DE3320086C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Schmierung des Lagers einer auf einem Exzenterbund einer Antriebswelle ge­ haltenen Drehmasse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Solche auf einem Exzenterbund einer Antriebswelle gelagerten Drehmassen sind beispielsweise von Spiral-Verdrängermaschinen her bekannt, die im Prinzip in der DE-OS 26 03 462 beschrieben worden sind. Bei dieser Maschinenart ist der Verdrängerkörper auf einer Läuferscheibe gehalten, die auf einem Exzenterbund einer Antriebswelle drehbar gelagert ist. Diese Lagerung ist dabei während des Betriebs der Maschine so hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt, daß herkömmliche Dau­ erfettschmierungen, wie Versuche gezeigt haben, schon nach re­ lativ kurzer Betriebszeit versagen. Bei einer kontinuierlichen Schmierung des Lagers mit einem flüssigen Schmiermittel, wie z. B. mit Öl, besteht jedoch die Schwierigkeit, daß das Schmiermittel nicht aus dem Lager in den von der Maschine ge­ förderten Luftstrom austreten darf, da derartige Beimengungen in dem der Brennkraftmaschine zugeführten Luftstrom eine Beein­ trächtigung der Verbrennung in der Brennkraftmaschine bewirken würden.

Aus der DE-PS 5 12 837 ist die Kühlung von Kurbelzapfenlagern bekannt. Zur Kühlung sind dabei im Kurbelzapfen sowohl eine axiale Bohrung als auch zwei radiale Bohrungen für den Öldurch­ fluß vorgesehen. Die Versorgung des Kurbelzapfens mit Öl er­ folgt über radial gerichtete und zu diesem hinführende weitere Ölleitungen.

Es ist außerdem aus der US-PS 22 94 105 bekannt, geschmierte Lager nach außen über Ringdichtungen abzudichten.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, mit einfachen Mitteln eine zuverlässig wirkende, nach außen abgedichtete Schmiereinrichtung für das Lager einer auf einem Exzenterbund einer Antriebswelle gehaltenen Drehmasse zu schaf­ fen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Weiterbil­ dungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß werden also die im wesentlichen radial verlau­ fenden Querbohrungen im Exzenterbund unterschiedlich lang aus­ geführt, indem beispielsweise die die Schmiermittelzufuhr zu dem Lager besorgende Querbohrung im wesentlichen in der Längs­ ebene mit dem größten Halbmesser und die die Schmiermittelab­ fuhr besorgende Querbohrung in der Längsebene mit dem kleinsten Halbmesser des Exzenterbundes angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine Art Radialpumpeneffekt erreicht, der die zwischen der Schmiermittelzufuhrstelle und der Schmiermittelabführungsstelle an der Antriebswelle herrschenden Druckdifferenzen zur Sicher­ stellung eines ausreichenden Schmiermitteldurchflusses unter­ stützt. Eine kontinuierliche Durchströmung des Lagers wird da­ durch sichergestellt, daß innerhalb der Antriebswelle Schmier­ mittelzuführungs- und Schmiermittelabführungskanäle angeordnet sind, und das Lager nach außen hin gegen Schmiermittelaustritt abgedichtet ist.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Er­ findung anhand schematischer Darstellungen gezeigt, die im fol­ genden näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Exzenterlagerung,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Exzenterlagerung und

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Antriebswelle zur Darstellung einer parallelen Anordnung der Schmiermittelkanäle.

In den einzelnen Figuren der Zeichnung sind jeweils gleiche oder vergleichbare Bauteile mit den gleichen, gegebenenfalls mit einem Strich versehenen Bezugszeichen bezeichnet worden.

Man erkennt eine Antriebswelle 1, die einen Exzenterbund 2 auf­ weist, auf dem die Nabe 4 einer scheibenförmigen Drehmasse 3, beispielsweise der Läuferscheibe einer Spiralverdichtermaschi­ ne, mittels eines Wälzlagers 5 gelagert ist. Das Wälzlager 5 ist nach beiden Seiten hin flüssigkeitsdicht durch Ringdichtun­ gen 6 abgedichtet. Mit 7 ist das Maschinengehäuse angedeutet, zwischen dem und der Antriebswelle 1 Ringdichtungen 8 zur Ab­ dichtung der beiderseits der scheibenförmigen Drehmasse 3 vor­ gesehenen Arbeitsräume 16a und 16b eingebracht sind. Die beiden Arbeitsräume 16a und 16b können durch in der scheibenförmigen Drehmasse 3 angeordnete axiale Öffnungen 17 miteinander verbun­ den sein, wie dies beispielsweise bei einer Verdrängermaschine mit Vorteil der Fall ist.

Zum Zwecke der Schmierung des Exzenterlagers 5 sind in der er­ sten Antriebswelle 1 Längsbohrungen 9a und 9b vorgesehen, an deren einem Ende Schmiermittel von einer Schmiermittelquelle mit erhöhtem Druck zugeführt wird, während das andere, in der Fig. 1 durch eine Querbohrung 13 gebildete Ende mit einem un­ ter Atmosphärendruck stehenden und an den Schmiermittelvorrats­ behälter angeschlossenen Raum in Verbindung steht. Von diesen Axialbohrungen 9a und 9b zweigen im Bereich des Exzenterbundes 2 radial gerichtete Querbohrungen 11 und 12 ab, die zu dem Ex­ zenterlager 5 führen, wobei die beiden Querbohrungen jeweils etwa an entgegengesetzten Enden des Lagers münden. In der Schmiermittelzuführungsbohrung 9a ist noch eine feste Drossel­ stelle 10 angebracht, die die Durchflußmenge durch die Schmier­ mittelkanäle bei einem gegebenen Ölvordruck festlegt. Diese Drosselstelle soll einerseits einen ausreichenden, andererseits nicht zu großen Öldurchfluß sicherstellen, um eine möglichst lange Lebensdauer des Exzenterlagers 5 zu erreichen.

Wenn die Drossel 10 entweder direkt im relativ heißen Aus­ trittsstutzen 7 des Arbeitsraums 16 oder an einer Stelle der Antriebswelle 1 angeordnet ist, die mit höheren Temperaturen beaufschlagt ist, im Fall des Einsatzes bei einer als Lader verwendeten Spiral-Verdrängermaschine beispielsweise im Bereich des als Verdichterauslaß wirkenden Arbeitsraums 16, dann wird auch beim Start der Maschine in kaltem Zustand eine günstige und schnelle Schmiermittelversorgung des Lagers durch Reduzie­ rung der Viskosität mittels Aufheizung des Öls im Bereich des für den Durchfluß bei niedrigen Temperaturen besonders kriti­ schen Drosselquerschnitts gesorgt. Somit könnte eine derartige Verdrängermaschine schon bald nach dem Kaltstart ohne Gefahr für die Lagerung voll belastet werden.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, zur Unterstützung des Öl­ durchflusses durch das Lager die beiden radial gerichteten Querbohrungen 11 und 12 mit unterschiedlichen Längen zu verse­ hen. So soll die zu dem Lager 5 hinführende Querbohrung 11 in der Längshalbebene des Exzenterbundes angeordnet sein, in der dieser den größten Halbmesser aufweist, während die das Schmiermittel von dem Lager 5 wegführende Querbohrung 12 in der Längshalbebene mit dem kleinsten Halbmesser des Exzenterbundes 2 angeordnet ist. Diese Anordnung bewirkt eine Art Radialpum­ peneffekt, der auch bei geringen Schmiermittelmengen eine ein­ deutige Strömungsrichtung durch die Querbohrung 11 zum Lager hin und durch die Querbohrung 12 vom Lager weg sicherstellt.

Eine weitere Unterstützung dieser Durchströmungsrichtung kann dadurch erreicht werden, daß an der die Austrittsöffnung der Schmiermittelabführungsbohrung 9b bildenden Querbohrung 13 ein oder mehrere radial gerichtete Abspritzrohre 5 befestigt sind, die in ähnlicher Weise durch Zentrifugalwirkung einen Saugef­ fekt auf das Schmiermittel ausüben, so daß eine eindeutig fi­ xierte Durchströmungsrichtung des Exzenterlagers und der Schmiermittelbohrungen sichergestellt wird, selbst wenn die Öl­ zufuhr nur mit geringem oder kaum vorhandenem Vordruck erfolgt.

Aus Fertigungsgründen kann es zweckmäßig sein, die Schmiermit­ telzuführungsbohrung 9a und die Schmiermittelabführungsbohrung 9b durch eine gemeinsame Bohrung zu bilden, die nachträglich durch einen im Bereich zwischen den beiden Querbohrungen 11 und 12 angebrachten Stopfen 14 unterteilt wird. Es ist weiterhin auch denkbar, die Drosselstelle 10 nicht materialeinheitlich (siehe Fig. 1), sondern als gesondertes Bauteil in die Schmiermittelzuführungsbohrung 9a zu integrieren.

Bei der Ausführung nach der Fig. 2 schließlich sind die Schmiermittelzuführungsbohrung 9a und die Schmiermittelabfüh­ rungsbohrung 9b direkt miteinander verbunden, wobei lediglich eine zwischen den beiden Querbohrungen 11′ und 12 angeordnete Drossel 18 eine Druckdifferenz zwischen den beiden Schmiermit­ telbohrungen 9a und 9b herbeiführt. Diese Druckdifferenz in Verbindung mit der radial längeren Querbohrung 11′ gegenüber der kürzeren Querbohrung 12 soll dann eine ausreichende Durch­ strömung des Exzenterlagers 5 bewirken, wobei nur ein Teil des durch die Schmiermittelzuführungsbohrung 9a zugeführten Schmiermittels über das Lager geleitet wird. Der restliche Teil geht direkt durch die Drosselbohrung 18 in die Schmiermittelab­ führungsbohrung 9b und von dort in den Auslaß über. Dies er­ übrigt möglicherweise zusätzliche Ölabführungsleitungen im Be­ reich der Schmiermittelzufuhrstelle zur Antriebswelle 1, die das im Lager nicht benötigte Schmiermittel direkt in den Ölsam­ melbehälter leiten.

In der Fig. 3 schließlich ist eine Möglichkeit angedeutet, wie in einer gemeinsamen Längsbohrung 19 zwei parallele Schmiermit­ telkanäle 9a′ und 9b′ angeordnet sein können. Solche parallelen Schmiermittelkanäle wären für die Fälle erforderlich, bei denen die Antriebswelle 1 fliegend gelagert ist, bei denen also die Schmiermittelzufuhr und -abfuhr von der gleichen Seite her er­ folgen muß. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die beiden Schmiermittelkanäle 9a′ und 9b′ durch einen in die gemeinsa­ me Längsbohrung 19 eingefügten Einsatz 20, der beispielsweise auch aus einem Kunststoffmaterial bestehen kann, gegeneinander abgegrenzt. Am freien Ende der Antriebswelle 1 kann diese ge­ meinsame Bohrung 19 dann durch einen Stopfen abgedichtet sein. Während von dem Schmiermittelzuführungskanal 9a′ dann die zu dem Lager 5 führende Querbohrung 11 abgeht, mündet die von dem Lager 5 kommende Querbohrung 12 in den Schmiermittelabführungs­ kanal 9b′.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Schmiereinrich­ tung besteht darin, auf diese Weise auch dynamisch und ther­ misch sehr hoch belastete Lager optimal schmieren zu können, ohne dabei in die Gefahr zu geraten, in die das Lager umgeben­ den Arbeitsräume Schmiermittel abzugeben.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Schmierung des Lagers einer auf einem Exzenterbund einer Antriebswelle gehaltenen Drehmasse, insbesondere eines Verdrängerkörpers einer als Ladeluftverdichter für Brennkraftmaschinen verwendeten Spiral- Verdrängermaschine, wobei in der Antriebswelle (1) in Längsrichtung ver­ laufende Schmiermittelzu- und -abführungskanäle (9a, 9b) vorgesehen sind, die über in dem Exzenterbund (2) angeordnete Querbohrungen (11′; 12) mit dem nach außen über Ringdichtungen (6) abgedichteten Lager (5) zur Ausbildung einer das Lager beaufschlagenden Schmiermitteldurchströmung verbunden sind, und wobei die die Schmiermittelzufuhr zu dem Lager (5) besorgende Querbohrung (11′) eine größere radiale Länge als die die Schmier­ mittelabfuhr besorgende Querbohrung (12) aufweist.

2. Schmiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schmiermittelzufuhr zu dem Lager (5) besorgende Querbohrung (11′) im wesentlichen in der Längsebene mit dem größten Halbmesser des Exzenter­ bundes (2) und die die Schmiermittelabfuhr besorgende Querbohrung (12) in der Längsebene mit dem kleinsten Halbmesser des Exzenterbundes (2) angeordnet ist.

3. Schmiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Austrittsstelle (13) des Schmiermittelabführungskanals (9b) aus der Antriebswelle (1) zumindest ein im wesentlichen radial gerichtetes Abspritzrohr (15) angebracht ist.

4. Schmiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schmiermittelzuführungskanal (9a) und der Schmiermittelab­ führungskanal (9b) direkt miteinander verbunden sind und daß zwischen den zu dem Lager (5) führenden bzw. von diesem kommenden Querbohrungen (11, 11′, 12) eine den Schmiermitteldurchfluß durch das Lager (5) bestim­ mende Vorrichtung (18) vorgesehen ist.

5. Schmiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schmiermitteldurchfluß durch das Lager (5) bestimmende Vorrichtung durch eine feste Drosselbohrung (18) gebildet ist.

6. Schmiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere für fliegend gelagerte Antriebswellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmier­ mittelzuführungskanal (9a′) und der Schmiermittelabführungskanal (9b′) parallel zueinander angeordnet sind.

7. Schmiereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schmiermittelkanäle (9a′, 9b′) durch einen in einer gemeinsamen Längsboh­ rung (19) der Antriebswelle (1) angeordneten, die Längsbohrung in Längs­ richtung unterteilenden Einsatz (20) ausgebildet sind.