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Kurbeltrieb für Kolbenmotoren Die erfindung betrifft einen Kurbeltrieb
für Kolbenmotoren, vorzugsweise Fahrzeug-Dieselmotoren, dessen Kurbelwelle aus einzelnen
Hauptlagerzapfen, Kurbelwangen und Pleuelzapfen zusammengebaut ist, dessen Pleuelstangen
einteilig sind und dessen Kurbelgehäuse an den hauptlagern ungeteilt ist.
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Die heute üblichen Kurbeltriebe für Kolbenmotoren haben über = wiegend
einteilige Kurbelwelle, geteilte Pleuelstengen und an aen iauptlagern geteilte Kurbelgehäuse.
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Ä15 Ausnahme gibt es bei Dieselmotoren z. . zum Antrieb von Lokomotiven
die sogenannte Tunnelbauweise, bei der die Kur = belwelle aus Minzelteilen zusamengebaut
is und die Kurbel = wangen gleichzeitig die Hauptlagerzapfen bilden und so großen
burohmesser naben, daß man die zusammengebaute Kurbelwelle axial durch die Hauptlager
in das ungeteilte Kurbelgehäuse einführen Kann. Die Pleuelstangen sind geteilt.
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Weiterhin gibt es einen Kurbeltrieb für Motorradmotoren mit aus binzelteilen
zusammengebauter Kurbelwelle, einteiliger Pleuelstange und iwrbelgehäuse aus zwei
Hälften.
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( siehe: buschmann / Koessler, Handbuch für den Kraftfahr = zeug -
ingenieur, dva, achte auflage, Seiten 265 bis 268.
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Es gict such einen Kurbeltrieb für Flugzeug- oder Rennwagen = motoren,
bei dem die Kurbel-elle aus Mizzelteilen mit Stirn = verzahnungen zusamgiengebaut
ist, die Pleuelstangen einteilig sind und das Kurbelgehäuse aus zwei dalften besteht
oder ge = teilte Hauptlager hat. ( siehe: Zeitschrift TZ, 1967, Heft 6, Selten 224
bis 227.) Die bekannten Kurbeltriebe für Kolbenmotoren haben immer nur eines der
Hauptteile - Kurbelwelle, Pleuelstange, Kurbelge = häuse - einteilig. Die Trennung
der Bauteile erfolgt immer an hochbeanspruchten Stellen.
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Kurbeltrieb für Kolbenmotoren Die bekannten Ausführungen zusaminengebauter
Kurbelwellen werden nur in Ausnahmefällen verwendet, weil sie sehr teuer herzustellen
sind. Die überwiegend verwendeten Kurbeltriebe gestatten auch nicht den einbau von
Wälzlagern als naupt-und lJleuellager.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwei der hauptteile des
Kurbeltrieb, nämlich Pleuelstangen und Kurbelgehäuse einteilig zu machen und die
Moglichkeit zu schaffen, älz = lager als haupt- d Pleuellager einzubauen.
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kiese Aufgabe wira erfindungsgemäß folgendermaßen gelöst: Die Hauptlagerzapfen
und die Pleuelzapfen der surbelwelle sind zylindrische Körper mit ebene Stirnflächen
und über = decken sich axial gesehen teilweise. In diesen Überdeckungen geht jeweils
eine zur riauptlagerachse parallele Bohrung durch benachbarte Hauptlagerzapfen,
Kurbelwangen, Pleuelzapfen und Kurbelwellenenden. Außerhalb des Hauptlageraußendurchmessers
gehen zur Hauptlagerachse parallele Bohrungen durch jeden Pleuelzapfen und seine
Kurbelwangen. lin gleichen Abstand von der ilauptlagerachse wie diese bohrungen
ist in jeder querwand des Kurbelgehäuses ein l.och oder ein Durchbruch außerhalb
der hauptlagerbohrung als çlontageóffnung, mit dem ich die Bohrungen in den Pleuelzapfen
zur Deckung bringen lassen. Wenn der als Gegengewicht erweiterte Teil der kurbelwangen
in der Verlängerung dieser Bohrungen liegt, dann naben die Kurbebvangen aort Löcher
oder Aussparungen als montageöffnungen. Zusammen mit diesen Montageöfnungen fluchten
die bohrungen in den Kurbelwellenenden, haupt lager = zapien, Kurbelwangen und Pleuelzapfen
auf der ganzen Länge des rotors. Durch die bohrungen gehen Schrauben, die an den
Kurbelwellenenden oder den Kurbelwangen befestigt sind. Die durch die hauptlagerzapfen
gehenden, also innenliegenden Schrauben, gehen entweder vom xurbelwellenende bis
zu der = jenigen Kurbelwange, an der sie nicht auf eine Pleuelzapen = bohrung treffen,
oder sie gehen von Kurbelwange zu Kurbel = wange bis sie nicht auf eine Pleuelzapfenbohrung
treffen.
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Kurbeltrieb für Kolbenmotoren Die außerhalb des Hauptlageraußendurchmessers,
also außenliegenden Schrauben, verbinaen immer einen Pleuelzapfen mit seinen zugehörigen
sulbelwangen.
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zusammen mit der bedingung, daß immer eine bohrung iri der tberdeckung
der flapfen liegt , bestimmen die bekannten nurbelwellenanordnungen des jeweiligen
Motors das Lochbild für die Schrauben in den Hauptlagerzapfen. (siene: Bussien.
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Automobiltechnisches Handbuch, Techn. Verl. herbert Gram, 1965, band
1, Seite 74.) Der Vierzylinder - Reihenmotor bekommt das lochbild 2 x 180 dem man
zwei Bohrungen hinzufügt zu 4 x 90 °.
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Der Fünfzylinder - £ieihenmotor bekommt das Lochbild 5 x 72 °.
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er Sechszylinder- Xeinenmotor bekommt das Lochbild 3 x 120 °, das
man in manchen Fällen auch verdoppeln kann zu 6 x 6u °.
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V - motoren erhalten sinngemäße Lochbilder, z. m.: Der Achtzylinder
- V - rotor bekommt das Lochbild 4 x 90 °.
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Zwischen Hauptlagerzapfen una Kurbelwangen sind wenigstens zwei Paßverbindungen
je Anlagefläche, die die Lage der Kurbel = kröpfungen zueinander fixieren und Schub
übertragen. Zwischen Pleuelzapien und Kurbelwangen werden besonders vorteilhaft
zwei außenliegende Schrauben verwendet, die zusammen mit der in der Überdeckung
liegenden Schraube ein symmetrisches Dreierlochbild haben und die als Paßchrauben
zusammen mit den außenliegenden Bohrungen so ausgebildet sind, daß eine Schraube
die Fixierung an einer Anlagefläche und die andere die Fixierung an der anderen
Anlagefläche desselben Pleuelzapfens übernimmt, daß also an jeder Anlagefläche mit
Dreierlochbild nur eine außenliegende Verschraubung Paßsitz hat und daß sich die
beiden Paßsitze eines Pleuelzapfens diagonal gegenüberliegen.
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können jedoch auch mehr oder weniger außenliegende Schrauben verwendet
werden, und man kann auch eine Fixierung zwischen Pleuelzapfen und Kurbelwangen
machen, bei der Paßbolzen in der Pleuelzapienachse liegen. Dann ist es zweckmäßig,
eine Anlage = fläche spielfrei und die andere mit geringem Spiel zu fixieren.
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Kurbeltrieb für Kolbenmotoren taupt- und sleuellager sind vorzugsweise
Wälzlager mit Hollen als Wälzkörper.
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Der wurbeltrieb nach Erfindung hat gegenüber den üblichen und bekannten
Ausfuhrungen folgende Vorteile: Die surbelwelle läßt sich aus Einzelteilen, die
in der eri-lndu1gsgemäßen Art zusammengebaut werden, einfacher her = stellen.
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Die Anlageflächen der Einzelteile der Kurbelwelle stehen durch die
Verschraubung unter hoher Druckvorspannung, wodurch hohe Dauerwechselfestigkeit
erreicht wird. Die Verwendung von Wälzlagern gestaltet es, größere Zapfendurchmesser
zu wählen, Die Fixierung der Pleuelzapfen mit den Kurbelwangen aurch die außenliegenden
Schrauben wechselseitig paßt sich den unver = meidlichen nerstellungstoleranzen
der Einzelteile an und verhindert Verspannungen zwischen den nauptlagern, überträgt
aber beim Zünddruckmaximum die Querkraft auf die Kurbelwelle formschlüssig.
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Die einteiligen Pleuelstangen sind fester, leichter und billiger.
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Das einteilige Kurbelgehäuse ist fester, steifer, leichter und billiger.
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xylit wälzlagern wird der mechanische Wirkungsgrad des rotor wegen
kleinerer Lagerreibung, weniger Pantschen und geringerer Schmierölpumpenleistung
verbessert, sodaß man mit etwa 5 So mehr Nutzleistung und 5 > niedrigerem spezifischem
Verbrauch rechnen kann. Der Schmierölkühler kann.kleiner sein. Das Kaltstartverhalten
ist besser.
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Kurbeltrieb für Kolbenmotoren Fig. 1 und ig. 2 zeigen axial gesehen
zwei Beispiele für die Lochbilder der Kurbelwelle.
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dig. 1 gehört zur Sechszylinder- oder Dreizylinder -Kurbelwelle.
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Fig. 2 gehört zur Vierzylinder - Kurbelwelle. Die Haupt = lagerzapfen
1 und die Pleuelzapfen 2 überdecKen sich teilweise.
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In den Überdeckungen liegen die Bohrungen 4. Außerhalb der Hauptlager
3 liegen die Bohrungen 5 im Abstand 6 von der Hauptlagerachte. Die Bohrungen 7 in
Fig. 2 vervollständigen das Lochbild zu 4 x 90 °.
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'ig. 3 zeigt einen querschnitt durch das einteilige Kurbel = gehäuse
8 mit der Querwand 9, in der ein nauptlager 3 liegt.
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Sin Loch 10 oder ein Durchbruch 11 am Radius 6 dient als Montageöffnung.
Im nauptlagerzapfen 1 ist 12 eine der wenigstens zwei Zentrierbohrungen.
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vig. 4 stellt einen Vierzylinderkurbeltrieb im Längsschnitt dar. Jede
Querwand 9 trägt ein Hauptlager 3.
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Am zweiten Zylinder ist eine Pleuelstange 13 mit dem Wälzlager 19
dargestellt.
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Auf den iviittellinien 15, 16 und 14 vorn und hinten liegen die Bohrungen
4 und 7 durch die Hauptzapfen. Zur Veranschau = lichung der Verschraubung ist die
Kurbelwelle durchsichtig gedacht. jede der innenliegenden Schrauben geht, wie sig.
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4 zeigt, entweder vom surbelwellenende bis zu derjenigen Kurbelwange,
an der sie nicht auf eine Sleuelzapfenbohrung trifft, oder von Kurbelwange zu Kurbelwange
bis sie nicht auf eine kleuelzapfenbohrung trifft.
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Auf den ,wittellinien 17 und 18 vorn und hinten in dieser Ansicht
sind die außenliegenden Bohrungen 5. Die außenliegenden Schrauben verbinden immer
einen Pleuelzapfen mit seinen zugehörigen hurbelwangen. Zur montage dieser Schrauben
dienen die Montageöffnungen 10 oder 11 in sig. 3 oder gegebenenfalls 20 in Fig.
4. Diese außenliegenden Schrauben bilden als Paßachrauben die diagonal gegenüberliegenden
Fixierungen zwischen Pleuelzapfen und Kurbelwangen.
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kurbeltrieb für Kolbenmotoren Das Kurbelgehäuse ist wie üblich in
Richtung Y offen, sodaß die einzelteile der Kurbelwelle eingelegt werden können.
Es ist auch möglich, die vormontierten Kolben, rleuelstangen und Pleuellager in
Richtung Y einzubauen.