DE1055743B - Single cylinder piston machine, especially air compressor - Google Patents

Description

Einzylindrige Kolbenmaschine, insbesondere Luftpresser Die Erfindung bezieht sich auf eine einzylindrige Kolbenmaschine, insbesondere Luftpresser für Druckluftanlagen in Kraftfahrzeugen, die innerhalb ihres Kurbelgehäuses über eine Zumeßeinrichtung mit Schmieröl aus einem von der Maschine entfernt angeordneten Schmierölbehälter, insbesondere aus der Ölwanne der Antriebsbrennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges versorgt wird und eine vom Ölsumpf ihres Kurbelgehäuses ausgehende, zu dem insbesondere höher liegenden Schrnierölbehälter führende ölrückführleitung mit einem dem Schmierölbehälter zu öffnenden Rückschlagventil hat. Bei derartigen Maschinen muß das sich im Kurbelgehäuse der einzylindrigen Kolbenmaschine ansammelnde überschüssige Schmier-öl dem Schmierölbehälter wieder zugeführt werden. Das ist ohne Schwierigkeiten zu bewerkstelligen, wenn das Schmieröl aus dem Olsumpf der einzylindrigen Kolbennlaschine dem Schmierölbehälter stets über eine genügend weite Verbindung im Gefälle wieder zufließen kann, doch ist eine entsprechende Anordnung der Ölräume zueinander nicht immer möglich. Es ist dann notwendig, eine besondere Rückfördervorrichtun- für das Schi-nieröl vorzusehen.Single-cylinder piston machine, in particular air compressor The invention relates to a single-cylinder piston machine, in particular air compressor for compressed air systems in motor vehicles, which is supplied within its crankcase via a metering device with lubricating oil from a lubricating oil container located away from the machine, in particular from the oil pan of the internal combustion engine of the motor vehicle and has an oil return line starting from the oil sump of its crankcase and leading to the particularly higher-lying lubricating oil tank with a non-return valve to be opened in the lubricating oil tank. In machines of this type, the excess lubricating oil that collects in the crankcase of the single-cylinder piston machine must be returned to the lubricating oil container. This can be done without difficulty if the lubricating oil from the oil sump of the single-cylinder piston machine can always flow back into the lubricating oil tank via a sufficiently wide connection on a slope, but a corresponding arrangement of the oil chambers to one another is not always possible. It is then necessary to provide a special return device for the shipping oil.

Einrichtungen, bei denen die im Kurbelgehäuse auftretenden Druckimpulse zum Fördern von Schmieröl aus diesem ausgenutzt werden, sind an sich bekannt. Eine bekannte Einrichtung wird bei einem Kompressor verwendet, der außerhalb des Kurbelgehäuses keinen weiteren Ölbehälter hat. Hier dienen die Druckimpulse im Kurbelgehäuse im Verein mit den Druckimpulsen in der Ansaugleitung des Kompressors dazu, Über eine ventillose Leitung Öl aus dem Kurbelgehäuse über einen Olabscheider in der Ansaugleitung den Schmierstellen des Kompressors zuzuführen. In einem anderen Fall führt eine gleichfalls ventillose Leitung engen Querschnitts zu einem an der Maschine befindlichen 81behälter.. wobei die Druckimpulse im Kurbelgehäuse im Mittel eine Förderung des Öls aus dem Kurbelgehäuse heraus bewirken.Devices in which the pressure pulses occurring in the crankcase are used to convey lubricating oil therefrom are known per se. A known device is used in a compressor which has no other oil reservoir outside of the crankcase. Here, the pressure pulses in the crankcase, together with the pressure pulses in the suction line of the compressor, are used to supply oil from the crankcase to the lubrication points of the compressor via a valveless line via an oil separator in the suction line. In another case, a likewise valveless conduit with a narrow cross-section leads to a container located on the machine.

Bei einer dritten bekannten Anordnung enthält eine vorn Kurbelgehäuse zu den Schmierstellen der Maschine führende Leitung ein von den Druckimpulsen im Kurbelgehäuse im Öffnungssinn beeinflußtes Rückschlagventil und dahinter ein zu den Schmierstellen hin öffnendes weiteres Rückschlagventil. Dazwischen ist ein kleiner Windkessel angeschlossen. Hierbei dienen dieser und das zweite Rückschlagventil in bekannter Weise lediglich dazu, das durch das erste Rückschlagventil hindurchtretende Öl den Schmierstellen gleichmäßig zuzuführen.In a third known arrangement, a line leading from the crankcase to the lubrication points of the machine contains a check valve which is influenced in the opening direction by the pressure pulses in the crankcase and, behind it, a further check valve which opens towards the lubrication points. A small air chamber is connected in between. In this case, this and the second check valve are used in a known manner only to supply the oil passing through the first check valve uniformly to the lubrication points.

Bei all diesen bekannten Einrichtungen ist die notwendige Förderhöhe durch die Abmessungen der Maschine unabänderlich festgelegt. Sie stellen die Förderung ein, wenn aus irgendeinem Grunde der durch die Druckimpulse im Kurbelgehäuse gegebene Druck nicht mehr ausreicht. Sie sind also ungeeignet, wenn von Fall zu Fall wechselnde, insbesondere größere Förderhöhen zu überwinden sind, wie sie bei von der Maschine entfernt angeordnetem Schmierölbehälter auftreten können.In all of these known facilities, the necessary head is fixed by the dimensions of the machine. You make the promotion on, if for some reason the one given by the pressure pulses in the crankcase Pressure is no longer sufficient. They are therefore unsuitable if, from case to case, changing, In particular, greater head heights have to be overcome, as in the case of the machine remotely arranged lubricating oil container can occur.

Demgegenüber besteht nun nach der Erfindung eine besonders einfache und auch unter erschwerten Bedingungen betriebssichere Rückfördereinrichtung darin, daß innerhalb des Kurbelgehäuses der einzylindrigen Kolbenmaschine dem Rückschlagventil, das den dort in bekannter Weise auftretenden Druckstei-erungen im Öffnungssinn ausgesetzt ist, noch eine in gleicher Richtung fördernde, vom Triebwerk der einzylindri-,gen Kolbenmaschine angetriebene Förderpumpe vorgeschaltet ist.In contrast, there is now a particularly simple one according to the invention and reliable return device in it even under difficult conditions, that inside the crankcase of the single-cylinder piston engine the check valve, which is exposed to the pressure increases occurring there in the known manner in the opening direction is, another one conveying in the same direction, from the engine the single-cylinder Piston engine driven feed pump is connected upstream.

Bei -der Einrichtung nach der Erfindun- fördert die dem Rückschlagventil vorgeschaltete, zwangläufig wirkende Pumpe auch dann noch, wenn der durch die Druckimpulse im Kurbelgehäuse gegebene Druck allein hierzu nicht mehr ausreicht. Die Druckimpulse wirken in diesem Fall nicht mehr unmittelbar fördernd; sie werden aber in vorteilhafter Weise dazu ausgenutzt, das abzuführende Öl aus der Kurbelwanne mit Sicherheit in den Pumpenzvlinder- zu bringen. Das Rückschlagventil öffnet sich dabei unter dem Förderdruck -des Kolbens der Förderpumpe.In the device according to the invention, the positively acting pump connected upstream of the check valve still delivers when the pressure given by the pressure pulses in the crankcase alone is no longer sufficient for this purpose. In this case, the pressure pulses no longer have a direct supportive effect; but they are used in an advantageous manner to bring the oil to be discharged from the crankcase with certainty into the pump cylinder. The check valve opens under the delivery pressure of the delivery pump's piston.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung an H and eines einzylindrilgen Luftpressers dargestellt. Es zeigt # Fig. 1 einen Luftpresser mit Rückfördereinrichtung für das Schmieröl zusammen mit einer Brennkraftmaschine, zum Teil im Schnitt, Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 vergrößert und mit weiteren Einzelheiten. Es bezeichnet 1 das Kurbelgehäuse eines einzylindrigen Luftpressers, 2 dessen Zylinder und 3 den Zy- linderkopf mit Ventilen, Einlaß- und Auslaßstutzen. Im Zylinder2 läuft ein über eine Pleuelstange4 von einer Kurbelwelle 5 angetriebener Kolben 6. Die Kurbelwelle 5 ist wie üblich beiderseits in Kugellagern gelagert.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing on hand of a single-cylinder air compressor. 1 shows an air compressor with a return device for the lubricating oil together with an internal combustion engine, partly in section, FIG. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1 and with further details. It denotes 1 the crankcase of a single-cylinder air compressor, 2 its cylinder and 3 the cylinder head with valves, inlet and outlet connections. A piston 6, driven by a crankshaft 5 via a connecting rod 4, runs in the cylinder 2. As usual, the crankshaft 5 is supported on both sides in ball bearings.

Der Luftpresser wird aus einem Ölsumpf 8 im Kurbelgehäuse 1 geschmiert, beispielsweise durch eine nicht gezeichnete Schöpfnase an der Pleuelstange 4. Dem Ölsumpf seinerseits wird das Öl aus dem nicht wiedergegebenen Schmiersystem einer Antriebsbrennkraftmaschine 9 mit Ölwanne 10 mittels einer angedeuteten Leitung 11 über eine Zumeßeinrichtung zugeführt, deren Gehäuse 12 in eine durchgehende Gewindebohrung in einer Seitenwand des Kurbelgehäuses 1 eingeschraubt ist.The air compressor is lubricated from an oil sump 8 in the crankcase 1, for example by a not shown scoop nose to the connecting rod 4. The oil sump in turn the oil is from the non-reproduced lubrication system of a driving internal combustion engine supplied 9 with oil pan 10 by means of an indicated line 11 via a metering device, the housing 12 of which is screwed into a continuous threaded hole in a side wall of the crankcase 1.

In einer Längsbohrung 13 im Gehäuse 12 ist in der in das Kurbelgehäuse hineinragenden Seite ein Ventilstößel 14 geführt. Unter der Kraft einer Ventilfeder 15 ZD kann er sich mit einem kegelförmigen Endstück 16 gegen einen Sitz 17 in der Längsbohrung 13 legen. Durch ein aus dem Gehäuse 12 herausragendes balliges Ende 18 ist er mit einer Exzenterscheibe (Kurvenbahn) 19 auf der Kurbelwelle 5 in der Weise im Eingriff, daß er während einer Umdrehung der letzteren kurze Zeit von seinem Sitz 17 abgehoben ist. jedesmal wenn dies eintritt, vermag aus dem unter Druck stehenden Schmiersystern der Antriebsbrennkraftmaschine 9 über die Leitung 11, den Spalt zwischen dem kegelförmigen Endstück 16 und dem Sitz 17 und den entsprechend bemessenen Führungsspalt längs der Längsbohrung 13 ein wenig Schmieröl in das Kurbelgehäuse 1 einzutreten.A valve tappet 14 is guided in a longitudinal bore 13 in the housing 12 in the side protruding into the crankcase. Under the force of a valve spring 15 ZD, it can rest with a conical end piece 16 against a seat 17 in the longitudinal bore 13 . A convex end 18 protruding from the housing 12 engages an eccentric disk (cam track) 19 on the crankshaft 5 in such a way that it is lifted from its seat 17 for a short time during one revolution of the latter. Every time this occurs, a little lubricating oil can enter the crankcase 1 from the pressurized lubrication system of the internal combustion engine 9 via the line 11, the gap between the conical end piece 16 and the seat 17 and the correspondingly dimensioned guide gap along the longitudinal bore 13 .

Eine Ölrückführleitung20 verbindet den Olsumpf 8 des Luftpressers mit der Ölwanne 10 der Antriebsbrennkraftmaschine9. Die Ölrückführleitung20 geht von einer Rückfördereinrichtung am Boden 21 des Ölsumpfs8 aus, die in einem gemeinsamen Gehäuse22 ein Rückschlagventil und eine Förderpumpe enthält.An oil return line 20 connects the oil sump 8 of the air compressor with the oil pan 10 of the internal combustion engine 9. The oil return line 20 starts from a return device at the bottom 21 of the oil sump 8, which contains a check valve and a feed pump in a common housing 22.

Das Gehäuse 22 ist von unten her in ein Auge 23 im Boden 21 eingesehraubt, und zwar genau unterhalb der Exzenterscheibe 19 der Kurbelwelle 5. Das Gehäuse 22 ist der Länge nach durchbohrt; das untere Ende der Längsbohrung ist mit Gewinde versehen. Eine in dieses Gewinde eingeschraubte Schraube 24 hält außen am Gehäuse 22 ein Ringstück 25 fest, in das das Ende der Ölrückführleitung 20 eingelötet ist. Diese ist über Querbohrungen 26 und über eine Längsbohrung 27 im Schaft der Schraube 24 mit der Längsbohrung des Gehäuses 22 verbunden.The housing 22 is screwed into an eye 23 in the bottom 21 from below, precisely below the eccentric disk 19 of the crankshaft 5. The housing 22 is drilled through lengthways; the lower end of the longitudinal bore is threaded. A screw 24 screwed into this thread holds an annular piece 25 on the outside of the housing 22, into which the end of the oil return line 20 is soldered. This is connected to the longitudinal bore of the housing 22 via transverse bores 26 and via a longitudinal bore 27 in the shaft of the screw 24.

Eine in der Längsbohrung27 gehaltene und sich abstützende Ventilfeder 28 drückt im Ruhezustand eine Ventilkugel 29 gegen eine als Ventilsitz 30 dienende Bohrungsschulter. Ein an diese Schulter sich anschließender kurzer Bohrungsabschnitt 31 verengt sich alsbald zu einer durch eine kurze Hinterdrehung 32 unterbrochenen Zylinderbohrung 33, 34. In dieser läuft ein Kolben 35. A valve spring 28 held and supported in the longitudinal bore 27 presses a valve ball 29 against a bore shoulder serving as a valve seat 30 in the idle state. A short bore section 31 adjoining this shoulder soon narrows to form a cylinder bore 33, 34 interrupted by a short undercut 32. A piston 35 runs in this.

Der Kolben 35 ragt mit einem oberen balligen Ende 36 aus der Zylinderbohrung 34 heraus und trägt dort einen mit geeigneten Mitteln befestigten Federteller 37. Eine zwischen diesem Federteller und einem Flansch 38 am Gehäuse 22 gehaltene Feder 39 drückt den Federteller 37 und damit den Kolben 35 nach oben.The piston 35 protrudes from the cylinder bore 34 with an upper spherical end 36 and carries a spring plate 37 fastened with suitable means there. A spring 39 held between this spring plate and a flange 38 on the housing 22 presses the spring plate 37 and thus the piston 35 afterwards above.

Die Bewegung des Kolbens 35 nach oben ist (bei ausgebauter Rückfördereinrichtung) begrenzt durch den Kopf 40 einer an seinem unteren Ende befindlichen Schraube 41, der in dem kurzen Bohrungsabschnitt 31 läuft und dort an eine Schulter 42 anschlagen kann. Das ballige Ende 36 des Kolbens 35 liegt ebenso wie das Gehäuse 22 genau unterhalb der Exzenterscheibe 19 und ist mit dieser, mindestens während des größten Teils von deren Umdrehung, durch den Druck der Feder 39 im Eingriff. Der größte Radius der Exzenterscheibe 19 weist in die Richtung des Kurbelzapfens 43, so daß im Betrieb der Kolben 6 und der Kolben 35 je- weils gleichzeitig ihre tiefste Lage erreichen.The upward movement of the piston 35 is limited (with the return delivery device removed) by the head 40 of a screw 41 located at its lower end, which runs in the short bore section 31 and can strike a shoulder 42 there. The spherical end 36 of the piston 35 , like the housing 22, lies exactly below the eccentric disk 19 and is in engagement therewith, at least during the major part of its rotation, by the pressure of the spring 39 . The largest radius of the eccentric disk 19 points in the direction of the crank pin 43, so that during operation the piston 6 and the piston 35 each reach their lowest position at the same time.

Die Zylinderbohrung 33, 34 und die kurze Hinterdrehung 32 des Zylinders der Förderpumpe sind durch Sau,-Öffnungen 44 mit dem Ölsumpf 8 verbunden. Ein Über das Gehätise22 geschobener Siebzvlinder45 deckt die Saugöffnungen 44 nach außen ab.The cylinder bore 33, 34 and the short undercut 32 of the cylinder of the feed pump are connected to the oil sump 8 by means of sow openings 44. A filter cylinder 45 pushed over the housing 22 covers the suction openings 44 from the outside.

Der Kolben 35 übersteuert mit einer Unterkante 46 eine Steuerkante 47 im Pumpenzylinder. Diese ist f estgelegt durch die untere Schulter der die Saugöffnungen 44 verbindenden kurzen Hinterdrehung 32 und umschließt eine Ansaugöffnung 48. Dabei sind die Ab- messungen so gewählt, daß sich die Unterkante 46 in der bei 49 angedeuteten Saughubendstellung- des Kolbens 35 in ausreichendem Abstand von der Steuerkante 47 befindet.With a lower edge 46, the piston 35 overrides a control edge 47 in the pump cylinder. This is f estgelegt by the lower shoulder of the suction ports 44 connecting short undercut 32 and encloses a suction port 48. The exhaust measurements are selected so that the lower edge 46 in the direction indicated at 49 Saughubendstellung- of the plunger 35 a sufficient distance from the control edge 47 is located.

Geht im Betrieb der Kurbelzapfen 43 aus der oberen Totlage nach unten und mit ihm der Kolben 6, die Exzenterscheibe 19 und der Kolben 35, so bleibt die von der Unterkante 46 nicht sogleich erreichte Ansaugöffnung 48 zunächst frei. Solange wird vermöge der durch den abwärts gehenden Kolben 6 im Kurbelgehäuse hervorgeruf enenLuf tdrucksteigerung Schmier-öl aus dem Ölsumpf 8 über die Ansangöffnung 48, die Zylinderbohrung33, den kurzen Bohrungsabschnitt31 und das sich öffnende Rückschlagventil 29, 30 nach außen gedrückt. Erst bei einem größeren Kurbelwinkelabstand von der oberen Totlage der Kurbelwelle schließt der Kolben 35 die Ausangöffnung 48 und drückt dann einen Teil des in der Zylinderbohrung33 und dem kurzen Bohrungsabschnitt 31 abgesperrten Öles gleichfalls nach außen. Die Luftdruckfördereinrichtung und die Förderpumpe arbeiten also wechselweise.If during operation the crank pin 43 goes down from the upper dead position and with it the piston 6, the eccentric disk 19 and the piston 35, the suction opening 48 which is not immediately reached by the lower edge 46 remains free for the time being. During this time, due to the increase in air pressure in the crankcase caused by the piston 6 moving downwards, lubricating oil is pressed out of the oil sump 8 via the inlet opening 48, the cylinder bore 33, the short bore section 31 and the opening check valve 29, 30 . Only at a greater crank angle distance from the top dead center of the crankshaft does the piston 35 close the outlet opening 48 and then also press some of the oil shut off in the cylinder bore 33 and the short bore section 31 outward. The air pressure delivery device and the delivery pump work alternately.

Im übrigen wird bei hinreichend niedrigem Ölspiegel im Ölsumpf 8 durch die Luftdruckfördereinrichtung auch Luft aus dem Kurbelgehäuse 1 nach außen geschafft.In addition, when the oil level in the oil sump 8 is sufficiently low, the air pressure delivery device also moves air out of the crankcase 1 to the outside.

Beim Zurückgehen des Kolbens 35 schließt das Rückschlagventil 29, 30 wieder, und es strömt Öl in die kurze Hinterdrehung 32, die Zylinderbohrung 33 und den kurzen Bohrungsabschnitt 31, sowie die Ansaugöffnung 48 frei wird, bis die Saughubendstellung erreicht ist; dann beginnt das Spiel von neuem.When the piston 35 retreats, the check valve 29, 30 closes again, and oil flows into the short undercut 32, the cylinder bore 33 and the short bore section 31, and the suction opening 48 f is free until the suction stroke end position is reached; then the game starts all over again.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHEz 1. Einzylindrige Kolbenmaschine, insbesondere Luftpresser für Druckluftanlagen in Kraftfahrzeugen, die innerhalb ihres Kurbelgehäuses über eine Zumeßeinrichtung mit Schinieröl aus einem von der Maschine entfernt angeordneten Schmierölbehälter, insbesondere aus der Ölwanne der Antriebsbrennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs versorgt wird und eine vom Ölsumpf ihres Kurbelgehäuses ausgehende, zu dem insbesondere höher liegenden Schmierölbehälter führende Ölrückführleitung mit einem dem Schmierölbehälter zu öff- nenden Rückschlagventil hat, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kurbelgehäuses der einzylindrigen Kolbenmaschine dem Rückschlagventil, das den dort in bekannter Weise auftretenden Drucksteigerungen im Öffnungssinn ausgesetzt ist, noch eine in gleicher Richtung fördernde, vom Triebwerk der einzylindrigen Kolbenmaschine angetriebene Förderpumpe vorgeschaltet ist. PATENT CLAIMS 1. Single-cylinder piston machine, in particular air compressor for compressed air systems in motor vehicles, which is supplied within its crankcase via a metering device with lubricating oil from a lubricating oil container located away from the machine, in particular from the oil pan of the internal combustion engine of the motor vehicle, and which is supplied from the oil sump in its crankcase The oil return line leading to the lubricating oil container , which is located higher in particular, has a non-return valve which can be opened to the lubricating oil container, characterized in that within the crankcase of the single-cylinder piston engine the non-return valve, which is exposed to the pressure increases occurring there in the opening direction in a known manner, also promotes one in the same direction , feed pump driven by the engine of the single-cylinder piston machine is connected upstream. 2. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderptimpe und die Luftdruck -kückfördereinrichtung wechselweise fördern. . 3. Kolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe eine Kolbenpumpe ist, von deren Zylinderbohrung die Ölrückführleitung ausgeht, und deren Saugöffnungen in der Zylinderwand übersteuernder Kolben während der Luftdrucksteigerung im Kurbelgehäuse der einzylindrigen Kolbenmaschine zeitweise in der Nähe der Saughubendstellung ist. 4. Kolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit einer von einer Exzenterscheibe ihrer Kurbelwelle angetriebenen Zumeßeinrichtung für Schinieröl, dadurch gekennzeichnet, daß von dieser Exzenterscheibe auch der Kolben der Förderpumpe betätigt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 478 577, 428 690; schweizerische Patentschrift Nr. 262 644.2. Piston machine according to claim 1, characterized in that the Förderptimpe and the air pressure -kückfördereinrichtung promote alternately. . 3. Piston machine according to claims 1 and 2, characterized in that the feed pump is a piston pump, from the cylinder bore of which the oil return line goes out, and the suction openings in the cylinder wall oversteering piston during the air pressure increase in the crankcase of the single-cylinder piston machine is temporarily in the vicinity of the suction stroke end position . 4. Piston machine according to claims 1 to 3 with a metering device for lubricating oil driven by an eccentric disk of its crankshaft, characterized in that the piston of the feed pump is also actuated by this eccentric disk. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 478 577, 428 690; Swiss patent specification No. 262 644.