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Schmierölpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmierölpumpe
mit einem Kolben, der den Pumpvorgang steuert und über ein Untersetzungsgetriebe
um seine Längsachse drehbar und mittels einer Hubscheibe in Längsrichtung hin und
her verschiebbar ist, wobei zwischen der Hubscheibe und dem abtriebsseitigen Verzahnungselement
des Untersetzungsgetriebes eine konzentrisch zum Kolben angeordnete, unter Druck
stehende Druckschraubenfeder vorgesehen ist, die die Hubscheibe im Eingriff mit
einem Widerlager hält, und wobei ferner zwischen dem Untersetzungsgetriebe und dem
Kolben ein Überholfreilauf angeordnet ist, der einen unmittelbaren Drehantrieb des
Kolbens, z. B. durch ein Handrad, mit erhöhter Drehzahl gestattet.
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Schmierölpumpen der vorstehend genannten Art finden beispielsweise
zur dosierten Frischölschmierung kleiner Zweitakt-Ottomotoren Verwendung. Da zur
Schmierung nur geringe Ölmengen erforderlich sind, wird üblicherweise die Schmierölpumpe
mit sehr hoher Untersetzung von der Kurbelwelle angetrieben. Nun müssen jedoch nach
der Erstmontage sowie nach einer Motorreparatur die leeren Ölleitungen vollständig
neu gefüllt werden. Da dies bei der betriebsmäßigen, langsamen Arbeitsweise der
Schmierölpumpe zu lange dauern würde, ist es bekannt, zwischen dem Untersetzungsgetriebe
und denn Kolben einen Überholfreilauf vorzusehen, der es gestattet, zur schnellen
Füllung der von der Pumpe versorgten Ölleitungen den Kolben unter Umgehung des Untersetzungsgetriebes
mit erhöhter Drehzahl direkt von Hand anzutreiben.
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Bei den bekannten Schmierölpumpen der genannten Art ist dieser Überholfreilauf
als Klemmkörper-oder Klinkenfreilauf ausgebildet. Ein solcher Freilauf verteuert
jedoch die Ausführung der Schmierölpumpe, vergrößert ihren Raumbedarf und erfordert
im Hinblick auf den unvermeidlichen Verschleiß von Zeit zu Zeit eine gewisse Wartung.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung
dieser Mängel eine Schmierölpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich
gegenüber den bekannten Ausführungen durch einen einfacheren Aufbau, einen geringeren
Raumbedarf und eine größere Wartungsfreiheit auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schraubenfeder
als Überholfreilauf ausgebildet und mit dem Kolben oder dem abtriebsseitigen Verzahnungselement
des Untersetzungsgetriebes in beiden Drehrichtungen fest verbunden ist, während
mit dem jeweils anderen Element nur in der einen Drehrichtung eine kraftschlüssige,
in der anderen Drehrichtung dagegen eine sich selbsttätig lösende Verbindung besteht.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausführung erfüllt die Schraubenfeder somit
eine mehrfache Funktion: Sie hält die Hubscheibe des Kolbens im Eingriff mit einem
WiderIager und federt den Kolben zugleich bei seiner Hubbewegung ab. Weiterhin überträgt
sie im Normalbetrieb das Drehmoment vom Untersetzungsgetriebe auf den Kolben, wobei
sie jedoch zusätzlich zur Drehbewegung eine axiale Längsverschiebung desselben gestattet.
Schließlich bildet die genannte Schraubenfeder zugleich den Überholfreilauf, indem
die Verbindung zwischen dem abtriebsseitigen Verzahnungselement des Untersetzungsgetriebes
und dem Kolben durch die Feder automatisch gelöst wird, wenn dieser unmittelbar
(beispielsweise durch ein äußeres Handrad) mit größerer Drehzahl als durch das abtriebsseitige
Verzahnungselement des Untersetzungsgetriebes angetrieben wird.
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Durch den Wegfall eines gesonderten OberhoIfreilaufes wird der konstruktive
Aufbau der Schmierölpumpe wesentlich vereinfacht. Zugleich wird ihr Raumbedarf verringert
und eine erhöhte Wartungsfreiheit erreicht.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung kann das in einer Drehrichtung
lösbare Federende in einer Aussparung des abtriebsseitigen Verzahnungselements angeordnet
sein und die Aussparung eine Schrägfläche aufweisen, die das Federende bei unmittelbarem
Drehantrieb, d. h. durch Handantrieb, aus der Aussparung drückt. Durch diese Ausbildung
wird eine weitere Raumersparnis erzielt; außerdem wird der technische Aufwand weiter
verringert.
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In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Schmierölpumpe,
F
i g. 2 einen Schnitt durch den oberen Teil des hutförmigen Schneckenrades nach der
Linie A -B in F i g. 1 um 90° gedreht, F i g. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel
des hutförmigen Schneckenrades in der Draufsicht.
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F i g. 4 einen Schnitt durch das Schneckenrad längs der Linie C-D
in F i g. 3, F i g. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des oberen Schneckenradteiles
in der Draufsicht, F i g. 6 einen Schnitt durch das Schneckenrad längs der Linie
E-F in F i g. 5, F i g. 7 ein aus Blech gepreßtes Schneckenrad in der Draufsicht,
F i g. 8 einen Schnitt durch das Schneckenrad längs der Linie G-H in F i g. 7.
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Die in F i g.1 dargestellte Schmierölpumpe enthält in einem Pumpengehäuse
1 einen Kolben 2, der dazu dient, Öl in dosierter Menge aus einem Zuflußkanal 3
in einen Abflußkanal 4 zu fördern. Zu diesem Zweck wird der Kolben 2, der im Bereich
der beiden Kanäle 3 und 4 mit einem Förderkanal 5 versehen ist, in eine hin- und
hergehende Hubbewegung sowie eine gleichzeitige Drehbewegung um seine Längsachse
versetzt.
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Im Pumpengehäuse 1 ist eine Schnecke 6 gelagert, die von der Kurbelwelle
des mit Frischöl zu schmierenden Motors angetrieben wird und mit einem abtriebsseitigen
Verzahnungselement, vorzugsweise einem topfförmigen Schneckenrad 7 im Eingriff steht.
Das Schneckenrad 7 sitzt frei drehbar auf dem oberen Schaft 2 a des Kolbens 2. Dieser
ist mit einer Hubscheibe 2 b fest verbunden, deren profilierte Unterseite auf einem
Bolzen 8 aufliegt.
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In dem hohl ausgebildeten Schneckenrad 7 ist eine Schraubenfeder 9
angeordnet, die beim Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 und 2 an ihrem unteren,
abgebogenen Ende 9 a in ein Sackloch 10 der Hubscheibe 2 b eingreift und
hierdurch hinsichtlich einer Drehmomentübertragung fest mit der Hubscheibe verbunden
ist.
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Das obere, gleichfalls abgebogene Ende 9 b der Schraubenfeder 9 greift
- wie insbesondere F i g. 2 zeigt - in eine schlitzartige Ausnehmung 11 im
Boden des topfförmigen Schneckenrades 7 ein. Diese Ausnehmung 11 wird von zwei Schrägflächen
begrenzt, von denen die eine Schrägfläche in der einen Drehrichtung eine drehfeste
Verbindung zwischen dem Schneckenrad 7 und der Schraubenfeder 9 herstellt, während
die zweite Schrägfläche 11 a in der anderen Drehrichtung die Verbindung zwischen
dem Schneckenrad 7 und der Schraubenfeder 9 aufhebt. Statt des topfförmigen Schneckenrades
könnte auch ein hülsenförmiges Schneckenrad verwendet werden, das mit einer Scheibe
verbunden ist (z. B. durch Schrauben, Löten, Schweißen od. dgL), welche die Ausnehmung
11 enthält.
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Mit dem Schaft 22 a des Kolbens 2, der im Deckel 12 des Pumpengehäuses
1 drehbar gelagert ist, steht ein Handrad 13 in Verbindung.
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Die Wirkungsweise der Schmierölpumpe ist folgendermaßen: Die F i g.
1 zeigt den Kolben 2 in seiner unteren Totpunktlage. Die Ölzufuhr ist dabei durch
den Kolben gesperrt.
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Im Normalbetrieb wird der Kolben 2 von der Kurbelwelle des Motors
über die Schnecke 6, das Schneckenrad 7 und -die Schraubenfeder 9 langsam um seine
Längsachse gedreht. Das Schneckenrad 7 bewegt sich hierbei in der durch den Pfeil
14 in F i g. 2 gekennzeichneten Richtung, so daß die linke Schrägfläche der schlitzartigen
Ausnehmung 11 im abgebogenen Ende 9 b der Schraubenfeder 9 anliegt und dadurch eine
drehfeste Verbindung zwischen dem Schneckenrad 7 und der Schraubenfeder 9 gewährleistet
ist. Zugleich drückt die Schraubenfeder 9, die mit ihren beiden äußersten Windungen
einerseits am Schneckenrad 7 und andererseits an der Hubscheibe 2 b anliegt, letztere
mit ihrer profilierten Unterseite an den Bolzen B. Durch diese Unterseite der Hubscheibe
2 b wird der Kolben 2 bei seiner Drehbewegung zugleich in Längsrichtung auf- und
abbewegt. Beim Verschieben des-Kolbens in-die -obere Pfeilrichtung wird der Förderkanal
5 des Kolbens 2 vom Kanal 4 des Gehäuses 1 zum Kanal 3 gedreht. Der Kolben nimmt
dann die punktiert gezeichnete Lage ein. Das in den Kanal 3 einströmende Öl fließt
in den Raum 5 a und gelangt beim Weiterdrehen des Kolbens und gleichzeitigem
Senken desselben in den Abflußkanal4, von wo aus es der zu schmierenden Maschine,
z. B. einer Brennkraftmaschine, dosiert zugeführt wird.
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Um im Bedarfsfalle (insbesondere nach der Erstmontage sowie nach einer
etwaigen Motorreparatur) die an den Ablaufkanal 4 angeschlossenen Leitungen rascher
mit Schmieröl füllen zu können, wird das Handrad 13 betätigt, so daß sich die mit
der Hubscheibe 2 b über das abgebogene Federende 9 a fest verbundene Schraubenfeder
9 in Richtung des Pfeiles 15 (vgl. F i g. 2) dreht. Das abgebogene Federende 9 b
gleitet infolgedessen an der rechten Schrägfläche der schlitzartigen Ausnehmung
11 nach unten, so daß die Verbindung zwischen dem Schneckenrad 7 und der Schraubenfeder
9 gelöst wird. Es kann somit bei stillstehendem (oder von der Kurbelwelle her langsam
angetriebenem) Schneckenrad 7 der Kolben 2 mit dem Handrad 13 schneller als über
das Schnekkengetriebe gedreht und auf diese Weise die gewünschte rasche Füllung
der Ölkanäle erreicht werden. Die Kupplungsverbindung zwischen dem Schneckenrad
7 und der Schraubenfeder 9 wird dann automatisch wieder hergestellt, sobald sich
das Schneckenrad 7 schneller dreht als die Schraubenfeder 9.
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Während bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
die mit zwei Schrägflächen versehene Ausnehmung 11 im Boden 7 a des Schnekkenrades
7 als radialer Schlitz ausgebildet ist, zeigen die F i g. 4 bis 8 einige Varianten
für die Art der Verankerung des lösbaren Federendes am Schneckenrad 7: Bei der Ausführung
entsprechend den F i g. 3 und 4 ist in dem mit dem Federende 9 b verbundenen Boden
16 des Schneckenrades eine schräge Bohrung 17 vorgesehen Bei der Anordnung entsprechend
den F i g. 5 und 6 weist der Boden 18 des topfförmigen Schnek kenrades 7
eine Ausnehmung 19 auf, deren eine Begrenzungsfläche senkrecht zur Scheibenebene
verläuft, während die andere Begrenzungsfläche geneigt ist. Diese Ausführung ist
insbesondere dann zweckmäßig, wenn das Schneckenrad aus Feinguß oder Sintermaterial
besteht.
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Die F i g. 7 und 8 zeigen schließlich eine Variante, bei der das Schneckenrad
aus Blech besteht, wobei der Boden 20 - eine durch Formstanzen erzeugte Zunge
21 besitzt. Die Zunge 21 stellt eine Schrägfläche
dar, die die
Kupplungsverbindung zwischen dem Untersetzungsgetriebe und dem Kolben löst, wenn
letzterer mit erhöhter Drehzahl von Hand angetrieben wird. Der Boden 20 kann
zwecks leichterer Verformung dicker als der übrige Teil des Schnekkenrades ausgebildet
sein.
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Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen stets angenommen
wurde, daß die Schraubenfeder 9 mit der Hubscheibe 2 b zur Drehmomentübertragung
fest verbunden, dagegen die Verbindung mit dem Schneckenrad 7 als überholfreilauf
ausgebildet ist, kann selbstverständlich auch die umgekehrte Lösung gewählt werden,
d. h. daß die für die Drehmomentübertragung feste Verbinddung im Schneckenrad und
die lösbare Verbindung in der Hubscheibe 2 b angeordnet ist.
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Wenn verhältnismäßig große Drehmomente übertragen werden müssen, was
beim Start, bei großer Kälte und dementsprechend zähem öl der Fall ist, besteht
die Gefahr, daß sich die Feder 9 oder einzelne Windungen derselben aus ihrer vorgesehenen
Lage verschieben oder herausdrehen und damit die Funktion stören.
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Die Abmessungen der Schraubenfeder 9 und des zur Aufnahme der Feder
dienenden Hohlraumes im Schneckenrad 7 werden deshalb zweckmäßig so gewählt, daß
die Schraubenfeder in diesem Hohlraum mit wenig Spielraum umschlossen und so gegen
ein unzulässiges Aufweiten einzelner Federwindungen geschützt ist.
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Um das gewünschte Verhältnis von Druck- zu Biegefestigkeit der Schraubenfeder
9 und damit ein betriebssicheres Arbeiten der Pumpe zu erzielen, ist es zweckmäßig,
dem Federdraht einen länglichen, vorzugsweise rechteckigen oder elliptischen Querschnitt
zu geben, wobei die Querschnittslängsachse etwa senkrecht zur Federlängsachse verläuft.
Auf diese Weise wird ohne Beeinträchtigung der gewünschten Druckelastizität die
für die übertragung des Drehmoments erforderliche Biegesteifigkeit erzielt.