DE1817616B1

DE1817616B1 - Kurbelwelle einer Viertakt-Kolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1817616B1
Application number: DE19681817616
Authority: DE
Inventors: Hans Perrin
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1968-12-24
Filing date: 1968-12-31
Publication date: 1970-07-23
Also published as: GB1229078A; CH501849A; FR2027014A1

Description

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Die EriBndung betrifft eine Kurbelwelle einer Vier- Es ist dabei möglich, die Ausnehmung als eine

takt-Kolbenbrennkraftmaschine mit Schmierbohrun- Abflachung auszubilden, deren in Achsenrichtung gen für die Zufuhr von Schmieröl zu mindestens des Zapfens verlaufende Kanten· abgerundet sind und einem Kurbelzapfen, wobei der Kurbelzapfen mit die gegenüber dem Umfang des Kurbelzapfens eine einer an eine Schmierbohrung der Kurbelwelle an- 5 Tiefe (t) von maximal 2% des Durchmessers des schließenden Ausnehmung versehen ist, die sich ent- Zapfens hat. Dadurch wird eine Ausbildung erlang eines wesentlichen Teils der Länge des Kurbel- halten, bei welcher der Winkel an der Stelle der Einzapfens erstreckt. führung des Schmieröls in den Schmierspalt be-

Es ist bei Kolbenbrennkraftmaschinen bekannt, sonders klein ist und daher günstige Bedingungen für die Kurbelwelle mit Schmierbohrungen zu versehen, io die Entstehung des Schmierfilms gegeben sind, wowelche der Zufuhr von Schmieröl zu den einzelnen durch eine Kavitationsbildung im Bereich der Lagern der Kurbelwelle, den Hauptlagern und den Schmiernut verhindert wird. Gleichzeitig wird Pleuellagern dienen. Die Pleuellager werden dabei dabei die Kurbelwelle nur unwesentlich gederart geschmiert, daß aus dem Kurbelzapfen der schwächt.

Kurbelwelle einfach eine Schmierbohrung nach 15 Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichaußen führt und mit einer runden Öffnung endet. nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels Die Schmierbohrungen sind dabei in der Regel senk- erläutert. Es zeigt

recht zur Kurbelebene angeordnet, d.h. zur Ebene, Fig. 1 eine Ansicht eines Kurbelzapfens einer erweiche durch die Achse des Kurbelzapfens und findungsgemäßen Kurbelwelle, die Achse der benachbarten Hauptlagerzapfen 20 Fig. 2 den Schnitt H-II aus der Fig. 1 und führt. Fig. 3 ein polares Diagramm der während eines

Es hat sich bei einer derartigen Anordnung der Arbeitszyklus der Maschine im Pleuelstangen-Schmierbohrungen gezeigt, daß bei einer größeren lager wirkenden Kräfte, die den Kurbelzapfen beBelastung der Maschine eine besondere Art der Ab- lasten.

nützung der Kurbelzapfen entsteht. Die Kurbel- 25 In der Fig. 1 ist eine Kurbelwelle 1 dargestellt, zapfen werden dabei in einem Bereich abgenützt, die einen Kurbelzapfen 2, Kurbelwangen 3 sowie den welcher sich auf der den Hauptlagerzapfen züge- Kurbelwangen 3 benachbarte Hauptlagerzapfen 4 wandten Seite des betreffenden Kurbelzapfens be- aufweist. In an sich bekannter Weise enthält die findet und dessen Zentrum um etwa 25 bis 30° Kurbelwelle 1 eine größere Anzahl derartiger gegenüber der Kurbelebene der Kurbelwelle ver- 30 Kurbelzapfen, die, je nach ihrer Anzahl, winkelsetzt ist. mäßig gegeneinander versetzt sind. Aus Anschaulieh-

Es hat sich dabei erwiesen, daß diese Abnützung keitsgründen wurde nur ein einziger Kurbelzapfen durch die an dieser Stelle wirkenden Massenkräfte dargestellt.

verursacht ist, welche, obwohl sie in ihrer absoluten Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, enthält der

Größe wesentlich kleiner als die Gaskräfte sind, den 35 Kurbelzapfen 2 eine Längsbohrung 5, die durch nicht großen Nachteil haben, daß ihr Vektor in der dargestellte Organe an den Enden verschlossen ist gleichen Richtung umläuft wie der Kurbelzapfen in und an eine ebenfalls nicht dargestellte Bohrung für der Lagerschale der Pleuelstange. Daraus ergeben die Zufuhr von Schmieröl angeschlossen ist. In sich ungünstige Bedingungen bezüglich der Bildung radialer Richtung des Kurbelzapfens 2 ist eine eines Schmierfilms. 4° Schmierbohrung 6 ausgebildet, an die sich am Um-

In Wellen, unter anderem auch Kurbelwellen, aus- fang des Zapfens eine Abflachung 7 anschließt. Die gebildete Ausnehmungen sind andererseits z. B. aus Abflachung erstreckt sich mit der Ausnahme kurzer dem deutschen Gebrauchsmuster 1765 852, der Stege an ihren Enden entlang der ganzen Länge des schweizerischen Patentschrift 8992 und der deutschen Zapfens 2. Die in Achsenrichtung des Zapfens verPatentschrift 803 862 bekannt. Bei diesen Aus- 45 laufenden Kanten der Abflachung sind mit einer Abführungen befinden sich die Ausnehmungen jedoch rundung mit dem Radius R versehen. Die Schmieran Stellen, an welchen sie nicht zur Beseitigung bohrung ist gegenüber der Kurbelebene K in der dieser Schwierigkeiten beitragen. durch einen Pfeil P angedeuteten Drehrichtung der

Die Erfindung hat die Schaffung einer Kurbel- Kurbelwelle um einen Winkel .,4 versetzt, der beim welle zum Ziel, bei welcher die erwähnten nach- 50 dargestellten Beispiel etwa 65° beträgt, im allteiligen Erscheinungen vermieden werden und eine gemeinen jedoch im Bereich von 60 bis 80° liegen wesentlich kleinere Abnützung der Kurbelzapfen kann,
auch bei hoher Belastung entsteht. In der F i g. 3 ist ein polares Diagramm der auf

Die erfindungsgemäße Kurbelwelle, durch welche den Kurbelzapfen seitens des Pleuelstangenlagers das angestrebte Ziel erreicht wird, ist dadurch ge- 55 wirkenden Kräfte dargestellt.

kennzeichnet, daß sich die Ausnehmung an einer Der Punkt 0° bzw. 720° entspricht dabei dem Anstelle des Kurbelzapfens befindet, die gegenüber der fang des Expansionshubes bzw. dem Ende des Kom-Kurbelebene des betreffenden Zapfens in der Dreh- pressionshubes. Die Bereiche von etwa 80 bis 220°, richtung der Kurbelwelle um einen Winkel von 60 von 480 bis 580° und von etwa 310 bis 410° zeigen bis 80° versetzt ist. 60 dabei verhältnismäßig hohe Belastungen, die im

Durch diese Maßnahme wird die Verminderung wesentlichen durch Massenkräfte hervorgerufen sind, der Abnützung dadurch erreicht, daß die Zufuhr von Diese Massenkräfte sind zwar, wie aus dem Dia-Schmieröl in dem jeweils durch die Massenkräfte be- gramm hervorgeht, gegenüber der im Bereich von lasteten Bereich erhöht wird, und zwar von einer ungefähr 10° liegenden Spitze, die durch Gaskräfte Stelle aus, die sich bezüglich der Bewegungsrichtung 65 verursacht ist, verhältnismäßig klein. Ihr Kraftvektor des Kurbelzapfens gegenüber dem Pleuelstangenlager bewegt sich jedoch im gleichen Sinne wie die jeweils vor dem der höheren Abnützung ausgesetzten Kurbelwelle, deren Drehrichtung in der Fig. 3 eben-Bereich befindet und mit diesem umläuft. falls durch einen Pfeil P bezeichnet ist. Die Winkel-

geschwindigkeit weicht dabei nur wenig von der Winkelgeschwindigkeit des Kurbelzapfens ab. Daraus ergeben sich sehr nachteilige Bedingungen für die Bildung des Schmierfilms. Diese Bedingungen können durch die Anordnung einer Ausnehmung für die Verteilung von Schmieröl wesentlich verbessert werden, die sich am Anfang des durch die Massenkräfte belasteten Bereiches befindet und sich gleichzeitig zusammen mit dem Kurbelzapfen bewegt.

Wie bereits erwähnt, hat die Möglichkeit der Ausbildung der Ausnehmung in der Form einer Abflachung den großen Vorteil, daß dabei ohne Mühe bei entsprechend abgerundeten Kanten ein sehr günstiger Übergang mit kleinem Winkel aus der Ausnehmung in den Lagerspalt möglich ist. Dabei hat vorzugsweise die Ausnehmung eine geringfügige Tiefe t, die weniger als 2 ⁰Zo des Kurbelzapfens beträgt und welche trotz einer optimalen Verteilung des Schmieröls den Kurbelzapfen nur unwesentlich schwächt.

Claims

Patentansprüche:

1. Kurbelwelle einer Viertakt-Kolbcnbrcnnkraflmaschinc mit Schmierbohrungen für die Zufuhr von Schmieröl zu mindestens einem Kurbelzapfen, wobei der Kurbelzapfen mit einer an eine Schmierbohrung der Kurbelwelle anschließenden Ausnehmung versehen ist, die sich entlang eines wesentlichen Teiles der Länge des Kurbelzapfens erstreckt, dadurc.h gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmung an einer Stelle des Kurbelzapfens befindet, die gegenüber der Kurbelebene des betreffenden Zapfens in der Drehrichtung der Kurbelwelle um einen Winkel (A) von 60 bis 80° versetzt ist.

2. Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung durch eine Abflachung gebildet ist. deren in Achsenrichtung des Zapfens verlaufende Kanten abgerundet sind und die gegenüber dem Umfang des Kurbelzapfens eine Tiefe (t) von maximal 2 % des Durchmessers des Zapfens hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen