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Lagerschild, insbesondere für Kurbelwellenlager von Kolbenmaschinen
Gegenstand der Erfindung ist ein Lagerschild, insbesondere für Kurbelwellenlager
von Kolbenmaschinen, welches sich im Kurbelgehäuse in einer zum Lager koaxialen,
zylindrischen Paßfläche abstützt und durch in der Lagerschildebene angeordneten
Zuganker gegen die zylindrische Paßfläche festgezogen ist.
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Einteilige Kurbelgehäuse, bei welchen die Kurbelwelle von der Stirnseite
eingebaut werden muß, sind bereits in mehrfacher Ausführung bekannt. Bei zweifach
gelagerten Kurbelwellen ist in diesem Falle das eine Lager (Gleit- oder Kugellager)
in der einen Stirnwand des Kurbelgehäuses eingebaut, während das andere Lager von
einem Lagerschild getragen wird, das an .der gegenüberliegenden Stirnwand des Kurbelgehäuses
angeflanscht ist und sich in einer zur Kurbelwellenachse koaxialen Bohrung zentriert,
die gleichzeitig die Öffnung darstellt, die zur Einführung der Kurbelwelle in das
Kurbelgehäuse dient.
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Mehrfach gelagerte Kurbelwellen bei einteiligem Kurbelgehäuse sind
bisher meist nur mit Wälzlagern ausgeführt worden, bei welchen der Durchmesser der
äußeren Wälzlagerbahn etwas größer als der durch die äußere Begrenzung .des Kurbelschenkels
gegebene Durchmesser gewählt wurde, so daß die Kurbelwelle durch die Lagerbohrungen
des Kurbelgehäuses eingeführt werden kann. Um die Lagerbohrungen und damit die Wälzlagerabmessungen
möglichst klein halten zu können, wird dabei in der Regel auf die Verwendung von
Gegengewichten verzichtet, da der Einbau einer Kurbelwelle mit Gegengewichten von
der Stirnseite des Motors her zu große Öffnungen in den Kurbelgehäusewänden
benötigt.
Derartige Wälzlager stellen Spezialkonstruktionen dar, die wegen teurer Herstellung
oder schwieriger Beschaffung selten Verwendung finden.
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Es ist auch bekannt, die Kurbelwellenlager in Lagerschildern unterzubringen,
die sich in zum Lager koaxialen zylindrischen Paßflächen des Kurbelgehäuses abstützen
und mittels in der Lagerschildebene angeordneter Zuganker gegen die zylindrische
Paßfläche des Kurbelgehäuses festgezogen werden. Um hierbei einen leichten Einbau
des Lagerschildes zu ermöglichen und mit Rücksicht auf die Fertigungstoleranzen,
ist gegenüber dem Kurbelgehäuse ein gewisses Radialspiel erforderlich. Dieses Radialspiel
hat nun zur Folge, daß das Lagerschild nicht mit der ganzen Umfangsfläche am Kurbelgehäuse
aufliegt, sondern nur etwa entlang einer Erzeugenden. Je nach Spannung der Zuganker
bzw. abhängig von anderen Zufälligkeiten kann also die Berührung zwischen Lagerschild
und Kurbelgehäuse an verschiedenen Stellen erfolgen. Es können dadurch erhebliche
und gefährliche Zusatzbeanspruchungen in der Wand des Kurbelgehäuses auftreten.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, ist erfindungsgemäß der Lagersehildumfang
zwischen den Angriffspunkten der Zuganker abgeflacht, wodurch eine eindeutige Spannverbindung
des Lagerschildes mit dem Kurbelgehäuse gesichert ist und die Berührung zwischen
Lagerschild und Kurbelgehäuse in unmittelbarer Nähe der Zuganker erfolgt.
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Nachdem nun der schädliche Einfluß des Spiels zwischen Lagerschild
und Kurbelgehäuse beseitigt ist, sind die technischen Voraussetzungen gegeben, um
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, jedoch in an sich bekannter Weise, den
Durchmesser der Bohrung in der Kurbelgehäusewand so groß zu wählen, daß die Kurbelwelle
mit den Gegengewichten in das. Kurbelgehäuse eingeführt werden kann. Dies stellt
eine bedeutende Montageerleichterung dar.
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Die Abb. I bis 6 zeigen Ausführungen gemäß der Erfindung.
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Abb. I stellt einen Einzylindermotor im Längsschnitt und Abb. 2 einen
Querschnitt nach Schnittlinie A-B der Abb. I dar.
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Mit a ist das Kurbelgehäuse, mit b der Zylinderkopf bezeichnet. Das
Triebwerk besteht aus dem Kolben c, der Pleuelstange e und der Kurbelwelle
f
mit den Gegengewichten g. An die Kurbelwelle. f ist das Schwungrad h angeflanscht.
Die Kurbelwelle f ist in den Lagern i und k gelagert. Das Lager k ist in einer Wand
des Kurbelgehäuses a untergebracht; das Lager i ist von einem Lagerschild 1, m umgeben,
welches in einer zylindrischen Paßfläche n des Kurbelgehäuses aufgenommen wird.
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Aus Einbaugründen ist das Lagerschild zweiteilig, bestehend aus den
Teilen L und m, ausgebildet. Die obere Hälfte l sitzt zentrisch in
der Paßfläche n, deren Durchmesser so gewählt ist, daß die Kurbelwelle f gemeinsam
mit den Gegengewichten g von der Stirnseite in das Kurbelgehäuse eingebracht werden
kann. Die untere Hälfte des Lagerschildes m erhält zweckmäßig .die Form eines normalen
Lagerdeckels, der sich nur seitlich gegen die Paßfläche n stützt. Der untere Teil
der Paßfläche n im Kurbelgehäuse kann bei dieser Ausführung entfallen.
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Der Einbau der Kurbelwelle f erfolgt in der Weise, daß außerhalb des
Motors die Gegengewichte g und die Lagerschildhälften L und m, die zu diesem Zweck
durch die beiden Heftschrauben o zusammengehalten werden, an die Kurbelwelle f angebaut
werden. Nach Einbringen der Kurbelwelle f und des Lagerschildes
1, m in das Kurbelgehäuse wird das Lagerschild mittels der in .der Lagerschildebene
angeordneten Ankerschrauben p mit dem Kurbelgehäuse a verschraubt. Um die Montage
der Ankerschrauben p zu ermöglichen, sind an der Unterseite des. Kurbelgehäuses
a Öffnungen q vorgesehen, die :durch Deckel nach außen abgeschlossen werden. Die
beiden Ankerschrauben p gewährleisten eine kraftschlüssige Spannungsverbindung zwischen
Kurbelgehäuse a und Lagerschild 1, m. Um die kraftschlüssige Verbindung durch eine
eindeutige Auflage der Lagerschild-. hälfte 1 in der Nähe der Zuganker zu sichern,
erhält erfindungsgemäß der Umfang der Lagerschildhälfte l zwischen den beiden Zugankern
eine Abflachung r.
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Die beiden Ankerschrauben p nehmen die Lagerkräfte auf und entlasten
die Wand des Kurbelgehäuses. Der Einfluß des Spiels zwischen Lagerschild und Kurbelgehäusebohrung
wird durch diese Ausführungsart beseitigt. Die Bohrung in der Kurbelgehäusewand
kann aus diesen Gründen so groß gewählt werden, daß die Kurbelwelle mit den Gegengewichten
in das Kurbelgehäuse eingeführt werden kann.
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Die Abb. 3 und die einen Querschnitt nach Schnittlinie C-D darstellende
Abb. 4 zeigen eine Ausführungsform eines Kurbelgehäuses mit Lagerschildern für die
Gleitlager gemäß der Erfindung bei einem luftgekühlten Achtzylinder-V-Motor. Betrachtet
man den Kurbelgehäusequerschnitt in Abb. 4, so erkennt man die Vorteile der geschlossenen,
einteiligen Kurbelgehäuseausführung, welche dem Kurbelgehäuse a eine große Steifigkeit
verleiht. Das Kurbelwellenlager k ist in einer Wand des Kurbelgehäuses a gelagert,
während die übrigen Kurbelwellenlager i in .den aus den beiden Teilen l und m gebildeten
Lagerschildern aufgenommen werden. Die Lagerschilder L und m werden wieder
außerhalb .des Kurbelgehäuses auf die Kurbelwelle f montiert, von welcher nur ein
Kurbelschenkel mit den Gegengewichten g in der Zeichnung angedeutet ist. Die Befestigung
der Lagerschilder 1, m und die Herstellung der Spannverbindung erfolgt mittels der
Zuganker p, wobei die erfindungsgemäße Abflachung r des Umfangs .der Lagerschildhälfte
1
zwischen den beiden Zugankern wieder für eine eindeutige Auflage sorgt.
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Die Abb. 5 und 6 zeigen die sinngemäße Anwendung der Erfindung bei
einem Einzylindermotor
mit Wälzlagerung. Abb. 5 stellt einen Motorlängsschnitt
im Gebiete der Kurbelwelle dar. Das Lagerschild L, welches in diesem Falle einteilig
ausgebildet werden kann, ist in Abb. 6 in Ansicht dargestellt. Die Abflachung r
sichert auch hier wieder eine eindeutige Auflage des Lagerschildes in der Nähe der
Zuganker.