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Anordnung zum Schmieren eines Pleuellagers Die Erfindung bezieht sich
auf eine Anordnung zum Schmieren eines Pleuellagers, insbesondere bei Brennkraftmaschinen,
bestehend aus einem hohlen, am Pleuelauge sitzenden Schmieröl-Schöpfer, welcher
im Bereich des unteren Pleuelbewegungskreises in einen Schmierölsumpf eintaucht
und Schmieröl zurückhält und aus dem im Bereich des oberen Pleuelbewegungskreises
das eingefangene Schmier-öl durch eine Verbindungsbohrung in einen innerhalb
des Pleuelzapfens liegenden Sammelraum geschleudert wird, von welchem es über mindestens
eine Schmierbohrung zu der zu schmierenden Lauffläche gelangt, wobei der Schmieröl-Schöpfer
beim Eintauchen in den Sumpf durch mindestens eine, ins Freie führende öffnung entlüftbar
ist.
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Bei bekannten Anordnungen dieser Art steht der Schöpfer im Bereich
des oberen Pleuelbewegungskreises über eine öffnung in der Laggerschale mit einer
Querbohrung des Hubzapfens in Leitungsverbindung, wobei diese Querbohrung mit einer
kleinen, ebenfalls im Hubzapfen vorgesehenen seitlichen Entlüftungsbohrung in Verbindung
steht. Eine weitere öffnung in der Lagerschale führt zu einer bis zum Kolbenbolzen
reichenden Längsbohrung in der Pleuelstange selbst. Im Bereich des unteren Pleuelbewegungskreises
kann somit über diese weitere öffnung eine Leitungsverbindung zwischen der Querbohrung
und dem Schöpfer hergestellt werden. Infolge dieser ungünstigen Anordnung der Schmier-und
Entlüftungsöffnungen ergibt sich hier jedoch der Nachteil, daß das im oberen Pleuelbewegungskreis
in den Hubzapfen hineingeschleuderte öl zum größten Teil im unteren Bewegungskreis,
sobald Leitungsverbindung besteht zwischen Querbohrung und Schöpfer, wieder zurück
in den Schöpfer geschleudert wird. Dies ist aber gerade der Zeitpunkt, in dem sich
der Schöpfer mit öl füllen und das Kanalsystem also zur Entlüftuna frei sein
soll, damit unten genügend öl in den Schöpfer aufgenommen werden kann. Das
mangels einer wirksamen Rücklaufsperre zurückfließende öl verhindert aber
eine ausreichende Entlüftung und somit auch eine neue Olaufnahme im Schöpfer. Der
Mengenwirkungsgrad solcher Anordnungen ist also sehr gering.
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Ferner ist es bekannt, durch eine Län,-,sbohrung in der Kurbelwelle
und anschließende Querbohrungen das Schmieröl unter einem bestimmten Druck in einen
Hohlraum des Hubzapfens zu fördern und im Hubzapfen selbst einige radial verlaufende
Röhrchen derart anzuordnen, daß sie einerseits in den Hohlraum hineinragen und andererseits
in der zu schmierenden Lauffläche einmünden. Derartige Röhrchen verhindern zwar
teilweise den Zutritt von im Schmieröl geführten Schmutzpartikelchen zur Lauffläche,
sind aber keineswegs zur Entlüftung des Schmierkanalsystems bestimmt, weil es sich
bei dieser bekannten Anordnung um keine Schmierölzufuhr über Schmieröl-Schöpfer
handelt, sondern um eine Druckschmierung.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, -eine Anordnung der eingangs erwähnten
Art so auszuführen, daß im Sammelraum des Hubzapfens eine sichere Trennung des Schmieröls
von Luft- und Schmutzpartikelchen sowie eine. vollständige Entlüftung des Schinierkanalsystems
und dadurch eine Schmierung der Hubzapfen-Lauffläche mit reinem öl erreicht
wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, dadurch gelöst, daß die Entlüftung
über ein der Schmieröl-Eintrittsöffnung in den Sammelraum gegenüberliegend angeordnetes
Röhrchen erfolgt, das von der Außenfläche des Hubzapfens radial bis über den im
Sammelraum sich einstellenden Schmierölspiegel reicht, und daß in die zur Lagerfläche
führende Schmierölbohruno, in an sich bekannter Weise ein bis dicht unter den Schmierölspiegel
im Sammelraum reichendes Röhrchen eingesetzt ist.
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Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß infolge des der Schmieröl-Eintrittsöffnung
gegenüberliegend angeordnetes Röhrchens eine sichere Entlüftung des Kanalsystems
in jedem Bereich des Pleuelbewegungskreises erfolgt und daß zugleich mittels des
bis dicht unter den Schmierölspiegel reichenden Röhrchens eine vollständige Trennung
des Schmieröls von Luft-und Schmutzpartikelchen erreicht wird. Auf diese Weise wird
eine sehr gute Schmierung der Hubzapfen-Lauffläche mit reinem öl sichergestellt.
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Nachstehend ist die Erfinduna an Hand von einem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel näher erläutert. Hierbei stellen dar Fi g. 1 und 2 die
Schmiereinrichtung im Quer-bzw.
Längsschnitt während der Eintauchphase
des Schöpfers und F i g. 3 dieselbe Einrichtung im Querschnitt, jedoch während
der Auftauchphase des Schöpfers.
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Die bei 10a und 10b im nicht dargestellten Kurbel,gehäuse gelagerte
Kurbelwelle 10 ist nur teilweise angedeutet; sie kann einstückig sein oder
aus mehreren miteinander fest verbundenen Einzelgliedern bestehen. An ihrem Hubzapfen
12 ist unter Zwischenschaltung einer zweiteiligen Lagerschale 14 a, 14
b das Pleuel 16 gelag . Das den Zapfen 12 , gert
umgreifende Pleuelauge ist in der Mitte geteilt und die untere Pleuelhälfte 16a
mittels Schrauben 18 mit dem Hauptteil 16 fest verbunden. Die Anordnung
des Pleuels an der Kurbelwelle und seine Verbindung mit dem Kolben einer Brennkraftmaschine
ist allgemein bekannt und braucht hier somit nicht näher erläutert zu werden.
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In der unteren Pleuelhälfte 16a ist ein aus einem dünnwandigen Rohrstück
bestehender Schöpfer 20 vorgesehen, dessen oberes Ende einen umgebördelten Bund
20 a aufweist, der sich an einem Ringwulst 22 a
einer Bohrung22 im Pleuelauge16a
abstützt. Die untere Partie des Schöpfers20 ist flachgedrückt. In ihr ist ein Krümmer
21 derart eingesetzt, z. B. emgelötet, daß dessen vordere öffnung eine Einlaßöffnung
21a bildet, während die andere Öffnung des Krümmers 21 mit dem Innern des Schöpfers
20 in Verbindung steht. Dabei entsteht zwischen der Wandung des Krümmers 21 und
der Außenwandung des Schöpfers 20 ein Sackraum 21 b. Zwei gegenüberliegende
Schlitze im Ringwulst 22 a erlauben bei der Montage den Durchgang der flachgedrückten
Partie des Schöpfers 20. Eine in das Pleuelauge 16a einschraubbare überwurfmutter
24 sichert den Schöpfer 20 in der eingestellten Lage in der Bohrung 22 derart, daß
die Einlaßöffnung 21a sich stets in Richtung der Pleuelbewegung befindet. Die überwurfmutter
24 weist dabei eine Axialbohrung 24 a und eine dem Hubzapfen 12 zugekehrte Rille
24 b auf.
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Der Hubzapfen 12 ist bei 12a axial durchbohrt und mit einer Rille
12 b versehen, in welche ein Sprengring 26 eingesetzt ist. In die
Axialbohrung 12a münden einige im Hubzapfen 12 radial verlaufende Bohrungen 12c
und 12d. Die drei gleichen Bohrungen 12 c lieg gen hintereinander auf dem
einen und die Bohrung 12 d auf dem anderen, gegenüberliegenden Umfangsbereich
des Hubzapfens. In jeder der drei Bohrungen 12c ist jeweils ein Röhrchen 28 bzw.
30 derart befestigt, daß das Röhrchen 28 etwas weiter in das Innere
des Hubzapfens 12 ragt als die beiden Röhrchen 30.
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Unterhalb des Pleuels 16 befindet sich am Boden des nicht dargestellten
Kurbelgehäuses das Schmier-öl. Dieser Schmierölsumpf ist mit 32 bezeichnet,
und seine Spiegelhöhe soll eine niederste und oberste Grenze 32 a bzw.
32 b nicht überschreiten.
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Beim Lauf der Brennkraftmaschine beschreibt die Einlaßöffnung 21 a
des Schöpfers 20 eine ellipsenförmige Bahn in Richtung des in F i g. 1 eingetragenen
Pfeiles um die Kurbelwellenachse. Die Öffnung 21 a
taucht hierbei im Bereich
des unteren Pleuelbewegungskreises in den Schmierölsumpf 32 ein, während
sie im oberen Bereich aus diesem Sumpf wieder auftaucht.
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Während der Eintauchphase des Schöpfers 20 in den ölsumpf
32 wird infolge des hierbei entstehenden Staudruckes eine bestimmte Schmieröhnenge
durch die Einlaßöffnung 21 a in das Innere des Schöpfers 20 gepreßt. Die
innerhalb des Schöpfers 20 vorhandene Luft entweicht zugleich durch eine Bohrung
34 und eine Rille 36 in der Lagerschale 14 b und durch das Entlüftungsröhrchen
28 in das Innere des Hubzapfens 12 und von hier aus in das Kurbelgehäuse.
Die Höhe der während der Eintauchphase innerhalb des Schöpfers 20 stehenden ölsäule
ist von dem gegebenen Durchflußwiderstand im Schöpfer, dem Staudruck und der ihm
entgegenwirkenden Fliehkraftkomponente abhängig.
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Sobald der Schöpfer 20 aus dem Ölsumpf 32 auftaucht, hört der
Staudruck auf und die innerhalb des Schöpfers stehende ölsäule wird zum größten
Teil durch die jetzt allein wirksame Fliehkraftkomponente durch die Einlaßöffnung
21 a wieder nach außen gedrückt. Es bleibt im Schöpfer 20 nur die im Sackloch
21b stehende Ohnenge zurück. Durch die Fliehkraft wird die im Sackloch
21b zurückgehaltene Öhnenge etwa im Bereich der oberen Totpunktlage gegen
den Hubzapfen 12 geschleudert. Dieses hochgeschleuderte Öl gelangt durch
die Axialbohrung 24a zum Teil gegen die Außenwand der Lagerschale 14 b und
wird in der Rille 24 b aufgefangen, zum anderen Teil durch die Bohrung 34
und die Bohrung 12 d in die Axialbohrung 12 a des Hubzapfens.
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Bei den nächsten Drehbewegungen der Kurbelwelle wird der eben beschriebene
Vorgang, nämlich das Schöpfen des öls aus dem Sumpf 32 durch die Einlaßöffnung
21 a in das Sackloch 21 b, dann das Hochschleudern dieser öhnenge
aus dem Sackloch 21 b in die Rille 24 und/oder aus dieser Rille weiter in
das Innere 12a des Hubzapfens 12 im gleichen Zyklus wiederholt.
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Das in die Axialbohrung 12 a des Hubzapfens 12 geförderte Schmieröl
unterliegt hier während der Pleuelbewegung der Fliehkraftwirkung. Dadurch wird die
Schmieröhnenge innerhalb des Hubzapfens 12 einem Schleudervorgang unterzogen, so
daß die im Öl befindlichen Luftbläschen während dieses Schleudervorganges
von den schweren Schmierölpartikelchen getrennt werden. Die ausgeschiedene, sich
in der Mitte des Hubzapfens sammelnde Luft entweicht durch die seitlichen öffnungen
des Hubzapfens in das Kurbelgehäuse, während das Schmieröl samt der übrigen Schmutzpartikeln
sich im Bereich der Röhrchen 28 und 30 ansammelt, wobeisich die schwereren
Schmutzteilchen an der Wand der Bohrung 12a ablagern. Durch die etwas unterhalb
des Ölspiegels endenden Schmierröhrchen 30 gelangt das so gereinigte Schmieröl
zu der Lauffläche des Hubzapfens 12 in der Lagerschure 14 a, 14 b
des Pleuels 16. Da das Schmieröl unter Fliehkraftwirkung zur Schmierstelle
gepreßt wird, erfolgt die Schmierung unter einem bestimmten überdruck, so daß die
beschriebene Schmiereinrichtung auch bei schnellaufenden Brennkraftmaschinen ohne
besonders großen Aufwand an Mitteln und mit sehr gutem Wirkungsgrad anwendbar ist.
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Bei sehr tiefen Schmierölsümpfen innerhalb des Kurbelgehäuses oder
bei besonders großem Schmierölbedarf können in einem einzigen Schöpfer 20 auch mehrere
übereinanderliegende Sackräume 21 b vorgesehen sein, welche alle durch eine
Einlaßöffnung 21 a
gefüllt werden. Ferner ist die Anwendung des Schöpfers
auch bei anderen als dargestellten Anordnungen ohne weiteres möglich, z. B. bei
einteiligen Pleuelstangen.
Die Einschaltung eines durch die Rille
24 b gebildeten Schmieröl-Vorratsraumes in der Nähe der Lauffläche
des Hubzapfens ist bei Kaltstart der Brennkraftmaschine von besonderer Bedeutung.
In diesem Falle wird das Schmieröl im Raum 24 b nämlich durch die Reibungswärme
während des Laufs entsprechend schnell erwärmt und der Schmierstelle in der vorstehend
geschilderten Weise rasch zugeführt.
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Schließlich wäre es noch möglich, bei der Bauart nach F i
g. 1 bis 3 innerhalb der Axialbohrung 12 a
des Hubzapfens12
einen vorzugsweise auswechselbaren Permanentmagneten, z. B. in Form einer Hülse
einzusetzen, welcher die aus dem Schmieröl herausgeschleuderten Metallteilchen sicher
festhält. Auch könnten bei dieser Bauart die Schmierbohrungen 30
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wie in F i g. 3 strichpunktiert angedeutet - in der gleichen Querebene
mit der Entlüftungsbohrung 28
angeordnet sein und hier vor und/oder nach ihr
liegen.