DE3812245C2 - Kurbelwellenlagerung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung einer Kurbelwelle in ei­ nem Gehäuse einer Hubkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der gattungsgemäßen DE-OS 24 52 941 ist eine Tunnellagerung der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Kur­ belwelle im Bereich der Grundlager geteilt ist. Im Bereich dieser Teilfläche ist auf die Kurbelwelle ein ungeteilter Lagerkörper aufge­ setzt, der von einem ungeteilten Gleitlager umschlossen ist, der die Verbindung mit dem Tunnelgehäuse herstellt. In das Tunnelgehäuse ist im Bereich des Gleitlagers eine umlaufende Nut eingearbeitet, über die die Gleitfläche mit Schmieröl versorgt wird. Nachteilig an dieser Kurbelwellenlagerung ist es, daß die Kurbelwelle durch die Teilungen sehr bauaufwendig ist. Zudem bedeutet jede Teilung bzw. die Verbindung der einzelnen Teile eine Schwächung der Kurbel­ welle. Der mit Kurbelwellendrehzahl mitdrehende Lagerkörper muß, um Unwuchten zu vermeiden, ausgewuchtet sei. Das außenliegende, einen großen Durchmesser aufweisende Gleitlager erzeugt zudem durch die große Leitfläche eine hohe Gleitreibung. Die gesamte Lage­ rung ist konstruktiv aufwendig (geteilte Kurbelwelle), stelle hohe An­ forderungen an die Montage (Zusammenfügen und Ausrichten der einzelnen Kurbelwellenelemente) und bedarf großer Gleitlager (Kosten- und Gleitreibungsverluste).

Aus der DE-AS 12 10 262 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Ver­ spannen eines geteilten Kurbelwellenlagers in einem Tunnelgehäuse von Hubkolben-Brennkraftmaschinen bekannt. Dabei besteht der Lagerkörper aus einem unteren Lagerkörper und zwei Spannteilen. Der untere Lagerkörper wird in das Tunnelgehäuse an der ent­ sprechenden Stelle eingesetzt und dann werden die Spannteile durch Verdrehen der Spannschraube fest in die entsprechende Ausneh­ mung des Tunnelgehäuses gepreßt, so daß insgesamt der Lagerkör­ per unverrückbar festsitzt. Die weiterhin bekanntgewordene DD- 21 999 weist Lagerschilde auf, die einen kreisrunden äußeren Pass­ durchmesser aufweisen. Ein Passdurchmesser bedeutet aber, daß hier ebenfalls ein Festsitz vorliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine konstruktiv einfache Kurbelwellenlagerung bereitzustellen, wobei insbesondere die Ge­ räuschemission der Hubkolbenbrennkraftmaschine verringert werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Verwendung einer ungeteilten Kurbelwelle vermeidet aufwendige Ausricht- und Verbindungsmaß­ nahmen der einzelnen Kurbelwellenelemente. Die Kurbelwelle kann somit, wie allgemein bekannt, einstückig geschmiedet oder gegossen werden. Die Grundlager der Kurbelwelle werden von geteilten Lager­ schalen umfaßt, die in ebenfalls teilbaren Lagerträgern eingesetzt sind. Dies läßt die Verwendung von kleinen Lagerschalen zu, die be­ züglich ihres Trag- und Schmierverhaltens optimal auf die Anforde­ rungen der Kurbelwelle bzw. der zu übertragenden Kräfte abgestimmt werden können. Der Außenumfang der Lagerkörper weist einen geringfügig größeren Durchmesser als die Kurbelwelle unter Einbe­ ziehung der Kurbelwangen bzw. der Pleuellagerzapfen auf. Der Lagerkörper ist seinerseits mit einem Lossitz in dem Gehäuse einge­ setzt und gegen axiale Bewegungen gesichert. Mittig zu dem Außen­ umfang des Lagerkörpers ist in dem Gehäuse oder in dem Lagerkör­ per eine Nut vorgesehen, die mit Schmieröl beschickt wird. Durch diese Ausbildung wird ein hydraulisches Polster zwischen dem Lagerkörper und dem Gehäuse erzeugt, das einerseits Fluchtungs­ fehler des Lagerkörpers (beispielsweise hervorgerufen durch die über Kolben und Pleuel auf die Kurbelwelle wirkenden Gaskräfte) ausgleicht, anderer­ seits wird ein hoher Schalleitwiderstand zwischen den erregenden Kräften der Brennkraftmaschine und den ab­ strahlenden Außenflächen (beispielsweise Kurbelgehäuse) der Brennkraftmaschine erreicht.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung lie­ gen die Schraubenköpfe von Verbindungsschrauben für die Lagerkörper auf Ausnehmungen der Lagerkörper auf, wobei die Ausnehmungen im Bereich der durch die Gaskräfte gering belasteten Umfangszone der Lagerkörper angeordnet sind. Durch diese Ausbildung wird das Hydraulikpolster zwischen Lagerkörper und Gehäuse nur im Bereich geringer Belastun­ gen unterbrochen und die Unterbrechung weist somit keinen bzw. nur einen zu vernachlässigbaren Einfluß auf das Dämpfungs- und Isolationsverhalten der Lagerung auf.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Kurbelwelle im Bereich eines Grundlagers,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Bezeichnung in Fig. 1.

Die ungeteilte Kurbelwelle 1 einer Hubkolbenmaschine, die eine Brennkraftmaschine oder ein Kompressor sein kann, ist in dem als Tunnelgehäuse 2 ausgebildeten Kurbelgehäuse einer Hubkolbenmaschine gelagert. Dabei ist der Grundla­ gerbereich der Kurbelwelle 1 von einer mittig geteilten Gleitlagerschale 3a, 3b umgeben. Die Gleitlagerschale 3a, 3b ist ihrerseits in einem geteilten Lagerkörper 4a, 4b festgelegt. Der zweiteilige Lagerkörper 4a, 4b wird von zwei Verbindungsschrauben 5 zusammengehalten. Dabei liegen deren Schraubenköpfe 6 auf Ausnehmungen 7 des Lagerkörpers 4a auf. Der Lagerkörper 4a, 4b ist so in das Tunnelgehäuse 2 eingesetzt und über eine Schraube 8 gegen radiale und axiale Bewegungen gesichert, daß die Ausnehmungen 7 im Bereich der durch die Gaskräfte gering belasteten Umfangs­ zone des Lagerkörpers 4 im Bezug zu dem Tunnelgehäuse 2 liegt. Die Lagerkörper 4a, 4b sind zueinander durch Hülsen 9 zentriert, wobei die Hülsenfassungen in die Bohrungen für die Verbindungsschrauben 5 im Bereich der Trennebene 10 eingearbeitet sind. In den Außenumfang des Lagerkörpers 4a, 4b ist mittig eine Nut 11 eingearbeitet, die im Be­ reich der Ausnehmungen 7 unterbrochen ist. Die Nut 11 wird über eine Leitung 12, die in das Tunnelgehäuse 2 eingear­ beitet ist mit dem Schmierkreislauf der Hubkolbenmaschine verbunden. In dem Lagerkörper 4a, 4b sind Bohrungen 13a, 13b und 13c eingelassen, die einerseits die Gleitlager­ schale 3a, 3b mit Schmieröl versorgen, andererseits die voneinander getrennten Bereiche der Nut 11 mit Schmieröl versorgen. Damit die Bohrungen 13a, 13b und 13c dauernd und gleichmäßig mit Öl versorgt werden, ist eine Fluidver­ bindung vorgesehen, die vorteilhaft als Ringnut im Bereich der Gleitlagerschale 3 ausgebildet ist.

In Fig. 2 ist zusätzlich zu dem in Fig. 1 beschriebenen erkennbar, daß die Lagerkörper 4a, 4b Ausnehmungen 14 zur Gewichtsverminderung und zur Erzeugung einer vorgegebenen Flexibilität der Lagerkörper 4a, 4b aufweisen.

Beim Betrieb der Hubkolbenmaschine wird die Nut 11 über die Leitung 12 vom Schmiersystem der Hubkolbenmaschine mit Drucköl versorgt und das Drucköl dringt von dieser Nut 11 aus in den Spalt zwischen Lagerkörper 4a, 4b und Tunnelge­ häuse 2 ein. Dadurch entsteht eine Vergrößerung des Schalleitwiderstandes zwischen dem erregenden Kräften der Hubkolbenmaschine und den abstrahlenden Außenflächen der Hubkolbenmaschine. Die erfindungsgemäße Lagerung ist beim Ausführungsbeispiel bei einer Hubkolbenmaschine mit Tun­ nellagerung ausgeführt, eignet sich aber erfindungsgemäß auch für eine Hubkolbenmaschine ohne Tunnellagerung, also mit Lagerböcken.

Claims (5)

1. Lagerung einer Kurbelwelle (1) insbesondere in einem Tunnel­ gehäuse (2) einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei die Kurbel­ welle (1) im Bereich zumindest einer Gehäuselagerstelle von einem Lagerkörper (4a, 4b) und von gegen Verdrehen gesicherten Lager­ schalen (3a, 3b) umfaßt ist, wobei im Bereich der Gehäuselagerstelle eine mit einem Ölkreislauf verbundene, umlaufende Nut (11) vorge­ sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ungeteilte Kurbelwelle (1) im Be­ reich der Gehäuselagerstelle in teilbaren Gleitlagerschalen (3a, 3b) gelagert ist, die in einem teilbaren Lagerkörper (4a, 4b) festgelegt sind, wobei der Lagerkörper (4a, 4b) einen größeren Außendurch­ messer als die Kurbelwelle (1) aufweist und daß die Nut (11) zwi­ schen Lagerkörper (4a, 4b) und Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei der Lagerkörper (4a, 4b) mit einem Lossitz in dem Gehäuse (2) ein­ gesetzt ist und gegen radiale und axiale Bewegungen gesichert ist.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (11) in die Lagerkörper (4a, 4b) eingearbeitet ist.

3. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (11) in das Gehäuse (2) einge­ arbeitet ist.

4. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (11) unterbrochen ist.

5. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsschrauben (5) für die Lagerkörper (4a, 4b) mit den Schraubenköpfen (6) auf Ausnehmun­ gen (7) der Lagerkörper (4a, 4b) aufliegen, wobei die Ausnehmungen im Bereich der durch die Gaskräfte gering belasteten Umfangszone der Lagerkörper (4a, 4b) angeordnet sind.