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Kurbelwellenlagerabdichtung, insbesondere bei mehrzylindrigen Zweitaktbrennkraftmaschinen mit
Kurbelgehäusepumpen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kurbelwellenlagerabdichtung, insbesondere bei mehrzylindrigen Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Kurbelgehäusepumpen und kugelgelagerten Kurbelwellen, an deren inneren Laufring beiderseits durch axial wirkende Anpressfedern belastete Dichtringe anliegen.
Es ist bekannt, an den inneren Laufringen von Kugellagern federnde Membranscheiben anzubringen.
Die Kugellager sind dadurch gegen das Entweichen von Fett und Eindringen von Schmutz geschützt, solange auf beiden Seiten gleicher Druck, wie z. B. in der freien Atmosphäre, herrscht. An Kurbelwellen von Zweitaktbrennkraftmaschinen jedoch geht das Fett aus solchen Lagern verloren, weil beilaufender Maschine in der einen Kurbelkammer Unterdruck und in der benachbarten Kurbelkammer Überdruck herrscht.
Es ist weiter eine Dichtung bekannt, die das hintere Lager einer Kurbelwelle von einer Viertaktbrennkraftmaschine gegen Ölverlust durch einen Schnurring abdichtet. Das Gleitlager ist, da bei Mehrzylinder-Viertaktbrennkraftmaschinen für alle Zylinder ein gemeinsamer Kurbelgehäuseraum vorgesehen ist, praktisch keinen Druckunterschieden ausgesetzt. Weiter ist der Schnurring durch das umlaufende Öl gut geschmiert und verträgt das Schleifen auf der Gegendichtfläche mit grosser Geschwindigkeit.
Schliesslich sind im Maschinenbau Kohlepackungen bzw. -ringe zur Wellenabdichtung allgemein bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagerabdichtung zu schaffen, mit der auch bei wechselnden Drük- ken die ursprüngliche Fettfüllung im Lager erhalten werden kann.
Die erfindungsgemässe Lösung geht von dem oben beschriebenen Lager aus und besteht darin, dass ein an sich als Dichtring bekannter Kohlering von den abgekanteten Rändern einer im Querschnitt U- förmigen Deckscheibe umgriffen ist, deren radialer äusserer Rand am äusseren Laufring des Lagers festsitzt, wobei an der der Stirnseite der Deckscheibe zugewendeten Seite des Kohleringes ein Trägerring angeordnet ist, in welchem ein am Innenrand der Deckscheibe anliegender und den Spalt zwischen dem Schaufelteil des Dichtringes und dem Kohlering abdichtender, an sich bekannter Schnurring geführt ist, der sich mittels vorzugsweise einer Steg- bzw. Sternfeder innen an der Deckscheibe abstützt.
Die Federn, die den Anpressdruck zwischen den Kohleringen und dem inneren Laufring erzeugen, liegen im Inneren, abgedichteten Bereich des Lagers und sind so für dieAuswirkung der Druckunterschiede nicht mehr erreichbar, die aussen an den Stirnseiten des Lagers auftreten.
Durch die Wahl von Steg- bzw. Sternfedern genügt bei grossem Federweg ein kleiner Anpressdruck, der die Kohleringe an die glatten oberen Aussenflächen der inneren Kugellagerlaufringe drückt. So ist die Erwärmung der Dichtfläche auch bei hoher Drehzahl gering und die Lebensdauer entsprechend lang. Weil die Steg- bzw. Sternfedern einen grossen Federweg haben, ändert sich auch durch Abnutzung der Kohleringe nicht der Anpressdruck und die Dichtwirkung bleibt bis zur z. B. durch Abnutzung der Kolben notwendig werdenden Überholung der Maschine gleich.
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Zur Abdichtung zwischen den nur in axialer Richtung zueinander geringfügig verschiebbaren Teilen, den Kohleringen und den Deckscheiben, sind Schnurringe angeordnet. Trotzdem sie praktisch nur von ruhendem Fett geschmiert werden, halten sie die in denKurbelkammern auftretenden Druckunterschiede vom Lagerinneren ab, ohne dabei die Verschiebbarkeit des Kohleringes und seinen Anpressdruck zu beein- flussen. Schliesslich benötigt die Anordnung der Teile so wenig Platz, dass dafür der verhältnismässig kleine
Raum zwischen den Kurbelkammer einer Reihenzweitaktmaschine ausreicht.
Eine einfache, zugleich eine Verdrehung der Kohleringe verhindernde Befestigung der Stern- bzw.
Stegfedern in den Deckscheiben und den Trägerringen kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung darin bestehen, dass die Steg- bzw. Sternfedern mit ihren dem Trägerring abgekehrten Enden in mulden- artige Vertiefungen der Deckscheiben eingreifen und an aus dem Trägerring abgebogenen Lappen an- liegen.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgegenstandes.
Auf dem Bund 1 der Kurbelwelle 2 ist der Lagerinnenring 3 aufgeschoben und wird durch die
Hubscheiben 4,5 mittels der Abstandhülsen 6,7 gehalten. Der Aussenring 8 des Lagers 9 ist im Kurbelgehäuse 10 eingespannt. In dem Aussenring 8 sind Deckscheiben 11,12 mit einem um- gebördelten Aussenrand 13 eingepresst. Der Innenrand 14 ist ebenfalls nach innen umgebördelt. In die durch die Umbördelung des Aussenrandes 13 entstandene Ecke 15 der Abdeckscheiben 11,12 sind muldenartige Vertiefungen 16 ringsherum angebracht. In diese Vertiefungen kommen Steg- oder
Sternfeder 17 mit ihrem Aussenumfang bzw. den radialen Rändern der Stege zum Anliegen, so dass sie nicht gegen die Deckscheibe 11 verdrehbar sind. Mit ihrem inneren Rand liegen die Steg- oder Stern- federn auf einem Blechring 18 an.
Aus dem Blechring 18 sind Ohren 19 abgebogen, die in ent- sprechende Aussparungen der Steg- oder Sternfedern 17 eingreifen und so den Blechring 18 gegen
Verdrehung zur Steg- oder Sternfeder 17 sichern. Es können aber auch im Blechring 18 den muldenförmigen Vertiefungen 16 entsprechende Vertiefungen angebracht sein, die ein Verdrehen des Blechringes 18 gegen die Steg- oder Sternfeder 17 und damit die Deckscheiben 11,12 verhindern.
In dem Blechring 18 ist ein Kohlering 20 eingeklebt. Zwischen dem inneren Rand 21 des
Blechringes 18 und dem Kohlering 20 ist ein Schnurring 22 aus einem benzolfesten Kunststoff od. ähnl. Material angeordnet. Zwischen den Rändern 14 und den Abstandshülsen 6,7 befindet sich ein Spalt 23, der der Grösse des zu erwartenden Spieles in den Lagern durch Abnutzung entspricht. Das Innere des Lagers 9 ist in bekannter Weise mit Fett gefüllt.
Die laufende Kurbelwelle 2 ist bei einem Zweitaktmotor periodisch wechselnden Drücken ausgesetzt. Es kann auch vorkommen, dass beispielsweise bei extremem Kaltstart ein Zylinder durch zu kraftstoffreiches Gemisch nicht mehr zündet und damit der ihm zugeordneten Kurbelkammer der mittlere Druck infolge Ausbleibens der Abgasrückschwingungen wesentlich geringer ist als der Druck in der benachbarten Kurbelkammer. Der Erfolg ist bei einer üblichen Labyrinthdichtung, dass das Fett zum Teil aus dem Lagerinneren in die Kurbelkammer mit geringerem Druck gefördert wird. Es ist damit zur Schmierung des Lagers verloren. Bei öfterer Wiederholung dieses Vorganges wird die Lebensdauer des Lagers verkürzt.
Der Schmiermittelvorrat im Lager 9 ist durch die beiden geläppten Dichtflächen 24. 25 zwischen dem Kohlering 20 und dem Lagerinnenring 3 so dicht gegen den Druckwechsel in den Kurbelkammern abgedichtet, dass selbst ein längerer Betrieb mit einem nicht zündenden Zylinder in einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine das Fett nicht aus dem Lager drücken kann.
Das Fett im Lager ist bei laufender Kurbelwelle der Zentrifugalkraft ausgesetzt und befindet sich im wesentlichen in der Nähe des äusseren Lagerringes 8. Gas, das aus dem Schlitz 26 zwischen der Hubscheibe 5 und dem Lager 9 in das Lager eindringen möchte, setzt sich zunächst der Widerstand im engen Spalt 23 entgegen. Die geläppten Dichtflächen 24,25 bilden einen unendlich kleinen Spalt, so dass sie gegen die praktisch vorkommenden Drücke absolut dicht sind.
Ein Eindringen von Gas zwischen dem Blechring 18 und den Rändern 14 in das Lagerinnere verhindert der Schnurring 22. Dadurch, dass dieAbdeckscheibe bis fast an die Abstandsscheiben 7 reicht und der Schnurring 22 in Höhe des inneren Durchmessers der Kohleringe 24,25 liegt, sind die Dichtflächen 24, 25 praktisch der Auswirkung des Druckwechsel bzw. der aus diesem Druckwechsel herrührenden axialen Kräfte entzogen. Sie werden also nur mit dem Anpressdruck der Steg- bzw. Sternfeder 17 angedrückt. DerAnpressdruck kann dementsprechend gering sein. Durch an sich bekannte Formgebung solcher Steg- bzw.
Sternfedern ist die Federcharakteristik verhältnismässig schwach zunehmend,
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gute Abdichtungraum 26 auch bei extremen Druckunterschieden zwischen den benachbarten Kurbelkammerpumpen eine über die ganze Lebenszeit der Kurbelwelle bzw. der Brennkraftmaschine reichende Lebensdauer.
PATENTANSPRÜCHE :
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Kurbelgehäusepumpen und kugelgelagerten Kurbelwellen, an deren inneren Laufring beiderseits durch axial wirkende Anpressfedern belastete Dichtringe anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass ein an sich als Dichtring bekannter Kohlering (20) von den abgekanteten Rändern (13,14) einer im Querschnitt U-förmigen Deckscheibe (11, 12) umgriffen ist, deren radialer äusserer Rand (13) am äusseren Laufring (8) des Lagers festsitzt, wobei an der der Stirnseite der Deckscheibe zugewendeten Seite des Kohleringes ein Trägerring (18) angeordnet ist, in welchem ein am Innenrand (14) der Deckscheibe anliegender und den Spalt zwischen dem Schaufelteil des Dichtringes und dem Kohlering abdichtender, an sich bekannter Schnurring (22) geführt ist, der sich mittels vorzugsweise einer Steg- bzw. Sternfeder (17) innen an der Deckscheibe abstützt.