DE1154974B - Einrichtung zur Druckumlaufschmierung fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Druckumlaufschmierung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Druckumlaufschmierung für Brennkraftmaschinen mit einer fremdangetriebenen Vorschmierpumpe sowie einer vom Schmieröldruck abhängigen Sicherheitsabstellvorrichtung. Die Vorschmierpumpe, die zum Vorschmieren der Maschine vor dem Anlassen dient, kann in beliebig geeigneter Weise, z. B. elektrisch, angetrieben werden, während der Öldrucksicherheitsabsteller die Brennstoffzufuhr zur Maschine unterbricht, sobald der Öldruck im Schmierölkreislauf einen bestimmten Wert unterschreitet bzw. die Brennstoffzufuhr freigibt, wenn dieser Wert oder ungefähr derselbe überschritten wird.
• Bisher bekanntgewordene Vorschmierpumpen mußten sehr groß gehalten werden, um auch bei warmem Schmieröl sämtliche Lagerstellen des Motors mit Schmieröl unter ausreichendem Öldruck, z. B. von 1,5 atü, zu versorgen. Überdies war zur Betätigung des Öldrucksicherheitsabstellers zwecks Freigabe der Brennstoffzufuhr zur Maschine ein bestimmter Öldruck erforderlich.
• Es ist bekannt, mittels kleiner Vorschmierpumpen und Handpumpen einen Mindestschmieröldruck unter Anordnung einer Drosselstelle in der Schmierölleitung zwischen Hauptschmierölpumpe und dem Anschluß des Sicherheitsabstellers an der Druckleitung der Vorschmierölpumpe zu erzeugen. Dabei treten jedoch wieder andere Nachteile auf. So muß die Drossel je nach Größe des Vorpumpenaggregates ausgelegt sein. Ist der Drosselquerschnitt für das Aggregat zu klein, wird der Elektromotor bzw. die Antriebsmaschine der Vorschmierpumpe überlastet und damit gefährdet. Ist er zu groß, wird bei warmem Öl der Freigabedruck des Öldrucksicherheitsabstellers nicht erreicht.
• Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Konstruktion besteht in der besonderen Anordnung des Hauptstromfilters, welcher beim Ölvorschmieren mit kaltem Öl und bei zugleich leergelaufenen Hauptölleitungen entgegengesetzt der zulässigen Durchströmrichtung von hinten beaufschlagt wird, wobei die Gefahr besteht, daß die Filterpatronen beschädigt werden und der Filter undicht wird. Auch muß der in der Vorschmierleitung vorgesehene Filter, vor allem bei großen Motoren, verhältnismäßig groß bemessen sein, um ein ordnungsmäßiges Filtern des Vorschmierölstromes zu gewährleisten und die Druckdifferenz am Filter nicht zu groß werden zu lassen.
• Die Erfindung vermeidet die vorerwähnten Nachteile und besteht darin, daß von der in den Hauptschmierkreislauf unter Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung einmündenden Vorschmierleitung eine Nebenleitung abgezweigt ist, an welche die Sicherheitsabstellvorrichtung angeschlossen ist, die durch eine Umschalteinrichtung mit der Nebenleitung oder mit dem Hauptschmierkreislauf verbindbar ist. In besonderer Ausbildung der Erfindung mündet ferner die Vorschmierleitung vor- dem Hauptstromfilter in den Hauptschmierkreis ein, wobei die Nebenleitung von der Vorschmierleitung vor der auf einen gewünschten Druck einstellbaren, beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildeten Ventilvorrichtung abzweigt und die Sicherheitsabstellvorrichtung mit dem dem Hauptstromfilter nachgeschalteten Teil des; Hauptschmierkreislaufes verbindbar ist. Die genannte Ventilvorrichtung stellt einerseits sicher, daß der füI die Freigabe der Brennstoffzufuhr zur Maschine erforderliche Druck im Vorschmierkreislauf bzw. in deren Nebenleitungen erreicht wird, bzw. bestimmt den Grenzdruck, bei welchem nach erfolgter Freigabe der Brennstoffzufuhr der Nebenkreislauf zu den Schmierstellen des Hauptschmierkreislaufes hin geöffnet wird; andererseits verhindert sie ein Eindringen von Motorschmieröl in die Vorschmierleitung.
• Durch Einstellen des gewünschten Druckes an der als Rückschlagventil ausgebildeten Ventileinrichtung können verschieden starke Vorschmierpumpen verwendet und jederzeit gegeneinander ausgetauscht werden. In jedem Falle stellt sich unabhängig von der Größe des Pumpenaggregates durch das Rückschlagventil der erforderliche Freigabedruck für den Öldrucksicherheitsabsteller ein.
• Um die Ölversorgung sämtlicher Lagerstellen vor dem Starten zu gewährleisten, ist nach einem anderen Merkmal der Erfindung. ferner- eine in Abhängigkeit vom Öldruck im Hauptschmierkreislauf, insbesondere an dem dem Zufluß abgewandten Ende der die Hauptschmierstellen der Maschine speisenden Leitung angeordnete, selbsttätig den Anlasser einschaltende Anlaßschalteinrichtung vorgesehen. Das Anlassen geschieht also erst, nachdem sich im Hauptschmierkreislauf ein durch die Anlaßschalteinrichtung bestimmter Öldruck aufgebaut hat. Das Rückschlagventil zwischen dem Vorschmierkreislauf und dem Hauptschmierkreislauf stellt hierbei sicher, daß der Öldruck aus dem erstgenannten in den letztgenannten Kreislauf und damit zur Anlaßschalteinrichtung erst gelangt, wenn der öldrucksicherheitsabsteller die Brennstoffzufuhr zur Maschine freigegeben hat.
• Da der Grenzdruck, auf den die Anlaßschalteinrichtung ansprechen muß, von der Vorschmierpumpe in der Regel bei noch warmem Öl zu erzeugen ist, kann eine verhältnismäßig kleine Pumpe vorgesehen werden, deren Leistung weit unter den bisher geforderten Leistungskapazitäten liegt. Spricht z. B. der öldrucksicherheitsabsteller bei einem Druck von etwa 1,5 atü an, so braucht der Ansprechdruck der Anlaßschalteinrichtung z. B. bei nur etwa 0,5 atü zu liegen, weil im Gegensatz zu den bekannten Schaltungen die auf beide Einrichtungen wirkenden Drücke nicht unmittelbar abhängig voneinander sind bzw. nicht in Leitungen liegen, die lediglich durch eine von der Zähflüssigkeit des Öles wesentlich abhängige Drosselstelle voneinander getrennt sind.
• Vorzugsweise ist der öldrucksicherheitsabsteller mit dem Hauptschmierölkreislauf und dem Vorschmierkreislauf über eine Umschalteinrichtung verbunden, die zwei wechselweise in Wirkung tretende Rückschlagventile oder ein z. B. elektrisch betätigtes, geeignet gesteuertes Dreiwege-Absperrorgan od. dgl. aufweist.
• Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Maßnahmen sind der Beschreibung zweier in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Es zeigt Fig.1 die erfindungsgemäße Vorschmiereinrichtung einer Brennkraftmaschine und Fig. 2 eine der in Fig. 1 dargestellten Bauart ähnliche, mit elektrischer Schaltung arbeitende Konstruktion.
• Wie aus Fig.1 ersichtlich, wird durch eine Ölpumpe 10 aus dem Ölsumpf 11 in der Kurbelwanne 12 eines Verbrennungsmotors 13 eine Hauptschmierleitung 14 mit Schmieröl beliefert, die über ein Filter 15 zu den einzelnen Schmierstellen, insbesondere Kurbellager, im Motor führt. Von der nicht dargestellten Kurbelwelle fließt das Öl wieder in die Kurbelwanne 12 zurück.
• Zusätzlich zu diesem Motorkreislauf 14 des Schmieröles ist ein Vorschmierkreislauf vorgesehen, dessen Vorschmierpumpe 16 ebenfalls aus der Kurbelwanne ungeriltertes Schmieröl ansaugt und bei 17 vor dem Filter 15 in die Hauptschmierleitung 14 fördert. Zwischen der Vorschmierpumpe 16 und der Einmündung 17 befindet sich in der Vorschmierleitung 18 ein Überdruckventil 19 mit dem durch die Feder 21 belasteten Ventilkolben 20. Die Feder läßt sich auf einen gewünschten Öffnungsdruck einstellen. Von der Vorschmierleitung 21 zweigt vor dem überdruckventil eine Vorschmiernebenleitung 22 ab, welche über ein kleines Filter 23 und ein Rückschlagventil 24 zu einem öldrucksicherheitsabsteller 25 führt und als Manometerleitung ausgebildet sein kann.
• Andererseits führt auch eine Leitung 26 in der Verlängerung der die Schmierstellen im Motor versorgenden Hauptschmierleitung 14 zum Öldrucksicherheitsabsteller 25. In Strömungsrichtung sind dabei erst ein Druckschalter 27, der bei Überschreiten eines relativ niederen Grenzdruckes den Motoranlasser betätigt, und danach in der Leitung 26 ein Rückschlagventil28 eingebaut, welches in Zusammenwirken mit dem Rückschlagventil 24 den Motorkreislauf 14, 26 und die Nebenleitung 22 des Vorschmierkreises voneinander trennt. Der Öldrucksicherheitsabsteller besteht im wesentlichen aus einem Kolben 29, der vom Schmieröldruck beaufschlagt wird und durch eine Druckfeder 30 belastet ist. Die Kolbenstange 31 des Sicherheitsabstellers ist mit der Regelstange 32 einer nicht dargestellten Brennstoffeinspritzpumpe verbunden und stellt die Brennstoffzufuhr zum Motor 13 ab, sobald ein Mindestschmieröldruck unterschritten wird und die Schmierstellen des Motors infolge des Absinkens des Schmierdruckes ungenügend mit Öl versorgt werden.
• Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1 ist folgende: Zum Vorschmieren wird die Pumpe 16 in Bewegung gesetzt, welche Öl aus der Kurbelwanne 12 in die Leitung 18 und 22 pumpt. Da das Überdruckventil 19 erst bei einem gewissen Grenzdruck öffnet, fließt das Öl in der Leitung 22, in der es auf keinen Widerstand stößt, weiter, durch das Filter 23 hindurch, öffnet das Rückschlagventil 24, schließt das Rückschlagventi128 und staut sich im Zylinder des Öldrucksicherheitsabstellers 25 so lange, bis der Kolben 29 gegen die Kraft der Feder 30 weicht und die Brennstoffzufuhr bei 32 freigibt. Da der Druck des sich inzwischen vor dem überdruckventil19 in der Leitung 18 angesammelten Schmieröles ebenfalls angewachsen ist, wird bei Überschreiten des Ventilgrenzdruckes dasselbe geöffnet, und das Vorschmieröl fließt durch das Hauptfilter 15 zu den einzelnen Schmierstellen des Motors, insbesondere der Kurbelwelle, von wo es wieder in die Kurbelwanne 12 abtropft. Ein Teil des Öles fließt bei der letzten Schmierstelle weiter in die Leitung 26 bis zum Rückschlagventil 28, das unter dem Gesamtdruck der Pumpe 16, der in der Leitung 22 herrscht, gegenüber dem motorseitig aufgebrachten Teildruck der Leitung 26 geschlossen bleibt. Damit staut sich Öl in der Leitung 26 so lange, bis der Grenzdruck des Druckschalters 27 überschritten und der Motoranlasser betätigt wird.
• Sobald der Motor läuft, setzt sich die mit dem Motorantrieb verbundene Motorölpumpe 1.0 in Bewegung und speist die Hauptschmierleitung 14, welche das Schmieren des Motors von diesem Augenblick an übernimmt. Das Öl durchfließt den Motor und strömt in die Leitung 26, indem es das Rückschlagventil 28 öffnet und das Rückschlagventil24 schließt und damit die Überwachung der Schalter 25 und 27 übernimmt. Nunmehr kann die Vorschmierpumpe 16 abgeschaltet werden.
• Das kleine Filter 23 wird nur bei der Vorschmierung jeweils kurzzeitig durchflossen. Es verschmutzt also kaum. Sollte dennoch an dieser Stelle die Leitung 22 verstopft werden, arbeitet die Vorschmierung trotzdem behelfsmäßig, wobei das Vorschmieröl nach Durchfließen von Überdruckventil 19, Filter 15 und Motor 13 außer dem Schalter 27 auch den Absteller 25 motorseitig beaufschlagt.
• Der Aufbau der in Fig.2 dargestellten Einrichtung ist im Prinzip derselbe wie derjenige nach Fig.1. Die Einrichtung unterscheidet sich von dieser im wesentlichen dadurch, daß die beiden Rückschlagventile 24 und 28 in Fig. 1 durch ein Dreiwegeventil 35 ersetzt sind, welches elektrisch betätigt werden kann. Hierbei liegt die Vorschmierpumpe 16 im elektrischen Stromkreis 36 des Dreiwegeventils 35 und wird entsprechend der Stellung des Ventils eingeschaltet oder ausgeschaltet. Im einzelnen sind außer Pumpe 16 und Ventil 35 in dem elektrischen Schaltkreis 36 noch ein Magnetschalter 37, ein Anlaßschalter 38 und ein Sammler 39 angeordnet.
• Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal der Fig.2 liegt in einer engen Zweigleitung 40, welche andere Schmierstellen des Motors mit nur geringem Durchfluß, beispielsweise Regler od. dgl., versorgt und Öl von der Zuleitung zum öldrucksicherheitsabsteller 25 abzweigt.
• Die Wirkungsweise der Konstruktion nach Fig. 2 ist ähnlich derjenigen nach Fig. 1. Beim Anlassen der Vorschmierpumpe 16 durch Betätigen des Anlaßschalters 38 wird die Magnetspule des Schalters 37 stromdurchflossen und schließt denselben, wobei der Motor der Vorschmierpumpe 16 stromgespeist wird und ebenso die Stellvorrichtung des Dreiwegeventils 35, welches sich so einstellt, daß die Leitung 22 mit dem Absteller 25 verbunden wird. Der für Fig. 1 ausführlich beschriebene Vorschmiervorgang ist beendet, sobald der Schalter 27 ölhydraulisch den Motoranlasser betätigt und die Motorölpumpe 10 über den Motorkreislauf 14 die weitere Schmierung übernimmt. Das Dreiwegeventil35 wird dabei elektrisch auf die Verbindung der Leitung 26 mit dem Absteller 25 umgeschaltet und die Vorschmierpumpe 16 ausgeschaltet.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Druckumlaufschmierung für Brennkraftmaschinen mit einer fremd angetriebenen Vorschmierpumpe sowie einer vom Schmieröldruck abhängigen Sicherheitsabstellvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß von der in den Hauptschmierkreislauf unter Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung (19) einmündenden Vorschmierleitung (18, 17) eine Nebenleitung (22) abgezweigt ist, an welche die Sicherheitsabstellvorrichtung (25) angeschlossen ist, die durch eine Umschalteinrichtung (24, 28 bzw. 35) mit der Nebenleitung (22) oder mit dem Hauptschmierkreislauf verbindbar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschmierleitung (18,17) vor dem Hauptstromfilter (15) in den Hauptschmierkreis (14) einmündet und die Nebenleitung (22) von der Vorschmierleitung vor der als Rückschlagventil (19) ausgebildeten Ventilvorrichtung abzweigt und die Sicherheitsabstellvorrichtung (25) mit dem dem Hauptstromfilter (15) nachgeschalteten Teil des Hauptschmierkreislaufes (14) verbindbar ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Vorschmierleitung vor Einmündung in den Hauptschmierkreislauf vorgesehene Rückschlagventil (19) auf einen bestimmten Druck einstellbar ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine in Abhängigkeit vom Öldruck im Hauptschmierkreislauf, insbesondere an dem dem Zufluß abgewandten Ende der die Hauptschmierstellen der Maschine speisenden Leitung angeordnete, selbsttätig den Anlasser einschaltende Anlaßschalteinrichtung (27).
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaßschalteinrichtung (27) derart ausgelegt ist, daß sie zur Betätigung des Anlassers auf einen Druck (z. B. von 0,5 atü) anspricht, der wesentlich niedriger als der Druck (z. B. von 1,5 atü) ist, bei dem der Öldrucksicherheitsabsteller (25) anspricht.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Umschalteinrichtung zwei wechselweise selbsttätig wirkende Rückschlagventile (24, 28) vorgesehen sind.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Umschalteinrichtung ein den öldrucksicherheitsabsteller (25) wechselweise an den Hauptschmierkreislauf bzw. an die Nebenleitung (22) anschließendes Dreiwege-Absperrorgan (35) vorgesehen ist. B.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (35) in Abhängigkeit von der Betätigung der Vorschmierpumpe (16) umschaltbar ist.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (35) elektrisch steuerbar z. B. in einem zum Stromkreis der Vorschmierpumpe parallelen elektrischen Stromkreis angeordnet ist.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nebenleitung (22) ein vorzugsweise im Verhältnis zum Hauptstromfilter (15) kleines Filter (23) vorgesehen ist.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zweigleitung zu anderen Schmierstellen mit geringem Durchfluß, beispielsweise für einen Regler od. dgl., in die den Öldrucksicherheitsabsteller speisende Leitung hinter der Umschalteinrichtung (35) einmündet.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Nebenleitung (22) gegen den Hauptschmierkreis abschließende Rückschlagventil (28) eine ständig offene kleine Durchflußbohrung aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 969 882; deutsche Auslegeschrift Nr. 1076 440.