DE10352243B4 - Gegenkolbenmotor mit einem in der Ebene der Kurbelwellenmitten geteilten Zylinderkurbelgehäuse (ZKG) - Google Patents
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Abstract
Gegenkolbenmotor
mit einem in der Ebene der Kurbelwellenmitten geteilten Zylinderkurbelgehäuse (ZKG),
wobei die Arbeitskolben zur Mitte des ZKG hin gegeneinander arbeiten
und den Gaswechsel steuern, dadurch gekennzeichnet, dass besondere
Gehäuseringe (13)
die Lagerschalen (12) der Kurbelwellen (3; 4) umschließen und
derart abstützen,
dass die Gehäusetrennfuge
(14) nicht bis an die Lagerschalen (12) heranreicht.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Gegenkolbenmotor mit zwei Kurbelwellen, wobei die Kurbelwellen an den beiden Enden des ZKG gelagert, die Arbeitskolben zur Mitte hin gegeneinander arbeiten und die Kurbelwellen form- oder kraftschlüssig miteinander gekoppelt sind.
- Solche Gegenkolbenmotoren sind als sogen. Zweiwellenmaschinen in mannigfachen Ausführungen bekannt. Sie unterscheiden sich neben den Mitteln zur Gestaltung der Verbrennungsräume, der Kolben und Zylinder, der periphären Systeme wie Ansaugung/Spülung, Auspuff, Einspritzung u. a. auch in der Gestaltung des ZKG.
- Bei den meisten Ausführungen wird ein einteiliges ZKG verwendet. Hierbei sind die Kurbelwellen in herkömmlicher Weise in Lagerstühlen gelagert und durch aufgeschraubte Lagerdeckel, welche die Druckkräfte von den Kolben her voll aufnehmen müssen, werden die Kurbelwellen in den Lagerstühlen gehalten. Zusätzlich an den Enden des ZKG angeschraubte Ölwannen schließen das ZKG und damit den Gegenkolbenmotor nach außen ab. Nachteilig sind hierbei:
- – Die vielen hochfesten Längsverschraubungen für die Lagerdeckel,
- – das komplizierte Gussstück des ZKG, zu dessen Fertigung aufwändige Kerneinlagen erforderlich sind und
- – das schwierige Einziehen der Zylinderlaufbüchsen, die mit Hilfe von Dichtringen in entsprechenden Gehäusebunden die verschiedenen Gas- und Wasserräume voneinander abgrenzen.
- Eine weitere gebräuchliche Ausführungsform des ZKG weist eine Vierfach- bzw. Sechsfachteilung auf.
- Hier besteht das die Zylinderbüchsen aufnehmende Mittelteil des ZKG aus zwei Halbschalen, die nach Einlegen der Laufbüchsen miteinander verschraubt werden. An dieses Mittelteil werden beidseitig die Kurbelgehäuse angeschraubt, die ihrerseits für das Einlegen der Kurbelwellen zweigeteilt sind.
- Bei dieser Ausführung des ZKG ist zwar das Gussstück für das Mittelteil erheblich einfacher geworden und auch das einfache Einlegen der Laufbüchsen erleichtert die Montage, aber der Bearbeitungs- und Verschraubungsaufwand sowie die abzudichtenden Gehäuseflächen sind noch größer geworden.
- Nun sind bereits Druckschriften bekannt, die eine durchgängige Querteilung des ZKG bei Gegenkolbenmotoren vorschlagen. Dabei wird jedoch die besondere Problematik im Bereich der Kurbelwellenlager nicht beachtet. Nach dem bewährten heutigen Stand laufen die Kurbelwellen in dünnwandigen Lagerschalen, die allseitig gut unterstützt sein müssen. Diese Druckschriften geben nun für diese schwierige Lagertechnik bei quergeteiltem ZKG keine Merkmale an, so dass Verschleißfestigkeit und Betriebssicherheit nicht gewährleistet werden können.
- In den Druckschriften
DE 196 51 175 A1 undUS 2 233 499 sind die Lagerschalen ohne besondere Unterstützung in den Gehäusehäften angeordnet; in den anderen Druckschriften werden keine Angaben zur Lagertechnik gemacht. Mit diesen Nachteilen können Motoren, die heute Spitzendrücke über 100 bar haben, nicht mehr gebaut werden. - Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und einen aus zwei Halbschalen bestehenden Gegenkolbenmotor mit einer betriebssicheren Lagertechnik der Kurbelwellen auszurüsten.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem in der Ebene der Kurbelwellenmitten geteilten ZKG besondere Gehäuseringe angeordnet sind, die die Lagerschalen der Kurbelwellen umschließen und derart abstützen, dass die Gehäusetrennfuge des ZKG nicht bis an die Lagerschalen heranreicht.
- Auf diese Weise werden die Lagerschalen beanspruchungsgerecht im ZKG gehalten. Dabei können diese Gehäuseringe aus einem festeren Werkstoff wie z. B. Stahl bestehen, wenn das ZKG aus Aluminium oder Magnesium hergestellt werden soll. Im Falle von gebauten und z. B. mit Wälzlagern ausgestatteten Kurbelwellen können die Wälzlager-Außenringe die Funktion der Gehäuseringe übernehmen.
- Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Zeichnungen zeigen:
-
1 eine Seitenansicht des Gegenkolbenmotors (=ZKG) mit der als I-I angegebenen Teilungsebene durch die Kurbelwellenmitten, -
2 eine Aufsicht auf die untere Halbschale des ZKG mit den in diese Halbschale eingelegten Zylinderlaufbüchsen, Kurbeltrieben, Zahnradsätzen und allen andere "inneren" Bauteilen, -
3 einen Schnitt nach der Linie II-II in2 . - In der
1 sind die untere Halbschale1 und die obere Halbschale2 des ZKG, das den gesamten Gegenkolbenmotor bildet, dargestellt. Die Teilung in die Halbschalen1 und2 erfolgt durch die Mitten der Kurbelwellen3 und4 . Durch die Querverschraubungen5 werden die beiden Halbschalen1 und2 zu einem stabilen, die Triebwerkskräfte aufnehmenden, aber auch biege- und verdrehsteifen Motorkörper verbunden. Der Bearbeitungsaufwand der als einfache Gussteile gestalteten Halbschalen1 und2 ist reduziert und besteht nach Überfräsen und Zusammenfügen der Halbschalen zum ZKG im Wesentlichen im Bohren der Gassen für die Kurbelwellen und die Zylinderlaufbüchsen sowie anderer kleinerer Bearbeitungsschritte. - Die
2 zeigt eine Aufsicht auf die untere Halbschale1 eines hier beispielsweise dargestellten 2-Zylindermotors. - Die Kurbelwellen
3 und4 , die Pleuelstangen6 und die Zylinderlaufbüchsen7 mit den in ihnen befindlichen Kolben werden bei der Montage in diese Halbschale1 eingelegt, ebenso der die Kurbelwellen3 und4 verbindende Zahnrädersatz8 . - Die Triebwerkskräfte werden von den Lagerstühlen
9 der Kurbelwellen3 und4 beidseitig von den Längswänden10 der Halbschalen1 und2 aufgenommen und insgesamt der Motorkörper tragend ausgebildet. - Erfindungsgemäß sind dabei die Lagerschalen
12 in Gehäuseringe13 derart eingebettet, dass die Gehäusetrennfuge14 nicht bis an die Lagerschalen12 heranreicht. - Aufgeschraubte Lagerdeckel oder andere deckelartige Bauteile für die Kurbelwellen Hauptlager existieren nicht. Die für eine steife Lagergestaltung wichtigen Schraubgewinde
11 sind Bestandteil der Querverschraubung5 . - Die
3 zeigt einen Schnitt durch ein Kurbelwellenhauptlager. Die Kurbelwelle4 ist in den Lagerschalen12 aufgelagert, welche ihrerseits in den Gehäuseringen13 gehalten sind. Dadurch reicht die Gehäusetrennfuge14 der Halbschalen1 und2 nicht bis an die Lagerschalen12 heran. Durch diese Stützwirkung der Gehäuseringe13 wird eine Überanspruchung der Lagerschalen12 vermieden. - Die dargelegte erfindungsgemäße Ausführung eines derartigen Gegenkolbenmotors gilt für alle Bauarten solcher Zweiwellenmaschinen, gleich, ob es sich um die herkömmliche Tauchkolben-Ausführung, Kreuzkopf-Ausführung oder sonstige Ausführungen mit besonderen Triebwerken, Pleuelstangen, Zylindern u. a. handelt.
-
- 1
- untere Halbschale
- 2
- obere Halbschale
- 3, 4
- Kurbelwelle
- 5
- Querverschraubung
- 6
- Pleuelstange
- 7
- Zylinderlaufbüchse
- 8
- Zahnrädersatz
- 9
- Lagerstuhl
- 10
- Längswand
- 11
- Schraubgewinde
- 12
- Lagerschale
- 13
- Gehäusering
- 14
- Gehäusetrennfuge
Claims (1)
- Gegenkolbenmotor mit einem in der Ebene der Kurbelwellenmitten geteilten Zylinderkurbelgehäuse (ZKG), wobei die Arbeitskolben zur Mitte des ZKG hin gegeneinander arbeiten und den Gaswechsel steuern, dadurch gekennzeichnet, dass besondere Gehäuseringe (
13 ) die Lagerschalen (12 ) der Kurbelwellen (3 ;4 ) umschließen und derart abstützen, dass die Gehäusetrennfuge (14 ) nicht bis an die Lagerschalen (12 ) heranreicht.
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