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Luftgekühlte Lager, insbesondere für Kurbelwellen von Brennkraftmaschinen
Die bisher vorgeschlagenen, in der Lagerebene unterteilten Kurbelgehäuse, insbesondere
für Brennkraftmaschinen, deren Lager zwecks Luftkühlung von einer Doppelwandung
getragen werden, sind so ausgebildet, daß die Kühlluft zunächst in eine Kammer gelangt,
die den untersten Teil des Kurbelgehäuses in seiner ganzen Länge und Breite bildet.
Namentlich durch diese Ausgestaltung des Gehäuses leidet die Festigkeit und Steifigkeit
des Gehäuses, zumal die zur Versteifung wesentlich beitragenden bekannten langen
Ankerbolzen in diesem Fall nicht eingebaut werden können. Es mußten auch zur Stützung
der Lagerkörper Zwischenwände eingebaut werden, welche die Luftkühlung des Lagers
an seiner am meisten beanspruchten unteren Lagerschale verhinderten.
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Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Bei ihr ist
die Luftkühlung um das ganze Lager herumgeführt, wobei zur Verbindung der unteren
Gehäusehälfte mit der oberen außer einer Reihe am Gehäuseumfang liegender Schraubenmuttern
bekannte lange Schraubenbolzen dienen, die in den Doppelwandungen versenkt sind
und deren Köpfe nach Abnahme eines Deckels oder Bolzens der unteren Gehäusehälfte
zugängig sind. Dadurch läßt sich in den unteren Teil des neuen Kurbelgehäuses auch
ein durchgehender Ölbehälter einbauen.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung verwiesen,
die jedoch, ebenso wie die nachfolgende Beschreibung, nur eine der zahlreichen möglichen
Ausführungsformen des Erfindungsgedankens als Beispiel behandelt.
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Abb. r stellt in einem lotrechten, etwas versetzt geführten Schnitt,
der unterhalb der Motorachse in der Axialebene der einen der Lagerböcke, oberhalb
der Achse um ein geringes verschoben (gemäß i-i der Abb.3), verläuft, das Gehäuse
einer Brennkraftmaschine mit in V-Form gestellten Zylindern dar, das gemäß der Erfindung
ausgebildet ist.
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Die Abb. 2 bis 5 zeigen das gleiche Gehäuse in Schnitten nach 2-2,
3-3, 4-4 und 5-5 der Abb. z.
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Der gesamte Motor mit Ausnahme seines Kurbelgehäuses und gegebenenfalls
der Breite der Kurbelwellen- und Kurbelzapfenlager sowie der von diesen Abmessungen
abhängigen Maschinenteile kann in beliebiger geeigneter Weise ausgeführt sein.
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Das Kurbelwellengehäuse a des Motors wird so ausgeführt, daß es die
Kurbelwelle in einer geeigneten Anzahl von Lagern b trägt, die ihrerseits, soweit
die Endlager in Frage kommen, von den Außenwänden des Gehäuses getragen werden,
während für die Zwischenlager beispielsweise entsprechende Zwischenwände c im Innern
des Gehäuses vorgesehen sein können.
In dem Gehäuse werden nun entweder
bei der Herstellung des Gußkörpers in der Gehäusemasse durch entsprechende Bearbeitung
des Gehäuses, durch besonderes Anbringen oder Aufsetzen oder schließlich in beliebiger
anderer Weise Kanäle d angebracht, welche von einem Strömungsmittel durchflossen
werden können, wobei dieses Strömungsmittel nahe bei allen oder wenigstens einzelnen
Lagern des Motors fließt, und zwar zum Zwecke, diese Lager zu kühlen.
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Mit dem Gehäuse werden ferner geeignete Mittel verbunden, welche eine
Strömung des Kühlmittels erzeugen- und die beispielsweise darin bestehen können,
daß für jedes Lager oder jede Lagergruppe wenigstens eine Eintrittsöffnung e für
das kalte Strömungsmittel und wenigstens eine Austrittsöffnung f für das warme Strömungsmittel
vorgesehen sind, die nach außen geführt sind.
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Ferner werden zum Hindurchtreiben des Strömungsmittels geeigneteVorkehrungen
angebracht, die je nach Art des zu verwendenden Kühlmittels (Wasser, Öl, Luft o.
dgl.) verschieden gewählt sein können.
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In dem auf der Zeichnung besonders erläuterten Anwendungsfalle, der
von großer praktischer Bedeutung ist und in welchem als Kühlmittel Luft dient, verwendet
man entweder eine nach Art einfacher Kaminrohre ausgebildete Vorrichtung, bei welcher
der Austritt der warmen Luft höher liegt als der Eintritt der kalten, oder es kanm
eine mechanische Vorrichtung, ein Ventilator, ein Gebläse, ein Saugzug o. dgl. je
nach dem Verwendungsfalle entweder an dem Eintritt e oder dem Austritt f angeschlossen
sein.
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Besonders für Motore, die auf einem sich in der Luft bewegenden Gerät
(Kraft- oder Luftfahrzeug) arbeiten sollen, kann auch eine dynamische Vorrichtung
verwendet werden, dahingehend, daß der Eintritt e oder der Austritt f oder auch
beide Öffnungen mit wenigstens einer Art von kleinem Ventilatorknierohr g versehen
werden, dessen Eintrittsöffnung in der Außenluft liegt und dessen Kopfstück nach
vorn oder hinten offen ist, je nachdem das Rohr auf die Eintrittsöffnung e oder
die Austrittsöffnung f aufgesetzt ist. Es kann aber auch eine beliebige andere Vorrichtung
für den gleichen Zweck Verwendung finden.
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In dem besonders in Frage kommenden Fall, in welchem die Lager b von
Zwischenwänden getragen werden, die quer zur Drehachse der Kurbelwelle verlaufen,
verendet man, falls Luft als Kühlmittel dienen soll, zweckmäßig eine Anordnung,
wie sie die Zeichnung veranschaulicht.
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Nach dieser Ausführung werden die die Lager tragenden Querwände des
Gehäuses mindestens auf einem Teil doppelwandig ausgeführt, so daß sich um die zu
kühlenden Lager herum im Innern der Wand eine ringförmige Kühlkammer befindet, die
zweckmäßig die gleiche Breite hat wie das Gehäuse und in ihren verschiedenen Radialebenen
Durchtrittsquerschnitte von etwa gleicher Größenanordnung aufweist.
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Wenn, wie dies praktisch häufig der Fall ist, das Gehäuse aus zwei
Teilen hergestellt ist, einer oberen und einer unteren Hälfte, die durch Bolzen
zusammengehalten werden, und wenn zugleich die Lagerschalen von den betreffenden
Gehäusehälften getragen werden, so werden diese beiden Gehäuseteile vorteilhaft
so ausgebildet, daß nach ihrem Zusammensetzen die doppelwandigen Quer tragwände
der Lager einen ineinander übergehenden Kühlraum bilden, der durch die Öffnungen
h mit großem Querschnitt an der Verbindungsstelle beider Teile zusammenhängt.
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Die zur Verbindung beider Lagerhälften dienenden Bolzen liegen zweckmäßig
in Bohrungen i, welche sich in den Wänden befinden, die den ringförmigen Kühlraum
begrenzen. Die in der oberen Gehäusehälfte liegenden Bohrungen sind mit Gewinde
versehen, und die Verbindungsbolzen, welche entsprechend lang gewählt sind, werden
von unten, also vom Gehäuseboden aus eingeführt, der hier in bekannter Weise offen
ist.
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Eine oder mehrere Ölleitungen j für die Lager werden vorteilhaft in
den Wänden oder besser noch im Innern der Kühlkammer angeordnet, so d'aß diese Leitungen
gleichfalls unter der Einwirkung des kühlenden Luftstromes stehen. Diese Ölleitungen
können nach unten bis zu einem Hauptölzuführungsrohr h verlängert sein, das waagerecht
im unteren Teil des Rahmens liegt.
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Die Eintrittsstellen e und die Austrittsstellen f werden zweckmäßig
so ausgebildet, daß sie sich tangential an den Innenraum der Kühlkammern anschließen,
und zwar die eine rechts, die andere links am Gehäuse, wobei die ringförmige Kühlkammer
entweder durch eine Zwischenwand in radialer Richtung unterteilt sein kann oder
auch nicht, je nachdem man Wert auf eine Luftströmung in nur einer bestimmten Richtung
oder auf eine Wirbelbewegung der Kühlluft um das Lager herum legt.
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Zum mindesten eine der beiden Öffnungen, der Eintritt oder der Austritt,
kann mit Mitteln in Verbindung stehen, welche die Kühlluft in die Kühlkammer drücken,
also beispielsweise mit Luftventilatorknierohren g, welche in die Außenluft geführt
sind.
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Nachdem man in einer den Betriebsbedingungen entsprechenden Weise
die Abmessungen der Lager und der Kurbelwellenzapfen
sowie die Abmessungen
der hiervon abhängigen Motorteile festgelegt und die Einzelteile zusammengebaut
hat, erhält man einen Motor, dessen Kurbelwellenlager im Betriebe ausgiebig gekühlt
werden. Diese Kühlung verursacht vor allem auch eine wirksame Kühlung der Pleuelstangenköpfe
und eine geringere Abnutzung aller gekühlten Teile und gestattet vor allem, für
eine gegebene noch zulässige Abnutzung die Abmessungen der gekühlten Maschinenteile
zu verkleinern.
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Selbstverständlich und wie dies auch bereits erwähnt worden ist, beschränkt
sich die Erfindung in keiner Weise auf diejenigen Anwendungsarten und Ausführungsformen,
welche im vorstehenden ausführlicher behandelt worden sind, sondern umfaßt auch
Abänderungen derselben aller Art, insbesondere solche, bei denen die Erfindung bei
Maschinen anderer Art Anwendung findet. Auch können die Kühlkanäle so ausgebildet
sein, daß sie andere Stellen der Maschine kühlen, beispielsweise ein als Ölbehälter
dienendes Gehäuse.