DE10153018A1

DE10153018A1 - Kurbelwellenlager

Info

Publication number: DE10153018A1
Application number: DE10153018A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Tisch
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-08

Abstract

Eine Kurbelwelle (2) einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine ist in einem Triebwerksgehäuse über mehrere voneinander beabstandete Grundlager (4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5) gehalten, wobei in erfindungsgemäßer Weise die äußeren gegenüberliegenden Grundlager (4.1, 4.5) als Wälzlager ausgebildet sind, während die zwischen beiden Wälzlagern liegenden inneren Grundlager (4.2, 4.3, 4.4) als Gleitlager ausgebildet sind. Auf diese Weise werden die Vorteile beider Lagerkonzepte vereinigt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Lagerung einer Kurbelwelle in einem Triebwerksgehäuse einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine, die in mehreren voneinander beabstandeten Grundlagern gehalten ist.

Hintergrund der Erfindung

In der Regel sind gekröpfte Kurbelwellen für mehrzylindrische Brennkraftmaschinen in geteilten Gleitlagern gelagert, die einfach gestaltbar sind, vorhandene Stöße und Schwingungen dämpfen und ein geringe Empfindlichkeit gegenüber Verschmutzung und Überlastung aufweisen. Außerdem benötigen sie einen geringeren Raumbedarf, weisen eine geringe Masse auf und verursachen geringe Geräusche. Derartige Gleitlageranordnungen für Kurbelwellen sind beispielhaft in der DE-OS 21 47 754, DE-OS 24 52 941, DE-OS 27 36 601 und in der DE 27 28 689 C3 dargestellt.

Bei diesen vorbekannten Gleitlagerungen ist nachteilig, dass eine relativ hohe Reibleistung festzustellen ist. Diese Reibleistung erhöht unnötig den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine bzw. senkt deren am Kurbelwellenausgang zur Verfügung stehende Leistung.

Der Fachwelt sind jedoch seit langem auch Kurbetwellenlagerungen bekannt, deren Grundlager als Wälzlager ausgebildet sind. Derartige Lösungen sind beispielhaft in der DE-PS 10 41 730, DE-PS 10 62 487, DE-OS 27 49 840 und in der DE 34 27 764 C2 vorbeschrieben.

Diese vollständige Lagerung der Kurbelwellen über Wälzlager senkt zwar die Reibleistung, jedoch ist der Fertigungsaufwand sehr hoch und kostenmäßig kaum vertretbar. Dies erklärt sich dadurch, dass Wälzlager im allgemeinen nicht geteilt als Halblager einsetzbar sind. Die ungeteilte Ausführung der Wälzlager erfordert aber eine aus Einzelteilen zusammengesetzte (gebaute) Kurbelwelle. Gleichzeitig ist beim Betrieb der vollständig über Wälzlager gelagerten Kurbelwelle eine relativ hohe Geräuschemission festzustellen. Außerdem wirken Wälzlager kaum schwingungsdämpfend.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kurbelwellenlagerung für eine mehrzylindrische Brennkraftmaschine zu schaffen, die insbesondere eine deutliche Reduzierung der auftretenden Reibleistung gewährleistet und die gleichzeitig einen geringen Bauaufwand und eine relativ geringe Geräuschemission aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die äußeren gegenüberliegenden Grundlager als Wälzlager ausgebildet sind, während die zwischen beiden Wälzlagern liegenden inneren Grundlager als Gleitlager ausgebildet sind.

Mit dieser Kombination der an sich bekannten Lagerungsmöglichkeiten für eine Kurbelwelle in einem Triebwerksgehäuse einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine sind die Eingangs geschilderten Nachteile mit geringem Bauaufwand eliminiert. So wird insbesondere die Reibleistung durch diese Hybridlagerung verringert. Es kann davon ausgegangen werden, dass beispielsweise bei einer dreizylindrischen Brennkraftmaschine mit vier Grundlagern durch den Ersatz der beiden äußeren Grundlager durch Wälzlager die Reibleistung um 5% herabgesetzt ist. Auch sind die extrem teueren und toleranzempfindlichen gebauten Kurbelwellen nicht erforderlich, da die beiden äußeren Wälzlager in einfacher Weise auf die Kurbelwelle aufgeschoben werden können. Mit dieser Kombination der an sich bekannten Lagerungsmöglichkeiten ist eine erfolgsversprechende Hinwendung zu einer bisher nicht realisierten technischen Lösung vorgeschlagen. Bei bisherigen aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltungen nahm man die Nachteile einer vollständigen Gleit- oder Wälzlagerung einer Kurbelwelle billigend in Kauf.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2, 3 und 4 beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass die Wälzlager als Zylinderrollenlager, Pendelrollenlager, Kegelrollenlager, Nadellager oder als Kugellager ausgebildet sein sollen. Der Vorteil von Kugel- oder Pendelrollenlagern liegt insbesondere darin, dass sie weniger empfindlich gegenüber Schiefstellung sind. Die Wälzkörper können wahlweise entweder vollrollig oder käfiggeführt sein.

Aus Anspruch 3 geht hervor, dass die beiden äußeren Wälzlager einer unterschiedlichen Kategorie angehören können, d. h., ein Wälzlager kann als Zylinderrollenlager und das andere zweite Wälzlager als ein Rillenkugellager ausgebildet sein.

Schließlich geht aus Anspruch 4 hervor, dass aus Gründen einer Einsparung von radialem Bauraum ein Innenring des jeweiligen Wälzlagers durch eine Mantelfläche eines zugehörigen Wellenzapfens gebildet ist. Diese Mantelfläche kann zusätzlich noch mit geeigneten Verschleißschutzschichten versehen sein.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung die Seitenansicht einer Kurbelwelle.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Die einzige Figur zeigt schematisch einen Reihenmotor mit den Kolben 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, mit der Kurbelwelle 2, mit den Pleueln 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, die jeweils den Kolben 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, mit der Kurbelwelle 2 verbinden. Die Kurbelwelle 2 ist in fünf voneinander beabstandeten Grundlagern 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 gehalten, welche die Kurbelwelle 2 an einem nicht dargestellten Motorblock tragen. Pleuellager 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 sind in den Verbindungsteilen zwischen den Pleueln 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 und den Kurbelzapfen 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 der Kurbelwelle 2 angeordnet.
Erfindungsgemäß sind die beiden äußeren gegenüberliegenden auf den Wellenzapfen 7.1, 7.2 der Kurbelwelle 2 angeordneten Grundlager 4.1 und 4.5 als Wälzlager und die dazwischen liegenden Grundlager 4.2, 4.3, 4.4 als Gleitlager ausgebildet, wobei das mittlere Grundlager 4.3 zur zusätzlichen Aufnahme von Axialkräften als ein Führungslager ausgebildet ist. Bezugszeichen 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 Kolben
2 Kurbelwelle
3.1, 3.2, 3.3, 3.4 Pleuel
4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 Grundlager
5.1, 5.2, 5.3, 5.4 Pleuellager
6.1, 6.2, 6.3, 6.4 Kurbelzapfen
7.1, 7.2 Wellenzapfen

Claims

1. Lagerung einer Kurbelwelle (2) in einem Triebwerksgehäuse einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, die in mehreren voneinander beabstandeten Grundlagern (4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren gegenüberliegenden Grundlager (4.1, 4.5) als Wälzlager ausgebildet sind, während die zwischen beiden Wälzlagern liegenden inneren Grundlager (4.2, 4.3, 4.4) als Gleitlager ausgebildet sind.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager als Zylinderrollenlager, Pendelrollenlager, Kegelrollenlager, Nadellager oder als Kugellager ausgebildet sind.

3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Wälzlager einer unterschiedlichen Kategorie angehören.

4. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenring des jeweiligen Wälzlagers durch eine Mantelfläche eines jeweils zugehörigen Wellenzapfens (7.1, 7.2) gebildet ist.