Kurbeltrieb für Zweitaktbrennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft die Lagerung einer Kurbel welle, vorzugsweise für eine mehrzylindrige Zweitakt- brennkraftmaschine.
Es ist bekannt, Kurbelkammern, die als Lade pumpe arbeiten, einseitig mit Spreizringen abzudich ten. Es werden auch elastische Gummiringe mit Fe dereinlage zur Abdichtung verwendet. Nach dem Stand der Technik wird angestrebt, die Rollenlager laufbahnen möglichst intensiv durch das Pulsieren des Luftölbrennstoffgemisches im Kurbelgehäuse zu schmieren und zu kühlen. Beispielsweise wird dabei das Rollenlager mit Brennstoffölgemisch von der Kur belkammer des einen Zylinders beaufschlagt, der Spreizring von dem der Kurbelkammer des anderen Zylinders. Die Rollen werden in Borden des Lagers geführt.
Die Gleichmässigkeit des Lagerspiels und die Schlagfreiheit der Kurbelwellenlager in sich und ge geneinander spielen eine erhebliche Rolle. Mit han delsüblichen Wälzlagern sind der Fertigungsgenauig keit von Kurbelwellenlagern und damit der Lebens dauer und Laufruhe gerade in dieser Hinsicht Gren zen gesetzt.
Bei derartigen Motoren stellen sich meist abhängig von den klimatischen und chemischen Bedingungen im Kurbelgehäuse und von der Lagerverbauung so genannte Rattermarken in den Rollenlaufbahnen ein. Die Bildung von Rattermarken wird zum Teil in Ab hängigkeit von den klimatischen Betriebsverhältnissen der Brennkraftmaschinen durch Oxydationserschei nungen an den Rollenlaufbahnen hervorgerufen. Eine Erklärung ist darin zu sehen, dass bei der überwäl- zung von Laufbahnen durch Rollen eine Oxydhaut- bildung eintritt.
Wenn die Rollen am einwandfreien Durchdrehen behindert werden, wischen sie an gewis sen Stellen die Oxydhaut weg, so dass an den als Rat termarken bezeichneten Stellen Streifen auftreten. Diese Streifen, die eine Unebenheit der Laufbahn kennzeichnen, führen beim überwälzen durch die Rollen zu störenden Geräuschen und zwingen gege benenfalls zum Ausbau der Kurbelwellen.
Aufgabe der Erfindung ist eine Bauweise, die eine Bildung von Rattermarken ausschliesst und damit die Geräuschbildung vermindert.
Die Erfindung besteht darin, dass bei Kurbelwel len für Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Brennstoff ölgemischschmierung und vorzugsweise mit Kurbel gehäusepumpe beiderseits der Wälzlager Dichtele mente angeordnet sind. Entgegen den Lehren der Technik wird also hier das Lager gegen ein Eindrin gen eines Gemisches aus Brennstoff, Luft, Abgas bestandteilen und öl abgedichtet. Auf diese Weise wird erreicht, dass auch die klimatischen Verhältnisse in Verbindung mit den Abgasbestandteilen in der Kurbelkammer des Motors nicht wesentlich zur Bil dung einer Oxydhaut beitragen können.
Die durch die Erfindung ausgeschaltete klimatische Einwirkung be stand zum grössten Teil darin, dass Peroxyde, Alde hyde und Restgase im Kurbelgehäuse gebildet wurden und diese zum Teil gasförmig in verstärktem Masse an die Rollenlaufbahn gelangten.
Bei den praktischen Ausführungen können Dich tungen verwendet werden, welche gerade die für die Schmierung notwendige, äusserst geringe Ölmenge durchlässt, jedoch die für die Oxydhautbildung not wendigen gasförmigen Produkte in der für einen Schaden erforderlichen Mengen von den Laufbahnen abhält. Es ist damit auch verhindert, dass harzbildende Stoffe eindringen können, welche im Verein mit der Bordführung an sich und dem bei Lagern mit Bord führung grösseren Lagerspiel ein Schleifen der Rollen und damit das Wegwischen der Oxydhaut ermögli chen.
Eine Verstärkung der Oxydhautbildung führte aber in Kombination mit einer Bremsung der Rollen durch die Bordführung bei gewissen Verbrennungs zuständen im Zylinder der Brennkraftmaschine zu einer Riffelbildung im Lager. Die weitere vorteilhafte Ausbildung der Kurbelwelle geht aus der Beschrei bung und Abbildung hervor.
Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Dreizylinder-Kurbelwelle mit drei Rollenlagern und einem Rillenkugellager zur Aufnahme des Kupplungs druckes bzw. überhaupt von Kräften in axialer Rich tung.
Die Kurbelwelle besteht aus Kurbelzapfen 1, 2, 3 und 4. Diese sind untereinander durch die Hubscheiben 5, 6, 7, 8, 9 und 10 und durch Pleuelzapfen 11 mit Presssitz verbunden. Die Kurbelzapfen, beispielsweise der Kurbelzapfen 3, ist in der Mitte verstärkt. Auf dieser Verstärkung laufen die im Käfig 12 geführten Rollen 13 in dem Aussenring 14. Die Rollenlaufbahn am Kurbelzapfen 3 ist bundartig abgesetzt, so dass die Ringträger 15 und 16 zwischen der Hubscheibe 9 und der verstärkten Rollenlaufbahn 17 gehalten wer den können.
In den Ringträger 16 und 15 sind Spreiz- ringe 18, 19 mit überlapptem Stoss geführt, welche sich durch ihre Eigenspannung an den Lageraussen ring 14 anlegen. Entsprechend sind die Lager, die zu den Aussenringen 20 und 21 gehören, ausgebildet.
Beide Spreizringe 18, 19 liegen durch ihre Eigen spannung am Aussenring 14 fest an, so dass an dieser Fläche nur öl entlangkriechen, nicht aber Gase mit schädlichen, eine Oxydhaut an den Rollenlaufbahnen bildenden Bestandteilen pulsieren können. Durch die Verwendung von Spreizringen 18, 19 mit überlapptem Stoss und dem in den Spalten gespeicherten Öl ist auch ein Durchblasen von Gasen am Stoss der Spreiz- ringe 18, 19 so gut wie ausgeschlossen.
Die Spreiz- ringe 18, 19 sind in den Ringträgern 15, 16 in ent sprechenden Nuten mit so geringer Toleranz geführt, dass dadurch eine Labyrinthdichtung entsteht und eine dünne Ölschicht, die in diesem Labyrinth in kur zen Abständen pulsierend beschleunigt werden müsste, ebenfalls eine Abdichtung gegen schädliche Gase her stellt. Wenn der Käfig 12, der zur Führung der Rol len 13 dient, aus Stahl gefertigt ist, können die Ring träger 15, 16 mit ihren den Rollen 13 zugekehrten Flächen zugleich die Führung des Käfigs und damit der Rollen übernehmen.
Wird als Material für die Käfige 12 Bronze oder Messing gewählt, so empfiehlt es sich, zur Aufrechterhaltung guter Gleit- und Not laufeigenschaften zwischen den Käfigen 12 und den Ringträger 15 und 16 die seitlichen Flächen der Käfige 12 zu verchromen. Weder die Rollenlaufbahn 17 des Kurbelzapfens 3 noch die Rollenlaufbahn am Aussenring 14 wird durch Einstiche gebildet. Die Rollenlaufbahn besteht aus glatten, einfach zugänb lichen und daher sehr genau zu bearbeitenden zylin drischen Flächen.
Das Spiel lässt sich damit durch Auswahl entsprechend vorsortierter Rollen 13 so klein halten, dass die Rollen nicht wischen können, sondern zwangsweise abrollen müssen. Es ist damit eine wesentliche Ursache behoben, die eine vorzeitige Lagerzerstörung aus mechanischen Gründen unter stützt. Die in früheren Kurbelwellenausführungen durch chemische Einwirkung verursachte Oxydhaut- bildung, die den Hauptanteil an der Riffelbildung der Kurbelwellenlager hatte, ist durch die Anordnung von Dichtelementen beiderseits der Rollenlaufbahn ver mieden.
Um nun auch weitere zusätzliche mechanische Beanspruchungen der Lager zu vermeiden, die durch die Vorspannung der Lageraussenringe im ge teilten Kurbelgehäuse entstehen, ist es vorteilhaft, die Aussenringe 14 im Aussendurchmesser zu vergrössern. Der Nachteil, dass ein derart steifer Ring nicht die Verformungen bei Biegeschwingungen der Kurbel welle mitmacht, lässt sich durch an sich bekannte Aussparungen oder Profilverengungen der Lager aussenringe ausgleichen.
Es ist weiterhin vorteilhaft, zur Geräuschverminderung und damit auch die Aussenringe 14 den Biegeschwingungen der Kurbel welle folgen zu können, zwischen die Aussenringe 14 und das Kurbelgehäuse elastische und geräuschdämp fende, nichtmetallische Ringe 14', 20', 21' anzu bringen.
Da auch axiale Kräfte, beispielsweise der Kupp lungsdruck, auf die Kurbelwellenlager wirken, muss ein dazu geeignetes Lager angebracht sein. Dieses die Kurbelwelle in axialer Richtung abstützende Lager ist in Verbindung mit einem geringen Lagerspiel der nächsten beiden Lager wesentlich an ihrem Laufver halten beteiligt. Um für dieses Lager handelsübliche Ausführungen verwenden zu können, kann statt einer beiderseitigen Abdichtung durch Spreizringe mit über lapptem Stoss auch eine Abdichtung verwendet wer den, die das Kugellager gegen das Kurbelgehäuse mit einer Ringmembrane und gegen das Schwungrad gehäuse mit einer doppelten Spreizringabdichtung ab dichtet.
Die Ringmembrane 23 ist nur aus Gründen der Darstellung mit so grossem Abstand von dem Aussenring des Kugellagers 22 dargestellt. In Wirk lichkeit liegt sie auch an dem Aussenring so dicht an, dass ein Bestreichen der Kugellagerlaufflächen mit Gasen und eine davon abhängige Oxydhautbildung an den Laufflächen ausgeschlossen ist.