Kurbeltrieb für Zweitakt-Brennkraftmaschinen Es ist nach dem Patentanspruch des Hauptpaten tes Nr. 349123 bekannt, beiderseits der Wälzlager einer Kurbelwelle für eine Zweitakt-Brennkraftma- schine mit Brennstoffölgemischschmierung und vor zugsweise mit Kurbelgehäusepumpe Dichtelemente anzuordnen.
Die in die Kurbelkammer gelangten schädlichen Abgasbestandteile können auf diese Weise nicht die Lager angreifen. Öl dagegen kann sich in genügender Menge an den Lagerlaufflächen halten oder infolge der Oberflächenspannung an den Dichtringen vorbei an die Lagerlaufflächen kriechen.
Es ist weiterhin bekannt, Kurbelwellen von Mehr zylinder-Zweitakt-Brennkraftmaschinen in Kugel lagern zu lagern. Das hat den Vorteil der Billigkeit, da handelsübliche Kugellager verwendet werden: kön nen. Da die spezifische Pressung in Kugellagern rela tiv hoch ist, ging man schon frühzeitig zu Rollen lagern in den Kurbelwellen über in der Annahme, dass die grossen Belastungen dadurch besser aufge nommen würden. Rollenlager erlaubten eine Ein engung der Kurbelwellenschwingungen, während ku gelgelagerte Mehrzylinderwellen auch ohne fortge schrittene Abnutzung Biegeschwingungen der Kurbel wellen unterstützen. Das geht mitunter so weit, dass ein unmittelbar mit der Kurbelwelle verbundener Un terbrecher keine regelmässigen Zündungen mehr ein leiten kann.
Diese Mängel werden erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass bei einem Kurbeltrieb gemäss dem Pa tentanspruch des Hauptpatentes mit als Kugellager ausgebildeten Kurbelwellenwälzlager bei jedem Ku gellager auf der einen Seite Spreizringe und auf der anderen Seite eine Abdeckscheibe als Dichtelemente angeordnet sind. Diese Kombination ist besonders deswegen vorteilhaft, weil die Spreizringe gegen das Druckgefälle wirksam dichten und die Abdeckscheibe hauptsächlich das Innere der Lager vor Abgasen schützt und nur eine geringe Baulänge beansprucht.
Die Spreizringe dichten gegen das Druckgefälle, das insbesondere zwischen zwei benachbarten Kurbel gehäusen gross ist, oder das Druckgefälle zwischen Kurbelgehäuse und Aussenluft ab. Ein. Durchströmen von Luftölgemisch durch die Lager, wie es früher zur Kühlung und Schmierung der Lager angestrebt wurde, ist damit ausgeschlossen. Auch ohne Ringmembrane würde nur eine geringe Menge Luftölgemisch in die Lager eindringen können, weil das Gasvolumen im Inneren der Lager und damit sein Federweg gering ist. Das Gasvolumen im Lagerinneren wird beim Druckwechsel im Kurbelgehäuse nur wenig zusam mengedrückt und somit auch nur ein geringer Raum für das nachströmende Gasgemisch aus dem Kurbel gehäuse frei.
Die Abdeckscheibe braucht also nur geringe Ansprüche als Dichtelement zu erfüllen und soll hauptsächlich als Schirm gegen die Abgase die nen. Diese Wirkung kann dadurch unterstützt wer den, dass eine dünne Abstandscheibe zwischen der Abdeckscheibe und dem inneren Kugellagerring an gebracht wird. Die Abdeckscheibe ist so keiner Ab nützung ausgesetzt. Es bleibt immer zwischen dem Abdeckscheibenaussenrand und dem Lageraussenring ein schmaler Spalt, der mit Öl gefüllt ist.
Das Öl setzt dem Druckwechsel zwischen- Kurbelgehäuse und La gerinnenraum und damit dem Einströmen von Abgas resten in das Lagerinnere durch seine Viskosität und seine Massenträgheit einen Widerstand entgegen.
Weiterhin kann die Dichtwirkung der Abdeck- scheibe dadurch erhöht werden, dass zwischen Kurbel wellenhubscheibe und der Abdeckscheibe eine Feder scheibe angebracht wird. Auf diese Weise ist der Aussenrand der dünnen Abdeckscheibe in der Lage, den Druckschwankungen im Kurbelgehäuse zu folgen und die Dichtwirkung gegen Gas zu unterstützen, während ein Kriechen von Öl in das Lagerinnere un- behindert vonstatten geht.
Die erfindungsgemässe Bau weise ist auch deshalb vorteilhaft, weil verhältnis mässig grosse Kugellager auf dem schmalen Raum zwi schen zwei benachbarten Kurbelwangen unterzubrin gen sind:, da der Platzbedarf der Dichtelemente in folge der Kombination von Abdeckscheibe und Spreiz- ringen gering ist. Damit die Verwendung von Kugel lagern nicht Nachteile mit sich bringt, z.
B. hinsicht lich der Erzeugung eines regelmässigen Zündfunkens oder durch Entstehen von Biegeschwingungen der Kurbelwelle, können alle Kurbelwellenlager eng und unter gleicher Vorspannung der Innen- bzw. Aussen ringe gegen die Kugeln eingebaut werden.
Die mit Vorspannung verbauten Kugellager erlau ben der Kurbelwelle auch innerhalb tragbarer Gren zen eine elastische Verformung. Die Ausschaltung der chemischen Einwirkung der Abgasreste im Kur belgehäuse ist durch die Kombination der Spreizringe mit einer Ringmembrane mit geringstem Raumbedarf gelöst. Die Vorspannung soll anderseits so sein, dass die Wälzkörper bei laufender Maschine im entlasteten Bogen der Lager kurzzeitig freigestellt werden. Wei tere Vorteile gehen aus den Abbildungen und der Be schreibung hervor.
Die Abbildungen zeigen eine beispielsweise Aus führung der Erfindung.
Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Kurbelwelle, Fig. 2 eine in Fig. 1 mit Il eingekreiste Einzelheit. Die Kurbelwelle 1 ist aus Wellenstücken 2, 2', 2", Pleueizapfen 3 und Kurbelwangen 4, 4', 16, 17 zu sammengesetzt. Als Lager werden durchwegs Kugel lager 5, 6 verwendet. Jedes Kugellager weist auf der einen Seite Spreizringe 7, 7' bzw. 8, 8' bzw. 9, 9' auf, die als Dichtelemente dienen, während auf der anderen Seite Abdeckscheiben 10 bzw. 11 das Innere der Lager vor Abgasresten schützen.
Jede Abdeck- scheibe 10 bzw. 11 wird durch eine dünne Abstands scheibe 12 von den Kugellagerringen abgehalten, so dass sich zwischen dem Aussenring 13 und der Ab deckscheibe 11 ein enger Spalt 14 bildet. Die Spreiz- ringe 8, 8' dichten den Lagerinnenraum 15 gegen das Kurbelgehäuse ab, zu dem die Kurbelscheibe 16 ge hört. Die Abdeckscheibe 11 dagegen schützt den La gerinnenraum 15 gegen Gase aus dem Kurbelgehäuse, zu dem die Kurbelwange 17 gehört.
Ohne die Spreiz- ringe 8, 8' würde der Druckunterschied während der Arbeitstakte zwischen dem zur Kurbelwange 17 und dem zur Kurbelwange 16 gehörigen Kurbelkammer ein intensives Durchströmen des Lagerinnenraumes 15 mit Luftölgemisch mit Abgasresten erzwingen. Damit würde zwar eine gewisse Kühlung der Lauf- flächen des Kugellagers 6 eintreten, es würden aber auch Abgasreste bzw. chemische aktive Produkte dauernd intensiv die Lagerflächen und die Kugeln des Lagers 6 bestreichen.
Dadurch, dass die Spreiz- ringe 8, 8' angeordnet sind, sind die beiden. benach barten Kurbelkammern gegeneinander abgedichtet, so dass der Druckunterschied zwischen den beiden Kur belkammern kein Gemisch aus Abgasresten., Luft, Öl und Brennstoff mit grösserem Druckunterschied durch den Lagerinnenraum 15 führt. Diese Wirkung wird noch weiter unterstützt durch die Abdeckscheibe 11, die das Lagerinnere 15 gegen das Eindringen von Abgasresten aus den zur Kurbelwange 17 gehörigen Kurbelkammern abschirmt. Es bleibt nur zwischen dem Lageraussenring 13 und der Abdeckscheibe 11 ein schmaler Spalt 14, der infolge des geringen Volu mens das Lagerinnere 15 vor Abgasresten bewahrt.
Anderseits genügt der enge Spalt 14, um Öl in das Innere des Lagers 6 kriechen zu lassen, ebenso wie die Spreizringe 8, 8' wohl gegen das Gas dichten, trotzdem aber ein Eindringen von Öl in das Lager innere des Lagers 6 nicht verhindern.
Die Nachteile grosser Durchbiegungen bei kugel gelagerten Kurbelwellen werden dadurch behoben, dass alle Kurbelwellenlager unter gleicher Vorspan- nung der Innenringe bzw. Aussenringe gegen die Ku geln eingebaut werden.
Crankshaft drive for two-stroke internal combustion engines It is known according to the patent claim of the main patent no. 349123 to arrange sealing elements on both sides of the rolling bearings of a crankshaft for a two-stroke internal combustion engine with fuel oil mixture lubrication and preferably with a crankcase pump.
In this way, the harmful exhaust gas components that have got into the crank chamber cannot attack the bearings. Oil, on the other hand, can stick to the bearing running surfaces in sufficient quantities or, as a result of the surface tension, creep past the sealing rings to the bearing running surfaces.
It is also known to store crankshafts of multi-cylinder two-stroke internal combustion engines in balls. This has the advantage of being cheap, as standard ball bearings can be used. Since the specific pressure in ball bearings is relatively high, it was decided at an early stage to use roller bearings in the crankshafts on the assumption that the large loads would be better absorbed as a result. Roller bearings made it possible to reduce the crankshaft vibrations, while multi-cylinder shafts with ball bearings support the crankshaft's flexural vibrations even without advanced wear. This sometimes goes so far that an interrupter directly connected to the crankshaft can no longer initiate regular ignitions.
These shortcomings are eliminated according to the invention in that in a crankshaft drive according to the patent claim of the main patent with crankshaft rolling bearings designed as ball bearings, expansion rings are arranged on one side of each ball bearing and a cover plate as sealing elements on the other side. This combination is particularly advantageous because the expansion rings seal effectively against the pressure gradient and the cover plate mainly protects the interior of the bearings from exhaust gases and only takes up a short overall length.
The expansion rings seal against the pressure gradient, which is particularly large between two adjacent crankcases, or the pressure gradient between the crankcase and outside air. One. This means that air-oil mixtures cannot flow through the bearings, as was previously the case for cooling and lubricating the bearings. Even without a ring diaphragm, only a small amount of air-oil mixture would be able to penetrate the bearings because the gas volume inside the bearings and thus its spring deflection is small. The gas volume inside the bearing is only slightly compressed when the pressure changes in the crankcase and thus only a small amount of space is free for the gas mixture flowing in from the crankcase.
The cover plate therefore only needs to meet minor requirements as a sealing element and is mainly intended to act as a screen against the exhaust gases. This effect can be supported by the fact that a thin spacer disk is placed between the cover disk and the inner ball bearing ring. The cover panel is not exposed to any wear. There is always a narrow gap between the outer edge of the cover disk and the bearing outer ring, which is filled with oil.
Due to its viscosity and inertia, the oil opposes the pressure change between the crankcase and the bearing interior and thus the flow of exhaust gas residues into the interior of the bearing.
Furthermore, the sealing effect of the cover disk can be increased by attaching a spring washer between the crankshaft lifting disk and the cover disk. In this way, the outer edge of the thin cover plate is able to follow the pressure fluctuations in the crankcase and support the sealing effect against gas, while oil creeping into the interior of the bearing takes place unhindered.
The construction according to the invention is also advantageous because relatively moderately large ball bearings are to be accommodated in the narrow space between two adjacent crank webs: because the sealing elements require little space due to the combination of cover plate and expanding rings. So that the use of ball store does not bring disadvantages such.
B. with regard to the generation of a regular spark or the occurrence of flexural vibrations of the crankshaft, all crankshaft bearings can be installed tightly and with the same preload of the inner and outer rings against the balls.
The preloaded ball bearings allow the crankshaft to deform elastically, even within acceptable limits. The elimination of the chemical action of the exhaust gas residues in the cure bel housing is solved by combining the expansion rings with an annular membrane with the smallest space requirement. On the other hand, the preload should be such that the rolling elements are briefly released in the relieved arc of the bearings while the machine is running. Further advantages emerge from the illustrations and the description.
The figures show an example of implementation of the invention.
1 shows a partial longitudinal section through a crankshaft, FIG. 2 shows a detail encircled by II in FIG. 1. The crankshaft 1 is composed of shaft pieces 2, 2 ', 2 ", connecting rod pins 3 and crank webs 4, 4', 16, 17. Ball bearings 5, 6 are used as bearings. Each ball bearing has expansion rings 7, 7 'or 8, 8' or 9, 9 ', which serve as sealing elements, while on the other side cover disks 10 and 11 protect the interior of the bearings from residual exhaust gas.
Each cover disk 10 or 11 is held back from the ball bearing rings by a thin spacer disk 12, so that a narrow gap 14 is formed between the outer ring 13 and the cover disk 11. The expanding rings 8, 8 'seal the bearing interior 15 from the crankcase to which the crank disk 16 belongs. The cover plate 11, however, protects the La gerinnenraum 15 against gases from the crankcase, to which the crank web 17 belongs.
Without the expanding rings 8, 8 ', the pressure difference between the crank chamber belonging to the crank arm 17 and the crank arm 16 during the work cycles would force an intensive flow through the bearing interior 15 with an air-oil mixture with exhaust gas residues. This would indeed result in a certain cooling of the running surfaces of the ball bearing 6, but exhaust gas residues or chemically active products would also continuously and intensively brush the bearing surfaces and the balls of the bearing 6.
Because the expanding rings 8, 8 'are arranged, the two. Neighboring crank chambers are sealed against each other so that the pressure difference between the two cure chambers does not lead to a mixture of exhaust gas residues, air, oil and fuel with a greater pressure difference through the bearing interior 15. This effect is further supported by the cover plate 11, which shields the bearing interior 15 against the ingress of exhaust gas residues from the crank chambers belonging to the crank web 17. There is only a narrow gap 14 between the bearing outer ring 13 and the cover plate 11, which preserves the bearing interior 15 from exhaust gas residues due to the low volume.
On the other hand, the narrow gap 14 is sufficient to allow oil to creep into the interior of the bearing 6, as well as the expansion rings 8, 8 'seal against the gas, but nevertheless do not prevent oil from penetrating the interior of the bearing 6.
The disadvantages of large deflections in crankshafts with ball bearings are eliminated by installing all crankshaft bearings with the inner rings or outer rings preloaded against the balls equally.