DE2940644A1

DE2940644A1 - Lagerung von mehrfach gekroepften kurbelwellen

Info

Publication number: DE2940644A1
Application number: DE19792940644
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl.-Ing. 5060 Bensberg Keylwert
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1979-10-06
Filing date: 1979-10-06
Publication date: 1981-04-16

Description

Lagerung von mehrfach gekröpften Kurbelwellen
Die Erfindung betrifft eine Lagerung von mehrfach gekröpften Kurbelwellen von Brennkraftmaschinen mit Lagern,+mit einzelnen Lagerstellen an denen die Lager gegenüber den übrigen einen konstruktiv abgewandelten Lagerspalt aufweisen.
Eine Lagerung mit diesem Merkmal ist bekannt (DE-PS 962 299). Ein vergrößertes Lagerspiel wird hierbei zur Senkung der Herstellungskosten eingeführt und hat erhöhte Lagerbelastungen mit begleitenden Laufgeräuschen (Lagertrommeln) zur Folge. Es bedingt dadurch einen radialen Mittenversatz von einzelnen Lagerschalen oder Lagerzapfen, um die sich einstellenden Nachteile wieder aufzuheben und ein geräuscharmes Laufen zu erzielen. Ein Vorteil dieser Lagerung ist also nur im Bezug auf die Kosten zu sehen, während die Laufeigenschaften gegenüber Lagerungen mit üblichem Lagerspiel durch den verengten Lagerspalt mit höherer Reibleistung und größerem Verschleiß als ungünstig zu beurteilen sind. Bei einem Mittenversatz in beliebiger Richtung, wie ihn die beschriebene Lagerung freistellt, also. z. B. in Richtung der größten auftretenden Lagerlast, bzw. der kleinsten örtlichen Schmierfilmstärke, können im Zusammenwirken mit sich addierenden Fertigungstoleranzen Belastungsspitzen auftreten, die zu unzulässigem Verschleiß und Lagerschäden an den gefährdeten, höchstbelasteten Stellen führen. Diese gefährdeten Stellen sind insbesondere bei mehrfach gekröpften Kurbelwellen von Motoren mit hohen Zylinderzahlen bzw. mit V-Anordnung der Zylinder besonders ausgeprägt. Sie unterliegen den verschiedensten Einfüssen, wie Zündfolge. Kröpfungsfolge, Massenausgleich, Wellensteifigkeit und anderem. Unter Annahme geeigneter Randbedingungen ist die Richtung der rößten an jedem Lager angreifenden Last als auch der kleinsten örtlichen Schmierfilmstärke und das Verhältnis deren Lagerspalt im wesentlichen aus zwei Kreisquerschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern gebildet wird, ihrer Beträge zueinander zu berechnen. Ohne Berücksichtigung dieser Ergebnisse in konstruktiver Hinsicht ergibt sich deren Bestätigung durch entsprechendes Schadens- und Verschleißverhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die an sich bekannten Merkmale Lagerspielvergrößerung und Lagermittenversatz so anzuwenden, daß der Lagerverschleiß, insbesondere an gefährdeten Stellen vermindert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lager mit abgewandeltem Lagerspalt an solchen Lagerstellen angeordnet sind, die ohne diese Maßnahme eine gegenüber den übrigen Lagern deutlich geringere kleinste örtliche Schmierfilmstärke aufweisen, daß diese Lager einen Mittenversatz der Lagerbohrung in Richtung der ohne diese Maßnahme kleinsten örtlichen Schmierfilmstärke aufweisen und/ oder daß diese Lager einen Mittenversatz des Lagerzapfens entgegen der Richtung der ohne diese Maßnahme kleinsten örtlichen Schmierfilmstärke aufweisen und/oder daß diese Lager ein gegenüber den übrigen Lagern vergrößertes Lagerspiel aufweisen. Durch jede der Maßnahmen für sich oder durch ihre gemeinsame Anwendung werden höher belastete Lager entlastet und die jeweils benachbarten Lager in gleicher Richtung in entsprechendem Maße zum Mittragen gezwungen.
Dadurch werden kritische Eetriebszustänae an einzelnen Lagern abgebaut und gleichmäßig zulässige Betriebszustände an allen Lagern herbeigeführt. Die Größe der Entlastung gefährdeter Lagerstellen richtet sich danacn, welche Zusatzbeanspruchungen von der Kurbelwelle bzw.
von den Nachbarlagerstellen ohne Nachteil ertragen werden können.
Gemäß den einzelnen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen sind bei Spielvergrößerung bzw. Mittenversatz Änderungen zu vermeiden, die zu einer Verspannung der Kurbelwelle oder neuen Spitzenbelastungen an andere Lagerstellen führen. Bei einer der Erfindung in besonderer Form entsprechenden Spielvergrößerung durch alleinige Änderung des Lagerzapfendurchmessers bleiben die Lagerschalen untereinander in vorteilhafter Weise austauschbar. Durch die Kombination von Spielvergrößerung und Mittenversatz kann die Entlastung bestimmter Lagerstellen vergrößert werden, ohne daß durch übermäßige Spielvergrößerung die Tragfähigkeit des Lagers beeinträchtigt wird.
Die Zeichung zeigt Querschnitte von erfindungsgemäßen Lagerungen in unbelastetem Zustand, wobei eine abgewandelte Lagerstelle in ausgezogenen Linien und die benachbarten Lagerstellen in gestrichelten Linien dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt ein Lager mit vergrößertem Lagerspiel durch Vergrößerung des Lagerbohrungsdurchmessers, Fig. 2 zeigt ein Lager mit vergrößertem Lagerspiel durch Verringerung des Lagerzapfendurchmessers, Fig. 3 zeigt ein Lager mit Mittenversatz der Lagerbohrung, Fig. 4 zeigt ein Lager mit Mittenversatz des Lagerzapfens, Fig. 5 zeigt ein Lager mit Mittenversatz des Zapfens und verringerte Lagerzapfendurchmesser In allen Figuren ist mit 1 der Lagerzapfen und mit 2 die Lagerschale der abgewandelten Lagerstelle bezeichnet. Mit 3 ist der Lagerzapfen und mit 4 die Lagerschale von benachbarten, nicht abgewandelten Lagerstellen gekennzeichnet. Die Richtung der größten Lagerlast in Bezug auf die Lagerschale bzw. die Lage der geringsten örtlichen Schmierfilmstärke im Lagerspalt unter Belastung zeigt jeweils der Pfeil 5.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Lagerung von gekröpften Kurbelwellen von Brennkraftmaschinen mit Lagern, deren Lagerspalt im wesentlichen aus zwei Kreisquerschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern gebildet wird, mit einzelnen Lagerstellen an denen die Lager gegenüber den übrigen einen konstruktiv abgewandelten Lagerspalt aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager mit abgewanaeltem Lagerspalt an solchen Lagerstellen angeordnet sind, die ohne diese Maßnahme eine gegenüber den übrigen Lagern deutlich geringere kleinste örtliche Schmierfilmstärke aufweisen, daß diese Lager einen Mittenversatz der Lagerbohrung in Richtung der ohne diese Maßnahme kleinste örtlichen Schmierfilmstärke aufweisen und/oder daß diese Lager cinen Mittenversatz des Lagerzapfens entgegen der Richtung der ohne diese Flaßnanme kleinsten örtlichen Schmierfilmstärke aufweisen und/oder daß diese Lager ein gegenüLer den übrigen Lagern vergroßertes Lagerspiel aufweisen.
2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager mit vergrößertem Lagerspiel den gleichen Lagerbohrungsdurchmesser und einen geringeren Lagerzapfendurchmesser als die übrigen Lager haben.
3. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Lagern mit vergrößertem Lagerspiel dieses etwa doppelt so groß ist wie an den übrigen Lagern.
4. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Lagern mit Mittenversatz und Spielvergrößerung der Mittenversatz höchstens halb so groß ist wie die Spielvergrößerung.