DE967568C

DE967568C - Verfahren zum Schmieren des Kolbenbolzens und Kuehlen des Kolbenbodens von Kolbenmaschinen mittels OEl und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens

Info

Publication number: DE967568C
Application number: DEM8362A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans-Rudolf Lembcke
Original assignee: Mak Maschinenbau Kiel GmbH
Current assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Priority date: 1951-01-27
Filing date: 1951-01-27
Publication date: 1957-11-21

Description

Verfahren zum Schmieren des Kolbenbolzens und Kühlen des Kolbenbodens von Kolbenmaschinen mittels Öl und Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens Es ist bekannt, zur Schmierung des Kolbenbolzens und zur Kühlung des Kolbenbodens das Ö1 unter Druck von den Grundlagern der Kurbelwelle über Bohrungen in der Kurbelwelle, Ölumlaufnuten im Kurbelzapfenlager und durch die hohle Pleuelstange dem Kolbenbolzenlager und im gegebenen Fall auch einer Spritzdüse für die Kolbenbodenkühlung zuzuführen. Hierbei ist der Öldurchflußweg meistens zu einer Zeit geöffnet, in der die Beschleunigung der Pleuelstangen- und Kolbenbewegung der Fließrichtung des Öles entgegengerichtet ist, so daß eine ausreichende Ölförderungnur bei hohen Förderdrücken und großen Durchflußquerschnitten sichergestellt ist. Auch wenn der Durchflußweg dauernd geöffnet ist, entsteht eine Beeinträchtigung der Ölversorgung durch die entgegen der Fließrichtung wirkenden Beschleunigungskräfte.
Außerdem ist ein Verfahren bekannt, bei dem der zum Kolbenbolzen und Kolbenboden fließende Ölstrom nach dem Prinzip des hydraulischen Widders plötzlich durch den Abschluß des Öldurchflusses im Kolbenbolzenlager aufgestaut wird. Hierbei entsteht ein hoher Staudruck, der das Öl in die Schmierstellen preßt. Wie bei diesem Verfahren die Geschwindigkeit des Ölstromes erzeugt wird, ob durch Schwerkraft, Pumpe, Fliehkraft od. dgl., ist gleichgültig.
Beide Verfahren haben den Hauptnachteil, daß bei gegebenen Durchflußquerschnitten und Pumpendrücken keine optimale Ölförderung erreicht werden kann. Beim ersten Verfahren bremsen die Beschleunigungskräfte den Ölfluß, und beim zweiten Verfahren wird gerade im Zeitpunkt der höchsten Fließgeschwindigkeit (etwa 7o° nach oberem Totpunkt) der Ölfluß im Kolbenbolzenlager abgesperrt, um die kinetische Energie in statische Druckenergie umzusetzen. Im Hinblick auf größte Ölmengenförderung ist es falsch, die strömende Ölsäule im Gebiet des Kolbenbolzens zu steuern, da es wegen der schwingenden Bewegung der Kolbenbolzenschale nicht möglich ist, den Abschluß des Öldurchflusses später als 70° nach oberem Totpunkt zu verlegen, wie es sein müßte. Außerdem hat das zweite Verfahren den weiteren Nachteil, daß es zwei Steuerungen für den Öldurchfluß benötigt, eine im Grund- oder Kurbelzapfenlager und die andere im Kolbenbolzenlager.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile und. erreicht durch eine einzige geeignete Steuerung des Öldurchflusses im Grund- oder Kurbelzapfenlager unter Ausnutzung der dynamischen Wirkung der Kolbenstangenbewegung bei gleichbleibenden Durchflußquerschnitten eine optimale Mengenförderung vom Grundlager bis zum Kolbenbolzenlager bzw. zur Kühlölspritzdüse. Hierbei kann der Druck der Schmierölpumpe erheblich gesenkt werden bzw. in Notfällen sogar ganz wegfallen.
In den Abb. I und 2 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es zeigt Abb. I einen Querschnitt und Abb.2 einen Längsschnitt durch den Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine.
Die Kurbelwelle Io (Abb. 2) ist in dem Grundlager II gelagert. Im Grundlager Ii befindet sich eine Ölzuführungsnut 12, die nur in der Zeit von 8o° KW vor oberem Totpunkt bis I2o° nach oberem Totpunkt ein Einströmen von Öl in die Bohrung 13 der Kurbelwelle Io erlaubt. In Abb. I ist durch die schraffierte Fläche F die Öffnungsperiode des Öldurchflusses dargestellt. Die Bohrung 13 hat über die Bohrungen 15 und 16 in der Kurbelwange I4 und die Querbohrung 17 im Kurbelzapfen 18 eine dauernde Verbindung mit der Ölumlaufnut I9 in der Pleuelstange 21, so daß im Kurbelzapfenlager der Öldurchfluß nicht unterbrochen wird. Von der Umlaufnut I9 gelangt das Ö1 durch die Bohrung 2o in der Kolbenstange 2I über eine weitere Nut 24 im Kolbenbolzenlager, die ebenfalls einen dauernden Durchfluß gestattet, zu den Schmierstellen 25 des Kolbenbolzens bzw. zur Spritzdüse für die Kolbenbodenkühlung.
Durch die Steuerung des Öldurchganges im Grundlager II wird der Öldurchfluß bei etwa 8o° KW vor oberem Totpunkt freigegeben. Etwas später, je nach Pleuelstangenverhältnis bei etwa 70° vor oberem Totpunkt oder auch noch später, erfolgt die Umkehr der Pleuelstangen- und Kolbenbeschleunigung, die Geschwindigkeit von Kolben und Pleuelstange verzögert sich, und die in der Pleuelstangenbohrung 2o befindliche Ölmenge wird nach oben in Richtung Kolbenbolzen und Spritzdüse 26 geschleudert. Bei 70° KW nach oberem Totpunkt kehrt die Beschleunigungsrichtung wieder um, und die Fördergeschwindigkeit klingt nach Maßgabe der Strömungswiderstände und der nunmehr bremsend wirkenden Beschleunigung langsam ab, bis die Strömungsenergie durch die Widerstände und die Abbremsung aufgezehrt ist. Dieser Zeitpunkt liegt 'bei etwa 12o° nach oberem Totpunkt. Um anschließend ein unerwünschtes Zurückfließen des Öles zu verhindern, wird in diesem Zeitpunkt .der Öldurchgang im Grundlager wieder abgesperrt. Sinngemäß kann die Ölsteuerung auch im Kurbelzapfenlager angeordnet werden. In. diesem Fall muß der Öldurchfluß im Grundlager dauernd geöffnet sein.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Schmieren des Kolbenbolzens und Kühlen des Kolbenbodens von Kolbenmaschinen mittels Öl, bei dem die dynamische Wirkung der Kolbenstangenbewegung für die Ölförderung vom Grundlager bis zum Kolbenbolzen und eine gegen den, Kolbenboden gerichtete Spritzdüse ausgenutzt wird und der Ölzulauf im Grund- oder im Kurbelzapfenlager etwa 8o° vor oberem Totpunkt geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölzulauf im Grund- oder im Kurbelzapfenlager etwa 12o° nach oberem Totpunkt abgesperrt wird und der Ölaustritt im Gebiet des Kolbenbolzens dauernd geöffnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 664788, 391 1i3.