WO2013117302A1 - Lageranordnung einer kurbelwelle an einem kurbelgehäuse einer verbrennungskraftmaschine umfassend sowohl gleit- als auch wälzlager - Google Patents

Lageranordnung einer kurbelwelle an einem kurbelgehäuse einer verbrennungskraftmaschine umfassend sowohl gleit- als auch wälzlager Download PDF

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WO2013117302A1
WO2013117302A1 PCT/EP2013/000230 EP2013000230W WO2013117302A1 WO 2013117302 A1 WO2013117302 A1 WO 2013117302A1 EP 2013000230 W EP2013000230 W EP 2013000230W WO 2013117302 A1 WO2013117302 A1 WO 2013117302A1
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WO
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bearing
crankshaft
crankcase
bearings
supporting
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PCT/EP2013/000230
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English (en)
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Inventor
Viktor Buchmiller
Original Assignee
Daimler Ag
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Publication date
Application filed by Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/02—Crankshaft bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C21/00—Combinations of sliding-contact bearings with ball or roller bearings, for exclusively rotary movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/22—Internal combustion engines

Definitions

  • the invention relates to a bearing arrangement of a crankshaft on a crankcase of an internal combustion engine according to the preambles of claims 1 and 3.
  • Slide bearing and the rest are designed as rolling bearings. It can be provided that all connecting rod bearings of the crankshaft are designed as sliding bearings, wherein the oil supply of all connecting rod bearing takes place via the trained as a plain bearing main bearing.
  • DE 101 53 018 A1 discloses a bearing of a crankshaft in an engine housing of a multi-cylinder internal combustion engine as known.
  • the crankshaft is held in several spaced-apart bases.
  • the outer, opposite basic bearings are designed as rolling bearings, while lying between the two bearings inner basic bearings are designed as plain bearings.
  • crankshaft for internal combustion engines which is supported by an odd number of at least five camps. At its ends, the crankshaft is supported by bearings and in between by plain bearings. It is envisaged that the central part of the crankshaft is supported by ball or roller bearings which receive the greater part of the load, while the mutual sliding bearings serve mainly for supplying the lubricating oil to the hollow crank pin.
  • bearings of the crankshafts are in particular in need of improvement in terms of their respective friction during operation.
  • the first aspect of the invention relates to a bearing arrangement of a crankshaft on a crankcase of an internal combustion engine, in which on one end side of the crankshaft, a torque can be dissipated by the crankshaft. Further, in the bearing assembly, the crankshaft is at least one rolling bearing point over
  • At least one connecting rod bearing point of the crankshaft can be supplied with the lubricant via the lubricant that can be supplied with a lubricant, in particular lubricating oil, and at least one sliding bearing point.
  • the lubricant supplied to the at least one sliding bearing point can be branched off from the at least one sliding bearing point by means of at least one lubricant channel and can be diverted to the at least one
  • Pleuellagerstelle be performed so that thereby the connecting rod bearing point can be lubricated with the branched lubricant.
  • the connecting rod bearing point is designed as a plain bearing point. This leads to a particularly low friction, low weight and low cost of the bearing assembly.
  • the low starting torque is particularly advantageous when performing a so-called stop-start automatic.
  • the internal combustion engine is automatically deactivated when a motor vehicle is braked with the internal combustion engine. If a desire of the driver to continue driving is detected, the internal combustion engine is reactivated. Due to the low starting torque of the bearing assembly according to the invention, the re-activation of the internal combustion engine can be carried out with only a small amount of energy, which keeps fuel consumption and C0 2 emissions low.
  • the second aspect of the invention relates to a bearing assembly of a
  • crankshaft having longitudinal direction extending on a crankcase of an internal combustion engine, in which on one end side of the crankshaft
  • Torque can be discharged from the crankshaft and in which the crankshaft is mounted at respective bearing points by means of at least one roller bearing and by means of at least one sliding bearing on the crankcase.
  • crankshaft is mounted on at least seven bearings. It is provided in an advantageous embodiment that, starting from one of the end side in the longitudinal direction opposite control side of the crankshaft in the longitudinal direction towards the end side, the first, the second, the fourth, the sixth and the seventh bearing a respective rolling bearing for supporting the crankshaft the crankcase and the third and the fifth bearing point comprise a respective sliding bearing for supporting the crankshaft to the crankcase.
  • the first, the second, the third, the fifth, the sixth and the seventh bearing include a respective rolling bearing and the fourth bearing a sliding bearing for supporting the crankshaft to the crankcase. This also keeps the friction and thus the fuel consumption of the internal combustion engine low.
  • the first and the seventh bearing include a respective rolling bearing and the second, the third, the fourth, the fifth and the sixth bearing a respective journal bearing for supporting the crankshaft to the crankcase. As a result, the friction and thus the friction of the internal combustion engine can be kept particularly low.
  • a low-friction and thus low fuel consumption and low C0 2 - emissions conducive support of the crankshaft to the crankcase is also realized in a further embodiment of the invention, in which the first bearing a rolling bearing and the second, the third, the fourth, the fifth, the sixth and seventh bearings comprise a respective journal bearing for supporting the crankshaft on the crankcase.
  • Advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
  • At least one particular trained as a sliding bearing connecting rod bearing point for supporting a connecting rod to the crankshaft via at least one of the slide bearing comprehensive and with a lubricant, in particular lubricating oil, storable bearings with the lubricant can be supplied.
  • a lubricant in particular lubricating oil, storable bearings with the lubricant
  • at least one lubricant channel is provided, via which lubricant, with which the
  • Corresponding and the corresponding slide bearing comprehensive bearing point is to supply with lubricant, can be branched off and to the connecting rod bearing point is feasible.
  • lubricant can be branched off from only one of the bearings associated with a correspondingly assigned slide bearing and can be guided, for example via respective lubricant channels, to at least two connecting rod bearings.
  • the at least two connecting rod bearing points can be supplied with the lubricant via the only one bearing point, which minimizes the expense of supplying the connecting rod bearing points with the lubricant.
  • the bearing arrangement according to the invention of the second aspect of the invention can be used in particular for an internal combustion engine, in particular a reciprocating internal combustion engine, with six combustion chambers, in particular cylinders, wherein the crankshaft between their respective crank pin and on its control side and on its output side is mounted particularly low friction.
  • Fig. 1a-c are each a schematic side view of a bearing assembly of a
  • crankshaft which is to be stored on seven bearing points on a crankcase of a reciprocating internal combustion engine, wherein the bearings are partly designed as Wälzlagerstellen and partially as sliding bearings and wherein each connecting rod bearings of the crankshaft are to be supplied via the sliding bearing points with lubricating oil;
  • 2a-b are each a schematic side view of a bearing assembly of a
  • Fig. 1a shows a bearing assembly 10 of a crankshaft 12 on a crankcase, not shown, a reciprocating internal combustion engine for a motor vehicle.
  • the crankshaft 12 is at one of seven main bearing points 14a-g on the crankcase
  • Rotary axis mounted rotatably relative to the crankcase. On a driven side 16 of the crankshaft 12, a torque can be dissipated from the crankshaft. This will be
  • a transmission input shaft of a transmission of the motor vehicle flanged to the crankshaft 12.
  • the crankshaft 12 In the left direction of extension of the crankshaft 12 relative to the end side 16, the crankshaft 12 on a control side 18, on which the
  • crankshaft 12 with a timing drive of the reciprocating internal combustion engine is coupled.
  • the crankshaft 12 for example
  • the first main bearing 14a, the second main bearing 14b, the fourth main bearing 14d, the sixth main bearing 14f and the seventh main bearing 14g comprise a respective rolling bearing 20 for supporting the
  • the rolling bearings 20 can be used as ball bearings,
  • the rolling bearings 20 ensure a particularly low-friction bearing of the crankshaft 12, resulting in low fuel consumption results.
  • these are to be supplied with lubricating oil from a lubricating oil circuit of the reciprocating internal combustion engine.
  • the third main bearing 14c and the fifth main bearing 14e each include a sliding bearing 22 for supporting the crankshaft 12 on the crankcase. For cooling and lubricating the sliding bearing 22, these are also lubricating oil from the crankcase.
  • Lubricating oil circuit of the reciprocating internal combustion engine supplies The use of the sliding bearings 22 for supporting the crankshaft 12 keeps the cost, weight and space requirements of the bearing assembly 10 low. Further, the plain bearings 22 can be used for easy lubrication of connecting rod bearings 24a-f.
  • the connecting rod bearings 24a-f are provided on respective crank pins 26a-f of the crankshaft and serve to support a respective connecting rod.
  • respective pistons of the reciprocating internal combustion engine can be coupled in an articulated manner to the crankshaft 12, so that the pistons received in respective cylinders of the reciprocating internal combustion engine and translationally moving in the cylinders can drive the crankshaft 12 about the axis of rotation.
  • the connecting rod bearings 24a-f comprise a respective sliding bearing 28a-f for supporting the respective connecting rods. For lubricating and cooling the sliding bearings 28a-f and the
  • Connecting rod bearings 24a-f are two very schematically illustrated in FIG. 1a
  • Lubrication channels 30a and 30b provided.
  • the lubricating channel 30a connects the
  • Plain bearing 22 of the third main bearing 14c fluidly with the plain bearings 28a-c of the connecting rod bearings 24a-c.
  • lubricating oil can be diverted from the main bearing 14c supplied with the lubricating oil by means of the lubricating oil passage 30a and to the Pleuellagerstellen 24a-c are performed.
  • a particularly simple and inexpensive lubricating oil supply of the connecting rod bearings 24a-c is realized.
  • the lubricating oil passage 30b connects the sliding bearings 28d-f of the connecting rod bearings 24d-f with the sliding bearing 22 of the fifth main bearing 14e.
  • lubricating oil can be branched off from the main bearing 14e supplied with the lubricating oil and led to the plain bearings 28d-f and the connecting rod bearings 24d-f, respectively.
  • This also a particularly simple and inexpensive lubricating oil supply of the connecting rod bearings 24d-f is realized.
  • the bearing arrangement 10 according to FIG. 1 thus enables a particularly low-friction bearing of the crankshaft 12 on the crankcase.
  • FIG. 1 b shows an alternative embodiment of the bearing assembly 10 according to FIG. 1 a, wherein the first main bearing 14 a, the second main bearing 14 b, the third
  • Main bearing 14c, the fifth main bearing 14e, the sixth main bearing 14f and the seventh main bearing 14g a respective rolling bearing 20 for supporting the
  • the fourth main bearing 14d includes a sliding bearing 22 for supporting the crankshaft 12 on the crankcase. Further, only a lubricating oil passage 30c shown very schematically in Fig. B is provided, which connects the sliding bearings 28a-f of the connecting rod bearings 24a-f to the sliding bearing 22 of the main bearing 14d. This allows lubricating oil to be supplied by the lubricating oil
  • Main bearing point 14d branched off and led to each of the plain bearings 28a-f of the connecting rod bearings 24a-f.
  • the crankshaft 12 is mounted very low friction.
  • the lubricating oil supply of the connecting rod bearings 24a-f is realized in a particularly simple manner.
  • Main bearing 14c, the fifth main bearing 14e and the seventh main bearing 14g a respective rolling bearing 22 for supporting the crankshaft 12 on the crankcase.
  • Main bearing point 14f comprise a respective sliding bearing 22.
  • very schematically illustrated lubricating oil passages 30d-f are provided in FIG. 1c in order to supply the sliding bearings 28a-f of the connecting rod bearings 24a-f with lubricating oil.
  • the lubricating oil passage 30d connects the sliding bearings 28a and 28b of the connecting rod bearings 24a and 24b with the sliding bearing 22 of the second main bearing 14b, so that lubricating oil can be branched from the second main bearing 14b and guided to the connecting rod bearings 24a and 24b.
  • Lubricating oil channel 30e connects the connecting rod bearings 24c and 24d or the respective sliding bearings 28c and 28d to the fourth main bearing 14d or their sliding bearing 22, see FIG that lubricating oil from the sliding bearing 22 of the main bearing 14d to the plain bearings 28c and 28d of the connecting rod bearings 24c and 24d can be performed.
  • the lubricating oil passage 30f connects the sliding bearings 28e and 28f of the connecting rod bearings 24e and 24f to the sliding bearing 22 of the sixth main bearing 14f, so that the sliding bearings 28e and 28f can be supplied with lubricating oil.
  • FIG. 2a shows another embodiment of the bearing assembly 10 wherein only the first main bearing 14a and the seventh main bearing 14g comprise a respective rolling bearing 20 for supporting the crankshaft 12 on the crankcase. The remaining
  • Main bearing points 14b-f comprise a respective sliding bearing 22.
  • the crankshaft 12 is thus stored in a particularly low-friction and cost-effective manner. Furthermore, the supply of the plain bearings 28a-f of the connecting rod bearings 24a-f can thus be ensured in a simple manner.
  • the bearing arrangement 10 according to FIG. 2 b is designed such that only the first main bearing point 14 a comprises a roller bearing 20.
  • the single roller bearing 20 is arranged on the control side 8, while the crankshaft 12 is not roller-mounted on its end side 16, but by means of the sliding bearing 22 of the seventh
  • Main bearing 14g is mounted on the crankcase.
  • the advantages of the bearing arrangement 10 according to FIGS. 2a and 2b are, in particular, that one-part bearings can be used.
  • the rolling bearings 20 include a respective inner race and a respective outer race.
  • respective rolling elements of the respective roller bearings 20 roll on the inner bearing rings and the outer bearing rings and not directly on the crankshaft 12 and on the crankcase.
  • rolling-resistant materials for the crankshaft 12 and the crankcase can be avoided, which keeps costs low.
  • the bearing assemblies 10 according to FIGS. 2a and 2b also allow a particularly cost-effective and at the same time low-friction bearing of the crankshaft 12 on the crankcase. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (10) einer Kurbelwelle (12) an einem Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine, bei welcher auf einer Abtriebsseite (16) der Kurbelwelle (12) ein Drehmoment von der Kurbelwelle (12) abführbar ist und bei welcher die Kurbelwelle (12) an wenigstens einer Wälzlagerstelle über ein zugeordnetes Wälzlager (20) und an wenigstens einer Gleitlagerstelle über ein zugeordnetes Gleitlager (22) an dem Kurbelgehäuse gelagert ist, wobei die zu der Endseite (16) in Längserstreckungsrichtung der Kurbelwelle (12) am nächsten angeordnete Lagerstelle (14g) die wenigstens eine Wälzlagerstelle ist.

Description

LAGERANORDNUNG EINER KURBELWELLE AN EINEM KURBELGEHÄUSE EINER VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE UMFASSEND SOWOHL GLEIT- ALS AUCH WÄLZLAGER
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung einer Kurbelwelle an einem Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 3.
Die DE 10 2008 059 621 A1 offenbart eine Lageranordnung für eine Kurbelwelle eines Vier-Zylinder-Reihenmotors in einem Kurbelgehäuse, wobei die Lageranordnung fünf Hauptlager umfasst. Die Hauptlager sind teilweise als Gleitlager und teilweise als
Wälzlager ausgebildet. Dabei ist vorgesehen, dass eines der fünf Hauptlager als
Gleitlager und die übrigen als Wälzlager ausgebildet sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass sämtliche Pleuellager der Kurbelwelle als Gleitlager ausgebildet sind, wobei die Ölversorgung sämtlicher Pleuellager über das als Gleitlager ausgebildete Hauptlager erfolgt.
Der DE 101 53 018 A1 ist eine Lagerung einer Kurbelwelle in einem Triebwerksgehäuse einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine als bekannt zu entnehmen. Die Kurbelwelle ist dabei in mehreren, voneinander beabstandeten Grundlagern gehalten. Die äußeren, gegenüberliegenden Grundlager sind als Wälzlager ausgebildet, während die zwischen beiden Wälzlagern liegenden inneren Grundlager als Gleitlager ausgebildet sind.
Aus der DE 567 870 ist eine Kurbelwelle für Brennkraftmaschinen bekannt, die von einer ungeraden Zahl von mindestens fünf Lagern abgestützt ist. An ihren Enden ist die Kurbelwelle durch Wälzlager und dazwischen durch Gleitlager abgestützt. Dabei ist vorgesehen, dass der mittlere Teil der Kurbelwelle durch Kugel- oder Rollenlager getragen wird, die den größten Teil der Belastung aufnehmen, während die beiderseitigen Gleitlager hauptsächlich zur Zuführung des Schmieröls nach den hohlen Kurbelzapfen dienen. Diese bekannten Lagerungen der Kurbelwellen sind insbesondere hinsichtlich ihrer jeweiligen Reibleistung während des Betriebs verbesserungswürdig.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lageranordnung einer Kurbelwelle an einem Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, bei welcher die Kurbelwelle besonders reibungsarm gelagert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Lageranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Lageranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Der erste Aspekt der Erfindung betrifft eine Lageranordnung einer Kurbelwelle an einem Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine, bei welcher auf einer Endseite der Kurbelwelle ein Drehmoment von der Kurbelwelle abführbar ist. Ferner ist bei der Lageranordnung die Kurbelwelle an wenigstens einer Wälzlagerstelle über ein
zugeordnetes Wälzlager und an wenigstens einer Gleitlagerstelle über ein zugeordnetes Gleitlager an dem Kurbelgehäuse gelagert.
Zur Darstellung einer besonders reibungsarmen Lagerung der Kurbelwelle an dem Kurbelgehäuse ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zu der Endseite in
Längserstreckungsrichtung der Kurbelwelle am nächsten angeordnete Lagerstelle die wenigstens eine Gleitlagerstelle ist. Infolge dieser nur sehr reibungsarmen Lagerung der Kurbelwelle kann die Reibleistung der Verbrennungskraftmaschine gering gehalten werden, was mit einem besonders geringen Kraftstoffverbrauch und mit geringen C02- Emissionen der Verbrennungskraftmaschine einhergeht.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Pleuellagerstelle der Kurbelwelle über die mit einem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, versorgbare, wenigstens eine Gleitlagerstelle mit dem Schmiermittel versorgbar ist. Mit anderen Worten kann das der wenigstens eine Gleitlagerstelle zugeführte Schmiermittel mittels wenigstens eines Schmiermittelkanals von der wenigstens einen Gleitlagerstelle abgezweigt und zu der wenigstens einen
Pleuellagerstelle geführt werden, so dass dadurch die Pleuellagerstelle mit dem abgezweigten Schmiermittel geschmiert werden kann. Dies hält die Reibung der erfindungsgemäßen Lageranordnung besonders gering. Vorzugsweise ist die Pleuellagerstelle als Gleitlagerstelle ausgebildet. Dies führt zu einer besonders geringen Reibung, zu einem geringen Gewicht sowie zu geringen Kosten der Lageranordnung.
Die Lagerung der Kurbelwelle mittels des wenigstens einen Wälzlagers birgt die Vorteile eines sehr geringen Anlaufmoments beim Aktivieren der Verbrennungskraftmaschine und somit bei Beginn einer Drehung der Kurbelwelle sowie eines nur sehr geringen
Lagerverschleißes. Das geringe Anlaufmoment ist insbesondere beim Durchführen einer sogenannten Stopp-Start-Automatik vorteilhaft. Im Rahmen der Stopp-Start-Automatik wird die Verbrennungskraftmaschine automatisch deaktiviert, wenn ein Kraftwagen mit der Verbrennungskraftmaschine abgebremst wird. Wird ein Wunsch des Fahrers zur Weiterfahrt erfasst, so wird die Verbrennungskraftmaschine wieder aktiviert. Infolge des nur geringen Anlaufmoments der erfindungsgemäßen Lageranordnung kann die erneute Aktivierung der Verbrennungskraftmaschine mit einem nur geringen Energieaufwand durchgeführt werden, was den Kraftstoffverbrauch und die C02-Emissionen gering hält.
Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft eine Lageranordnung einer eine
Längserstreckungsrichtung aufweisenden Kurbelwelle an einem Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine, bei welcher auf einer Endseite der Kurbelwelle ein
Drehmoment von der Kurbelwelle abführbar ist und bei welcher die Kurbelwelle an jeweiligen Lagerstellen mittels wenigstens eines Wälzlagers und mittels wenigstens eines Gleitlagers an dem Kurbelgehäuse gelagert ist.
Zur Realisierung einer besonders reibungsarmen Lagerung der Kurbelwelle an dem Kurbelgehäuse ist vorgesehen, dass die Kurbelwelle an wenigstens sieben Lagerstellen gelagert ist. Dabei ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass, ausgehend von einer der Endseite in Längserstreckungsrichtung gegenüberliegenden Steuerseite der Kurbelwelle in Längserstreckungsrichtung hin zur Endseite, die erste, die zweite, die vierte, die sechste und die siebte Lagerstelle ein jeweiliges Wälzlager zum Lagern der Kurbelwelle an dem Kurbelgehäuse und die dritte und die fünfte Lagerstelle ein jeweiliges Gleitlager zum Lagern der Kurbelwelle an dem Kurbelgehäuse umfassen.
Alternativ ist vorgesehen, dass die erste, die zweite, die dritte, die fünfte, die sechste und die siebte Lagerstelle ein jeweiliges Wälzlager und die vierte Lagerstelle ein Gleitlager zum Lagern der Kurbelwelle an dem Kurbelgehäuse umfassen. Auch dies hält die Reibleistung und somit den Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine gering. Bei einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen die erste und die siebte Lagerstelle ein jeweiliges Wälzlager und die zweite, die dritte, die vierte, die fünfte und die sechste Lagerstelle ein jeweiliges Gleitlager zum Lagern der Kurbelwelle an dem Kurbelgehäuse. Dadurch können die Reibung und somit die Reibleistung der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden.
Eine reibungsarme und somit einem niedrigen Kraftstoffverbrauch und niedrigen C02- Emissionen zuträgliche Lagerung der Kurbelwelle an dem Kurbelgehäuse ist auch bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung realisiert, bei welcher die erste Lagerstelle ein Wälzlager und die zweite, die dritte, die vierte, die fünfte, die sechste und die siebte Lagerstelle ein jeweiliges Gleitlager zum Lagern der Kurbelwelle an dem Kurbelgehäuse umfassen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
In vorteilhafter Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine insbesondere als Gleitlagerstelle ausgebildete Pleuellagerstelle zum Lagern eines Pleuels an der Kurbelwelle über wenigstens eine der eines der Gleitlager umfassenden und mit einem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, versorgbaren Lagerstellen mit dem Schmiermittel versorgbar ist. Dazu ist beispielsweise wenigstens ein Schmiermittelkanal vorgesehen, über welchen Schmiermittel, mit welchem die
korrespondierende und das entsprechende Gleitlager umfassende Lagerstelle mit Schmiermittel zu versorgen ist, abzweigbar und zu der Pleuellagerstelle führbar ist.
Dadurch ist auch eine reibungsarme Lagerung des Pleuels an der Kurbelwelle realisiert. Ferner stellt dies eine einfache und kostengünstige Lösung dar, die Pleuellagerstelle mit Schmiermittel zu versorgen. Zusätzliche Schmiermittelversorgungseinrichtungen zum Versorgen der Pleuellagerstelle mit Schmiermittel können vermieden werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine Mehrzahl von
Pleuellagerstellen der Kurbelwelle über lediglich eine der eines der Gleitlager
umfassenden und mit einem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, versorgbaren Lagerstellen mit dem Schmiermittel versorgbar. Dies bedeutet, dass von lediglich einer der ein entsprechend zugeordnetes Gleitlager umfassenden Lagerstellen Schmiermittel abzweigbar und beispielsweise über jeweilige Schmiermittelkanäle zu wenigstens zwei Pleuellagerstellen führbar ist. Dadurch können die wenigstens zwei Pleuellagerstellen über die lediglich eine Lagerstelle mit dem Schmiermittel versorgt werden, was den Aufwand zur Versorgung der Pleuellagerstellen mit dem Schmiermittel gering hält. Die erfindungsgemäße Lageranordnung des zweiten Aspekts der Erfindung kann insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eine Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine, mit sechs Brennräumen, insbesondere Zylindern, verwendet werden, wobei die Kurbelwelle zwischen ihren jeweiligen Hubzapfen sowie auf ihrer Steuerseite und auf ihrer Abtriebsseite besonders reibungsarm gelagert ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1a-c jeweils eine schematische Seitenansicht einer Lageranordnung einer
Kurbelwelle, welche über sieben Lagerstellen an einem Kurbelgehäuse einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zu lagern ist, wobei die Lagerstellen teilweise als Wälzlagerstellen und teilweise als Gleitlagerstellen ausgebildet sind und wobei jeweilige Pleuellager der Kurbelwelle über die Gleitlagerstellen mit Schmieröl zu versorgen sind; und
Fig. 2a-b jeweils eine schematische Seitenansicht einer Lageranordnung einer
Kurbelwelle gemäß den Fig. 1a-c.
Fig. 1a zeigt eine Lageranordnung 10 einer Kurbelwelle 12 an einem nicht dargestellten Kurbelgehäuse einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen. Die Kurbelwelle 12 ist an sieben Hauptlagerstellen 14a-g am Kurbelgehäuse um eine
Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse drehbar gelagert. Auf einer Abtriebsseite 16 der Kurbelwelle 12 ist ein Drehmoment von der Kurbelwelle abführbar. Dazu wird
beispielsweise eine Getriebeeingangswelle eines Getriebes des Kraftwagens an die Kurbelwelle 12 angeflanscht. In Linkserstreckungsrichtung der Kurbelwelle 12 gegenüber der Endseite 16 weist die Kurbelwelle 12 eine Steuerseite 18 auf, auf welcher die
Kurbelwelle 12 mit einem Steuertrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gekoppelt ist. Mittels des Steuertriebs kann die Kurbelwelle 12 beispielsweise
Nockenwellen zur Betätigung von Gaswechselventilen der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine antreiben.
Wie Fig. 1a zu entnehmen ist, umfassen die erste Hauptlagerstelle 14a, die zweite Hauptlagerstelle 14b, die vierte Hauptlagerstelle 14d, die sechste Hauptlagerstelle 14f und die siebte Hauptlagerstelle 14g ein jeweiliges Wälzlager 20 zum Lagern der
Kurbelwelle an dem Kurbelgehäuse. Die Wälzlager 20 können als Kugellager,
Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager oder als anderweitiges Wälzlager ausgebildet sein. Die Wälzlager 20 gewährleisten eine besonders reibungsarme Lagerung der Kurbelwelle 12, woraus ein geringer Kraftstoffverbrauch resultiert. Zum Schmieren und Kühlen der Wälzlager 20 sind diese mit Schmieröl aus einem Schmierölkreislauf der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine zu versorgen.
Die dritte Hauptlagerstelle 14c und die fünfte Hauptlagerstelle 14e umfassen dabei jeweils ein Gleitlager 22 zum Lagern der Kurbelwelle 12 am Kurbelgehäuse. Zum Kühlen und Schmieren der Gleitlager 22 werden auch diese mit Schmieröl aus dem
Schmierölkreislauf der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine versorgt. Die Verwendung der Gleitlager 22 zum Lagern der Kurbelwelle 12 hält die Kosten, das Gewicht und den Bauraumbedarf der Lageranordnung 10 gering. Ferner können die Gleitlager 22 zur einfachen Schmierölversorgung von Pleuellagerstellen 24a-f verwendet werden.
Die Pleuellagerstellen 24a-f sind an jeweiligen Hubzapfen 26a-f der Kurbelwelle vorgesehen und dienen zur Lagerung eines jeweiligen Pleuels. Über die Pleuel können jeweilige Kolben der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gelenkig mit der Kurbelwelle 12 gekoppelt werden, so dass die in jeweiligen Zylindern der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine aufgenommenen und sich translatorisch in den Zylindern bewegenden Kolben die Kurbelwelle 12 um die Drehachse antreiben können.
Die Pleuellagerstellen 24a-f umfassen zum Lagern der jeweiligen Pleuel ein jeweiliges Gleitlager 28a-f. Zum Schmieren und Kühlen der Gleitlager 28a-f bzw. der
Pleuellagerstellen 24a-f sind zwei in Fig. 1a sehr schematisch dargestellte
Schmierökanäle 30a und 30b vorgesehen. Der Schmierökanal 30a verbindet das
Gleitlager 22 der dritten Hauptlagerstelle 14c fluidisch mit den Gleitlagern 28a-c der Pleuellagerstellen 24a-c. Mit anderen Worten kann Schmieröl von der mit dem Schmieröl versorgten Hauptlagerstelle 14c mittels des Schmierölkanals 30a abgezweigt und zu den Pleuellagerstellen 24a-c geführt werden. Dadurch ist eine besonders einfache und kostengünstige Schmierölversorgung der Pleuellagerstellen 24a-c realisiert.
Analog dazu verbindet der Schmierölkanal 30b die Gleitlager 28d-f der Pleuellagerstellen 24d-f mit dem Gleitlager 22 der fünften Hauptlagerstelle 14e. So kann Schmieröl von der mit dem Schmieröl versorgten Hauptlagerstelle 14e abgezweigt und zu den Gleitlagern 28d-f bzw. den Pleuellagerstellen 24d-f geführt werden. Auch dadurch ist eine besonders einfache und kostengünstige Schmierölversorgung der Pleuellagerstellen 24d-f realisiert. Die Lageranordnung 10 gemäß Fig. 1 ermöglicht somit eine besonders reibungsarme Lagerung der Kurbelwelle 12 am Kurbelgehäuse.
Fig. 1 b zeigt eine alternative Ausführungsform der Lageranordnung 10 gemäß Fig. 1a, wobei die erste Hauptlagerstelle 14a, die zweite Hauptlagerstelle 14b, die dritte
Hauptlagerstelle 14c, die fünfte Hauptlagerstelle 14e, die sechste Hauptlagerstelle 14f und die siebte Hauptlagerstelle 14g ein jeweiliges Wälzlager 20 zum Lagern der
Kurbelwelle an dem Kurbelgehäuse umfassen. Die vierte Hauptlagerstelle 14d umfasst ein Gleitlager 22 zum Lagern der Kurbelwelle 12 am Kurbelgehäuse. Ferner ist lediglich ein in Fig. b sehr schematisch dargestellter Schmierölkanal 30c vorgesehen, welcher die Gleitlager 28a-f der Pleuellagerstellen 24a-f mit dem Gleitlager 22 der Hauptlagerstelle 14d verbindet. Dadurch kann Schmieröl von der mit dem Schmieröl versorgten
Hauptlagerstelle 14d abgezweigt und zu jedem der Gleitlager 28a-f der Pleuellagerstellen 24a-f geführt werden. Somit ist die Kurbelwelle 12 besonders reibungsarm gelagert. Ferner ist die Schmierölversorgung der Pleuellagerstellen 24a-f auf besonders einfache Weise realisiert.
Wie in Fig. 1c dargestellt ist, umfassen die erste Hauptlagerstelle 14a, die dritte
Hauptlagerstelle 14c, die fünfte Hauptlagerstelle 14e und die siebte Hauptlagerstelle 14g ein jeweiliges Wälzlager 22 zum Lagern der Kurbelwelle 12 am Kurbelgehäuse. Die zweite Hauptlagerstelle 14b, die vierte Hauptlagerstelle 14d und die sechste
Hauptlagerstelle 14f umfassen ein jeweiliges Gleitlager 22. Vorliegend sind in Fig. 1c sehr schematisch dargestellte Schmierölkanäle 30d-f vorgesehen, um die Gleitlager 28a-f der Pleuellagerstellen 24a-f mit Schmieröl zu versorgen. Der Schmierölkanal 30d verbindet die Gleitlager 28a und 28b der Pleuellagerstellen 24a und 24b mit dem Gleitlager 22 der zweiten Hauptlagerstelle 14b, so dass Schmieröl von der zweiten Hauptlagerstelle 14b abgezweigt und zu den Pleuellagerstellen 24a und 24b geführt werden kann. Der
Schmierölkanal 30e verbindet die Pleuellagerstellen 24c und 24d bzw. die jeweiligen Gleitlager 28c und 28d mit der vierten Hauptlagerstelle 14d bzw. deren Gleitlager 22, so dass Schmieröl vom Gleitlager 22 der Hauptlagerstelle 14d zu den Gleitlagern 28c und 28d der Pleuellagerstellen 24c und 24d geführt werden kann. Ebenso verbindet der Schmierölkanal 30f die Gleitlager 28e und 28f der Pleuellagerstellen 24e und 24f mit dem Gleitlager 22 der sechsten Hauptlagerstelle 14f, so dass auch die Gleitlager 28e und 28f mit Schmieröl versorgt werden können.
Fig. 2a zeigt eine weitere Ausführungsform der Lageranordnung 10, wobei lediglich die erste Hauptlagerstelle 14a und die siebte Hauptlagerstelle 14g ein jeweiliges Wälzlager 20 zum Lagern der Kurbelwelle 12 am Kurbelgehäuse umfassen. Die restlichen
Hauptlagerstellen 14b-f umfassen ein jeweiliges Gleitlager 22. Die Kurbelwelle 12 ist somit besonders reibungsarm und auf kostengünstige Weise gelagert. Ferner kann so die Versorgung der Gleitlager 28a-f der Pleuellagerstellen 24a-f auf einfache Weise sichergestellt werden.
Die Lageranordnung 10 gemäß Fig. 2b ist derart ausgebildet, dass lediglich die erste Hauptlagerstelle 14a ein Wälzlager 20 umfasst. Die übrigen Hauptlagerstellen 14b-g umfassen ein jeweiliges Gleitlager 22. Wie der Fig. 2b zu entnehmen ist, ist das einzige Wälzlager 20 auf der Steuerseite 8 angeordnet, während die Kurbelwelle 12 auf ihrer Endseite 16 nicht wälzgelagert, sondern mittels des Gleitlagers 22 der siebten
Hauptlagerstelle 14g am Kurbelgehäuse gelagert ist. Die Vorteile der Lageranordnung 10 gemäß den Fig. 2a und 2b liegen insbesondere darin, dass einteilige Lager verwendet werden können.
Vorzugsweise umfassen die Wälzlager 20 einen jeweiligen Innenlagerring und einen jeweiligen Außenlagerring. Dies bedeutet, dass jeweilige Wälzkörper der jeweiligen Wälzlager 20 an den Innenlagerringen und den Außenlagerringen und nicht etwa direkt an der Kurbelwelle 12 und am Kurbelgehäuse abwälzen. So können wälzfeste Werkstoffe für die Kurbelwelle 12 und das Kurbelgehäuse vermieden werden, was die Kosten gering hält. Insbesondere die Lageranordnungen 10 gemäß den Fig. 2a und 2b ermöglichen zudem eine besonders kostengünstige und gleichzeitig reibungsarme Lagerung der Kurbelwelle 12 am Kurbelgehäuse. Bezugszeichenliste
Lageranordnung
Kurbelwelle
a-g Hauptlagerstelle
Endseite
Steuerseite
Wälzlager
Gleitlager
a-f Pleuellagerstellea-f Hubzapfen
a-f Gleitlager
a-f Schmierölkanal

Claims

Patentansprüche
Lageranordnung (10) einer Kurbelwelle (12) an einem Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine, bei welcher auf einer Abtriebsseite (16) der
Kurbelwelle (12) ein Drehmoment von der Kurbelwelle (12) abführbar ist und bei welcher die Kurbelwelle (12) an wenigstens einer Wälzlagerstelle über ein zugeordnetes Wälzlager (20) und an wenigstens einer Gleitlagerstelle über ein zugeordnetes Gleitlager (22) an dem Kurbelgehäuse gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zu der Endseite (16) in Längserstreckungsrichtung der Kurbelwelle (12) am nächsten angeordnete Lagerstelle (14g) die wenigstens eine Gleitlagerstelle ist.
Lageranordnung (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Pleuellagerstelle (24a-f) der Kurbelwelle (12) über die mit einem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, versorgbare, wenigstens eine
Gleitlagerstelle mit dem Schmiermittel versorgbar ist.
Lageranordnung (10) einer eine Längserstreckungsrichtung aufweisenden Kurbelwelle (12) an einem Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine, bei welcher auf einer Endseite (16) der Kurbelwelle (12) ein Drehmoment von der Kurbelwelle (12) abführbar ist und bei welcher die Kurbelwelle (12) an jeweiligen Lagerstellen (14a-g) mittels wenigstens eines Wälzlagers (20) und mittels wenigstens eines Gleitlagers (22) an dem Kurbelgehäuse gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kurbelwelle (12) an wenigstens sieben Lagerstellen (14a-g) gelagert ist, wobei ausgehend von einer der Endseite (16) in Längserstreckungsrichtung gegenüberliegenden Steuerseite (18) der Kurbelwelle (12) in
Längserstreckungsrichtung hin zur Abtriebsseite (16)
- die erste, die zweite, die vierte, die sechste und die siebte Lagerstelle (14a-b, 14d, 14f-g) ein jeweiliges Wälzlager (20) zum Lagern der Kurbelwelle (12) an dem Kurbelgehäuse und die dritte und die fünfte Lagerstelle (14c, 14e) ein jeweiliges Gleitlager (22) zum Lagern der Kurbelwelle (12) an dem
Kurbelgehäuse umfassen, oder
- die erste, die zweite, die dritte, die fünfte, die sechste und die siebte Lagerstelle (14a-c, 14e-g) ein jeweiliges Wälzlager (20) zum Lagern der Kurbelwelle (12) an dem Kurbelgehäuse und die vierte Lagerstelle (14d) ein Gleitlager (22) zum Lagern der Kurbelwelle (12) an dem Kurbelgehäuse umfassen, oder
- die erste, die dritte, die fünfte und die siebte Lagerstelle (14a, 14c, 14e, 14g) ein jeweiliges Wälzlager (20) zum Lagern der Kurbelwelle (12) an dem
Kurbelgehäuse und die zweite, die vierte und die sechste Lagerstelle (14b, 14d, 14f) ein jeweiliges Gleitlager (22) zum Lagern der Kurbelwelle (12) an dem Kurbelgehäuse umfassen, oder
- die erste und die siebte Lagerstelle (14a, 14g) ein jeweiliges Wälzlager (20) zum Lagern der Kurbelwelle (12) an dem Kurbelgehäuse und die zweite, die dritte, die vierte, die fünfte und die sechste Lagerstelle (14b-f) ein jeweiliges Gleitlager (22) zum Lagern der Kurbelwelle (12) an dem Kurbelgehäuse umfassen, oder
- die erste Lagerstelle (14a) ein Wälzlager (20) zum Lagern der Kurbelwelle an dem Kurbelgehäuse und die zweite, die dritte, die vierte, die fünfte, die sechste und die siebte Lagerstelle (14b-g) ein jeweiliges Gleitlager (22) zum Lagern der Kurbelwelle (12) an dem Kurbelgehäuse umfassen.
4. Lageranordnung (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Pleuellagerstelle (24a-f) der Kurbelwelle (12) über wenigstens eine der eines der Gleitlager (22) umfassenden und mit einem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, versorgbaren Lagerstellen (14a-g) mit dem Schmiermittel versorgbar ist.
5. Lageranordnung (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Mehrzahl von Pleuellagerstellen (24a-f) der Kurbelwelle (12) über lediglich eine der eines der Gleitlager (22) umfassenden und mit einem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, versorgbaren Lagerstellen (14a-g) mit dem Schmiermittel versorgbar ist.
PCT/EP2013/000230 2012-02-09 2013-01-25 Lageranordnung einer kurbelwelle an einem kurbelgehäuse einer verbrennungskraftmaschine umfassend sowohl gleit- als auch wälzlager WO2013117302A1 (de)

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