DE1203063B

DE1203063B - Device for lubricating the ball joint connections of the connecting rod with the crank and the cross head of a piston pump with variable delivery capacity

Info

Publication number: DE1203063B
Application number: DE1961M0049908
Authority: DE
Inventors: William Albert Williams
Original assignee: Milton Roy LLC
Current assignee: Milton Roy LLC
Priority date: 1961-08-02
Filing date: 1961-08-02
Publication date: 1965-10-14

Description

Vorrichtung zum Schmieren der Kugelgelenkverbindungen der Pleuelstange mit der Kurbel und dem Kreuzkopf einer Kolbenpumpe mit veränderlicher Förderleistung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schmieren der Kugelgelenkverbindungen der Pleuelstange mit der Kurbel und dem Kreuzkopf einer Kolbenpumpe (Hochdruckkolbenpumpe) mit veränderlicher Förderleistung.Device for lubricating the ball joint connections of the connecting rod with the crank and the cross head of a piston pump with variable delivery rate The invention relates to a device for lubricating the ball and socket joints the connecting rod with the crank and the cross head of a piston pump (high pressure piston pump) with variable delivery rate.

Kolbenpumpen (Hochdruckkolbenpumpen) mit veränderlicher Förderleistung weisen einen mit dem Hochdruckkolben verbundenen Kreuzkopf sowie eine diesen mit einer Kurbel in Antriebsverbindung haltende Pleuelstange auf. Die Drehachse der Kurbel verläuft in der gleichen Richtung wie die Bewegungsbahn des Kreuzkopfes. Die Kurbel wird durch einen schwenkbaren Träger unterstützt, der verstellt werden kann, um die Neigung der Drehachse der Kurbel und damit die Hublänge des Kreuzkopfes zu ändern. Die entgegengesetzten Enden der Pleuelstange sind mit dem Kreuzkopf und der Kurbel durch kugelförmige Lager verbunden, die im Schmierölbad arbeiten, welches in dem die genannten Teile aufnehmenden geschlossenen Gehäuse enthalten ist. Zwar arbeitet diese bekannte Schmierungseinrichtung für die kugelförmigen Lager in vielen Fällen einwandfrei, doch ist hierbei der Druck, bei dem die Pumpe arbeiten kann, begrenzt. Wenn eine einwandfreie Schmierung von Lagern gewährleistet sein soll, muß der Ölfilm zwischen den arbeitenden Flächen des Lagers ständig erneuert werden können. Um dies zu ermöglichen, ist es bei der bekannten Kolbenpumpe erforderlich, die kugelförmigen Lager bzw. die Lagerköpfe von den kugelförmigen Lagerpfannen abzuheben.Piston pumps (high pressure piston pumps) with variable delivery rates have a cross-head connected to the high-pressure piston and one with this a crank in drive connection holding connecting rod. The axis of rotation of the The crank runs in the same direction as the movement path of the cross head. The crank is supported by a swiveling bracket that can be adjusted can to adjust the inclination of the axis of rotation of the crank and thus the stroke length of the cross head to change. The opposite ends of the connecting rod are with the crosshead and connected to the crank by spherical bearings that work in the lubricating oil bath, which is contained in the closed housing receiving said parts. Though this known lubricating device for the spherical bearings works in many Cases are flawless, but the pressure at which the pump can work is limited. If proper lubrication of bearings is to be guaranteed, the oil film between the working surfaces of the bearing must be constantly renewed can. In order to make this possible, the known piston pump requires to lift off the spherical bearings or the bearing heads from the spherical bearing sockets.

Es ist bekannt, bei überdruckschmierpumpen eine Ringkammer von veränderlichem Volumen vorzusehen, die vom Kolben und seiner Führung begrenzt ist und über gegenläufig wirkende Rückschlagventile mit einer Schmiermittelquelle bzw. einem Verbraucher in Verbindung steht.It is known to have an annular chamber of variable size in positive pressure lubrication pumps Provide volume that is limited by the piston and its guide and about opposite Acting check valves with a source of lubricant or a consumer communicates.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die Kugelgelenkverbindungen bei allen Förderstellungen der Kurbel mit Sicherheit mit einem ausreichenden Schmiermittelfilm versehen werden.The object of the invention is to provide a device of the type mentioned at the beginning Kind to train so that the ball joint connections in all delivery positions of the Be sure to provide the crank with a sufficient film of lubricant.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kreuzkopf als an sich bekannter Stufenkolben mit einer Stufe ausgebildet ist, die in einer durch eine Abstufung der Kreuzkopfführung gebildeten Ringkammer arbeitet und Schmieröl beim Saughub des Hochdruckkolbens über Kanäle und ein Rückschlagventil zwischen die Gelenkkugeln und Kugelpfannen fördert.This object is achieved according to the invention in that the cross head is designed as a known stepped piston with a stage that is in a Annular chamber formed by a gradation of the crosshead guide works and lubricating oil during the suction stroke of the high-pressure piston via channels and a check valve between promotes joint balls and ball sockets.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß das Schmiermittel den Lagern der Gelenkkugeln jedesmal dann zugeführt wird, wenn die Antriebseinrichtung der Pumpe freie Leistung hat, so daß sich eine gleichmäßigere Belastung der Antriebseinrichtung ergibt.This training ensures that the lubricant is in the bearings of the joint balls is supplied each time the drive device of the Pump has free power, so that there is a more even load on the drive device results.

Es ist zweckmäßig, die Lagerflächen der beiden Gelenkkugeln in an sich bekannter Weise über eine Längsbohrung in der Pleuelstange zu verbinden. Um gleichzeitig auch die Gleitflächen zwischen der Kurbel und einem Träger für die Kurbel zu schmieren, ist es vorteilhaft, von der Lagerfläche der Gelenkverbindung zwischen der Pleuelstange und der Kurbel zusätzliche Schmierkanäle nach derselben ausgehen zu lassen. Zweckmäßig ist es ferner, den Auslaß eines in bekannter Weise der ringförmigen Pumpenkammer zugeordneten überdruckventils zu den Lagern der Antriebseinrichtung zu führen, um diese ebenfalls zu schmieren.It is useful to have the bearing surfaces of the two joint balls in to connect in a known manner via a longitudinal bore in the connecting rod. Around at the same time also the sliding surfaces between the crank and a carrier for the To lubricate the crank, it is advantageous from the bearing surface of the articulated joint between the connecting rod and the crank additional lubrication channels after the same to go out. It is also useful, the outlet of a in a known manner the annular pump chamber associated pressure relief valve to the bearings of the drive device to lead to lubricate them as well.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch eine mit regelbarem Volumen arbeitende Pumpe, F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in der Fig.l, F i g. 3 einen Teilschnitt durch die Anordnung nach der F i g. 1 in größerem Maßstab.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows F i g. 1 a section through a pump operating with an adjustable volume, FIG. 2 shows a section along the line 2-2 in Fig.l, F i g. 3 shows a partial section through the arrangement according to FIG. 1 on a larger scale.

In der F i g. 1 ist eine mit regelbarer Förderleistung arbeitende Pumpe mit einer Einrichtung 10 zum Verstellen der Hublänge des Kreuzkopfes 11 dargestellt. über den Kreuzkopf 11 wird ein Pumpenkolben 12 betätigt, der in einer Verdrängungskammer im Inneren eines Pumpengehäuses arbeitet.In FIG. 1 shows a pump which operates with an adjustable delivery rate and has a device 10 for adjusting the stroke length of the cross head 11. A pump piston 12, which works in a displacement chamber in the interior of a pump housing, is actuated via the cross head 11.

Der Kreuzkopf 11 ist in einer Führung 20 hin-und herbewegbar gelagert, welche in einer in der vorderen Wand 22a eines Gehäuses 22 befestigten rohrförmigen Unterstützung 21 angeordnet ist. Im Gehäuse befindet sich ein Schmierölvorrat. Der Kreuzkopf 11 ist über eine Pleuelstange 26 mit einer Kurbel 25 verbunden. Die Enden der Pleuelstange 26 sind mit kugelförmigen Gelenken 27 und 28 versehen, welche die mit dem Kreuzkopf bzw. der Kurbel zusammenarbeitenden Lager bilden.The cross head 11 is mounted such that it can move back and forth in a guide 20 which is arranged in a tubular support 21 fastened in the front wall 22a of a housing 22. There is a supply of lubricating oil in the housing. The cross head 11 is connected to a crank 25 via a connecting rod 26. The ends of the connecting rod 26 are provided with spherical joints 27 and 28 which form the bearings cooperating with the cross head and the crank, respectively.

Die Kurbel 25 wird von der Antriebswelle 30 über eine Schnecke 31 und ein auf einer Welle 33 befestigtes Schneckenrad 32 angetrieben. Wenn die Achse 33 a der Welle 33 gemäß F i g. 3 mit der Bewegungsbahn des Kreuzkopfes 11 fluchtet, führt der Kreuzkopf 11 keine Bewegung aus. Die Kurbel 25 ist in einem Träger 35 gelagert, der mittels einer Schraube 54 zum Einstellen der Hublänge um die Achse der Antriebswelle 30 gedreht werden kann. In der F i g. 1 ist die Stellschraube 54 so eingestellt, daß sich etwa die maximale Hublänge ergibt.The crank 25 is driven by the drive shaft 30 via a worm 31 and a worm wheel 32 fastened on a shaft 33. When the axis 33 a of the shaft 33 according to FIG. 3 is aligned with the path of movement of the cross head 11 , the cross head 11 does not perform any movement. The crank 25 is mounted in a carrier 35 which can be rotated about the axis of the drive shaft 30 by means of a screw 54 to adjust the stroke length. In FIG. 1 the adjusting screw 54 is set so that there is approximately the maximum stroke length.

Gemäß F i g. 3 weist der Kreuzkopf 11 zwei verschiedene Durchmesser 11 a und 11 b auf. Die Kreuzkopfführung 20 besitzt ebenfalls zwei verschiedene Durchmesser 20 a und 20 b. Die zusammenarbeitenden zylindrischen Flächen 11 a und 20 b bilden eine Kammer C, deren Rauminhalt sich bei der Vorwärtsbewegung des Kreuzkopfes vergrößert, so daß Schmieröl aus dem Kurbelgehäuse über ein Rückschlagventi162 in die Kammer hinein angesaugt wird. Während des Rückwärtshubes des Kreuzkopfes, d. h. während des Saughubes des Pumpenkolbens 12, wird der Rauminhalt der Kammer C verkleinert, so daß das vorher angesaugte Öl über Kanäle 60, 63 und ein Rückschlagventil 64, 65 zu der kugelförmigen Lagerpfanne 66 für den kugelförmigen Lagerkopf 27 am einen Ende der Pleuelstange 26 gefördert wird. Die Gelenkkugel 27 wird durch ein Ringteil 67, das in das hintere Ende des Kreuzkopfes 11 eingeschraubt ist, in Anlage an der kugelförmigen Lagerpfanne 66 gehalten. Zum Festhalten des Ringteils 67 dienen Schrauben 68, die am hinteren Ende des Kreuzkopfes angreifen. Das geförderte Öl wird durch den Kanal 26a gedrückt, der sich axial durch die Pleuelstange 26 zur Rückseite des kugelförmigen Lagers 70 der Kurbel erstreckt, das mit der Gelenkkugel 28 am anderen Ende der Pleuelstange 26 zusammenarbeitet. Die Gelenkkugel 28 wird durch ein Halteteil 71 in Anlage an der Kugelpfanne 70 gehalten; dieses Halteteil ist in die Kurbel 25 eingeschraubt und durch an der Kurbel angreifende Druckschrauben 72 gesichert. Ferner ist bei 74 ein Überdruckventil vorgesehen, das den vom Kreuzkopf erzeugten Druck auf einen bestimmten Wert begrenzt.According to FIG. 3, the cross head 11 has two different diameters 11 a and 11 b . The crosshead guide 20 also has two different diameters 20 a and 20 b. The cooperating cylindrical surfaces 11 a and 20 b form a chamber C, the volume of which increases with the forward movement of the cross head, so that lubricating oil is sucked from the crankcase through a check valve 162 into the chamber. During the backward stroke of the cross head, ie during the suction stroke of the pump piston 12, the volume of the chamber C is reduced, so that the previously sucked in oil via channels 60, 63 and a check valve 64, 65 to the spherical bearing socket 66 for the spherical bearing head 27 on one end of the connecting rod 26 is promoted. The joint ball 27 is held in contact with the spherical bearing socket 66 by a ring part 67 which is screwed into the rear end of the cross head 11. To hold the ring part 67 in place, screws 68 are used, which engage the rear end of the cross head. The oil produced is forced through the channel 26a which extends axially through the connecting rod 26 to the rear of the spherical bearing 70 of the crank, which cooperates with the joint ball 28 at the other end of the connecting rod 26. The joint ball 28 is held in contact with the ball socket 70 by a holding part 71; this holding part is screwed into the crank 25 and secured by pressure screws 72 engaging the crank. Furthermore, a pressure relief valve is provided at 74, which limits the pressure generated by the cross head to a certain value.

Um ein Abheben der Gelenkkugeln 27, 28 von den Lagerpfannen zu erreichen, erfolgt der Förderhub der Schmierpumpe während des Rückwärtshubes der mit dem Kolben 12 arbeitenden Hauptpumpe. In diesem Zeitpunkt ist die Belastung des Antriebsmotors 51 ein Minimum, so daß auch die zusätzliche Belastung durch die Schmierpumpe keinen Einfluß auf die Größe des Antriebsmotors für die Pumpe ausübt. Das über das überdruckventil74 entweichende Öl wird durch ein Rohr 75 zu einem querliegenden Rohr 76 geleitet, dessen Enden auf die Lager der Antriebswelle gerichtet sind.In order to lift the joint balls 27, 28 off the bearing sockets, the delivery stroke of the lubrication pump takes place during the backward stroke of the piston 12 working main pump. At this point in time there is the load on the drive motor 51 a minimum, so that the additional load caused by the lubrication pump is also eliminated Influence on the size of the drive motor for the pump. That via the pressure relief valve74 escaping oil is directed through a pipe 75 to a transverse pipe 76, the ends of which are directed towards the bearings of the drive shaft.

Vom Kreuzkopf 11 aus wird auch die Schmierung der Lagerflächen zwischen der Kurbel 25 und dem Träger 35 ermöglicht. Gemäß der F i g. 3 schließt sich an die Lagerfläche des Kugelgelenks 38 ein Kanal 80 an, der in Verbindung mit einer Aussparung 81 steht, welche zusammen mit der benachbarten Fläche des Trägers 35 eine Kammer bildet. Das Schmieröl gelangt durch den Kanal 80 in die Kammer 81, so daß die zusammenarbeitenden Flächen der Kurbel 25 und des Trägers 35 geschmiert werden. Von dort aus entweicht das Schmieröl dann zwischen der Welle 33 und der Gleitlagerfläche 35 a des Trägers 35, so daß auch hier eine Schmierung erfolgt.The lubrication of the bearing surfaces between the crank 25 and the carrier 35 is also made possible from the crosshead 11. According to FIG. 3, the bearing surface of the ball joint 38 is adjoined by a channel 80 which is connected to a recess 81 which, together with the adjacent surface of the carrier 35, forms a chamber. The lubricating oil enters the chamber 81 through the passage 80 so that the cooperating surfaces of the crank 25 and the carrier 35 are lubricated. From there, the lubricating oil then escapes between the shaft 33 and the sliding bearing surface 35 a of the carrier 35, so that here, too, lubrication takes place.

Der Kreuzkopf 11 kann gegebenenfalls in eine der Vorderwand 22a benachbarte Auffangeinrichtung hineinragen. Am Umfang des Kreuzkopfes ist ein Radialdichtring 83 vorgesehen, der mit einem schrägen Kanal 21 a zusammenarbeitet, welcher sich durch das Bauteil 21 erstreckt und das überschüssige Schmieröl aus dem Kreuzkopf zum Kurbelgehäuse zurückleitet.The cross head 11 can optionally in one of the front wall 22a adjacent Protective device protrude. There is a radial sealing ring on the circumference of the cross head 83 provided, which cooperates with an inclined channel 21 a, which extends through the component 21 and the excess lubricating oil from the cross head returns to the crankcase.

Claims

Claims: 1. Device for lubricating the ball joint connections the connecting rod with the crank and the cross head of a piston pump (high pressure piston pump) with variable delivery rate, characterized in that the cross head (11) is designed as a known stepped piston with a stage that is in a by a gradation of the crosshead guide (20) formed annular chamber (C) works and lubricating oil during the suction stroke of the high-pressure piston (12) via channels (60, 63) and a Check valve (64) between the joint balls (27, 28) and ball sockets (66, 67; 70, 71) promotes.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Bearing surfaces of the two joint balls (27, 28) in a manner known per se via a Longitudinal bore (26a) in the connecting rod (26) are connected.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that of the bearing surface of the articulated connection (28, 70, 71) between the connecting rod (26) and the crank (25) additional lubrication channels (80, 81) for lubricating the sliding surfaces between the crank and a carrier (35) go out.

4. Execution according to claims 1 to 3, characterized in that the outlet (75) is associated in a known manner with the annular pump chamber (C) Pressure relief valve (74) is guided to the bearings (43, 44) of the drive device. Considered publications: German patents nos. 908 546, 508 552, 371646; Swiss Patent No. 108 327; British Patent No. 825 229; U.S. Patent No. 2,617,279.