores 19 or 19 ′ also extend from the annular spaces and open into a part of the piston interior that is in constant communication with the crankshaft space 11.

An eine Schulter 20 auf der Innenseite des Stufenkolbens ist ein Lagerkörper 21 mit Hilfe der Gewindebolzen 14 und in ihm verlaufenden entsprechenden Gewindebohrungen 22 angepaßt. Dieser Lagerkörper nimmt in einer Bohrung 23 einen Kolbenbolzen 24 auf, der gegen Axialverschiebung durch Sprengringe 25 gesichert ist. Auf den Mittelteil des Kolbenbolzens ist der Kopf 26 einer Pleuelstange 27 geschoben, die mit ihrem nicht gezeichneten unteren Teil gelenkig mit -der Antriebskurbelwelle des Luftverdichters verbunden ist. In Längsrichtung der Pleuelstange 27 verläuft ein Kanal 28, der in einer Ringnut 29 in der Lagerbohrung des Kopfes 26 endet und dort eine ständige Verbindung herstellt mit einer diametral gerichteten Bohrung 30 des Kolbenbolzens. An diese Bohrung 30 schließen im Kolbenbolzen eine Axialbohrung 31 und Querbohrungen 32 an. Diese Querbohrungen enden im Bereich von Ringnuten 33, von denen am äußeren Ende verschlossene Kanäle 34 ausgehen. Die Kanäle 34 sind ihrerseits durch Kanäle 35 mit trichterförmigen Ansenkungen 36 verbunden, welche die Ringräume im Kolbenkopf begrenzen.A bearing body is attached to a shoulder 20 on the inside of the stepped piston 21 with the help of the threaded bolts 14 and corresponding threaded bores running in it 22 adapted. This bearing body takes a piston pin 24 in a bore 23 which is secured against axial displacement by snap rings 25. On the middle part of the piston pin, the head 26 of a connecting rod 27 is pushed, which with her Not shown lower part articulated with -the drive crankshaft of the air compressor connected is. In the longitudinal direction of the connecting rod 27 runs a channel 28, which in an annular groove 29 ends in the bearing bore of the head 26 and there a permanent Connection established with a diametrically directed bore 30 of the piston pin. This bore 30 is closed by an axial bore 31 and transverse bores in the piston pin 32 at. These transverse bores end in the area of annular grooves 33, of which the outer one End of closed channels 34 go out. The channels 34 are in turn through channels 35 connected to funnel-shaped countersinks 36, which form the annular spaces in the piston head limit.

In den Kanal 28 in der Pleuelstange 27 wird in bekannter Weise in der Stellung des oberen Kolben-Totpunktes durch nicht dargestellte Bohrungen in der Kurbelwelle unter Druck Schmieröl eingeführt, das beispielsweise von der Schmieröl-Förderpumpe einer den Luftverdichter antreibenden Brennkraftmaschine zwangläufig zugeliefert wird.In the channel 28 in the connecting rod 27 is in a known manner in the position of the piston top dead center through holes not shown in Lubricating oil is introduced under pressure into the crankshaft, for example from the lubricating oil feed pump an internal combustion engine driving the air compressor will.

Bei laufendem Luftverdichter werden die unteren Kolbenringe 10 und die anliegende Wand des Verdichterzylinders von der Kurbelkammer her durch die dort vorhandenen Öldämpfe geschmiert. Für die Schmierung der oberen, von den Kolbenringen 12 begrenzten Kolbenpartie ist eine im Stufenkolben verlaufende Schmiermittelführung vorgesehen, die aus einem bekannten, an den Kanal 28 angeschlossenen Schmiermitteldrucksystem gespeist wird. Das dosiert über den Kanal 28 zuströmende Schmiermittel gelangt über die Ringnut 29, die Bohrungen 30, 31, 32, die Ringnuten 33 und die Kanäle 34 und 35 in die Ringräume der Schmiermittelsammelkammern 17, wo sich bei stillstehendem Stufenkolben 3 allmählich eine Ölmenge mindestens bis zur Höhe der Querbohrungen 19 bzw. 19' ansammeln würde. Da aber der Stufenkolben 3 sich ständig mit sinusförmigem Geschwindigkeitsverlauf auf und ab bewegt und die in den Ringräumen gespeicherten Ölmengen die ihnen vom Stufenkolben jeweils erteilte Bewegung beibehalten wollen, wird um den oberen Totpunkt des Stufenkolbens herum von dem in 17 gespeicherten Öl ein Teil durch die Verbindungen 18 an die zu schmierenden Stellen und durch die Querbohrungen 19 und 19' nach innen getrieben, sofern der relative Ölstand im betreifenden Ringraum hoch genaug ist. Ähnliches spielt sich in der Gegend des unteren Kolbentotpunktes ab, wenn die Querbohrung 19' entsprechend tief liegt. Die Ölzufuhr zur oberen Kolbenringpartie ist also abhängig von der in der Zeiteinheit den Schmiermittelsammelkammern 17 zugebrachten Ölmenge und den Abfiußmöglichkeiten über die Verbindungen 18 und die Querbohrungen 19 bzw. 19', wobei der Querschnitt, die Länge und die Lage der Verbindungen 18 und Querbohrungen 19, 19' entsprechend zu wählen sind. Auf diese Weise läßt sich die aus den Verbindungen 18 austretende Ölmenge jeweils auf den tatsächlichen Schmiermittelbedarf der oberen Kolbenringpartie des Stufenkolbens 3 abstimmen. Außerdem sorgt die sich in schneller Folge wiederholende Bewegungsumkehr des Stufenkolbens dafür, daß das Öl in den Schmiermittelsammelkammern 17 ständig in Bewegung gehalten wird und eventuell vorhandene Unreinigkeiten sich nicht absetzen.When the air compressor is running, the lower piston rings 10 and the adjacent wall of the compressor cylinder are lubricated from the crank chamber by the oil vapors present there. For the lubrication of the upper piston section delimited by the piston rings 12, a lubricant guide running in the stepped piston is provided, which is fed from a known lubricant pressure system connected to the channel 28. The metered lubricant flowing in via the channel 28 passes through the annular groove 29, the bores 30, 31, 32, the annular grooves 33 and the channels 34 and 35 into the annular spaces of the lubricant collecting chambers 17, where, with the stepped piston 3 at a standstill, an amount of oil at least up to Height of the transverse bores 19 and 19 'would accumulate. However, since the stepped piston 3 is constantly moving up and down at a sinusoidal speed and the oil quantities stored in the annular spaces want to maintain the movement given to them by the stepped piston, around the top dead center of the stepped piston, part of the oil stored in 17 is made through the connections 18 to the points to be lubricated and driven inward through the transverse bores 19 and 19 ', provided that the relative oil level in the annulus in question is high. Similar ches takes place in the area of the bottom dead center of the piston when the transverse bore 19 'is correspondingly deep. The oil supply to the upper part of the piston ring is therefore dependent on the amount of oil supplied to the lubricant collecting chambers 17 in the unit of time and the possibilities of drainage via the connections 18 and the transverse bores 19 or 19 ', whereby the cross-section, the length and the position of the connections 18 and transverse bores 19, 19 'are to be selected accordingly. In this way, the amount of oil emerging from the connections 18 can be matched to the actual lubricant requirement of the upper piston ring section of the stepped piston 3. In addition, the reversal of movement of the stepped piston, which is repeated in rapid succession, ensures that the oil in the lubricant collecting chambers 17 is kept constantly in motion and that any impurities that may be present do not settle.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Lubricating device of an upright, two-stage working plunger-piston air compressor, especially for compressed air systems in motor vehicles, with a stepped piston, the larger-diameter section of which with its end face delimits the low-pressure chamber and its annular shoulder behind it, which extends from the larger-diameter section to the smaller-diameter piston skirt, the high-pressure chamber , wherein the stepped piston has a bearing body for the piston pin receiving the connecting rod and piston rings inserted into annular grooves in the piston skirt in the section of the larger diameter, characterized by the fact that lubricant collecting chambers (17) are provided in the stepped piston (3), which are provided in the bearing body (21 ) the channels (34, 35) contained are connected to a channel (28) in the connecting rod (27) supplied by a lubricant pressure system; and that from the lubricant collecting chambers (17) at the level of the piston rings (12) connections (18) lead to the piston skirt (9) and furthermore from the lubricant collecting chambers (17) transverse bores (19, 197) to the interior of the stepped piston (3 ) are provided.

2. Lubricating device according to claim 1 for a stepped piston, in which the piston pin for the connecting rod receiving bearing body in the cavity of the piston shaft is housed, releasably attached to the piston head, characterized in that that the lubricant collection chambers (17) of enlarged sections of the fitting bores (13) for the threaded bolts (14) of the bearing body that run parallel to the piston axis (21) are formed.

3. Lubricating device according to claim 2, characterized in that that the enlarged sections of the fitting bores (13) from the parting line between Bearing body (21) and stepped piston (3) go out.

4. Lubricator after a or more of Claims 1 to 3, characterized in that the transverse bores (19 ') are offset in height with respect to the connections (18).