AT4391U1

AT4391U1 - Kurbelwelle für eine hubkolbenmaschine

Info

Publication number: AT4391U1
Application number: AT0053500U
Authority: AT
Inventors: Wolfgang Ing Schnider
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2000-07-20
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2001-06-25
Also published as: DE10133819A1; DE10133819B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwelle (1) für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, mit zumindest zwei unter einem Neigungswinkel (Beta) zueinander geneigten Zylindern oder Zylinderreihen, mit mindestens einem Hauptlager (4) mit einem Hauptlagerzapfen (5) und mindestens einem Pleuellager mit einem Pleuellagerzapfen (2), welche miteinander über eine Schrägbohrung (3) innerhalb der Kurbelwelle (1) strömungsverbunden sind, wobei die Schrägbohrung (3) von einer Versorgungsbohrungsanordnung (7) mit zumindest einer den Hauptlagerzapfen (5) diametral durchsetzenden ersten Radialbohrung (8) ausgeht. Um eine kontinuierliche Versorgung der Pleuellager ohne Minderung der Tragfähigkeit der Hauptlager (4) sicherzustellen, ist vorgesehen, dass die Versorgungsbohrungsanordnung (7) zumindest eine zweite, den Hauptlagerzapfen (5) diametral durchsetzende Radialbohrung (9) aufweist, welche bezüglich der ersten Radialbohrung (8) unter einem Winkel (Alpha) größer 0o geneigt ist, und dass die Versorgungsbohrungsanordnung (7) in vorbestimmten Drehwinkelbereichen mit zumindest einer Öltasche (12, 13) des Hauptlagers (4) kommuniziert, wobei die Öltasche (12, 13) in einem Winkelbereich (Gamma) minimaler Lagerbelastung angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwelle für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, mit zumindest zwei unter einem Neigungswinkel zueinander geneigten Zylindern oder Zylinderreihen, mit mindestens einem Hauptiager mit einem Hauptlagerzapfen und mindestens einem Pleuellager mit einem Pleuella- gerzapfen, welche miteinander über eine Schrägbohrung innerhalb der Kurbelwelle strömungsverbunden sind, wobei die Schrägbohrung von einer Versorgungsbohrungsanordnung mit zumindest einer den Hauptlagerzapfen diametral durchsetzenden ersten Radialbohrung ausgeht.

Die Versorgungsbohrungsanordnung von herkömmlichen Kurbelwellen kommuni- ziert üblicherweise mit einer ringförmig im Hauptiager angeordneten Ölnut. Dies hat allerdings den Nachteil, dass es im Bereich der Ölnut in der Tragzone, insbe- sondere im hochbeanspruchten Bereich einer durch die Zylinderachse und die Kurbelwellenachse aufgespannten Motorlängsebene, zu einem drastischen Druck- abfall des tragenden Öles kommt. Dies vermindert die Tragfähigkeit des Hauptlagers wesentlich. Werden statt umlaufenden Ölnuten nur Öltaschen in nie- derbeanspruchten Bereichen vorgesehen, so wäre andererseits die kontinuierli- che Schmierölversorgung des Pleuellagers gefährdet. Eine Kurbelwelle der ge- nannten Art ist etwa aus der US 5,730,097 A bekannt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und bei einer Kurbelwelle der eingangs genannten Art die Tragfähigkeit des Hauptlagers zu erhöhen, ohne die Schmierölversorgung des Pleuellagers zu gefährden.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Versorgungsbohrungsan- ordnung zumindest eine zweite, den Hauptlagerzapfen diametral durchsetzende Radialbohrung aufweist, welche bezüglich der ersten Radialbohrung unter einem Winkel grösser 0 geneigt ist, und dass die Versorgungsbohrungsanordnung in vorbestimmten Drehwinkelbereichen mit zumindest einer Öltasche des Hauptla- gers kommuniziert, wobei die Öltasche in einem Bereich minimaler Lagerbelas- tung angeordnet ist.

Zahl und Anordnung der Radialbohrungen und der Öltaschen werden so aufein- ander abgestimmt, dass die Versorgungsbohrungsanordnung in jeder Stellung der Kurbelwelle mit einer Öltasche kommuniziert. Dies stellt eine kontinuierliche Schmierölversorgung des Pleuellagers sicher. Durch die Anordnung der Öltaschen

in niederbelasteten Bereichen des Hauptlagers wird dessen Tragfähigkeit nicht beeinträchtigt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zweite Radialbohrung die erste Radialboh- rung kreuzt, wobei vorzugsweise die Kreuzung im Bereich der Kurbelwellenachse liegt.

Um eine Unterbrechung der Schmierölversorgung des Pleuellagers zu vermeiden ist es vorteilhaft, wenn der Winkel zwischen erster und zweiter Radialbohrung unterschiedlich zum Winkel zwischen den zwei Zylindern oder Zylinderreihen ist.

Dabei kann der Winkel zwischen den beiden Radialbohrungen entweder kleiner oder grösser als der Winkel zwischen zwei Zylindern bzw. Zylinderreihen sein.

Insbesondere bei Zylindern oder Zylinderreihen, welche zueinander einen Winkel von 180 einschliessen, ist es vorteilhaft, wenn die erste und die zweite Radial- bohrung zueinander unter einem Winkel von etwa 90 geneigt sind. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Öltaschen beidseits einer Normalebene auf die Zylinderachse in einem Winkelbereich von etwa 0 60 bezüglich der Nor- malebene im Hauptlager angeordnet sind. Somit kann auch bei Boxermotoren eine ausreichende und kontinuierliche Schmierölversorgung der Pleuellager si- chergestellt werden, ohne die Tragfähigkeit der Hauptlager zu vermindern.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 eine Schrägansicht einer erfindungsgemässen Kurbelwelle in ei- nem Schnitt gemäss der Linie III - III in Fig. 2, Fig. 2 die Kurbelwelle in einer Sei- tenansicht, Fig. 3 die Kurbelwelle in einem Schnitt gemäss der Linie III - III in Fig. 2 und Fig. 4 die Kurbelwelle in einem Schnitt gemäss der Linie IV - IV in Fig. 3.

Die Kurbelwelle 1 weist Pleuellagerzapfen 2 für ein nicht weiter dargestelltes Pleuellager auf, welche über in der Kurbelwelle 1 angeordnete Schrägbohrungen 3 mit einem benachbarten Hauptlager 4 strömungsverbunden sind. Vom Haupt- lager 4 sind in den Figuren nur die Lagerschalen 4a und 4b dargestellt. Die Schrägbohrung 3 durchsetzt dabei eine zwischen dem Pleuellagerzapfen 2 und dem benachbarten Hauptiagerzapfen 5 liegende Kurbelwange 6.

Die Schrägbohrung 3 geht von einer Versorgungsbohrungsanordnung 7 des Hauptlagerzapfens 5 aus, welche eine erste Radialbohrung 8 und eine zweite Ra- dialbohrung 9 aufweist. Erste und zweite Radialbohrung 8,9 durchsetzen den

Hauptlagerzapfen 5 diametral und kreuzen sich. Die Kreuzung 10 der ersten Ra- dialbohrung 8 und der zweiten Radialbohrung 9 liegt im Bereich der Kurbelwel- lenachse 11. Auch die Schrägbohrung 3 mündet in die Versorgungsbohrungsan- ordnung 7 im Bereich der Kreuzung 10 ein.

Die Lagerschalen 4a, 4b des Hauptlagers 4 weisen in einem wenig belasteten Bereich Öltaschen 12,13 auf, welche im Ausführungsbeispiel diametral zueinan- der bezüglich der Kurbelwellenachse 11 angeordnet sind. Im Bereich der Ölta- schen 12 und 13 ist auch die Teilung der Lagerschalen 4a, 4b vorgenommen. In die Öltaschen 12,13 münden radiale Ölbohrungen 12a, 12b und 13a, 13b zur Schmierölversorgung ein, welche mit einer mit Bezugszeichen 17 angedeuteten Ölzuführung im Hauptlagerstuhl verbunden sind.

Die erste Radialbohrung 8 schliesst mit der zweiten Radialbohrung 9 einen Winkel a ein, welcher unterschiedlich ist zum Neigungswinkel # von gegenüberliegend angeordneten Zylindern oder Zylinderreihen. Im Ausführungsbeispiel ist die Kur- belwelle 1 eines Boxermotors dargestellt, so dass der Neigungswinkel # zwischen zwei Zylinderachsen 14,15 180 beträgt. In diesem Falle ist der Winkel a zwi- schen erster Radialbohrung 8 und zweiter Radialbohrung 9 kleiner als der Nei- gungswinkel #, nämlich etwa 90 .

Bei V-Motoren mit einem Neigungswinkel # der Zylinderachsen 14,15 kleiner als 180 ist aber auch denkbar, dass der Winkel a zwischen erster und zweiter Radialbohrung 8,9 grösser ausgebildet ist, als der Neigungswinkel #. Die Pfeile 14a und 15a weisen in Richtung der gegenüberlie- genden Zylinder oder Zylinderreihen.

Im Ausführungsbeispiel sind die Öltaschen 12,13 im Bereich einer Normalebene 16 auf die Zylinderachsen 14,15 angeordnet, wobei die Öltaschen 12,13 sich beidseits der Normalebene 16 um einen Winkelbereich y von beispielsweise 600 erstrecken können.

Durch die beschriebene Kurbelwelle wird einerseits eine kontinuierliche Versor- gung der Pleuellager sichergestellt und andererseits eine höchstmögliche Tragfä- higkeit der Hauptlager erreicht.

Claims

ANSPRÜCHE 1. Kurbelwelle (1) für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftma- schine, mit zumindest zwei unter einem Neigungswinkel (#) zueinander ge- neigten Zylindern oder Zylinderreihen, mit mindestens einem Hauptlager (4) mit einem Hauptlagerzapfen (5) und mindestens einem Pleuellager mit einem Pleuellagerzapfen (2), welche miteinander über eine Schrägbohrung (3) innerhalb der Kurbelwelle (1) strömungsverbunden sind, wobei die Schrägbohrung (3) von einer Versorgungsbohrungsanordnung (7) mit zu- mindest einer den Hauptlagerzapfen (5) diametral durchsetzenden ersten Radialbohrung (8) ausgeht, dadurch gekennzeichnet dass die Versor- gungsbohrungsanordnung (7) zumindest eine zweite, den Hauptlagerzapfen (5) diametral durchsetzende Radialbohrung (9) aufweist, welche bezüglich der ersten Radialbohrung (8) unter einem Winkel (a)

grösser 0 geneigt ist, und dass die Versorgungsbohrungsanordnung (7) in vorbestimmten Dreh- winkelbereichen mit zumindest einer Öltasche (12,13) des Hauptlagers (4) kommuniziert, wobei die Öltasche (12,13) in einem Winkelbereich (y) mi- nimaler Lagerbelastung angeordnet ist.
2. Kurbelwelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Radialbohrung (9) die erste Radialbohrung (8) kreuzt, wobei vor- zugsweise die Kreuzung (10) im Bereich der Kurbelwellenachse (11) liegt.
3. Kurbelwelle (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (a) zwischen erster und zweiter Radialbohrung (8, 9) unter- schiedlich zum Winkel (#) zwischen den zwei Zylindern oder Zylinderreihen ist.
4. Kurbelwelle (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (a) zwischen erster und zweiter Radialbohrung (8,9) kleiner als der Neigungswinkel (#) zwischen den beiden Zylindern oder Zylinderreihen ist.
5. Kurbelwelle (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (a) zwischen erster und zweiter Radialbohrung (8, 9) grösser als der Neigungswinke! (#) zwischen den zwei Zylindern oder Zylinderreihen ist.
6. Kurbelwelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zylinderach- sen (14, 15) von Zylindern oder Zylinderreihen miteinander einen Nei- gungswinkel (#) von 180 aufspannen, dadurch gekennzeichnet, dass die <Desc/Clms Page number 5> erste und die zweite Radialbohrung (8,9) zueinander unter einem Winkel (a) von etwa 90 geneigt sind.
7. Kurbelwelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass die Öltaschen (12, 13) beidseits einer Normalebene (16) auf die Zylinderachse (14,15) in einem Winkelbereich (y) von etwa 0 60 bezüg- lich der Normalebene (16) im Hauptlager (4) angeordnet sind.