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WO2009046558A1 - Device for lubricating the bearing points of a connecting rod, operating method therefor and plunger pump comprising a device of this type - Google Patents

Device for lubricating the bearing points of a connecting rod, operating method therefor and plunger pump comprising a device of this type Download PDF

Info

Publication number
WO2009046558A1
WO2009046558A1 PCT/CH2008/000420 CH2008000420W WO2009046558A1 WO 2009046558 A1 WO2009046558 A1 WO 2009046558A1 CH 2008000420 W CH2008000420 W CH 2008000420W WO 2009046558 A1 WO2009046558 A1 WO 2009046558A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
lubricant
connecting rod
lubricating
gap
Prior art date
Application number
PCT/CH2008/000420
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Anton Steiger
Original Assignee
Anton Steiger
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anton Steiger filed Critical Anton Steiger
Publication of WO2009046558A1 publication Critical patent/WO2009046558A1/en

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0082Details
    • F01B3/0085Pistons
    • F01B3/0088Piston shoe retaining means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/122Details or component parts, e.g. valves, sealings or lubrication means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/14Pistons, piston-rods or piston-rod connections
    • F04B53/144Adaptation of piston-rods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F16J1/10Connection to driving members
    • F16J1/14Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections
    • F16J1/22Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections with universal joint, e.g. ball-joint
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J7/00Piston-rods

Definitions

  • the invention relates to a device for lubricating the bearing points of a connecting rod with oscillating load and an operating method therefor according to claims 1 and 14.
  • the invention further relates to a connecting rod pump with such a lubricating device according to claim 11 and a bearing assembly according to claim 19.
  • Dynamic plain bearings with two bearing elements which move continuously relative to one another and a lubricant which flows through a lubricating gap between the bearing elements and which builds up a lubricant film, in particular oil, are generally known. They are used in particular for non-reciprocating movements of the bearing elements, e.g. For lubricating bearings with rotating, approximately constantly loaded axles. The lubricant is supplied continuously and taken from the relative to each other in always the same direction moving bearing elements and distributed over the lubrication gap, which thereby has an approximately constant thickness. Only by the uniform rotational movement of the bearing elements succeed in these cases, the structure of a lubricant film.
  • the above-mentioned problem means that the load on the bearings of those elements which transmit force to the plugs must be kept low.
  • This relates in particular to a power transmission with reciprocating moving, in particular pivoted about an axis connecting rods.
  • the pressures to be generated by such pumps for liquids are limited to a few hundred bars because of the load limits of the hitherto existing transmission elements between the drive and the plunger.
  • GB 694,521 discloses a floating bearing for a substantially constant loaded rotating shaft in which continuously introduced lubricant from a plurality of circumferentially equidistant feeds in a lubrication gap between the cylindrical shaft and the hollow cylindrical bearing bush and over compared to the circumference relatively wide axially extending grooves drains off in the axial direction.
  • check valves are arranged in each case, which serve to prevent short-term disturbances, such as a deflection of the shaft in the radial direction, the lubricant drain and to avoid contact of the shaft with the bearing bush.
  • This arrangement is not suitable for oscillating moving and loaded bearings, since here the lubricant film is built up in the circumferential direction only by the relative movement of shaft and bearing bush. At a standstill or with small reciprocating movements, therefore, the lubricant flows off in the axial direction, so that no coherent lubricant film is built up.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a device for lubricating the bearings of pendulum moving and oscillating stress exposed connecting rods, in which a secure lubrication is ensured even under high load.
  • the transverse forces arising as a result of the connecting-rod deflection and acting on the plungers, consisting, on the one hand, of frictional forces are largely eliminated due to a lack of lubricant film thickness and those due to the con-rod deflection should be kept as low as possible.
  • an operating method for such a device is to be specified.
  • Particularly advantageous is a plunger pump with a lubricating device according to the invention according to claim 11.
  • plunger is used synonymously with piston or plunger and plunger pump synonymous with axial piston pump.
  • the invention uses a different mechanism of action for the production of a lubricant film which does not tear off at the reversal points despite alternating load and regular stoppage of motion.
  • By appropriate geometric design ensures that the lubricant can flow only through the lubrication gap. It is therefore forced out of the lubricant supply into the lubrication gap and flows off at the periphery of the bearing surface or the lubrication gap.
  • the bearings and their abutment are therefore preferably designed so that the flow resistance for the lubricant from the mouth region of the lubricant supply from in all directions is substantially equal.
  • the mouth region is such that even under load a largely symmetrical force and thus gap thickness distribution is realized, ie on the axis of the connecting rod.
  • the preferred spring-loaded check valve prevents the backflow of lubricant from the lubricant pocket into the lubricant supply when the pressure of the lubricant in the lubricant pocket exceeds the supply pressure of the lubricant, ie in the phases of heavier loading of a cycle of movement. In this way it can be prevented that the thickness of the lubricating gap decreases to zero and it is ensured that the lubricant flows only through the lubricating gap, but not through the supply.
  • the lubricant pocket serves as a reservoir for the lubricant and facilitates the preferably very rapid refilling of the lubrication gap with decreasing load.
  • a lubricating film is thus present in the lubrication gap, lubrication is improved, thus increasing the service life of the bearing points and the load capacity.
  • Undesirable lateral forces cause mechanical shear friction, due to temporarily missing lubricating film, are completely avoided.
  • the inventive lubricating device is designed in particular for the bearing points of a connecting rod, which is exposed during a movement cycle alternately stronger and weaker load on pressure or train, in particular in the direction of the connecting rod. At the same time, the relative movements between the bearings on the connecting rod are limited to small angles.
  • the design of the bearings with a check valve in the lubricant supply and a lubricant bag with sharp-edged crossing to increase the Abströmwiderstands is basically suitable for all articulated arrangements of two with a limited angular range with one or two degrees of freedom against each other pivotable elements.
  • phase of heavier load is, for example, the phase in which the connecting rod pushes the plunger into its guide and thus the bearing is subjected to pressure.
  • phase of weaker loading is accordingly the phase in which the plunger is pulled out of the guide again.
  • the geometric characteristics of the lubricating gap or the lubricant pocket influencing the flow properties, the elastic properties of the lubricant, such as its viscosity and compressibility, and the actual load on the bearing arrangement and their temporal distribution within a movement cycle are matched to one another during the phase Load does not run through the narrowing lubrication gap all the lubricant present in the lubrication gap.
  • the thickness of the lubricating gap, despite the lubricant flowing through the lubricating gap is greater than a predetermined minimum thickness at any point in time of the movement cycle. This is for example between 0.001 and 0.01 mm and is preferably 0.005 mm.
  • the flow rate of the lubricant is determined, inter alia, by the shaping of the lubricating gap and the lubricant pocket influencing the flow characteristics.
  • the lubricant pocket in the border region to the lubrication gap preferably has a clearly trained transition edge (in contrast to a smooth transition).
  • the surface of the lubricating gap adjoining the lubricant pocket and a side wall of the lubricant pocket strike one another at a non-zero angle ⁇ , which is preferably approximately 80 to 90 °.
  • the lubricant flows along said surface of the lubricating gap, so that a pronounced contraction effect arises with respect to the lubricant flowing into the lubricating gap.
  • the bag or its side wall is located within the active bearing surface, ie that surface within the contact surface of the bearing and its counter bearing, which is exposed to the load.
  • one of the bearing elements has a drain groove which surrounds the lubricant pocket in its circumferential direction and is spaced therefrom.
  • the groove can be located in that bearing element in which the lubricant pocket is also formed, or in the other bearing element.
  • the groove is located in particular transversely to the outflow direction of the lubricant.
  • the depth of the lubricant bag is preferably such that a clear transition edge can be formed.
  • the lubricant pocket is not so deep that its volume completely absorbs the pressurized lubricant during the period of heavier loading so that drainage through the lubrication gap would be suppressed.
  • the pocket diameter largely determines the pressure prevailing in the pocket.
  • the ratio of plunger diameter to pocket diameter is one of the possible delivery pressure. size.
  • the optimum ratio between delivery pressure and pocket pressure depends on various considerations, for example, a smaller pocket diameter leads to a larger bag pressure, but also reduces the cross section when flowing into the lubrication gap and thus increases its flow resistance. Other parameters include the compressibility of the lubricant.
  • the supply pressure of the lubricant is preferably selected so that the lubricant during the phase weaker load within this Movement cycle acting on the bearing elements hydraulic force is greater than the sum of all other forces that press the bearings and counter-bearing during this phase against each other.
  • the feed amount of the lubricant is selected so that the thickness of the lubricating gap increases again during the phase of the weaker load up to a maximum thickness.
  • the bearings and abutments of the connecting rod lead relative to each other through a pendulum movement with a limited maximum deflection. This is many times smaller than the circumferential extent of the active bearing surface.
  • the invention a significant increase in the pressure on the plunger up to 1000 bar and more can be achieved in particular with plunger pumps with swash plate drive and a power transmission by means of connecting rods between swash plate and plungers.
  • the maximum deflection relative to the central axis of the connecting rod is preferably about +/- 2-5% of the stroke of the plunger.
  • the basic structure of such a compressor with a drive of the plunger on a swash plate and connecting rod is known for example from DE-A 44 20 680; The production of high pressures was with such a device, however, because of the previously unsolved problem of oscillating burden- th bearing problematic.
  • Another preferred application is an eccentric drive and power transmission by means of roller and lever assembly on the connecting rods. Both variants are described below with reference to the drawings.
  • the invention is characterized in that it ensures a lubricant layer with a certain minimum thickness analogous to the hydrostatic bearing concept. It can be worked with low lubricant pressure in the order of a few bar and can be dispensed with a high-pressure lubricant supply. Finally, no throttle modules are needed to stabilize the lubrication gap thickness.
  • a further advantage of connecting rod-driven plunger pumps with a lubricating device according to the invention is that the frictional forces transmitted by the connecting rod bearing to the plunger are negligibly small in contrast to conventional bearings, since these, as already described, are in each operating state ensure hydrodynamic lubrication and thus produce only a negligible friction torque due to the extremely low sliding speeds of the connecting rod bearings.
  • the completely different friction conditions prevent a purely axially symmetrical force distribution from being achieved on the plunger foot. If the hydraulic displacement forces between the plunger and its guide arising from the transverse pendulum movements are greater than the lateral forces acting on the plunger, contact between the plunger and the guide can be avoided.
  • the parameters influencing this effect are frequency, delivery pressure range and viscosity of the pumped medium as well as the gap thickness.
  • the swashplate type of drive known per se can also be used for high-pressure pumps.
  • a preferred field of application is fuel injection pumps.
  • a swash plate assembly eliminates the otherwise required drive systems with cranks and crossheads. Such an arrangement is space-saving and can be due to the cy- cylindrical shape are placed directly on the end flange of a stationary drive motor.
  • Warehousing is simplified, as per engine type a single pump unit is needed, which can be easily adjusted by changing the swash plate angle of attack to each cylinder number.
  • Fig. 2 shows an example of a plunger pump with a swash plate and a connecting rod for power transmission in section
  • Fig. 3 is a detail view of a connecting rod with an inventive
  • Lubricating device for use in a plunger pump according to FIG. 2,
  • FIG. 4 shows the dependence of the thickness of the lubricating gap on the angle of rotation of the swash plate in a device according to FIG. 2
  • FIG. 5 shows the dependence of the transverse stability of the plunger on the angle of rotation of the swash plate in a device according to FIG. 2 compared to conventional bearing arrangements
  • FIGS. 7 and 8 show detailed views of a connecting rod with a plunger according to the invention
  • Fig. 1 shows an example of an inventive bearing assembly with a bearing 10 in the form of a ball with center M or spherical cap and an anvil 20 with complementary shape in section along a longitudinal axis A of the connecting rod.
  • the bearing assembly is substantially rotationally symmetrical to the axis A, so that a relative movement with two degrees of freedom is possible.
  • the bearing arrangement is designed around the point M in the manner of a ball joint with pivoting capability.
  • the representation can also be viewed as a section through cylindrical bearings or abutments, ie bearings and abutments can be arranged in the manner of a swivel joint with pivotability about an axis perpendicular to the plane through M (see Fig .. 7+ 8th).
  • both connecting rod heads and their abutments have the shape shown in FIG.
  • Bearings and thrust bearings 10, 20 can be inserted into each other substantially accurately, but with a certain play and can relative to each other perform a pendulum motion around the center M (one or two degrees of freedom).
  • the maximum deflection of the axis of symmetry A of the bearing 10 from its rest position by an angle ⁇ of about ⁇ 1 ° is shown in dashed lines and denoted by A '.
  • the direction of the action of force on the bearing for example given by the orientation of a plunger coupled to the connecting rod, is denoted by B and coincides in the rest position with the direction of the axis A.
  • a lubricant is introduced into the lubrication gap 30 formed between them due to the play via a lubricant supply 32.
  • the lubricant is pressed during operation of the discharge point 32 'of the lubricant supply 32 into the lubrication gap 30 and flows out of this peripherally in the flow direction S again.
  • the lubricating gap 30 has a variable thickness d due to the changing load.
  • the Münungsstelle 32 'in the lubricant pocket 34 is located in the region of the axis of symmetry A.
  • the area 32 ' is located in the area of the outlet Lubricant supply 32, a check valve 40.
  • the check valve 40 has a spherical valve body 42, which is biased by a second bearing element 20 anchored or supported spring 44 against a valve seat 46 acting as a conical region of the discharge point 32 '.
  • the valve seat 46 is shaped so that the above-mentioned oscillating movement of the bearing elements 10, 20 is possible. But it is also possible that the check valve 40 is anchored completely in the first bearing element 20 (see Fig. 3, lower bearing assembly).
  • the flow resistance of the lubricating gap 30 must not be too low, so that the thickness of the lubricant film is not too small.
  • a lubricant pocket 34 is formed in the bearing 10 by a recess in the region around the discharge point 32 ', which has a circumferential transition edge 36 at the transition to the actual lubrication gap 30.
  • the angle ⁇ has a value of 80-90 °.
  • a circumferential groove 38 This defines the outer edge of the lubricating gap 30 and the active, i. the exposed bearing surface.
  • the surfaces 12, 22 are not loaded beyond the groove or to a lesser extent.
  • the lubricant can i.a. drain through the groove 38.
  • FIG. 2 shows a swash plate drive plunger pump 100, in particular for a fuel pump.
  • the rotational movement of a shaft 114 is transmitted to the inclined disc 108 and thus sets the swash plate 109 in a corresponding up-and-down movement.
  • the swash plate 109 in turn imparted via the connecting rod 106 to the plunger 102, in the cylindrical Guide sleeve 104 is stored, the lifting movements.
  • the axis A of the connecting rod 106 is substantially coincident with the axis of the plunger 102 and thus the axis B of the force with the exception of small oscillating transverse movements of the connecting rod 106 to compensate for the different radial position in the upper and lower positions of the swash plate 109.
  • Fig. 3 shows a connecting rod 106 with two Pleuelköpfen 110, 121 and associated plunger and drive side thrust bearings 120, 111, which are constructed to smaller details as shown in Fig. 2. Differences are that the lubricant pockets 134, 135 and the circumferential grooves 138, 139 are arranged in one case on the Pleuelköpfen 110, 121 and in the other case in the abutments 120, 111, since both variants represent equivalent solutions.
  • the plunger-side connecting rod 110 is mounted to form a spherical surface lubricating gap 130 in a connected to the plunger 102 thrust bearing 120 with an inverse spherical surface (center M).
  • the basic structure corresponds to Fig. 1 with the difference that the lubricant bag 134 is not formed in the connecting rod 110, but in the counter-bearing 120 here. Their shape and function, however, is as described above with reference to FIG.
  • the lubricant supply 133 extends inside the connecting rod 106 along its axis A. In the mouth region, a check valve 140 is arranged.
  • the drive-side lower connecting rod 121 is also mounted in an adapted to its shape abutment 111, wherein also a spherical surface-shaped lubricating gap 131 (center M ') is formed.
  • a spherical surface-shaped lubricating gap 131 center M '
  • the main lubricant supply 132 which feeds through the lubricating gap 131 and extending through the connecting rod 106 lubricant supply 133. Return into the feed 132 is prevented by means of a further check valve 141.
  • FIG. 4 shows, by way of example, the gap thickness d as a function of the angle of rotation of the swashplate or of the shaft driving it in a connecting-rod bearing arrangement according to FIG. 2 or 3, ie as a function of the load of these bearings for an oil viscosity of SEA20.
  • the gap thickness d decreases from initially approximately 0.06 mm first very strongly, then more slowly sloping down to approximately 0.005 mm.
  • the lubricating gap thickness changes only imperceptibly, since the decompression of the lubricant continues up to 225 °. Thereafter, the gap thickness d abruptly increases again to about 0.06 mm and remains at this level during the rest of the weaker loaded movement phase (225-360 °).
  • the feed amount of the lubricant is preferably selected so that the distance between the surfaces
  • the bearing elements also corresponds to the actual thickness of the lubricant film, ie that no foreign substances such as air are trapped.
  • FIG. 5 shows the transverse stability of the plunger with a lubricating device according to the invention in comparison to a conventional bearing.
  • the torque relative to the center of the plunger (bold curve), which is due to the practically missing frictional forces caused exclusively by the Pleuelauslenkung changes sinusoidally and completely symmetrically with respect to the central axis of the plunger over the entire stroke range with the rotation angle of the drive shaft.
  • the plunger thus executes a gentle pendulum motion about its axis. This can therefore be stabilized by the pumping medium, which is present between the plunger and its guide, so that a metallic contact between the piston and guide surface is excluded.
  • a pressure of about 1000 bar are constructed.
  • a supply pressure of the lubricant in particular oil, is sufficient for example 10 bar.
  • a pump speed of 1500 rpm can be achieved, which should not be undercut, since otherwise the minimum required lubrication gap thickness would no longer be ensured.
  • the lateral relative movements of the centers of bearing and thrust bearing must be small; Preferably, the maximum displacement between the centers M, M 'of the Pleuelköpfe 110, 121 in the transverse direction only +/- 1, 5% to 2% of the stroke of the plunger.
  • the lubricating gap 130, 131 has a function of the viscous It has a minimum thickness of eg 0.01 mm (for oil according to SAE50) or 0.005 mm (for oil according to SAE20).
  • FIG. 6 shows a further plunger pump 200 in section, in which the lubricating device according to the invention leads to a significant improvement in operating safety.
  • It is an eccentric-type plunger pump in which the axes A, B and C are chosen with respect to their relevant distances so as to increase the stroke of the connecting rods 206 to the desired value.
  • the present concept is particularly suitable as a water pump.
  • the rotation of a drive shaft 214 is converted by means of an eccentric 208 in a synchronous pivotal movement of two levers 216. These are arranged on different sides of the eccentric 208 and braced against each other with a spring 218.
  • the levers 216 are respectively connected to the plungers 202, so that the pivoting movement of the levers 216 is converted into an axial movement of the plungers 202 in their cylindrical guides 204.
  • the pivot point D of the lever 216 must be positioned so that it has reached half the arc height of its pivoting profile when reaching half the target value of the Plungerhubs. Because of the reciprocal movement, there are also special requirements for the conrod bearings, which have led to the fact that eccentric drives with reciprocating connecting rods have not yet been used with plunger pumps. By using the lubricating device according to the invention, however, it is possible to improve the lubrication to such an extent that this technique can also be used for high-performance pumps.
  • the connecting rod 206 has two cylindrical connecting rod ends 210, 221 with an annular base. These act as a respective bearing and are mounted on a pin-like cylindrical counter bearing 220, 211 with a circular base. These are firmly connected to the lever 216 and the plunger 202. It will therefore be one cylinder jacket-shaped lubricating gap 230, 231 formed.
  • the Pleuelköpfe 210, 221 and their abutment 220, 211 are coupled in the manner of swivel joints.
  • lubricant is supplied to the lubricating gap 230 via a lubricant supply 232.
  • a check valve 240 is again arranged in the lubricant supply 232;
  • a lubricant bag 234 is present - here in the counter bearing 211, alternatively in the connecting rod 221. Construction and function correspond in principle Fig. 1.
  • the lubricant is passed through a further supply 233 to the plunger-side lubrication gap 231.
  • a check valve 241 is disposed in front of the junction and a lubricant pocket 235 available.
  • the entire suction stroke i. the schisse- rather loaded movement phase
  • the lubricant pressure required for this purpose is at the relevant time, i. the end of the suction stroke, determined because then the sum of all the bearing elements loading forces assumes the highest value.
  • the feed quantity of the lubricant is given by the gap losses occurring during this time as well as the gap filling volume.

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Abstract

The invention relates to a device for lubricating the bearing points of a connecting rod (106, 206) comprising a bearing (10, 110, 210, 121, 221) on each of the small ends of the connecting rod (106, 206) and a counter-bearing that co-operates with said bearing (20, 120, 220, 111, 211). The bearing (10, 110, 210, 121, 221) and the corresponding counter-bearing (20, 120, 220, 111, 211) can oscillate in relation to one another and are subjected to more intense and weaker stress during a motion cycle. A lubricating gap (30, 130, 131, 230, 231) of variable thickness (d), into which a lubricant supply line (32, 132, 133, 232, 233) opens, is formed between the bearing (10, 110, 210, 121, 221) and the corresponding counter-bearing (20, 120, 220, 111, 211). A non-return valve (40, 140, 141, 240, 241) is situated in the lubricant supply line (32, 132, 133, 232, 233). In addition, the lubricating gap (30, 130, 131, 230, 231) is provided with a lubricant trap (34, 134, 135, 234, 235). The invention permits the production of a predominantly motion-independent lubricant film in the lubricating gap and thus the reduction of the friction in oscillating moving bearing assemblies to a negligible value. One particularly advantageous application is for the bearing points of connecting rod-driven plunger pumps.

Description

Vorrichtung zum Schmieren der Lagerstellen eines Pleuels, Betriebsverfahren dafür und Plungerpumpe mit einer solchen Vorrichtung Apparatus for lubricating the bearing points of a connecting rod, method of operation therefor and plunger pump with such a device
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmieren der Lagerstellen eines Pleuels mit oszillierender Belastung und ein Betriebsverfahren dafür gemäss den Ansprüchen 1 bzw. 14. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Pleuelpumpe mit einer solchen Schmiervorrichtung nach Anspruch 11 und eine Lageranordnung nach Anspruch 19.The invention relates to a device for lubricating the bearing points of a connecting rod with oscillating load and an operating method therefor according to claims 1 and 14. The invention further relates to a connecting rod pump with such a lubricating device according to claim 11 and a bearing assembly according to claim 19.
Dynamische Gleitlager mit zwei kontinuierlich gegeneinander bewegten Lagerelementen und einem durch einen Schmierspalt zwischen den Lagerelementen fliessenden, einen Schmiermittelfilm aufbauenden Schmiermittel, insbesondere Öl, sind allgemein bekannt. Sie werden insbesondere bei nicht-reziprozierenden Bewegungen der Lagerelemente eingesetzt, z.B. zum Schmieren von Lagern bei sich drehenden, in etwa gleichbleibend belasteten Achsen. Das Schmiermittel wird kontinuierlich zugeführt und von den sich relativ zueinander in stets die gleiche Richtung bewegenden Lagerelementen mitgenommen und über den Schmierspalt verteilt, der dadurch eine etwa konstante Dicke hat. Nur durch die gleichförmige rotierende Bewegung der Lagerelemente gelingt in diesen Fällen der Aufbau eines Schmiermittelfilms.Dynamic plain bearings with two bearing elements which move continuously relative to one another and a lubricant which flows through a lubricating gap between the bearing elements and which builds up a lubricant film, in particular oil, are generally known. They are used in particular for non-reciprocating movements of the bearing elements, e.g. For lubricating bearings with rotating, approximately constantly loaded axles. The lubricant is supplied continuously and taken from the relative to each other in always the same direction moving bearing elements and distributed over the lubrication gap, which thereby has an approximately constant thickness. Only by the uniform rotational movement of the bearing elements succeed in these cases, the structure of a lubricant film.
Bei Lagern mit oszillierenden bzw. reziprozierenden Bewegungen, wie sie vor al- lern bei den Lagerstellen von Pleueln auftreten, besteht jedoch das Problem, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Lagerelementen zwischen Null und einer Maximalgeschwindigkeit schwankt und die Richtung der Relativbewegung wechselt. Am Umkehrpunkt der Bewegung besteht daher die Gefahr, dass der Schmiermittelfilm abreisst. Dieses Problem wird verstärkt, wenn die Lageranordnung innerhalb eines Bewegungszyklus stark wechselnden Kräften ausgesetzt ist, z.B. bei der Umsetzung einer Rotationsbewegung in eine Hubbewegung mittels einer Taumelscheiben- oder Exzenterrollenanordnung. Dies führt zu starkem Verschleiss der Lager und zu unerwünschten Belastungen von Plungern, welche von den Pleueln angetrieben werden, und sollte daher vermieden werden.In the case of bearings with oscillating or reciprocating movements, as occur, for example, at the bearing points of connecting rods, however, there is the problem that the relative speed between the two bearing elements fluctuates between zero and a maximum speed and the direction of the relative movement changes. At the reversal point of the movement there is a risk that the lubricant film breaks off. This problem is exacerbated when the bearing assembly is subjected to strongly varying forces within a cycle of motion, eg when translating a rotary motion into a reciprocating motion by means of a swash plate or eccentric roller assembly. This leads to heavy wear of the bearings and to undesirable stresses on plungers driven by the connecting rods, and should therefore be avoided.
Eine solche Anwendung ist aus DE-A 37 10 071 bekannt und befasst sich mit dem Problem der Schmierung für die Lagerstellen der kugelförmigen Pleuelköpfe in den Plungern und an der Taumelscheibe eines Taumelscheibenkompressors. Sie offenbart eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 , bei der zur Verbesserung der Schmierung eine durch die Taumelscheibe und durch die Pleuel durchlaufende Bohrung vorgesehen ist, durch die kontinuierlich Öl an beide Lagerstellen geleitet wird. Es besteht hierbei jedoch das Problem, dass das Öl aus dem Schmierspalt, der über die aktive, d.h. belastete, Lagerfläche etwa die gleiche Dicke hat, zurück in die Zuführung gedrückt wird und nicht durch den Schmierspalt fliesst, wenn die Belastung des Lagers grösser als die durch den Zuführungsdruck des Schmiermittels ausgeübte hydraulische Kraft ist, und der Ölfilm somit abreissen kann. Dies führt zu erhöhtem Verschleiss des Lagers und kann zu kurzzeitigem Festsitzen des Pleuelkopfes in der Lagerschale und daraus resultierenden Querkräften auf den Pleuellagern und den angekoppelten Plungern führen.Such an application is known from DE-A 37 10 071 and deals with the problem of lubrication for the bearings of the spherical conrod heads in the plungers and on the swash plate of a swash plate type compressor. It discloses a device according to the preamble of claim 1, in which a through the swash plate and through the connecting rod through hole is provided to improve the lubrication, is continuously passed through the oil to both bearings. However, there is the problem here that the oil from the lubrication gap, which is above the active, i. loaded, bearing surface has approximately the same thickness, is pressed back into the feed and does not flow through the lubricating gap, when the load of the bearing is greater than the force exerted by the supply pressure of the lubricant hydraulic force, and the oil film can thus break off. This leads to increased wear of the bearing and can lead to short-term seizing of the connecting rod in the bearing shell and resulting lateral forces on the connecting rod bearings and the coupled plungers.
Insbesondere bei solchen Taumelscheibenkompressoren bzw. -pumpen und auch anderen Bauarten von Plungerpumpen führt das oben genannte Problem dazu, dass die Belastung der Lager derjenigen Elemente, die Kraft auf die Plun- ger übertragen, gering gehalten werden muss. Dies betrifft insbesondere eine Kraftübertragung mit reziprozierend bewegten, insbesondere um eine Achse verschwenkten Pleueln. Gegenwärtig sind die mit solchen Pumpen für Flüssigkeiten zu erzeugenden Drücke wegen der Belastungsgrenzen der bisher existierenden Übertragungselemente zwischen Antrieb und Plunger auf einige 100 bar begrenzt. GB 694,521 offenbart ein Schwimmlager für eine im wesentlichen konstant belastete rotierende Welle, bei dem kontinuierlich Schmiermittel aus mehreren in Umfangsrichtung äquidistant angeordneten Zuführungen in einen Schmierspalt zwischen der zylindrischen Welle und der hohlzylindrischen Lagerbuchse einge- führt und über im Vergleich zum Umfang verhältnismässig breite axial verlaufende Nuten in axialer Richtung abfliesst. In den Zuführungen sind jeweils Rückschlagventile angeordnet, die dazu dienen, bei kurzzeitigen Störungen, z.B. einer Auslenkung der Welle in radialer Richtung, den Schmiermittelabfluss zu verhindern und eine Berührung der Welle mit der Lagerbuchse zu vermeiden. Diese Anord- nung ist für oszillierend bewegte und belastete Lager nicht geeignet, da hier der Schmiermittelfilm in Umfangsrichtung nur durch die Relativbewegung von Welle und Lagerbuchse aufgebaut wird. Bei einem Stillstand oder bei kleinen reziprozie- renden Bewegungen fliesst daher das Schmiermittel in axialer Richtung ab, so dass kein zusammenhängender Schmiermittelfilm aufgebaut wird.Especially with such swash plate compressors or pumps and also other types of plunger pumps, the above-mentioned problem means that the load on the bearings of those elements which transmit force to the plugs must be kept low. This relates in particular to a power transmission with reciprocating moving, in particular pivoted about an axis connecting rods. At present, the pressures to be generated by such pumps for liquids are limited to a few hundred bars because of the load limits of the hitherto existing transmission elements between the drive and the plunger. GB 694,521 discloses a floating bearing for a substantially constant loaded rotating shaft in which continuously introduced lubricant from a plurality of circumferentially equidistant feeds in a lubrication gap between the cylindrical shaft and the hollow cylindrical bearing bush and over compared to the circumference relatively wide axially extending grooves drains off in the axial direction. In the feeders check valves are arranged in each case, which serve to prevent short-term disturbances, such as a deflection of the shaft in the radial direction, the lubricant drain and to avoid contact of the shaft with the bearing bush. This arrangement is not suitable for oscillating moving and loaded bearings, since here the lubricant film is built up in the circumferential direction only by the relative movement of shaft and bearing bush. At a standstill or with small reciprocating movements, therefore, the lubricant flows off in the axial direction, so that no coherent lubricant film is built up.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schmieren der Lagerstellen von pendelnd bewegten und oszillierender Belastung ausgesetzten Pleueln anzugeben, bei der auch unter hoher Belastung eine sichere Schmierung gewährleistet ist. Ausserdem sollen die zufolge der Pleuelauslenkung ent- standenen und auf die Plunger wirkenden Querkräfte, bestehend einerseits aus Reibungskräften zufolge mangelnder Schmierfilmdicke weitgehend eliminert und diejenigen zufolge der Pleuelauslenkung sollen möglichst gering gehalten werden. Des Weiteren soll ein Betriebsverfahren für eine solche Vorrichtung angegeben werden.The invention is therefore an object of the invention to provide a device for lubricating the bearings of pendulum moving and oscillating stress exposed connecting rods, in which a secure lubrication is ensured even under high load. In addition, the transverse forces arising as a result of the connecting-rod deflection and acting on the plungers, consisting, on the one hand, of frictional forces, are largely eliminated due to a lack of lubricant film thickness and those due to the con-rod deflection should be kept as low as possible. Furthermore, an operating method for such a device is to be specified.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 14. Besonders vorteilhaft ist eine Plungerpumpe mit einer erfindungsgemässen Schmiervorrichtung nach Anspruch 11. Die Vorteile der Erfindung sind allgemein bei einer dreh- oder ku- gelgelenkartigen Lageranordnung mit den Merkmalen von Anspruch 19 verwirklicht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und in der Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt.The object is achieved by a device having the features of claim 1 and a method having the features of claim 14. Particularly advantageous is a plunger pump with a lubricating device according to the invention according to claim 11. The advantages of the invention are generally in a rotary or ball joint-like Bearing arrangement realized with the features of claim 19. Further advantageous embodiments of the invention are in the dependent Claims and indicated in the description and the drawings.
Im Zusammenhang mit der Erfindung wird Plunger synonym mit Kolben bzw. Druckkolben sowie Plungerpumpe synonym mit Axialkolbenpumpe gebraucht.In connection with the invention, plunger is used synonymously with piston or plunger and plunger pump synonymous with axial piston pump.
Im Gegensatz zu rein hydrodynamischen Lagern, bei dem Schmiermittel nur durch die Relativbewegung zweier Lagerelemente in den Schmierspalt hineingerissen wird, nutzt die Erfindung einen anderen Wirkungsmechanismus zur Her- Stellung eines Schmiermittelfilms, der trotz wechselnder Belastung und regelmäs- sigem Bewegungsstillstand an den Umkehrpunkten nicht abreisst. Durch entsprechende geometrische Gestaltung wird sichergestellt, dass das Schmiermittel nur über den Schmierspalt abfliessen kann. Es wird daher aus der Schmiermittelzuführung in den Schmierspalt eingezwängt und fliesst an der Peripherie der Lager- fläche bzw. des Schmierspalts ab. Die Lager und ihre Gegenlager sind daher bevorzugt so gestaltet, dass der Abströmwiderstand für das Schmiermittel vom Mündungsbereich der Schmiermittelzuführung aus gesehen in alle Richtungen im Wesentlichen gleich ist. Bevorzugt liegt der Mündungsbereich so, dass auch unter Belastung eine weitgehend symmetrische Krafteinwirkung und damit Spaltdicken- Verteilung realisiert ist, d.h. auf der Achse des Pleuels. Das bevorzugt federbelastete Rückschlagventil verhindert den Rückfluss von Schmiermittel aus der Schmiermitteltasche in die Schmiermittelzuführung, wenn der Druck des Schmiermittels in der Schmiermitteltasche den Zuführungsdruck des Schmiermittels übersteigt, d.h. in den Phasen stärkerer Belastung eines Bewegungszyklus. Hierdurch kann verhindert werden, dass die Dicke des Schmierspalts bis auf Null abnimmt und es wird sichergestellt, dass das Schmiermittel nur noch durch den Schmierspalt, nicht aber durch die Zuführung abfliesst. Die Schmiermitteltasche dient als Reservoir für das Schmiermittel und erleichtert das bevorzugt sehr schnelle Wiederauffüllen des Schmierspalts bei nachlassender Belastung. Zu je- dem Zeitpunkt des Bewegungszyklus besteht damit ein Schmierfilm im Schmierspalt, die Schmierung wird verbessert und damit die Lebensdauer der Lagerstellen sowie die Belastbarkeit erhöht. Unerwünschte Querkräfte zufolge mechani- scher Reibung, auf Grund temporär fehlenden Schmierfilms, werden völlig vermieden.In contrast to purely hydrodynamic bearings, in which lubricant is entrained into the lubrication gap only by the relative movement of two bearing elements, the invention uses a different mechanism of action for the production of a lubricant film which does not tear off at the reversal points despite alternating load and regular stoppage of motion. By appropriate geometric design ensures that the lubricant can flow only through the lubrication gap. It is therefore forced out of the lubricant supply into the lubrication gap and flows off at the periphery of the bearing surface or the lubrication gap. The bearings and their abutment are therefore preferably designed so that the flow resistance for the lubricant from the mouth region of the lubricant supply from in all directions is substantially equal. Preferably, the mouth region is such that even under load a largely symmetrical force and thus gap thickness distribution is realized, ie on the axis of the connecting rod. The preferred spring-loaded check valve prevents the backflow of lubricant from the lubricant pocket into the lubricant supply when the pressure of the lubricant in the lubricant pocket exceeds the supply pressure of the lubricant, ie in the phases of heavier loading of a cycle of movement. In this way it can be prevented that the thickness of the lubricating gap decreases to zero and it is ensured that the lubricant flows only through the lubricating gap, but not through the supply. The lubricant pocket serves as a reservoir for the lubricant and facilitates the preferably very rapid refilling of the lubrication gap with decreasing load. At every point in the movement cycle, a lubricating film is thus present in the lubrication gap, lubrication is improved, thus increasing the service life of the bearing points and the load capacity. Undesirable lateral forces cause mechanical shear friction, due to temporarily missing lubricating film, are completely avoided.
Die erfindungsgemässe Schmiervorrichtung ist insbesondere für die Lagerstellen eines Pleuels ausgelegt, der während eines Bewegungszyklus abwechselnd stärkerer und schwächerer Belastung auf Druck bzw. Zug, insbesondere in Richtung der Pleuelachse ausgesetzt ist. Gleichzeitig sind die Relativbewegungen zwischen den Lagerstellen am Pleuelkopf auf kleine Winkel beschränkt. Die Gestaltung der Lagerstellen mit einem Rückschlagventil in der Schmiermittelzuführung sowie einer Schmiermitteltasche mit scharfkantigem Übertritt zur Vergrösserung des Abströmwiderstands ist jedoch grundsätzlich für alle gelenkartigen Anordnungen von zwei mit einem beschränkten Winkelbereich mit einem oder zwei Freiheitsgraden gegeneinander verschwenkbaren Elementen geeignet.The inventive lubricating device is designed in particular for the bearing points of a connecting rod, which is exposed during a movement cycle alternately stronger and weaker load on pressure or train, in particular in the direction of the connecting rod. At the same time, the relative movements between the bearings on the connecting rod are limited to small angles. However, the design of the bearings with a check valve in the lubricant supply and a lubricant bag with sharp-edged crossing to increase the Abströmwiderstands is basically suitable for all articulated arrangements of two with a limited angular range with one or two degrees of freedom against each other pivotable elements.
Besonders bevorzugt ist die Anwendung der Erfindung bei den Lagerstellen eines Pleuels und des dazugehörigen Lagers am antriebsseitigen Ende des Plungers. Die Phase stärkerer Belastung ist dabei beispielsweise die Phase, in der der Pleuel den Plunger in seine Führung hineindrückt und das Lager damit auf Druck belastet ist. Die Phase schwächerer Belastung ist entsprechend die Phase, in der der Plunger wieder aus der Führung hinausgezogen wird.Particularly preferred is the application of the invention at the bearing points of a connecting rod and the associated bearing at the drive end of the plunger. The phase of heavier load is, for example, the phase in which the connecting rod pushes the plunger into its guide and thus the bearing is subjected to pressure. The phase of weaker loading is accordingly the phase in which the plunger is pulled out of the guide again.
Bevorzugt sind die die Strömungseigenschaften beeinflussenden geometrischen Merkmale des Schmierspalts bzw. der Schmiermitteltasche, die elastischen Eigenschaften des Schmiermittels, wie z.B. seine Viskosität und Kompressibilität, und die tatsächliche Belastung der Lageranordnung und ihre zeitliche Verteilung innerhalb eines Bewegungszyklus so aufeinander abgestimmt, dass während der Phase stärkerer Belastung nicht das gesamte im Schmierspalt vorhandene Schmiermittel durch den sich verengenden Schmierspalt abläuft. Vorzugsweise ist somit die Dicke des Schmierspalts trotz durch den Schmierspalt abfliessenden Schmiermittels zu jedem Zeitpunkt des Bewegungszyklus grösser als eine vorbestimmte minimale Dicke. Diese liegt beispielsweise zwischen 0,001 und 0,01 mm und beträgt vorzugsweise 0,005 mm. Die Abflussgeschwindigkeit des Schmiermittels wird unter anderem durch die, die Strömungseigenschaften beeinflussende Formgebung des Schmierspalts und der Schmiermitteltasche bestimmt. Um den Abströmwiderstand zu vergrössern, weist die Schmiermitteltasche im Grenzbereich zum Schmierspalt bevorzugt eine deut- lieh ausgebildete Übertrittskante (im Gegensatz zu einem glatten Übergang) auf. Mit anderen Worten treffen die an die Schmiermitteltasche angrenzende Fläche des Schmierspalts und eine Seitenwandung der Schmiermitteltasche unter einem von Null verschiedenen Winkel ß aufeinander, der bevorzugt etwa 80 bis 90° beträgt. Im Anwendungsfall strömt das Schmiermittel entlang der genannten Fläche des Schmierspalts, so dass ein ausgesprochener Kontraktionseffekt bezüglich des in den Schmierspalt einströmenden Schmiermittels entsteht. Die Tasche bzw. ihre Seitenwandung befindet sich innerhalb der aktiven Lagerfläche, d.h. derjenigen Fläche innerhalb der Berührungsfläche des Lagers und seines Gegenlagers, die der Belastung ausgesetzt ist.Preferably, the geometric characteristics of the lubricating gap or the lubricant pocket influencing the flow properties, the elastic properties of the lubricant, such as its viscosity and compressibility, and the actual load on the bearing arrangement and their temporal distribution within a movement cycle, are matched to one another during the phase Load does not run through the narrowing lubrication gap all the lubricant present in the lubrication gap. Preferably, therefore, the thickness of the lubricating gap, despite the lubricant flowing through the lubricating gap, is greater than a predetermined minimum thickness at any point in time of the movement cycle. This is for example between 0.001 and 0.01 mm and is preferably 0.005 mm. The flow rate of the lubricant is determined, inter alia, by the shaping of the lubricating gap and the lubricant pocket influencing the flow characteristics. In order to increase the flow resistance, the lubricant pocket in the border region to the lubrication gap preferably has a clearly trained transition edge (in contrast to a smooth transition). In other words, the surface of the lubricating gap adjoining the lubricant pocket and a side wall of the lubricant pocket strike one another at a non-zero angle β, which is preferably approximately 80 to 90 °. In the application, the lubricant flows along said surface of the lubricating gap, so that a pronounced contraction effect arises with respect to the lubricant flowing into the lubricating gap. The bag or its side wall is located within the active bearing surface, ie that surface within the contact surface of the bearing and its counter bearing, which is exposed to the load.
Zwecks Definition einer exakten Länge des Schmierspalts in Flussrichtung weist eines der Lagerelemente eine Abflussnute auf, die die Schmiermitteltasche in ihrer Umfangsrichtung umgibt und von dieser beabstandet ist. Die Nut kann sich in demjenigen Lagerelement befinden, in dem auch die Schmiermitteltasche ausge- bildet ist, oder im anderen Lagerelement. Die Nut befindet sich insbesondere quer zur Abströmrichtung des Schmiermittels.In order to define an exact length of the lubrication gap in the flow direction, one of the bearing elements has a drain groove which surrounds the lubricant pocket in its circumferential direction and is spaced therefrom. The groove can be located in that bearing element in which the lubricant pocket is also formed, or in the other bearing element. The groove is located in particular transversely to the outflow direction of the lubricant.
Die Tiefe der Schmiermitteltasche ist bevorzugt so, dass eine klare Übertrittskante ausgebildet werden kann. Bevorzugt ist die Schmiermitteltasche jedoch nicht so tief, dass ihr Volumen während der Phase der stärkeren Belastung das unter Druck komprimierte Schmiermittel komplett aufnimmt, so dass ein Abfluss durch den Schmierspalt unterdrückt würde.The depth of the lubricant bag is preferably such that a clear transition edge can be formed. Preferably, however, the lubricant pocket is not so deep that its volume completely absorbs the pressurized lubricant during the period of heavier loading so that drainage through the lubrication gap would be suppressed.
In Abhängigkeit von der auf die Lagerelemente ausgeübten Kraft bestimmt der Taschendurchmesser weitgehend den in der Tasche herrschenden Druck. Insbesondere bei der Anwendung bei Plungerpumpen ist das Verhältnis von Plunger- durchmesser zu Taschendurchmesser eine den möglichen Förderdruck bestim- mende Grösse. Das optimale Verhältnis zwischen Förderdruck und Taschendruck ist von verschiedenen Überlegungen abhängig, z.B. führt ein kleinerer Taschen- durchmesser zwar zu einem grosseren Taschendruck, vermindert jedoch auch den Querschnitt beim Einströmen in den Schmierspalt und erhöht damit dessen Strömungswiderstand. Weitere Parameter sind z.B. die Kompressibilität des Schmiermittels.Depending on the force exerted on the bearing elements, the pocket diameter largely determines the pressure prevailing in the pocket. In particular when used with plunger pumps, the ratio of plunger diameter to pocket diameter is one of the possible delivery pressure. size. The optimum ratio between delivery pressure and pocket pressure depends on various considerations, for example, a smaller pocket diameter leads to a larger bag pressure, but also reduces the cross section when flowing into the lubrication gap and thus increases its flow resistance. Other parameters include the compressibility of the lubricant.
Um die Lager und Gegenlager während der Phase schwächerer Belastung wieder in ihre ursprüngliche, insbesondere maximal beabstandete Lage, zu bringen und den Schmierspalt wieder zu vergrössern, ist der Zuführungsdruck des Schmiermittels bevorzugt so gewählt, dass die durch das Schmiermittel während der Phase schwächerer Belastung innerhalb dieses Bewegungszyklus auf die Lagerelemente wirkende hydraulische Kraft grösser ist als die Summe aller sonstigen Kräfte, die die Lager und Gegenlager während diese Phase gegeneinander drücken. Bevorzugt ist auch die Zulaufmenge des Schmiermittels so gewählt, dass die Dicke des Schmierspalts während der Phase der schwächeren Belastung wieder bis zu einer maximalen Dicke zunimmt.In order to bring the bearings and counter bearing during the phase of weaker load back to their original, in particular maximally spaced position, and to increase the lubricating gap again, the supply pressure of the lubricant is preferably selected so that the lubricant during the phase weaker load within this Movement cycle acting on the bearing elements hydraulic force is greater than the sum of all other forces that press the bearings and counter-bearing during this phase against each other. Preferably, the feed amount of the lubricant is selected so that the thickness of the lubricating gap increases again during the phase of the weaker load up to a maximum thickness.
Erfindungsgemäss führen die Lager und Gegenlager des Pleuels relativ zueinan- der eine pendelnde Bewegung mit einer beschränkten maximalen Auslenkung durch. Diese ist um ein Vielfaches kleiner als die umfangsmässige Ausdehnung der aktiven Lagerfläche.According to the invention, the bearings and abutments of the connecting rod lead relative to each other through a pendulum movement with a limited maximum deflection. This is many times smaller than the circumferential extent of the active bearing surface.
Insbesondere bei Plungerpumpen mit Taumelscheibenantrieb und einer Kraft- Übertragung mittels Pleueln zwischen Taumelscheibe und Plungern gelingt dank der Erfindung eine deutliche Erhöhung des Drucks auf die Plunger bis auf 1000 bar und mehr. Bei solchen Vorrichtungen beträgt die maximale Auslenkung gegenüber der Mittelachse des Pleuels bevorzugt etwa +/- 2-5% des Hubs des Plungers. Der grundsätzliche Aufbau eines solchen Kompressors mit einem An- trieb der Plunger über eine Taumelscheibe und Pleuel ist beispielsweise aus der DE-A 44 20 680 bekannt; die Erzeugung hoher Drucke war mit einer solchen Vorrichtung jedoch wegen des bisher ungelösten Problems der oszillierend belaste- ten Lager problematisch. Eine weitere bevorzugte Anwendung ist ein Exzenterantrieb und Kraftübertragung mittels Rolle und Hebelanordnung auf die Pleuel. Beide Varianten werden unten mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben.Thanks to the invention, a significant increase in the pressure on the plunger up to 1000 bar and more can be achieved in particular with plunger pumps with swash plate drive and a power transmission by means of connecting rods between swash plate and plungers. In such devices, the maximum deflection relative to the central axis of the connecting rod is preferably about +/- 2-5% of the stroke of the plunger. The basic structure of such a compressor with a drive of the plunger on a swash plate and connecting rod is known for example from DE-A 44 20 680; The production of high pressures was with such a device, however, because of the previously unsolved problem of oscillating burden- th bearing problematic. Another preferred application is an eccentric drive and power transmission by means of roller and lever assembly on the connecting rods. Both variants are described below with reference to the drawings.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sie analog zum hydrostatischen Lagerkonzept eine Schmiermittelschicht mit einer gewissen Mindestdicke sichert. Es kann mit geringem Schmiermitteldruck in der Grössenordnung von einigen bar gearbeitet und auf eine Hochdruckschmiermittelversorgung verzichtet werden. Schliesslich werden keine Drosselmodule zur Stabilisierung der Schmierspaltdi- cke benötigt.The invention is characterized in that it ensures a lubricant layer with a certain minimum thickness analogous to the hydrostatic bearing concept. It can be worked with low lubricant pressure in the order of a few bar and can be dispensed with a high-pressure lubricant supply. Finally, no throttle modules are needed to stabilize the lubrication gap thickness.
Ein weiterer Vorteil von pleuelgetriebenen Plungerpumpen mit einer erfindungs- gemässen Schmiervorrichtung liegt darin, dass die, durch die vom Pleuellager auf den Plunger übertragenen Reibungskräfte im Gegensatz zu konventionellen La- gern vernachlässigbar gering sind, da diese, wie bereits beschrieben, in jedem Betriebszustand eine rein hydrodynamische Schmierung sicherstellen und somit zufolge der extrem geringen Gleitgeschwindigkeiten der Pleuellager lediglich ein vernachlässigbar kleines Reibungsmoment erzeugen. Bei klassischen Pleuellagern verhindern demgegenüber die völlig anderen Reibungsverhältnisse, dass eine rein axialsymmetrische Kraftverteilung auf den Plungerfuss zustande kommen kann. Sind die aus der Querpendelbewegungen entstehenden hydraulischen Verdrängungskräfte zwischen dem Plunger und seiner Führung grösser als die auf den Plunger wirkenden Seitenkräfte, kann eine Berührung von Plunger und Führung vermieden werden. Die diesen Effekt beeinflussenden Parameter sind Frequenz, Lieferdruckbereich und Viskosität des Fördermediums sowie die Spaltdicke.A further advantage of connecting rod-driven plunger pumps with a lubricating device according to the invention is that the frictional forces transmitted by the connecting rod bearing to the plunger are negligibly small in contrast to conventional bearings, since these, as already described, are in each operating state ensure hydrodynamic lubrication and thus produce only a negligible friction torque due to the extremely low sliding speeds of the connecting rod bearings. In contrast, in the case of conventional connecting rod bearings, the completely different friction conditions prevent a purely axially symmetrical force distribution from being achieved on the plunger foot. If the hydraulic displacement forces between the plunger and its guide arising from the transverse pendulum movements are greater than the lateral forces acting on the plunger, contact between the plunger and the guide can be avoided. The parameters influencing this effect are frequency, delivery pressure range and viscosity of the pumped medium as well as the gap thickness.
Durch die Erfindung kann vorteilhaft die an sich bekannte Antriebsart mit Taumelscheibe auch für Hochdruckpumpen genutzt werden. Ein bevorzugtes Anwen- dungsgebiet liegt bei Brennstoffeinspritzpumpen. Eine Taumelscheibenanordnung macht die ansonsten benötigten Antriebssysteme mit Kurbeln und Kreüzköpfen entbehrlich. Eine solche Anordnung ist platzsparend und kann aufgrund der zy- lindrischen Form direkt auf den Endflansch eines stehenden Antriebsmotors aufgesetzt werden.By virtue of the invention, the swashplate type of drive known per se can also be used for high-pressure pumps. A preferred field of application is fuel injection pumps. A swash plate assembly eliminates the otherwise required drive systems with cranks and crossheads. Such an arrangement is space-saving and can be due to the cy- cylindrical shape are placed directly on the end flange of a stationary drive motor.
Die Lagerhaltung ist vereinfacht, da pro Motorentyp eine einzige Pumpeneinheit benötigt wird, die durch Änderung des Taumelscheibenanstellwinkels leicht an jede Zylinderzahl angepasst werden kann.Warehousing is simplified, as per engine type a single pump unit is needed, which can be easily adjusted by changing the swash plate angle of attack to each cylinder number.
Beispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen rein schematisch:Examples of the invention are shown in the drawings. It shows purely schematically:
Fig. 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemässen Lagers und Gegenlagers im Schnitt,1 is a schematic diagram of an inventive bearing and thrust bearing in section,
Fig. 2 ein Beispiel für eine Plungerpumpe mit einer Taumelscheibe und eines Pleuels zur Kraftübertragung im Schnitt, Fig. 3 eine Detailansicht eines Pleuels mit einer erfindungsgemässenFig. 2 shows an example of a plunger pump with a swash plate and a connecting rod for power transmission in section, Fig. 3 is a detail view of a connecting rod with an inventive
Schmiervorrichtung zur Verwendung bei einer Plungerpumpe gemäss Fig. 2,Lubricating device for use in a plunger pump according to FIG. 2,
Fig. 4 die Abhängigkeit der Dicke des Schmierspalts vom Drehwinkel der Taumelscheibe bei einer Vorrichtung gemäss Fig. 2, Fig. 5 die Abhängigkeit der Querstabilität des Plungers vom Drehwinkel der Taumelscheibe bei einer Vorrichtung gemäss Fig. 2 im Vergleich zu konventionellen Lageranordnungen,4 shows the dependence of the thickness of the lubricating gap on the angle of rotation of the swash plate in a device according to FIG. 2; FIG. 5 shows the dependence of the transverse stability of the plunger on the angle of rotation of the swash plate in a device according to FIG. 2 compared to conventional bearing arrangements;
Fig. 6 ein Beispiel für eine Plungerpumpe mit in Boxeranordnung konstruierten Plungern und Exzenterantrieb, und Fig. 7+8 Detailansichten eines Pleuels mit einer erfindungsgemässen6 shows an example of a plunger pump with plungers and eccentric drive constructed in a boxer arrangement, and FIGS. 7 and 8 show detailed views of a connecting rod with a plunger according to the invention
Schmiervorrichtung zur Verwendung bei einer Plungerpumpe gemäss Fig. 6. Fig. 1 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemässe Lageranordnung mit einem Lager 10 in Form einer Kugel mit Mittelpunkt M oder Kugelkalotte und einem Gegenlager 20 mit dazu komplementärer Form im Schnitt entlang einer Längsachse A des Pleuels. Die Lageranordnung ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Achse A, so dass eine Relativbewegung mit zwei Freiheitsgraden möglich ist. Die Lageranordnung ist in diesem Fall nach Art eines Kugelgelenks mit Verschwenk- barkeit um den Punkt M ausgebildet. Falls nur ein Freiheitsgrad ausreicht, kann die Darstellung auch als Schnitt durch zylindrische Lager bzw. Gegenlager angesehen werden, d.h. Lager und Gegenlager können nach Art eines Drehgelenks mit Verschwenkbarkeit um eine senkrecht zur Zeichnungsebene durch M verlaufende Achse angeordnet sein (vgl. Fig. 7+8). Bei einer erfindungsgemässen Schmiervorrichtung weisen beide Pleuelköpfe und ihre Gegenlager die in Fig. 1 gezeigte Form auf.Lubricating device for use with a plunger pump according to FIG. 6. Fig. 1 shows an example of an inventive bearing assembly with a bearing 10 in the form of a ball with center M or spherical cap and an anvil 20 with complementary shape in section along a longitudinal axis A of the connecting rod. The bearing assembly is substantially rotationally symmetrical to the axis A, so that a relative movement with two degrees of freedom is possible. In this case, the bearing arrangement is designed around the point M in the manner of a ball joint with pivoting capability. If only one degree of freedom is sufficient, the representation can also be viewed as a section through cylindrical bearings or abutments, ie bearings and abutments can be arranged in the manner of a swivel joint with pivotability about an axis perpendicular to the plane through M (see Fig .. 7+ 8th). In a lubricating device according to the invention, both connecting rod heads and their abutments have the shape shown in FIG.
Lager und Gegenlager 10, 20 lassen sich im Wesentlichen passgenau, jedoch mit einem gewissen Spiel ineinander einsetzen und können relativ zueinander eine pendelnde Bewegung um den Mittelpunkt M ausführen (ein oder zwei Freiheitsgrade). Die maximale Auslenkung der Symmetrieachse A des Lagers 10 aus seiner Ruhelage um einen Winkel α von ca. ± 1° ist gestrichelt dargestellt und mit A' bezeichnet. Die Richtung der Krafteinwirkung auf das Lager, z.B. gegeben durch die Ausrichtung eines mit dem Pleuel gekoppelten Plungers, ist mit B bezeichnet und stimmt in der Ruhelage mit der Richtung der Achse A überein. Um die Reibung zwischen den beiden einander benachbarten Oberflächen 12, 22 zu vermindern, ist in den zwischen ihnen aufgrund des Spiels gebildeten Schmierspalt 30 über eine Schmiermittelzuführung 32 ein Schmiermittel eingebracht. Zur Ausbildung eines Schmierfilms wird das Schmiermittel im Betrieb von der Mündungsstelle 32' der Schmiermittelzuführung 32 in den Schmierspalt 30 gedrückt und strömt aus diesem peripher in Strömungsrichtung S wieder aus. Der Schmierspalt 30 hat aufgrund der wechselnden Belastung eine variable Dicke d. Die Mün- dungsstelle 32' in die Schmiermitteltasche 34 befindet sich im Bereich der Symmetrieachse A. Um zu verhindern, dass der Fluss des Schmierfilms bei Umkehr der Bewegung oder zu starker Belastung in Richtung der Achse A zum Stillstand kommt und ab- reisst - entsprechend zumindest lokal einer Dicke d=0 des Schmierspalts - befindet sich im Bereich der Mündungsstelle 32' der Schmiermittelzuführung 32 ein Rückschlagventil 40. Dieses verhindert ein Abfliessen des Schmiermittels in die Schmiermittelzuführung 32 in Phasen stärkerer Belastung. Vorliegend hat das Rückschlagventil 40 einen kugelförmigen Ventilkörper 42, der mit einer am zweiten Lagerelement 20 verankerten oder abgestützten Feder 44 gegen einen als Ventilsitz 46 wirkenden konischen Bereich der Mündungsstelle 32' vorgespannt ist. Der Ventilsitz 46 ist so geformt, dass die oben erwähnte oszillierende Bewegung der Lagerelemente 10, 20 möglich ist. Es ist aber auch möglich, dass das Rückschlagventil 40 ganz im ersten Lagerelement 20 verankert ist (vgl. Fig. 3, untere Lageranordnung).Bearings and thrust bearings 10, 20 can be inserted into each other substantially accurately, but with a certain play and can relative to each other perform a pendulum motion around the center M (one or two degrees of freedom). The maximum deflection of the axis of symmetry A of the bearing 10 from its rest position by an angle α of about ± 1 ° is shown in dashed lines and denoted by A '. The direction of the action of force on the bearing, for example given by the orientation of a plunger coupled to the connecting rod, is denoted by B and coincides in the rest position with the direction of the axis A. In order to reduce the friction between the two adjacent surfaces 12, 22, a lubricant is introduced into the lubrication gap 30 formed between them due to the play via a lubricant supply 32. To form a lubricating film, the lubricant is pressed during operation of the discharge point 32 'of the lubricant supply 32 into the lubrication gap 30 and flows out of this peripherally in the flow direction S again. The lubricating gap 30 has a variable thickness d due to the changing load. The Münungsstelle 32 'in the lubricant pocket 34 is located in the region of the axis of symmetry A. In order to prevent the flow of the lubricating film from stopping and breaking off in the direction of the axis A upon reversal of the movement or excessive load, corresponding to at least locally a thickness d = 0 of the lubricating gap, the area 32 'is located in the area of the outlet Lubricant supply 32, a check valve 40. This prevents drainage of the lubricant in the lubricant supply 32 in phases of heavier load. In the present case, the check valve 40 has a spherical valve body 42, which is biased by a second bearing element 20 anchored or supported spring 44 against a valve seat 46 acting as a conical region of the discharge point 32 '. The valve seat 46 is shaped so that the above-mentioned oscillating movement of the bearing elements 10, 20 is possible. But it is also possible that the check valve 40 is anchored completely in the first bearing element 20 (see Fig. 3, lower bearing assembly).
Der Strömungswiderstand des Schmierspaltes 30 darf nicht zu gering sein, damit die Dicke des Schmiermittelfilms nicht zu klein wird. Um den Strömungswiderstand zu vergrössern, ist im Lager 10 durch eine Aussparung im Bereich um die Mündungsstelle 32' eine Schmiermitteltasche 34 ausgebildet, die am Übergang zum eigentlichen Schmierspalt 30 eine umlaufende Übertrittskante 36 aufweist. Der Winkel ß weist einen Wert von 80-90° auf.The flow resistance of the lubricating gap 30 must not be too low, so that the thickness of the lubricant film is not too small. In order to increase the flow resistance, a lubricant pocket 34 is formed in the bearing 10 by a recess in the region around the discharge point 32 ', which has a circumferential transition edge 36 at the transition to the actual lubrication gap 30. The angle β has a value of 80-90 °.
In einem Winkel δ von ca. 45° von der Achse A befindet sich in der Oberfläche 12 des Lagers 10 eine umlaufende Nut 38. Diese definiert den äusseren Rand des Schmierspaltes 30 und die aktive, d.h. der Belastung ausgesetzte Lagerfläche. Die Oberflächen 12, 22 sind jenseits der Nut nicht oder in geringerem Masse belastet. Das Schmiermittel kann u.a. durch die Nut 38 abfliessen.At an angle δ of about 45 ° from the axis A is in the surface 12 of the bearing 10, a circumferential groove 38. This defines the outer edge of the lubricating gap 30 and the active, i. the exposed bearing surface. The surfaces 12, 22 are not loaded beyond the groove or to a lesser extent. The lubricant can i.a. drain through the groove 38.
Fig. 2 zeigt eine Plungerpumpe 100 mit Taumelscheibenantrieb, insbesondere für eine Brennstoffpumpe. Die Drehbewegung einer Welle 114 überträgt sich auf die schrägstehende Scheibe 108 und diese setzt damit die Taumelscheibe 109 in eine entsprechende auf- und abgehende Bewegung. Die Taumelscheibe 109 ihrerseits vermittelt über den Pleuel 106 dem Plunger 102, der in der zylindrischen Führungsbüchse 104 gelagert ist, die Hubbewegungen. Die Achse A des Pleuels 106 stimmt im wesentlichen mit der Achse des Plungers 102 und damit der Achse B der Krafteinwirkung überein mit Ausnahme von kleinen pendelnden Querbewegungen des Pleuels 106 zum Ausgleich der unterschiedlichen radialen Lage in der oberen bzw. unteren Position der Taumelscheibe 109. Gerade diese pendelnden Bewegungen mit kleiner Amplitude und auch die zwischen Zug und Druck sehr stark schwankende Belastung stellen besondere Anforderungen an die Lagerstellen für die beiden Pleuelköpfe 110, 121 des Pleuels 106, die bisher die Erzeugung eines hohen Drucks mittels eines Taumelscheibenantriebs nicht zuge- lassen haben. Vorliegend wird zum Aufbau einer erfindungsgemässen Schmiervorrichtung für beide Lagerstellen jeweils eine Lageranordnung gemäss Fig. 3 mit einem Lager (Pleuelkopf) und dem entsprechenden Gegenlager mit Schmiermittelzuführungen 132, 133 und darin angeordneten Rückschlagventilen 140, 141 eingesetzt. Dieses ist in Fig. 3 näher dargestellt. Diese Schmiervorrichtung wird nachfolgend näher beschrieben. So kann der zu erzeugende Druck signifikant erhöht werden.FIG. 2 shows a swash plate drive plunger pump 100, in particular for a fuel pump. The rotational movement of a shaft 114 is transmitted to the inclined disc 108 and thus sets the swash plate 109 in a corresponding up-and-down movement. The swash plate 109 in turn imparted via the connecting rod 106 to the plunger 102, in the cylindrical Guide sleeve 104 is stored, the lifting movements. The axis A of the connecting rod 106 is substantially coincident with the axis of the plunger 102 and thus the axis B of the force with the exception of small oscillating transverse movements of the connecting rod 106 to compensate for the different radial position in the upper and lower positions of the swash plate 109. Straight these oscillating movements with small amplitude and also the load fluctuating very strongly between train and pressure make special demands on the bearing points for the two connecting rod heads 110, 121 of the connecting rod 106, which have hitherto not allowed the generation of a high pressure by means of a swash plate drive. In the present case, a bearing arrangement according to FIG. 3 with a bearing (connecting rod head) and the corresponding abutment with lubricant feeders 132, 133 and check valves 140, 141 arranged therein is used for constructing a lubricating device according to the invention for both bearing locations. This is shown in Fig. 3 in more detail. This lubricating device will be described in more detail below. Thus, the pressure to be generated can be significantly increased.
Fig. 3 zeigt ein Pleuel 106 mit zwei Pleuelköpfen 110, 121 und dazugehörigen plunger- und antriebsseitigen Gegenlagern 120, 111, die bis auf kleinere Details wie in Fig. 2 dargestellt aufgebaut sind. Unterschiede bestehen darin, dass die Schmiermitteltaschen 134, 135 und die umlaufenden Nuten 138, 139 in einem Fall an den Pleuelköpfen 110, 121 und im anderen Fall in den Gegenlagern 120, 111 angeordnet sind, da beide Varianten gleichwertige Lösungen darstellen.Fig. 3 shows a connecting rod 106 with two Pleuelköpfen 110, 121 and associated plunger and drive side thrust bearings 120, 111, which are constructed to smaller details as shown in Fig. 2. Differences are that the lubricant pockets 134, 135 and the circumferential grooves 138, 139 are arranged in one case on the Pleuelköpfen 110, 121 and in the other case in the abutments 120, 111, since both variants represent equivalent solutions.
Der plungerseitige Pleuelkopf 110 ist unter Ausbildung eines kugelflächenförmi- gen Schmierspaltes 130 in einem mit dem Plunger 102 verbundenen Gegenlager 120 mit einer invers kugelförmigen Oberfläche (Mittelpunkt M) gelagert. Der grundsätzliche Aufbau entspricht Fig. 1 mit dem Unterschied, dass die Schmiermitteltasche 134 vorliegend nicht im Pleuelkopf 110, sondern im Gegenlager 120 ausgebildet ist. Ihre Form und Funktion ist jedoch so, wie oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Die Schmiermittelzuführung 133 verläuft im Inneren des Pleuels 106 entlang seiner Achse A. Im Mündungsbereich ist ein Rückschlagventil 140 angeordnet.The plunger-side connecting rod 110 is mounted to form a spherical surface lubricating gap 130 in a connected to the plunger 102 thrust bearing 120 with an inverse spherical surface (center M). The basic structure corresponds to Fig. 1 with the difference that the lubricant bag 134 is not formed in the connecting rod 110, but in the counter-bearing 120 here. Their shape and function, however, is as described above with reference to FIG. The lubricant supply 133 extends inside the connecting rod 106 along its axis A. In the mouth region, a check valve 140 is arranged.
Der antriebsseitige untere Pleuelkopf 121 ist ebenfalls in einem an seine Form angepassten Gegenlager 111 gelagert, wobei ebenfalls ein kugelflächenförmiger Schmierspalt 131 (Mittelpunkt M') ausgebildet wird. Im unteren Gegenlager 111 befindet sich die Haupt-Schmiermittelzuführung 132, die über den Schmierspalt 131 auch die durch den Pleuel 106 verlaufende Schmiermittelzuführung 133 speist. Rücklauf in die Zuführung 132 wird mittels eines weiteren Rückschlagven- tils 141 verhindert.The drive-side lower connecting rod 121 is also mounted in an adapted to its shape abutment 111, wherein also a spherical surface-shaped lubricating gap 131 (center M ') is formed. In the lower counter bearing 111 is the main lubricant supply 132, which feeds through the lubricating gap 131 and extending through the connecting rod 106 lubricant supply 133. Return into the feed 132 is prevented by means of a further check valve 141.
Während der stärker belasteten Bewegungsphase (Druck auf den Plunger bzw. Aufwärtsbewegung der Taumelscheibe) wird daher ein Rücklauf des Schmiermi£ tels aus dem Schmierspalt 130, 131 in die ihm zugeordnete Zuführung 132, 133 durch die Ventile 141, 140 verhindert. Des Weiteren wird ein zu schnelles Abströmen durch die mit Bezug auf Fig. 1 näher erläuterte Form der Schmiermitteltaschen 134, 135 verhindert.During the more heavily loaded movement phase (pressure on the plunger or upward movement of the swash plate), therefore, a return of the lubricant from the lubricating gap 130, 131 into its associated supply 132, 133 is prevented by the valves 141, 140. Furthermore, too rapid outflow is prevented by the form of the lubricant pockets 134, 135 explained in more detail with reference to FIG. 1.
Fig. 4 zeigt beispielhaft die Spaltdicke d in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Taumelscheibe bzw. der sie antreibenden Welle bei einer Pleuellageranordnung gemäss Fig. 2 oder 3, d.h. in Abhängigkeit von der Belastung dieser Lager für eine Ölviskosität von SEA20. Über einen Winkelbereich von 0 bis 180° - entsprechend der stärker belasteten Bewegungsphase dieses Lagers (Hubphase des Plungers) - nimmt die Spaltdicke d von anfänglich ca. 0,06 mm erst sehr stark, dann schwächer abfallend bis auf ca. 0,005 mm ab. Beim Umschalten von Hubauf Zugbewegung bei einem Winkel 180°, also bei Beginn des Saughubs, verändert sich zunächst die Schmierspaltdicke nur unmerklich, da die Dekompression des Schmierstoffes bis 225° andauert. Danach nimmt die Spaltdicke d sprunghaft wieder auf ca. 0,06 mm zu und bleibt auf diesem Niveau während der restlichen schwächer belasteten Bewegungsphase (225-360°). Die Zulaufmenge des Schmiermittels ist vorzugsweise so gewählt, dass der Abstand der Oberflächen der Lagerelemente auch der tatsächlichen Dicke des Schmiermittelfilms entspricht, d.h. dass keine Fremdstoffe wie Luft eingeschlossen werden.FIG. 4 shows, by way of example, the gap thickness d as a function of the angle of rotation of the swashplate or of the shaft driving it in a connecting-rod bearing arrangement according to FIG. 2 or 3, ie as a function of the load of these bearings for an oil viscosity of SEA20. Over an angular range of 0 to 180 ° - corresponding to the more heavily loaded movement phase of this bearing (lifting phase of the plunger) - the gap thickness d decreases from initially approximately 0.06 mm first very strongly, then more slowly sloping down to approximately 0.005 mm. When switching from stroke to pulling movement at an angle of 180 °, ie at the beginning of the suction stroke, the lubricating gap thickness changes only imperceptibly, since the decompression of the lubricant continues up to 225 °. Thereafter, the gap thickness d abruptly increases again to about 0.06 mm and remains at this level during the rest of the weaker loaded movement phase (225-360 °). The feed amount of the lubricant is preferably selected so that the distance between the surfaces The bearing elements also corresponds to the actual thickness of the lubricant film, ie that no foreign substances such as air are trapped.
Fig. 5 zeigt die Querstabilität des Plungers mit einer erfind ungsgemässen Schmiervorrichtung im Vergleich zu einem konventionellen Lager. Das Drehmoment bezogen auf das Zentrum des Plungers (fett dargestellte Kurve), das zufolge der praktisch fehlenden Reibungskräfte ausschliesslich durch die Pleuelauslenkung hervorgerufen ist, ändert sich sinusförmig und völlig symmetrisch bezogen auf die Zentralachse des Plungers über den gesamten Hubbereich mit dem Drehwinkel der Antriebswelle. Der Plunger führt damit eine sanfte Pendelbewegung um seine Achse aus. Diese kann deshalb durch das Fördermedium, das zwischen dem Plunger und seiner Führung vorhanden ist, so stabilisiert werden, dass eine metallische Berührung von Kolben und Führungsfläche ausgeschlossen ist.5 shows the transverse stability of the plunger with a lubricating device according to the invention in comparison to a conventional bearing. The torque relative to the center of the plunger (bold curve), which is due to the practically missing frictional forces caused exclusively by the Pleuelauslenkung changes sinusoidally and completely symmetrically with respect to the central axis of the plunger over the entire stroke range with the rotation angle of the drive shaft. The plunger thus executes a gentle pendulum motion about its axis. This can therefore be stabilized by the pumping medium, which is present between the plunger and its guide, so that a metallic contact between the piston and guide surface is excluded.
Bei einem konventionellen Pleuel herrscht in dessen Lagern Grenzschmierung, was zu substantiellen Reibungskräften führt. Damit kann, wie aus Fig. 5 ersichtlich, weder ein sinusförmiger noch ein zentralachssymmetrischer Momentenverlauf entstehen.In a conventional connecting rod there is boundary lubrication in its bearings, which leads to substantial frictional forces. As a result, as can be seen from FIG. 5, neither a sinusoidal nor a central axisymmetric moment characteristic can arise.
Bei einer Plungerpumpe nach Fig. 2 kann beispielsweise mit einem Pumpen- Ansaugdruck von 7 bar ein Druck von ca. 1000 bar aufgebaut werden. Als Zuführdruck des Schmiermittels, insbesondere Öls, genügt beispielsweise 10 bar. Eine Drehzahl der Pumpe von 1500 U/min kann erreicht werden, die jedoch nicht unterschritten werden sollte, da ansonsten die minimal erforderliche Schmierspaltdicke nicht mehr gesichert wäre.In a plunger pump according to Fig. 2, for example, with a pump suction pressure of 7 bar, a pressure of about 1000 bar are constructed. As a supply pressure of the lubricant, in particular oil, is sufficient for example 10 bar. A pump speed of 1500 rpm can be achieved, which should not be undercut, since otherwise the minimum required lubrication gap thickness would no longer be ensured.
Die seitlichen Relativbewegungen der Mittelpunkte von Lager und Gegenlager müssen klein sein; bevorzugt beträgt die maximale Verlagerung zwischen den Mittelpunkten M, M' der Pleuelköpfe 110, 121 in Querrichtung nur +/- 1 ,5% bis 2% des Hubs des Plungers. Der Schmierspalt 130, 131 hat abhängig von der Viskosi- tät eine minimale Dicke von z.B. 0,01 mm (für Öl gemäss SAE50) oder 0,005 mm (für Öl gemäss SAE20).The lateral relative movements of the centers of bearing and thrust bearing must be small; Preferably, the maximum displacement between the centers M, M 'of the Pleuelköpfe 110, 121 in the transverse direction only +/- 1, 5% to 2% of the stroke of the plunger. The lubricating gap 130, 131 has a function of the viscous It has a minimum thickness of eg 0.01 mm (for oil according to SAE50) or 0.005 mm (for oil according to SAE20).
Fig. 6 zeigt eine weitere Plungerpumpe 200 im Schnitt, bei der die erfindungsge- mässe Schmiervorrichtung zu einer deutlichen Verbesserung der Betriebssicherheit führt. Es handelt sich um eine Plungerpumpe mit Exzenterantrieb, bei der die Achsen A, B und C in Bezug auf ihre relevanten Abstände so gewählt sind, dass der Hub der Pleuel 206 auf den Sollwert vergrössert wird. Das vorliegende Konzept ist insbesondere geeignet als Wasserpumpe. Es liegen sich jeweils zwei Plunger 202 in einer Boxeranordnung gegenüber (Winkel 180°). Die Drehung einer Antriebswelle 214 wird mittels eines Exzenters 208 in eine synchrone Schwenkbewegung zweier Hebel 216 umgewandelt. Diese sind an verschiedenen Seiten des Exzenters 208 angeordnet und mit einer Feder 218 gegeneinander verspannt. Mittels eines Pleuels 206 sind jeweils die Hebel 216 mit den Plungern 202 verbunden, so dass die Schwenkbewegung der Hebel 216 in eine axiale Bewegung der Plunger 202 in ihren zylindrischen Führungen 204 umgewandelt wird. Der Schwenkpunkt D des Hebels 216 muss dabei so positioniert sein, dass er bei Erreichen des halben Sollwerts des Plungerhubs die halbe Bogenhöhe seines Schwenkverlaufs erreicht hat. Auch hier bestehen daher wegen der reziprozie- renden Bewegung besondere Anforderungen an die Pleuellager, die dazu geführt haben, dass Exzenterantriebe mit reziprozierend bewegten Pleueln bei Plunger- pumpen bisher nicht eingesetzt wurden. Durch Verwendung der erfindungsge- mässen Schmiervorrichtung gelingt es jedoch, die Schmierung so weit zu verbessern, dass diese Technik auch für Hochleistungspumpen anwendbar ist.6 shows a further plunger pump 200 in section, in which the lubricating device according to the invention leads to a significant improvement in operating safety. It is an eccentric-type plunger pump in which the axes A, B and C are chosen with respect to their relevant distances so as to increase the stroke of the connecting rods 206 to the desired value. The present concept is particularly suitable as a water pump. There are each two plungers 202 in a boxer arrangement opposite (angle 180 °). The rotation of a drive shaft 214 is converted by means of an eccentric 208 in a synchronous pivotal movement of two levers 216. These are arranged on different sides of the eccentric 208 and braced against each other with a spring 218. By means of a connecting rod 206, the levers 216 are respectively connected to the plungers 202, so that the pivoting movement of the levers 216 is converted into an axial movement of the plungers 202 in their cylindrical guides 204. The pivot point D of the lever 216 must be positioned so that it has reached half the arc height of its pivoting profile when reaching half the target value of the Plungerhubs. Because of the reciprocal movement, there are also special requirements for the conrod bearings, which have led to the fact that eccentric drives with reciprocating connecting rods have not yet been used with plunger pumps. By using the lubricating device according to the invention, however, it is possible to improve the lubrication to such an extent that this technique can also be used for high-performance pumps.
Die Form der Pleuel 206 und ihre Lagerung am Hebel 216 bzw. am Plunger ist im Detail in Fig. 7 und 8 in zwei verschiedenen Schnittansichten dargestellt. Der Pleuel 206 hat zwei zylindrische Pleuelköpfe 210, 221 mit ringförmiger Grundfläche. Diese fungieren als jeweils ein Lager und sind an einem zapfenartigen zy- lindrischen Gegenlager 220, 211 mit kreisförmiger Grundfläche gelagert. Diese sind mit dem Hebel 216 bzw. dem Plunger 202 fest verbunden. Es wird daher ein zylindermantelförmiger Schmierspalt 230, 231 gebildet. Die Pleuelköpfe 210, 221 und ihre Gegenlager 220, 211 sind nach Art von Drehgelenken gekoppelt.The shape of the connecting rod 206 and its bearing on the lever 216 and the plunger is shown in detail in Fig. 7 and 8 in two different sectional views. The connecting rod 206 has two cylindrical connecting rod ends 210, 221 with an annular base. These act as a respective bearing and are mounted on a pin-like cylindrical counter bearing 220, 211 with a circular base. These are firmly connected to the lever 216 and the plunger 202. It will therefore be one cylinder jacket-shaped lubricating gap 230, 231 formed. The Pleuelköpfe 210, 221 and their abutment 220, 211 are coupled in the manner of swivel joints.
Über den Hebel 216 und das ihm zugeordnete Gegenlager 211 wird dem Schmierspalt 230 über eine Schmiermittelzuführung 232 Schmiermittel zugeführt. Erfindungsgemäss ist in der Schmiermittelzuführung 232 wieder ein Rückschlagventil 240 angeordnet; ebenso ist eine Schmiermitteltasche 234 vorhanden - hier im Gegenlager 211 , alternativ auch im Pleuelkopf 221. Aufbau und Funktion entsprechen im Grundsatz Fig. 1.Via the lever 216 and the counter-bearing 211 assigned to it, lubricant is supplied to the lubricating gap 230 via a lubricant supply 232. According to the invention, a check valve 240 is again arranged in the lubricant supply 232; Similarly, a lubricant bag 234 is present - here in the counter bearing 211, alternatively in the connecting rod 221. Construction and function correspond in principle Fig. 1.
Analog zum Beispiel aus Fig. 2 wird das Schmiermittel über eine weitere Zuführung 233 zum plungerseitigen Schmierspalt 231 geleitet. Auch hier ist vor der Einmündung ein Rückschlagventil 241 angeordnet sowie eine Schmiermitteltasche 235 vorhanden.Analogously to the example of FIG. 2, the lubricant is passed through a further supply 233 to the plunger-side lubrication gap 231. Again, a check valve 241 is disposed in front of the junction and a lubricant pocket 235 available.
Wie Fig. 7 zeigt, erfolgt der Abfluss des Schmiermittels aus den Schmierspalten 230, 231 über die Entlastungsnuten 238, 239.As shown in FIG. 7, the outflow of the lubricant from the lubrication gaps 230, 231 takes place via the relief grooves 238, 239.
Grundsätzlich steht in beiden Varianten der gesamte Saughub, d.h. die schwä- eher belastete Bewegungsphase, zur Verfügung, um den druckseitigen Schmierspalt der beiden Pleuellager zu füllen. Der hierzu notwendige Schmiermitteldruck wird am hierfür massgeblichen Zeitpunkt, d.h. das Ende des Saughubes, bestimmt, da dann die Summe aller die Lagerelemente belastenden Kräfte den höchsten Wert annimmt. Die Zulaufmenge des Schmiermittels ist durch die in die- ser Zeitspanne auftretenden Spaltverluste sowie das Spaltfüllvolumen geben. Basically, in both variants, the entire suction stroke, i. the schwä- rather loaded movement phase, available to fill the pressure side lubrication gap of the two connecting rod bearings. The lubricant pressure required for this purpose is at the relevant time, i. the end of the suction stroke, determined because then the sum of all the bearing elements loading forces assumes the highest value. The feed quantity of the lubricant is given by the gap losses occurring during this time as well as the gap filling volume.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Schmieren der Lagerstellen eines Pleuels (106, 206), umfassend ein an jeweils einem der Pleuelköpfe des Pleuels (106, 206) ausge- bildetes Lager (10, 110, 210, 121 , 221) und jeweils ein damit zusammenwirkendes Gegenlager (20, 120, 220, 111 , 211)), wobei das Lager (10, 110, 210, 121 , 221) und das entsprechende Gegenlager (20, 120, 220, 111 , 211) relativ zueinander oszillierend bewegbar und während eines Bewegungszyklus abwechselnd stärkerer und schwächerer Belastung ausgesetzt sind und wobei zwischen dem Lager (10, 110, 210, 121 , 221) und dem entsprechenden Gegenlager (20, 120, 220, 111 , 211) jeweils ein Schmierspalt (30, 130, 131 , 230, 231) variabler Dicke (d) ausgebildet ist, in den eine Schmiermittelzuführung (32, 132, 133, 232, 233) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierspalte (30, 130, 131 , 230, 231) in oder gegenüber den Mün- dungsbereichen der Schmiermittelzuführung (32, 132, 133, 232, 233) jeweils eine Schmiermitteltasche (34, 134, 135, 234, 235) aufweisen und dass in den Schmiermittelzuführungen (32, 132, 133, 232, 233) jeder Lagerstelle jeweils ein Rückschlagventil (40, 140, 141 , 240, 241) angeordnet ist.1. A device for lubricating the bearing points of a connecting rod (106, 206) comprising a bearing (10, 110, 210, 121, 221) formed on a respective one of the connecting rod ends of the connecting rod (106, 206) and in each case a cooperating counter bearing (20, 120, 220, 111, 211)), wherein the bearing (10, 110, 210, 121, 221) and the corresponding abutment (20, 120, 220, 111, 211) are oscillatory relative to each other and during a movement cycle alternately stronger and weaker load are exposed and wherein between the bearing (10, 110, 210, 121, 221) and the corresponding abutment (20, 120, 220, 111, 211) each have a lubricating gap (30, 130, 131, 230, 231) of variable thickness (d) into which a lubricant supply (32, 132, 133, 232, 233) opens, characterized in that the lubricating gaps (30, 130, 131, 230, 231) in or opposite the coin Areas of lubricant supply (32, 132, 133, 232, 233) each have a lubricant bag (34, 134, 1 35, 234, 235) and in that a check valve (40, 140, 141, 240, 241) is arranged in each of the lubricant feeds (32, 132, 133, 232, 233) of each bearing point.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Volumen und Ausströmungswiderstand der Schmiermitteltasche (34, 134, 135, 234, 235) so an die Belastung der Lagerstellen und die elastischen Eigenschaften des Schmiermittels angepasst sind, dass die Dicke (d) des Schmierspalts (30, 130, 131 , 230, 231 ) trotz durch den Schmierspalt (30, 130, 131 , 230, 231 ) abfliessenden Schmiermittels zu jedem Zeitpunkt des Bewegungszyklus grösser als eine vorbestimmte minimale Dicke ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the volume and Ausströmungswiderstand the lubricant bag (34, 134, 135, 234, 235) are adapted to the load of the bearing points and the elastic properties of the lubricant, that the thickness (d) of the lubricating gap (30, 130, 131, 230, 231) despite being run through the lubricating gap (30, 130, 131, 230, 231) lubricant at any time of the movement cycle is greater than a predetermined minimum thickness.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Dicke des Schmierspalts (30, 130, 131 , 230, 231) zwischen 0,001 und 0,01 mm liegt, vorzugsweise 0,005 mm beträgt. 3. A device according to claim 2, characterized in that the minimum thickness of the lubricating gap (30, 130, 131, 230, 231) is between 0.001 and 0.01 mm, preferably 0.005 mm.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermitteltasche (34, 134, 135, 234, 235) unter Bildung einer umlaufenden Übertrittskante (36) in den Schmierspalt (30, 130, 131 , 230, 231) übergeht.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the lubricant pocket (34, 134, 135, 234, 235) to form a circumferential transition edge (36) in the lubrication gap (30, 130, 131, 230, 231) passes.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermitteltasche (34, 134, 135, 234, 235) eine Seitenwandung (37) aufweist, deren Fläche (F) einen Winkel von minimal 80°, bevorzugt 90°, zur Strömungsrichtung (S) des Schmiermittels im Schmier- spalt (30, 130, 131 , 230, 231) hat.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the lubricant pocket (34, 134, 135, 234, 235) has a side wall (37) whose surface (F) at an angle of at least 80 °, preferably 90 °, to Flow direction (S) of the lubricant in the lubrication gap (30, 130, 131, 230, 231) has.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (10, 110, 210, 121, 221) und/oder das entsprechende Gegenlager (20, 120, 220, 111 , 211) eine Nut (38, 138, 139, 238, 239) aufweist, die die Schmiermitteltasche (34, 134, 135, 234, 235) umgibt und von dieser beabstandet ist und die dem ungehinderten Abfluss des Schmiermittels aus dem Schmierspalt (30, 130, 131 , 230, 231) dient.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing (10, 110, 210, 121, 221) and / or the corresponding abutment (20, 120, 220, 111, 211) has a groove (38, 138, 139, 238, 239), which surrounds the lubricant pocket (34, 134, 135, 234, 235) and is spaced therefrom and which serves for the unimpeded outflow of the lubricant from the lubrication gap (30, 130, 131, 230, 231) ,
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Rückschlagventil (40, 140, 141 , 240, 241) federbelastet ist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the check valve (40, 140, 141, 240, 241) is spring-loaded.
8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (10, 110, 121) und das entsprechende Gegenlager (20, 120, 111) kugelflächenförmige Oberflächen haben, zwischen denen der8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing (10, 110, 121) and the corresponding abutment (20, 120, 111) have spherical surface-shaped surfaces, between which the
Schmierspalt ausgebildet ist.Lubrication gap is formed.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (210, 221) und das entsprechende Gegenlager (220, 211) zylin- dermantelförmige Oberflächen haben, zwischen denen der Schmierspalt ausgebildet ist. 9. Device according to one of claims 1-7, characterized in that the bearing (210, 221) and the corresponding abutment (220, 211) zylin- dermantelförmige surfaces have, between which the lubrication gap is formed.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pleuelköpfe (210, 221) eine zylindrische Aussparung aufweist, in die jeweils ein als Gegenlager (220, 211) wirkender zylindrischer Zapfen eingesetzt ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the two connecting rod ends (210, 221) has a cylindrical recess, in each of which a counter bearing (220, 211) acting cylindrical pin is used.
11. Plungerpumpe mit wenigstens einem innerhalb eines Führungszylinders11. Plunger pump with at least one within a guide cylinder
(104, 204) axial beweglichen Plunger (102, 202), einem Antrieb, einem Antrieb und Plunger verbindenden Pleuel (106, 206) und einer Vorrichtung zum Schmieren der Lagerstellen der Pleuelköpfe (110, 121 ; 210, 221) nach einem der Ansprüche 1-10 realisiert ist.(104, 204) axially movable plunger (102, 202), a drive, a drive and plunger connecting connecting rod (106, 206) and a device for lubricating the bearings of the connecting rod heads (110, 121, 210, 221) according to one of the claims 1-10 is realized.
12. Plungerpumpe nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Pleuel (106) antriebsseitig mit einer Taumelscheibe (109) wirkverbunden ist.12. plunger pump according to claim 11, characterized in that the connecting rod (106) on the drive side with a swash plate (109) is operatively connected.
13. Plungerpumpe nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Pleuel (206) antriebsseitig mit einem Exzenterantrieb wirkverbunden ist.13. plunger pump according to claim 11, characterized in that the connecting rod (206) is operatively connected to the drive side with an eccentric drive.
14. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10 mit den folgenden Merkmalen:14. A method of operating a device according to any one of claims 1-10 having the following features:
- oszillierendes Bewegen des Lagers (10, 110, 210, 121 , 221) relativ zum entsprechenden Gegenlager (20, 120, 220, 111 , 211), wobei Lager (10,- oscillating movement of the bearing (10, 110, 210, 121, 221) relative to the corresponding abutment (20, 120, 220, 111, 211), wherein bearings (10,
110, 210, 121 , 221) und Gegenlager (20, 120, 220, 111 , 211) während eines Bewegungszyklus abwechselnd stärkerer und schwächerer Belastung ausgesetzt ist;110, 210, 121, 221) and abutments (20, 120, 220, 111, 211) is alternately exposed to stronger and weaker loads during a cycle of motion;
- Ausbilden eines Schmierspalts (30, 130, 131 , 230, 231) variabler Dicke (d) zwischen dem Lager (10, 110, 210, 121, 221) und dem entsprechenden Gegenlager (20, 120, 220, 111 , 211);- forming a lubricating gap (30, 130, 131, 230, 231) of variable thickness (d) between the bearing (10, 110, 210, 121, 221) and the corresponding abutment (20, 120, 220, 111, 211);
- Blockieren des Schmiermittelrücklaufs durch die Schmiermittelzuführung (32, 132, 133, 232, 233) während der Phase stärkerer Belastung innerhalb eines Bewegungszyklus durch ein in der Schmiermittelzuführung (32, 132, 133, 232, 233) angeordnetes Rückschlagventil (40, 140, 141 ,Blocking of the lubricant return by the lubricant supply (32, 132, 133, 232, 233) during the phase of greater load within a cycle of movement through a non-return valve (40, 140, 141) arranged in the lubricant supply (32, 132, 133, 232, 233) .
240, 241). 240, 241).
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführungsdruck des Schmiermittels so gewählt ist, dass die durch das Schmiermittel während der Phase schwächerer Belastung innerhalb eines Bewegungszyklus auf die Lager (10, 110, 210, 121 , 221) und Gegenlager (20, 120, 220, 111 , 211) wirkende hydraulische Kraft grösser ist als die Summe aller sonstigen Kräfte, die Lager (10, 110, 210, 121 , 221) und Gegenlager (20, 120, 220, 111 , 211) während diese Phase gegeneinander drücken.15. The method according to claim 14, characterized in that the supply pressure of the lubricant is selected so that the lubricant during the phase weaker load within a movement cycle on the bearings (10, 110, 210, 121, 221) and abutment (20 , 120, 220, 111, 211) acting hydraulic force is greater than the sum of all other forces, the bearings (10, 110, 210, 121, 221) and abutment (20, 120, 220, 111, 211) during this phase press against each other.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufmenge des Schmiermittels so gewählt ist, dass die Dicke des16. The method according to claim 14 or 15, characterized in that the feed quantity of the lubricant is selected so that the thickness of the
Schmierspalts während der schwächeren Belastung innerhalb eines Bewegungszyklus bis zu einer maximalen Dicke zunimmt, vorzugsweise noch vor dem Ende des Saughubs.Smearing gap increases during the weaker load within a movement cycle to a maximum thickness, preferably before the end of the suction stroke.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Phase stärkerer Belastung kürzer ist als die Zeit, die benötigt würde, um die gesamte in der Phase schwächerer Belastung im Schmierspalt akkumulierte Schmiermittelmenge aus dem Schmierspalt (30, 130, 131 , 230, 231) hinauszupressen.17. The method according to any one of claims 14-16, characterized in that the duration of the phase of heavier load is shorter than the time that would be required to the total in the phase weaker load in the lubrication gap accumulated amount of lubricant from the lubrication gap (30, 130 , 131, 230, 231).
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-17, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Pendelwinkel (α) der Pleuel (106, 206) relativ zur Mittelachse des Plungers in beiden Richtungen im wesentlichen gleich gross ist.18. The method according to any one of claims 14-17, characterized in that the maximum pendulum angle (α) of the connecting rod (106, 206) relative to the central axis of the plunger in both directions is substantially equal.
19. Lageranordnung mit einem Lager (10, 110, 210, 121 , 221) und einem relativ dazu nach Art eines Kugel- oder Drehgelenks angeordneten, mit beschränktem Radius oszillierend und pendelnd bewegbaren Gegenlager (20, 120, 220, 111 , 211), wobei zwischen dem Lager (10, 110, 210, 121 , 221) und dem Gegenlager (20, 120, 220, 111 , 211 ) ein Schmierspalt (30, 130, 131 , 230, 231) variabler Dicke (d) ausgebildet ist und wobei das Lager (10, 110,19. Bearing arrangement with a bearing (10, 110, 210, 121, 221) and a relative thereto arranged in the manner of a ball or rotary joint, with a limited radius oscillating and oscillating movable counter bearing (20, 120, 220, 111, 211), wherein between the bearing (10, 110, 210, 121, 221) and the anvil (20, 120, 220, 111, 211) is formed a lubricating gap (30, 130, 131, 230, 231) of variable thickness (d) and the bearing (10, 110,
210, 121 , 221) und/oder Gegenlager (20, 120, 220, 111 , 211) eine Schmiermitteltasche (34, 134, 135, 234, 235) sowie eine in diese mündende Schmiermittelzuführung (32, 132, 133, 232, 233) aufweist, gekennzeichnet durch ein in der Schmiermittelzuführung (32, 132, 133, 232, 233) angeordnetes Rückschlagventil (40, 140, 141 , 240, 241). 210, 121, 221) and / or abutment (20, 120, 220, 111, 211) a lubricant bag (34, 134, 135, 234, 235) and an opening into this Lubricant supply (32, 132, 133, 232, 233), characterized by a in the lubricant supply (32, 132, 133, 232, 233) arranged check valve (40, 140, 141, 240, 241).
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