-
Die Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung einer Kurbelwelle an einem Kurbelgehäuse einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Die
DE 1 041 291 offenbart eine Vorrichtung zum Auffangen des aus dem Hauptlager von Brennkraftmaschinen austretenden Schmieröls und Weiterleiten desselben in das Pleuellager unter Verwendung einer an der Kurbelwange vorgesehenen, dem Hauptlager zugeordneten Ölsammelrinne. Die Ölsammelrinne steht über einen Kanal mit dem Pleuellager in Verbindung. Die Ölsammelrinne weist eine die Austrittsöffnung des Hauptlagers und die Ölsammelrinne nach dem Kurbelkammerraum hin abschließende Abdichtung auf. Dabei ist vorgesehen, dass die Ölsammelrinne als zu einem U-Querschnitt geformter Blechring ausgebildet ist, dessen einer Schenkel an der Kurbelwange befestigt ist und dessen anderer Schenkel federnd an der Seitenfläche des Hauptlageraußenrings anliegt.
-
Der
DE 11 2006 003 869 T5 ist eine Lageranordnung für die Kurbelwelle eines Hubkolbenmotors, insbesondere für einen Verbrennungsmotor, als bekannt zu entnehmen. Die Lageranordnung umfasst mindestens ein erstes Lager für die Lagerung der Kurbelwelle in einem Gehäuse des Hubkolbenmotors und mindestens ein zweites Lager für die Lagerung eines Pleuels auf der Kurbelwelle. Dabei ist vorgesehen, dass das mindestens eine erste Lager ein Wälzlager ist, das mindestens einen Außenring und mindestens einen Innenring hat, zwischen denen Wälzkörper angeordnet sind.
-
Das mindestens eine zweite Lager ist ein Gleitlager, wobei eine fluidische Verbindung durch einen Ölkanal in der Kurbelwelle zwischen dem mindestens einen ersten Lager und dem mindestens einen zweiten Lager für die Versorgung des zweiten Lagers mit unter Druck gesetztem Öl besteht und wobei eine Ölführungs-Vorrichtung zwischen dem mindestens einen Außenring und dem mindestens einen Innenring des mindestens einen ersten Lagers angeordnet ist für die Versorgung von unter Druck stehendem Öl von einem Ring zum anderen und zum Ölkanal.
-
Aus der
DE 201 16 445 A1 ist eine Lagerungsanordnung einer Kurbelwelle an einem Kurbelgehäuse einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine bekannt. Bei der Lagerungsanordnung ist die Kurbelwelle an wenigstens einer Hauptlagerstelle über einen Wellenzapfen der Kurbelwelle mittels eines Lagerelements an dem Kurbelgehäuse gelagert. Ferner weist die Kurbelwelle wenigstens einen, über eine Kurbelwange mit dem Wellenzapfen verbundenen Hubzapfen auf. Der Hubzapfen weist wenigstens eine Pleuellagerstelle auf, an welcher ein Pleuel der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gelagert ist. Dabei ist wenigstens ein sich teilweise im Wellenzapfen und teilweise im Hubzapfen erstreckender Schmierstoffkanal vorgesehen, über welchen die Pleuellagerstelle mit Schmierstoff zu versorgen ist.
-
Das Lagerelement ist ein Wälzlager, mittels welchem die Kurbelwelle am Kurbelgehäuse gelagert ist. Die Versorgung des Wälzlagers mit Schmierstoff erfolgt über einen zweiten Schmierstoffkanal, welcher sich in radialer Richtung im Wellenzapfen erstreckt und an dem Wälzlager mündet.
-
Darüber hinaus ist es bekannt, die Schmierstoffversorgung durch Spritzöl mittels eines Ölnebels zu realisieren. Dabei besteht die Gefahr einer Unterversorgung des Wälzlagers mit Schmierstoff. Zudem kann in bestimmten Betriebspunkten eine Kühlung des Wälzlagers vorgesehen sein, woraus ein erhöhter Schmierstoffbedarf resultiert, welcher bei einer solchen Spritzölversorgung gegebenenfalls nicht realisiert werden kann.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagerungsanordnung einer Kurbelwelle an einem Kurbelgehäuse einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine verbesserte Versorgung des Lagerelements mit Schmierstoff realisiert ist.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Lagerungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
-
Zur Realisierung einer verbesserten Versorgung des Lagerelements bzw. der Hauptlagerstelle mit einer hinreichend großen Menge an Schmierstoff ist erfindungsgemäß wenigstens ein weiterer, sich zumindest teilweise in der Kurbelwange erstreckender Schmierstoffkanal vorgesehen. Der weitere Schmierstoffkanal ist einerseits fluidisch mit dem ersten, sich teilweise im Wellenzapfen und teilweise im Hubzapfen erstreckenden Schmierstoffkanal verbunden. Andererseits weist der weitere Schmierstoffkanal auf einer dem Lagerelement in axialer Richtung zugewandten Stirnseite der Kurbelwange wenigstens eine Austrittsöffnung für den Schmierstoff auf.
-
Der Schmierstoff, welcher beispielsweise Öl ist, kann infolge eines herrschenden Schmierstoffdrucks aufgrund einer Förderung des Schmierstoffes mittels wenigstens einer Fördereinrichtung, insbesondere einer Ölpumpe, sowie infolge von Zentrifugalkräften vom ersten Schmierstoffkanal in den weiteren Schmierstoffkanal überströmen und über die Ausströmöffnung des weiteren Schmierstoffkanals aus dem weiteren Schmierstoffkanal austreten und zur Hauptlagerstelle mit dem Lagerelement gelangen.
-
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung ist, dass sich der weitere Schmierstoffkanal zur Versorgung der Hauptlagerstelle bzw. des Lagerelements mit Schmierstoff nicht in radialer Richtung im Wellenzapfen zum Lagerelement erstreckt und dadurch auch keine Lagerfläche des Wellenzapfens, an welcher das Lagerelement abgestützt ist, unterbricht und dadurch schwächt. Ferner erstreckt sich der weitere Schmierstoffkanal auch nicht in radialer Richtung durch das Kurbelgehäuse oder durch ein Lagerteil des Kurbelgehäuses und unterbricht somit keine Lagerfläche des Kurbelgehäuses bzw. des Lagerteils, an welcher das Lagerelement zur Lagerung der Kurbelwelle abgestützt ist. Somit werden die Lagerflächen des Wellenzapfens sowie des Kurbelgehäuses bzw. des Lagerteils nicht durch den weiteren Schmierstoffkanal beeinträchtigt und gegebenenfalls geschwächt. Ferner ist eine Zwangsschmierung des Lagerelements ermöglicht, so dass das Lagerelement mit einer nach Bedarf definierten Menge an Schmierstoff versorgt und somit vorteilhaft geschmiert und auch gekühlt werden kann.
-
Bei der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung ist die Versorgung der Hauptlagerstelle mit Schmierstoff über den weiteren Schmierstoffkanal mit einer besonders hohen Menge an Schmierstoff möglich, so dass eine zusätzliche Schmierstoffversorgung der Hauptlagerstelle nicht vonnöten und nicht vorgesehen ist.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Lagerelement ein Wälzlager. Dadurch ist die Kurbelwelle reibungsarm am Kurbelgehäuse gelagert, was zu einem niedrigen Kraftstoffverbrauch und zu niedrigen CO2-Emissionen der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine führt.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Austrittsöffnung in axialer Richtung von dem Lagerelement beabstandet ist. Dadurch kann der Schmierstoff als Spritzschmierstoff bzw. als Spritzöl dem Lagerelement zugeführt werden. Diese Zuführung erfolgt jedoch besonders nahe am Lagerelement, so dass das Lagerelement definiert mit einer zur ausreichenden Schmierung und bei hohen Drehzahlen zur Kühlung notwendigen Menge an Schmierstoff versorgt werden kann. Die Gefahr einer Mangelschmierung und/oder einer Überhöhung der zulässigen Lagertemperatur kann vermieden oder zumindest sehr gering gehalten werden.
-
Zur gezielten Beaufschlagung des Lagerelements mit Schmierstoff, insbesondere als Spritzschmierstoff, kann an der Austrittsöffnung eine Düse, insbesondere ein Düsenelement in Form einer Spritzdüse, vorgesehen sein. So kann die unkontrollierte Entstehung eines Ölnebels vermieden werden. Mit anderen Worten kann dadurch das Lagerelement gezielt mit einer sehr hohen Menge an Schmierstoff versorgt werden. Zudem kann eine Drossel verwendet werden, um den druckabhängigen. Volumenstrom zu regulieren.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 ausschnittsweise eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer Lagerungsanordnung einer Kurbelwelle an einem Kurbelgehäuse einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, wobei ein Wälzlager zum Lagern der Kurbelwelle am Kurbelgehäuse mittels eines Schmierstoffkanals mit Schmierstoff zu versorgen ist, welcher sich in einer Kurbelwange der Kurbelwelle schräg zur axialen Richtung der Kurbelwelle erstreckt; und
-
2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Kurbelwelle gemäß 1, wobei eine Austrittsöffnung des Schmierstoffkanals zu erkennen ist.
-
1 zeigt eine Lagerungsanordnung 10 einer in 2 in einer geschnittenen Vorderansicht gezeigten Kurbelwelle 12 an einem in 1 und 2 nicht dargestellten Kurbelgehäuse einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine beispielsweise für einen Kraftwagen. Bei der Lagerungsanordnung 10 ist die Kurbelwelle 12 an einer Mehrzahl von Hauptlagerstellen 14 über einen jeweiligen Wellenzapfen 16 der Kurbelwelle 12 am Kurbelgehäuse gelagert. Dabei ist in 1 einer der Wellenzapfen 16 sowie eine der Hauptlagerstellen 14 zu erkennen. Zur Lagerung der Kurbelwelle 12 an dem Kurbelgehäuse ist an den Hauptlagerstellen 14 ein jeweiliges und in 1 sehr schematisch dargestelltes Lagerelement in Form eines Wälzlager 18 vorgesehen. Mit anderen Worten ist die Kurbelwelle 12 am Kurbelgehäuse wälzgelagert, so dass eine sehr reibungsarme Lagerung der Kurbelwelle 12 am Kurbelgehäuse realisiert ist. Dies führt zur Realisierung eines nur geringen Kraftstoffverbrauchs und damit geringer CO2-Emissionen der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine.
-
Die Kurbelwelle 12 weist auch einen Hubzapfen 20 auf, welcher über eine in axialer Richtung der Kurbelwelle 12 zwischen dem Wellenzapfen 16 und dem Hubzapfen 20 angeordnete Kurbelwange 22 der Kurbelwelle 12 mit dem Wellenzapfen 16 verbunden ist. Der Hubzapfen 20 weist eine Pleuellagerstelle 23 auf, an welcher ein in 1 und 2 nicht dargestelltes Pleuel der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zu lagern ist.
-
Das Pleuel ist dabei am Hubzapfen 20 relativ zu diesem drehbar und somit gelenkig gelagert. An einem dem Hubzapfen 20 abgewandten Ende ist das Pleuel mit einem Kolben gelenkig verbunden, welcher in einem Zylinder der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine translatorisch relativ zu dem Zylinder bewegbar aufgenommen ist. Über die gelenkige Kopplung des Pleuels einerseits mit dem Hubzapfen 20 und andererseits mit dem Kolben können translatorische Bewegungen des Kolbens im Zylinder in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle 12 um eine Drehachse relativ zum Kurbelgehäuse umgewandelt werden. Zur Lagerung des Pleuels am Hubzapfen 20 ist ein weiteres Lagerelement, beispielsweise ein Gleitlager oder ein Wälzlager, vorgesehen.
-
Zur Versorgung der Pleuellagerstelle 23 bzw. des zugeordneten, weiteren Lagerelements ist ein erster Schmierstoffkanal 24 vorgesehen, welcher sich schräg zur axialen Richtung der Kurbelwelle 12 erstreckt und welcher sich teilweise im Wellenzapfen 16 und teilweise im Hubzapfen 20 erstreckt. Auf Seiten des Wellenzapfens 16 ist der erste Schmierstoffkanal 24 mit einem Hauptschmierstoffkanal, einer sogenannten Ölbohrung, in der Kurbelwelle 12 verbunden, so dass den Hauptschmierstoffkanal durchströmender Schmierstoff in Form von Öl vom Hauptschmierstoffkanal in den ersten Schmierstoffkanal 24 überströmen kann. Der erste Schmierstoffkanal 24 führt den übergeströmten Schmierstoff zum Hubzapfen 20, wobei der zum Hubzapfen 20 geführte Schmierstoff beispielsweise über nicht dargestellte Ausströmöffnungen des ersten Schmierstoffkanals 24 an der Pleuellagerstelle 23 bzw. dem zugeordneten, weiteren Lagerelement austreten kann. Dadurch kann die Pleuellagerstelle 23 effektiv und effizient mit Schmierstoff in Form von Öl versorgt werden.
-
Zur Versorgung der Hauptlagerstelle 14 mit dem Wälzlager 18 mit Schmierstoff ist nun ein weiterer Schmierstoffkanal 26 vorgesehen, welcher sich schräg zur axialen Richtung der Kurbelwelle 12 und vollständig in der Kurbelwange 22 erstreckt. Der weitere Schmierstoffkanal 26 ist einerseits fluidisch mit dem ersten Schmierstoffkanal 24 verbunden. Andererseits weist der weitere Schmierstoffkanal 26 auf einer dem Wälzlager 18 in axialer Richtung zugewandten Stirnseite 28 der Kurbelwange 22 eine Austrittsöffnung 30 auf, über welche den weiteren Schmierstoffkanal 26 durchströmender Schmierstoff austreten und zur Hauptlagerstelle 14 und insbesondere zum Wälzlager 18 gelangen kann.
-
Infolge eines vorgebbaren Drucks des Schmierstoffes, welcher aus einer Förderung des Schmierstoffes mit einer Pumpeinrichtung resultiert, sowie infolge von Zentrifugalkräften durch die Drehung der Kurbelwelle 12 strömt der Schmierstoff in Form von Öl vom ersten Schmierstoffkanal 24 in den weiteren Schmierstoffkanal 26 über, wird mittels des weiteren Schmierstoffkanals 26 zur Hauptlagerstelle 14 mit dem Wälzlager 18 geleitet und kann über die Austrittsöffnung 30 an das Wälzlager 18 gelangen.
-
Wie 1 zu entnehmen ist, ist die Stirnseite 28 und damit die Austrittsöffnung 30 in axialer Richtung von dem Wälzlager 18 beabstandet, so dass der Schmierstoff in Form von Spritzöl an das Wälzlager 18 abgegeben wird.
-
Im Gegensatz zu einer Versorgung des Wälzlagers 18 mit Spritzöl, welche von einer von der Hauptlagerstelle 14 relativ weit entfernten Stelle erfolgt, ist die Austrittsöffnung 30 bei der Lagerungsanordnung 10 gemäß 1 besonders nahe am Wälzlager 18 angeordnet, so dass eine sehr gezielte Versorgung des Wälzlagers 18 mit einer bei Bedarf sehr hohen Menge an Schmierstoff erfolgen kann. Dadurch kann die Hauptlagerstelle 14 effektiv und effizient geschmiert und gekühlt werden.
-
2 ist die Stirnseite 28 mit der Austrittsöffnung 30 besonders gut zu entnehmen. Wie insbesondere 1 zu entnehmen ist, sind die Austrittsöffnung 30 und das Wälzlager 18 in axialer Richtung in gegenseitiger Überdeckung angeordnet, so dass das Wälzlager 18 – wie in 1 durch den Richtungspfeil angedeutet ist – besonders effektiv mit Schmierstoff angespritzt werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Lagerungsanordnung
- 12
- Kurbelwelle
- 14
- Hauptlagerstelle
- 16
- Wellenzapfen
- 18
- Wälzlager
- 20
- Hubzapfen
- 22
- Kurbelwange
- 23
- Pleuellagerstelle
- 24
- erster Schmierstoffkanal
- 26
- weiterer Schmierstoffkanal
- 28
- Stirnseite
- 30
- Austrittsöffnung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 1041291 [0002]
- DE 112006003869 T5 [0003]
- DE 20116445 A1 [0005]
