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Einrichtung zum Vorschmieren der Lagerstellen von anzudrehenden Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Vorschmieren der Lagerstellen von anzudrehenden
Brennkraftmaschinen,welche mittels Druckluft angelassen werden, und bezieht sich
insbesondere auf das Vorschmieren der Gleitlagerstellen von Aufladegruppen. Die
Versorgung der Lagerstellen von Brennkraftmaschinen mit dem nötigen Schmieröl vor
dem eigentlichen Andrehvorgang geschieht im allgemeinen entweder von Hand oder durch
eine fremd angetriebene Ölpumpe. Die Betätigung dieser Vorschmierpumpe kann dabei
so erfolgen, daß sie unmittelbar mit dem Anlasser der Brennkraftmaschine gekuppelt
ist, wobei die Inbetriebsetzung der Brennkraftmaschine mit einer gewissen zeitlichen
Verzögerung erfolgt, während der die Hilfsschmierölpumpe bereits die Lagerstellen
mit Schmierflüssigkeit versorgt. Eine solche Vorschmierung ist besonders notwendig
für die Lager der schnelläufigen Abgasturbolader, weil bei diesen nach dem Abstellen,
aus hoher Betriebstemperatur die im Turbinenläufer aufgespeicherte Wärme u. a. auch
nach d.enLagerstellen abzieht, so da,B die nicht mehr hinreichend mit Drucköl versorgten
Laufflächen rasch austrocknen. Eine Wiederinbetriebnahme
des Abgasturboladers
ohne eine vorherige Benetzung der Lager mit Schmierflüssigkeit führt jedoch auf
die Dauer zu Abnutzungen oder Schäden der Laufflächen und muß daher vermieden werden.
Eine wirksame Vorschmierung der Lagerstellen. sowohl der Brennkraftmäschine selbst
als auch ihrer Zusatzaggregate soll demzufolge so beschaffen sein, daß insbesondere
im Augenblick des Andrehens, d. h. also im niedrigen Drehzahlbereich, der Hauptschmierölpumpe
sofort 'eine ausreichende Schmiermittelmenge zusätzlich und rasch wirkend für die
Versorgung der einzelnen Lager zur Verfügung steht. Es wurden zu diesem Zwecke bei
Brennkraftmaschinen, welche` mittels Preßluft angelassen werden, bereits Hilfsschmiereinrich.tungen
vorgeschlagen, deren. Wirkungsweise darin besteht, daß bei Einleitung des Anlaßvorganges
ein. abgezweigter Teil- der Anlaßdruckluft auf den Ölspiegel eines Hilfsölbehälters
drückt und so Schmieröl zu den Schmierstellen der Brennkraftmaschine und der Aufladegruppe
gefördert wird. Da die abgezweigte Anlaßluft hierbei das Schmiermittel unmittelbar
beaufschlagt, können u. U. Schwierig- . keiten entstehen; denn bei einem Anlaßvorgäng,
der aus besonderen Gründen (z. B. längeres Ausbleiben der Zündung in den Arbeitszylindern
der Brennkraftmaschine) mehrmals hintereinander wiederholt wird, kann die zur Vorschmierung
bestimmte Schmierflüssigkeit wieder aus den Lagern gepreßt werden.
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Bekannt ist auch eine Anlaßschmiervorrichtung für Triebwerkteile mit
hohem Lagerdruck, bei welcher der Schmiermitteldruckbehälter durch eine aus einem
Schwimmkolben. bestehende Trennwand in zwei Teilräume unterteilt ist, deren einer
durch eine Schmiermittelförderpumpe und über ein Rückschlagventil mit Schmiermittel
gefüllt wird, während der andere unter Zwischenschaltung eines Steuerorgans mit
einer Druckluftquelle verbunden ist. Die Vorrichtung ist mit in Abhängigkeit vom
Luft- bzw. Öldruck steuernden- Ein- und Auslaßorganen versehen, die leicht zu Störungen
Anlaß geben können und dadurch die Betriebssicherheit gefährden.
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Der Erfindung lag daher die Aufgabe vor, einerseits den Einbau einer
fremd angetriebenen Hilfsölpumpe entbehrlich zu machen und andererseits die Unzulänglichkeiten
und Komplikationen der bekannten Hilfsschmiereinrichtungen zu vermeiden.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung zum Vorschmieren der Lagerstellen
von anzudrehenden Brennkraftmaschinen, die insbesondere für die Lagerstellen von
Aüfladegruppen vorgesehen ist, wird dies mit einem Schmiermitteldruckbehälter, der
bekanntermaßen durch eine Trennwand in zwei Teilräume für Druckluft und. Schmiermittel
unterteilt ist, dadurch erreicht, daß die Trennwand des Schmiermitteldruckbehälters
ein Beutel aus elastischem Werkstoff ist, der sich im entspannten Zustand auf der
von der Luft.beaufschlagten Seite an einem. siebartigen Einsatzstück abstützt. Während
des Anlaßvorganges der Brennkraftmaschine werden die Außen- oder Innenwände des
Beutels von der Anlaßdruckluft beaufschlagt, wodurch der Schrimiermittelvorrat in.
die Schmierölleitung zu den einzelnen Lagerstellen gepreßt wird. Die Vorschmierung
der Lager erfolgt somit vollkommen selbsttätig und macht eine Betäfigung besonderer
Ventile überflüssig. Darüber hinaus ist die Aufrechterhaltung des Schmiermittelvorrates
auf lange Dauer gesichert, so daß sich Undichtigkeiten der noch an den Kreislauf
angeschlossenen Geräte nicht nachteilig auswirken können. Der Luftraum des Druckbehälters
ist mit einer Stichleitung an die Anlaßluftleitung der Brennkraftmaschine derart
angeschlossen, daß beim Öffnen des Anlaßventils ein Teil der Anlaßluft unmittelbar
in den Druckbehälter strömt und den Beutel entweder von außen oder von innen beaufschlagt.
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An sich ist ein ähnlicher elastischer Beutel schon bei einer Biegehautpumpe
zur Förderung von Flüssigkeiten bekanntgeworden. Diese Beutelanordnung ist jedoch
bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht anwendbar, da keine Mittel vorgesehen
sind, die den Beutel führen, so daß dieser aus der für ihn vorgesehenen Lage verschobeny
die Ein-und Auslaßöffnungen in dem Schmiermitteldruckbehälter geschlossen und die
Schmiermittelförderung von diesem Druckbehälter zu den Lagerstellen unterbunden,
werden würde.
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Gegenüber den bekannten Anlaßschmiervorrichtungen ergibt sich mit
der erfindungsgemäßen Anordnung der Vorteil größerer Betriebssicherheit, die im
wesentlichen darauf beruht,.daß verwickelte und störungsanfällige Steuereinrichtungen
nicht mehr benötigt werden und daß Druckluft und Schmieröl vollständig voneinander
getrennt sind. Beim Nachlassen des Anlaßluftdruckes wird bei der Schmiervorrichtung
nach der Erfindung der Beutel sofort mit neuem Anlaßschmieröl gefüllt; so daß auch
bei rasch nacheinanderfolgenden Wiederholungen des Anlassens unbedingt Schmieröl
zu den- vorzuschmierenden Lagerstellen gelangen kann. Durch den siebartigen Einsatz
wird ein einwandfreies Arbeiten der Schmiervorrichtung nach der Erfindung unter
allen Umständen sichergestellt. Zugleich wird auch seine Lebensdauer wesentlich
erhöht, was ebenfalls der Betriebssicherheit zugute kommt.
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Vorteilhafterweise wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein Drenwegehahn
angeordnet, der nach Beendigung des Andrehvorganges den Luftraum des Schmiermitteldruckbehälters
mit der Atmosphäre verbindet. Zweckmäßigerweise kann man den Schmiermitteldruckbehä.lter
in der Nähe der vorzuschmierenden Lager.-stellen anordnen.
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Der Beutel wird vorteilhaft aus hitzebeständigem Gummi oder Kunststoff
hergestellt. Seine Wärmebeanspruchung ist nicht - groß, weil das Vorschmieröl im-
Dauerbetrieb keine allzu hohen Temperaturen annimmt. Die Füllung des Beutels bzw.
des Ölraums des Schmiermitteldruckbehälters mit Schmierflüssigkeit erfolgt stets
von der gekühlten Seite des Schmierölkreislaufs aus. Außerdem wird infolge der nach
unten hängenden Anordnung des
Behälters und infolge der Auftriebswirkung
des heißen Öls der Beutel selbst verhältnismäßig kühl bleiben. Nach dem Andrehen
der Brennkraftmaschine wird der Ölraum des Druckbehälters dadurch aus den unter
Betriebsdruck stehenden Schmiermittelleitungen der Maschine selbsttätig wieder gefüllt,
daß mit zunehmender Drehzahl die Ölförderung der Hauptschmierölpumpe der Maschine.
bzw. der Aufladegruppe - sofern diese eine eigene Ölpumpe hat - einsetzt und dabei
ein federbelastetes Rückschlagventil öffnet. Nach dem Abstellen der Maschine bleibt
infolge der Lage des Druckbehälters eine genügende Ölmenge im Ölraum des Behälters
für den nächsten Andrehvorgang zur Verfügung.
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Das zur Vorschmierung verwendete Schmiermittel kann in bekannter Weise
vorgewärmt werden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
Einrichtung zum Vorschmieren der Lagerstellen einer durch einen Abgasturbolader
aufgeladenen Brennkraftmaschine schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. i eine. Einrichtung,
bei welcher sich die Schmierflüssigkeit innerhalb des elastischen Beutels befindet,
Fig.2 eine Einrichtung, bei welcher sich die Schmierflüssigkeit außerhalbdes elastischenBeutels
befindet.
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Die einzelnen Arbeitszylinder, z. B. einer Dieselmaschine, sind mit
1, 2, 3 und q. bezeichnet. Zu ihnen strömt über die Druckluftleitung 5 nach Betätigung
des Ventils 6 - die in der Fig. i dargestellte Stellung entspricht der Entlüftungsstellung
- die der Druckluftflasche 7 entnommene Anlaßluft. Von dieser wird über die Leitung
8 ein Teil abgezweigt und dem druckfesten Behälter 9 zugeleitet. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. i beaufschlagt sie die Außenwandung eines flaschenartigen Beutels io aus
elastischem Werkstoff, der innerhalb eines stützenden Einsatzstückes i i, z. B.
eines Siebkäfigs oder eines Drahtkorbes, angeordnet ist, und preßt den im Beutelinnern
befindlichen Ölvorrat in die Schmierölleitung 12, welche z. B. zu den Lagerstellent
13 des Läufers einer Auflade grüppe 14 führt. Im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine
erfolgt die Versorgung der Lagerstellen 13 der Aufladegruppe 14 von der irgendwie,
z. B. mechanisch angetriebenen Hauptschmierölpumpe 15 aus, welche das Schmiermittel
aus dem Behälter 16 ansaugt und in die Leitung 17, welche zu den Schmierstellen
der Dieselmaschine führt, und in die Schmierölleitung 12 der Aufladegruppe fördert.
Um zu verhindern, da.ß während des Anlaßvorganges das aus dem Beutel io in die Leitung
12 gedrückte Schmiermittel anstatt zu den Lagerstellen der Aufladegruppe etwa in
die Leitung 17 oder den Behälter 16 zurückströmt, ist zwischen der Abzweigstelle
18 des Ölvorratsbeute:ls io und der Schmierölpumpe 15 ein federbelastetes Rückschlagventil
i9 zwischengeschaltet. Dieses öffnet sich erst dann, wenn der Druck in der Leitung
17 eine gewisse Höhe erreicht hat, d. h. also, wenn die Schmierölpumpe 15, welche
beispielsweise direkt von der Kurbelwelle der Dieselmaschine angetrieben wird, bereits
eine gewisse Umdrehungszahl aufweist und der Andrehvorgang mit Sicherheit beendet
ist. Dann wird über das Ventil 6 die Druckluftleitung 5 entlüftet, wodurch auch
die Druckbeaufschlagung des Beutels io aufhört. Der Beutel io wird sofort wieder
mit dem von der Schmierölpumpe 15 über die Leitung 12 geförd.ertenSchmiermittel
gefüllt, welches somit für den nächsten Anlaßvorgang zum Vorschmieren der einzelnen
Lagerstellen zur Verfügung. steht. Das den Schmierstellen über die Leitungen 12
und 17 zuströmende Schmiermittel wird nach Benetzung der Lager wieder aufgefangen
und über nicht dargestellte Rückführleitungen gegebenenfalls nach Durchströmen eines
Ölkühlers in den Ölvorratsbehälter 16 zurückgeleitet.
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Grundsätzlich kann der elastische Beutel io auch außen, d. h. also
in dem Raum zwischen Beutelaußenwand und dem Druckbehälter 9 mit der Schmierflüssigkeit
und innen mit der Anlaßdruckluft beaufschlagt werden. Das Einsatzstück i i befindet
sich hierbei im Innern des Beutels io. Eine solche Lösungsmöglichkeit ist in der
Fig.2 beispielsweise dargestellt. Die der Einrichtung nach Fig. i entsprechenden
Bauelemente sind dabei mit den gleichen. Bezugszeichen versehen.
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Die beiden Ausführungsbeispiele zeigen die erfindungsgemäße Einrichtung
an einer aufgeladenen Brennkraftmaschine. Es ist natürlich auch möglich, an die
Schmierölleitung 12 noch weitere Geräte anzuschließen, die einer wirksamen Vorschmierung
ihrer Lagerstellen. bedürfen. Es ist auch denkbar, den Schmierflüssigkeitsinhalt
des Beutels io bzw. des Druckbehälters 9 zur Vorschmierung der Lagerstellen der
Brennkraftmaschine selbst zu verwenden. Die Größe des Ölvorrats richtet sich dabei
nach der Zahl der zu versorgenden Lagerstellen der Brennkraftmaschine bzw. der Zusatzgeräte.
Die Anordnung des Schmiermitteldruckbehälters 9 zur jeweiligen Verbrauchsstelle
ist in jedem Fall zweckmäßigerweise so zu wählen, daß dieLeitungswege zwischen dem
Behälter und den vorzuschmierehden Lagerstellen möglichst kurz sind und der Behälter
selbst als eine nach unten hängende, sackartige Abzweigung der Schmiermitteldruckleitung
ausgebildet ist.