DE102016204907A1 - Kurbelwelle für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine und Hubkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Kurbelwelle für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine und Hubkolbenbrennkraftmaschine Download PDF

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Ulrich Gutzer
Din Wabbals
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Abstract

Es wird eine Kurbelwelle (18) für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mindestens einem Wellenzapfen (20) und mindestens einem Hubzapfen (24) beschrieben. Dabei umfasst die Mantelfläche des Hubzapfens (24) eine Pleuellagerfläche (38) zur Lagerung eines Pleuels, in der eine Ölnut (40) angeordnet ist. Zusätzlich wird eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle (18) und mindestens einem Pleuel mit einem hydraulischen Verstellmechanismus erläutert, wobei das Pleuel am Hubzapfen (24) der Kurbelwelle (18) und die Kurbelwelle (18) über den Wellenzapfen (20) in einem Gehäuse gelagert ist. Die Ölnut (40) der Kurbelwelle (18) ist dabei zumindest zeitweise fluidisch mit dem hydraulischen Verstellmechanismus verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kurbelwelle für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mindestens einem Wellenzapfen und mindestens einem Hubzapfen, dessen Mantelfläche eine Pleuellagerfläche zur Lagerung eines Pleuels umfasst.
  • Weiter betrifft die Erfindung eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und mindestens einem Pleuel mit einem hydraulischen Verstellmechanismus, wobei das Pleuel am Hubzapfen der Kurbelwelle und die Kurbelwelle über den Wellenzapfen in einem Gehäuse gelagert ist.
  • Im Stand der Technik sind Hubkolbenbrennkraftmaschinen bekannt, bei denen ein Verdichtungsverhältnis variabel eingestellt werden kann. Eine Möglichkeit, ein solches variables Verdichtungsverhältnis zu realisieren, ist, einen Verstellmechanismus im Pleuel der Hubkolbenbrennkraftmaschine vorzusehen. Der Verstellmechanismus kann z. B. ein exzentrisches Kolbenbolzenlager sein. Diese werden in der Regel mit oder unter der Zuhilfenahme von Motoröl verstellt. Um ein sicheres Verstellen zu gewährleisten, muss das Öl in das Pleuel gefördert werden. Das Öl wird dafür in der Regel über ein Grundlager der Kurbelwelle und über Kanäle innerhalb der Kurbelwelle in das Pleuel eingebracht.
  • Eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem hydraulisch verstellbaren Pleuel ist aus der DE 10 2012 020 999 A1 bekannt. Hier ist ein exzentrisches Kolbenbolzenlager vorgesehen, das unter Zuhilfenahme von zwei im Pleuel vorgesehenen Hydraulikstempeln verstellt werden kann. Das dafür notwendige Öl wird dem Pleuel über die Kurbelwelle zugeführt. Dafür ist in den Lagerschalen des Pleuels eine Nut vorgesehen, die über einen Kanal in der Kurbelwelle mit Öl versorgt wird.
  • Bei einem Verstellmechanismus für ein voll-variables Verdichtungsverhältnis wird stets eine möglichst kontinuierliche Versorgung des Verstellmechanismus mit Öl angestrebt. Dafür muss die Stangenseite des Pleuels kontinuierlich mit Öl versorgt sein. Nur so kann das Verdichtungsverhältnis zu jedem Zeitpunkt verstellt werden. Geeignet hierzu wäre eine über einen großen Winkelbereich von z. B. 120°–180° verlaufende Ölnut in der stangenseitigen Lagerschale des Pleuels. Im Falle eines Integralpleuels, würde die Ölnut in der Stangenseite des Pleuels selbst verlaufen.
  • Eine solche Nut schwächt jedoch das Gleitlager, das durch den Hubzapfen der Kurbelwelle und das Pleuel oder die Lagerschalen gebildet wird, stark. Insbesondere ist dies an in Gaskraftrichtung liegenden Stellen des Hubzapfen und des Pleuels von Bedeutung. Eine Nut in der Deckelseite des Pleuels oder in einer deckelseitigen Lagerschale des Pleuels bringt die Schwierigkeit mit sich, dass das Öl von der Deckelseite des Pleuels zur Stangenseite des Pleuels geleitet werden muss. Dabei muss das Öl die hochbelastete Pleuelverschraubung passieren.
  • Es besteht also ein Zielkonflikt zwischen einer möglichst einfachen und kontinuierlichen Versorgung des Verstellmechanismus mit Öl und einer möglichst hohen Belastbarkeit der Pleuellagerung.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine möglichst einfache und kontinuierliche Ölversorgung eines in einem Pleuel angeordneten Verstellmechanismus zu schaffen und gleichzeitig eine hohe Belastbarkeit der Lagerung des Pleuels zu bewirken.
  • Zur Lösung der Aufgabe ist eine gattungsgemäße Kurbelwelle vorgesehen, bei der in der Pleuellagerfläche eine Ölnut angeordnet ist. Dadurch wird ein einfacher Aufbau des Pleuels möglich. Darüber hinaus wird so ein stark belastbares Gleitlager auf der Pleuelseite möglich. Insbesondere ist dies für die stark belasteten Bereiche in Richtung der Gaskraft von Vorteil.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Mantelfläche des Wellenzapfens eine Grundlagerfläche, in der eine Versorgungsölnut angeordnet ist. Die Versorgungsölnut ist über zumindest einen in der Kurbelwelle angeordneten Kanal fluidisch mit der Ölnut verbunden. Somit sind die Versorgung der Ölnut mit Öl aus einem Ölreservoir und eine kontinuierliche Versorgung eines Verstellmechanismus mit Öl sichergestellt. Durch eine entsprechende Gestaltung der Versorgungsölnut liegt stets Öldruck an der Ölnut und somit im Pleuel an.
  • Bevorzugt verläuft bzw. verlaufen die Ölnut in einer axialen Richtung der Kurbelwelle gemessen mittig in der Pleuellagerfläche und/oder die Versorgungsölnut in einer axialen Richtung der Kurbelwelle gemessen mittig in der Grundlagerfläche. Damit sind die Pleuellagerfläche und die Grundlagerfläche sowohl hinsichtlich ihrer Fertigung als auch hinsichtlich ihrer mechanischen Belastung symmetrisch gestaltet. Daraus folgen geringe Herstellungskosten und eine hohe Lebensdauer.
  • In einer Ausführungsform läuft die Ölnut in Umfangsrichtung der Pleuellagerfläche teilweise um und lässt einen Bereich von mindestens 5°, vorzugsweise von mindestens 10°, um eine obere Totpunktlinie der Pleuellagerfläche frei. Die obere Totpunktlinie ist dabei diejenige Linie der Pleuellagerfläche, die den geringsten Abstand zum zugeordneten Kolben hat, wenn sich der zugehörige Hubzapfen im oberen Totpunkt befindet. Der Bereich dieser Linie und um diese Linie herum ist einer der am höchsten belasteten Bereiche der Pleuellagerung und der Kurbelwelle. Im oberen Totpunkt muss dieser Bereich die gesamte Gaskraft aufnehmen, die bei der Verbrennung von Kraftstoff entsteht. Folglich bewirkt das Freilassen dieses Bereiches, dass die Tragfähigkeit und Stabilität der Pleuellagerfläche an dieser Stelle nicht beeinträchtigt wird und damit groß ist. Gleichzeitig kann trotzdem über die Ölnut eine stetige Versorgung des Pleuels mit Öl sichergestellt werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Ölnut über einen Teilbereich von 90° bis 180° der Pleuellagerfläche umläuft. Damit wird die Pleuellagerfläche weniger geschwächt als bei einer vollständig umlaufenden Nut. Die Belastbarkeit der Pleuellagerung ist somit hoch.
  • Weiter kann die Ölnut mehrere teilweise umlaufende Abschnitte aufweisen, insbesondere zwei radial entgegengesetzt angeordnete Abschnitte, die jeweils in einem Teilbereich von 80° bis 100° in der Pleuellagerfläche umlaufen. Somit ist eine Gestaltungsvariante gegeben, bei der der Verstellmechanismus des Pleuels ständig mit Öl versorgt werden kann. Gleichzeitig können hochbelastete Bereiche der Kurbelwelle ohne Nut ausgeführt sein, woraus eine hohe Belastbarkeit der Pleuellagerung folgt. Bevorzugt laufen die beiden Teilbereiche der Ölnut um jeweils 90° um.
  • Alternativ kann die Ölnut vollständig umlaufend in der Pleuellagerfläche ausgebildet sein. Damit ist eine ständige Versorgung des Pleuels mit Öl gewährleistet. Darüber hinaus ist eine vollständig umlaufende Nut sehr einfach herstellbar.
  • Zusätzlich wird die Aufgabe durch eine gattungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Kurbelwelle gelöst, wobei die Ölnut zumindest zeitweise fluidisch mit dem hydraulischen Verstellmechanismus verbunden ist. Damit ist die Ölversorgung des Verstellmechanismus sichergestellt. Gleichzeitig kann so eine Pleuellagerung mit großer Tragfähigkeit realisiert werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Pleuel eine Lagerfläche, in der eine Pleuelölnut angeordnet ist, die mit der Ölnut in der Pleuellagerfläche zumindest zeitweise fluidisch verbunden ist. Die Pleuelölnut und die Ölnut wirken also bei der Versorgung des Verstellmechanismus mit Öl zusammen. Die Pleuelölnut und die Ölnut können dabei so angeordnet werden, dass sie außerhalb eines hochbelasteten Bereichs im Pleuel und in der Kurbelwelle verlaufen. Daraus ergibt sich eine hohe Tragfähigkeit der Lagerung. Auch kann so mit teilweise umlaufenden Nuten eine ständige oder zeitweise Versorgung des Verstellmechanismus mit Öl sichergestellt werden.
  • Vorteilhafterweise ist die Pleuelölnut im Pleuel selbst oder in einer Pleuellagerschale angeordnet.
  • Die Pleuelölnut kann teilweise umfangsmäßig umlaufen und einen Bereich von mindestens 5°, vorzugsweise von mindestens 10°, um eine stangenseitige Scheitellinie der Lagerfläche frei lassen. Die stangenseitige Scheitellinie der Lagerfläche ist diejenige Linie, die dem Kolbenbolzenlager am nächsten liegt. Diese Linie ist insbesondere beim Verbrennen von Kraftstoff im Zylinder sehr hoch belastet. Daher ist es wichtig, diesen Bereich möglichst stabil auszuführen.
  • Außerdem kann die Pleuelölnut mehrere teilweise umlaufende Abschnitte aufweisen, insbesondere zwei radial entgegengesetzt angeordnete Abschnitte, die jeweils in einem Teilbereich von 80° bis 100° in der Lagerfläche umlaufen. Der Verstellmechanismus des Pleuels kann so ständig mit Öl versorgt werden. Gleichzeitig können hochbelastete Bereiche des Pleuels ohne Nut ausgeführt sein, woraus eine hohe Belastbarkeit der Pleuellagerung folgt. Bevorzugt laufen die beiden Teilbereiche der Pleuelölnut um jeweils 90° um.
  • Vorzugsweise umfasst das Gehäuse zur Lagerung des Wellenzapfens eine gehäuseseitige Grundlagerfläche, in der eine Grundlagerölnut angeordnet ist, die mit einer Versorgungsölnut und/oder einem Kanal in der Kurbelwelle zumindest zeitweise fluidisch verbunden ist. Es ergibt sich somit eine sichere Versorgung der Kurbelwelle mit Öl.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist dabei die Grundlagerölnut im Gehäuse selbst oder in einer gehäuseseitigen Grundlagerschale angeordnet.
  • Gemäß einer Gestaltungsvariante ist im Pleuel ein Ölspeicher angeordnet, der zumindest zeitweise fluidisch mit dem Verstellmechanismus verbunden ist. Insbesondere kann so der Verstellmechanismus mit Öl aus dem Ölspeicher versorgt werden, wenn eine Versorgung über eine Pleuelölnut gerade nicht möglich ist. Zur Aufrechterhaltung eines Öldrucks kann der Ölspeicher federbelastet sein.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. In diesen zeigen:
  • 1 schematisch eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine,
  • 2 schematisch ein Pleuel einer Hubkolbenbrennkraftmaschine aus 1 mit einem Verstellmechanismus,
  • 3 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Kurbelwelle,
  • 4 bis 9 jeweils eine Schnittansicht erfindungsgemäßer Kurbelwellen in verschiedenen Ausführungsformen zusammen mit einem Pleuel.
  • In 1 ist schematisch eine Hubkolbenbrennkraftmaschine 10 dargestellt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt die Hubkolbenbrennkraftmaschine 10 über vier Zylinder 12. In jedem der Zylinder 12 ist ein Kolben 14 angeordnet. Jeder dieser Kolben ist mit einem Pleuel 16 verbunden, das mit einem hydraulisch betätigten Verstellmechanismus ausgeführt ist. Die Pleuel 16 sind auf einer Kurbelwelle 18 gelagert. Die Kurbelwelle 18 verfügt dabei über Wellenzapfen 20, über die die Kurbelwelle 18 in einem Gehäuse 22 gelagert ist. Darüber hinaus verfügt die Kurbelwelle 18 über Hubzapfen 24, an denen die Pleuel 16 gelagert sind.
  • 2 zeigt schematisch eines der Pleuel 16. Das Pleuel 16 ist in der dargestellten Ausführungsform zweiteilig ausgeführt und umfasst einen Deckel 26 und eine Stangenseite 28. Der Deckel 26 und die Stangenseite 28 sind im montierten Zustand miteinander verbunden, z. B. verschraubt.
  • Das Pleuel 16 verfügt darüber hinaus über ein kurbelwellenseitiges Lagerauge 30 und ein kolbenbolzenseitiges Lagerauge 32. Das Pleuel 16 ist mit einem hydraulischen Verstellmechanismus 34 ausgerüstet, der einen Abstand zwischen dem kurbelwellenseitigen Lagerauge 30 und dem kolbenbolzenseitigen Lagerauge 32 variieren kann. Der Verstellmechanismus 34 bewegt dafür einen Exzenter 36, in dem das kolbenbolzenseitige Lagerauge 32 vorgesehen ist.
  • Das Pleuel 16 kann als sogenanntes Integralpleuel ausgebildet sein. Das bedeutet, dass das Pleuel 16 mit seinem kurbelwellenseitigen Lagerauge 30 direkt auf der Kurbelwelle 18 gelagert ist. Alternativ kann das Pleuel 16 über nicht dargestellte Lagerschalen auf der Kurbelwelle 18 gelagert sein.
  • In der 3 ist ein Ausschnitt der Kurbelwelle 18 gezeigt. Es ist hier einer der Hubzapfen 24 zu sehen, der außenseitig durch eine Pleuellagerfläche 38 definiert ist.
  • In der Pleuellagerfläche 38 ist eine Ölnut 40 vorgesehen.
  • Darüber hinaus ist einer der Wellenzapfen 20 gezeigt, der außenseitig eine Grundlagerfläche 42 hat. In der Grundlagerfläche 42 ist eine Versorgungsölnut 44 vorgesehen.
  • In einer nicht dargestellten Alternative kann die Grundlagerfläche 42 des Wellenzapfens 20 lediglich eine Bohrung oder einen Kanal umfassen, der mit einer gehäuseseitigen Grundlagerölnut zumindest zeitweise in fluidischer Verbindung steht.
  • Die Grundlagerölnut kann dabei entweder im Zylinder-Kurbel-Gehäuse selbst oder in einer im Gehäuse angeordneten Lagerschale verlaufen.
  • Sowohl die sich axial nur über eine Teilbreite des Hubzapfens 24 erstreckende Ölnut 40 als auch die Versorgungsölnut 44 sind in axialer Richtung 45 ungefähr mittig in der Pleuellagerfläche 38 bzw. der Grundlagerfläche 42 angeordnet und erstrecken sich in einer Radialebene zur axialen Richtung.
  • Die Ölnut 40 und die Versorgungsölnut 44 sind durch einen schräg verlaufenden Kanal 46 fluidisch verbunden, sodass Öl von der Versorgungsölnut 44 in die Ölnut 40 fließen kann. Die Versorgungsölnut 44 wird über eine gehäuseseitige Lagerstelle, die nicht dargestellt ist, mit Öl versorgt.
  • Die 4 bis 9 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Kurbelwelle 18. In diesen Figuren sind die Kurbelwelle 18 und ein Abschnitt des Pleuels 16 geschnitten dargestellt. Die radiale Schnittebene ist dabei derart durch den Hubzapfen 24 gelegt, dass der Verlauf der Ölnut 40 gut erkannt werden kann. Die Pleuellagerfläche 38 ist demnach als Kreislinie zu sehen.
  • Die Kurbelwelle 18 ist in den 4 bis 9 in einer oberen Totpunktlage des Hubzapfens 24 dargestellt. Folglich ist der am stärksten belastete Bereich der Pleuellagerfläche 38 in den Figuren stets oben. Eine obere Totpunktlinie 47 als diejenige Linie der Pleuellagerfläche 38, die dem kolbenbolzenseitigen Lagerauge 32 am nächsten liegt, liegt dabei einer stangenseitigen Scheitellinie 48 gegenüber.
  • Die stangenseitige Scheitellinie 48 ist dabei als diejenige Linie der Lagerfläche im kurbelwellenseitigen Lagerauge 30 definiert, die dem kolbenbolzenseitigen Lagerauge 32 am nächsten liegt.
  • Im Ausführungsbeispiel der 4 ist die Ölnut 40 umfangsmäßig komplett umlaufend ausgeführt. Sie wird über den Kanal 46 mit Öl versorgt. Auf der Seite des Pleuels 16 wird das Öl in einen stangenseitigen Kanal 49 gefördert.
  • Der stangenseitige Kanal 49 ist mittig im Pleuel angeordnet. Alternativ kann er auch seitlich versetzt angeordnet sein (siehe gestrichelte Darstellung). Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der stangenseitige Kanal 49 und damit der Verstellmechanismus 34 bei jeder Relativposition der Kurbelwelle 18 zum Pleuel 16 mit Öl versorgt werden.
  • In der 5 ist die Ölnut 40 nur teilweise umlaufend ausgeführt. Im dargestellten Beispiel läuft sie um 180° um. Ebenfalls wird die teilweise umlaufende Ölnut 40 durch den Kanal 46 mit Öl versorgt.
  • In der in 5 dargestellten Ausführungsform ist der stangenseitige Kanal 49 so angeordnet, dass er nicht im höchstbelasteten Bereich des Pleuels 16 liegt. Er ist daher von der stangenseitigen Scheitellinie 48 beabstandet angeordnet.
  • In dieser Ausführungsform ist eine ständige Versorgung des stangenseitigen Kanals 49 mit Öl nicht möglich. Vielmehr wird dieser Kanal nur mit Öl versorgt, wenn sich die Ölnut 40 und der stangenseitige Kanal 49 gegenüberliegen, wenn sich also der Hubzapfen 24 um knapp 90° im Uhrzeigersinn gedreht hat.
  • Es kann auch ein zweiter stangenseitiger Kanal 49, der gestrichelt dargestellt ist, vorgesehen sein. Dieser ist ebenfalls von der stangenseitigen Scheitellinie 48 beabstandet angeordnet. Durch das Vorsehen von zwei stangenseitigen Kanälen 49 wird derjenige Bereich an Relativpositionen des Hubzapfens 24 zum Pleuel 16, in dem eine Ölversorgung des Pleuels möglich ist, vergrößert. Der Bereich erweitert sich dabei um den Winkelabstand der beiden stangenseitigen Kanäle 49.
  • Auch in 6 ist die Ölnut 40 teilweise umlaufend ausgeführt. Dabei spart sie einen Bereich von ungefähr 10° um die obere Totpunktlinie 47 (stets bezogen auf die obere Totpunktstellung des Hubzapfens 24) aus. Die Nut 40 lässt also den am höchsten belasteten Bereich der Pleuellagerfläche 38 aus. Auch der stangenseitige Kanal 49 ist in einer weniger stark belasteten Position im Pleuel 16 angeordnet.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist nahezu ständig eine Versorgung des stangenseitigen Kanals 49 mit Öl möglich. Um eine ständige Versorgung des Pleuels mit Öl sicherzustellen, kann ein zusätzlicher, zweiter stangenseitiger Kanal 49 (gestrichelt dargestellt) vorgesehen sein.
  • In 7 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der die Ölnut 40 zwei teilweise umlaufende Abschnitte umfasst. Diese Abschnitte verlaufen jeweils über einen Winkel von im Wesentlichen 90° und sind einander diametral entgegengesetzt.
  • Auch in dieser Ausführungsform ist die am stärksten belastete Stelle der Pleuellagerfläche, die um die obere Totpunktlinie 47 (bezogen immer auf die obere Totpunktstellung des Hubzapfens 24) angeordnet ist, nicht durch eine Nut geschwächt. Auch der stangenseitige Kanal 49 ist außerhalb der am höchsten belasteten Stelle im Pleuel 16 angeordnet. Mit der dargestellten Ausführungsform ist keine ständige Versorgung des stangenseitigen Kanals 49 mit Öl möglich.
  • Zur Verbesserung der Ölversorgung des Pleuels 16 kann auch in diesem Ausführungsbeispiel ein zusätzlicher stangenseitiger Kanal 49 (gestrichelt dargestellt) vorgesehen sein.
  • In den 8 und 9 sind zwei Ausführungsformen dargestellt, bei denen in dem Pleuel 16 eine Pleuelölnut 50 angeordnet ist.
  • Das Pleuel 16 ist dabei als sogenanntes Integralpleuel gestaltet, was bedeutet, dass das Pleuel 16 ohne die Verwendung von Lagerschalen auf dem Hubzapfen 24 gelagert ist.
  • In der in 8 gezeigten Ausführungsform ist die Ölnut 40 teilweise umlaufend gestaltet. Sie läuft um ungefähr 90° um und wird über den Kanal 46 mit Öl versorgt. Die Pleuelölnut 50 läuft ebenfalls nur teilweise um. Sie lässt einen Bereich von im Wesentlichen 10° um die stangenseitige Scheitellinie 48 frei. Der Bereich um die stangenseitige Scheitellinie 48 ist dabei der am höchsten belastete Bereich des Pleuels 16.
  • Die Pleuelölnut 50 ist über den stangenseitigen Kanal 49 mit dem Verstellmechanismus 34 verbunden.
  • Die Ölnut 40 ist ebenfalls teilweise umlaufend ausgeführt und lässt einen Bereich um die obere Totpunktlinie 47 frei.
  • Trotz des nur teilweisen Umlaufens der Ölnut 40 und der Pleuelölnut 50 ist eine ständige Versorgung des stangenseitigen Kanals 49 mit Öl möglich. Voraussetzung dafür ist, dass die Ölnut 40 mindestens um denjenigen Winkel umläuft, den die Pleuelölnut 50 frei lässt. In dieser Ausführungsform ist somit eine hohe Tragfähigkeit der Lagerung des Pleuels 16 auf dem Hubzapfen 24 mit einer ständigen Versorgung des stangenseitigen Kanals 49 mit Öl realisiert.
  • In der 9 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der sowohl die Ölnut 40 als auch die Pleuelölnut 50 aus zwei gegenüberliegenden Teilabschnitten zusammengesetzt sind.
  • In der dargestellten Ausführungsform überstreicht jeder dieser Abschnitte im Wesentlichen einen Winkel von 60°–90°. Durch die Zweiteiligkeit der Pleuelölnut 50 sind zwei stangenseitige Kanäle 49 im Pleuel 16 notwendig. In dieser Ausführungsform ist sowohl der Bereich um die stangenseitige Scheitellinie 48 als auch der Bereich um die obere Totpunktlinie 47 im Pleuellager frei von Nuten. Es ergibt sich damit eine hohe Tragfähigkeit der Lagerung.
  • Durch die relative Positionierung der Abschnitte der Ölnut 40 und der Abschnitte der Pleuelölnut 50 zueinander ist eine Ölversorgung der stangenseitigen Kanäle 49 nahezu zu jedem Zeitpunkt möglich.
  • Das Zusammenwirken der Ölnut 40 im Hubzapfen 24 der Kurbelwelle 18 und des stangenseitigen Kanals 49 im Pleuel 16 oder der Pleuelölnut 50 im Pleuel 16 wurde in den 4 bis 9 erläutert. Die Versorgungsölnut 44 und ein nicht dargestellter Ölkanal oder eine nicht dargestellte Ölnut in der Gehäuseseite des Grundlagers können analog zu den oben beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen der Ölnut 40 und der Pleuelölnut 50 ausgebildet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012020999 A1 [0004]

Claims (15)

  1. Kurbelwelle (18) für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine (10) mit mindestens einem Wellenzapfen (20), und mindestens einem Hubzapfen (24), dessen Mantelfläche eine Pleuellagerfläche (38) zur Lagerung eines Pleuels (16) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pleuellagerfläche (38) eine Ölnut (40) angeordnet ist.
  2. Kurbelwelle (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mantelfläche des Wellenzapfens (20) eine Grundlagerfläche (42) umfasst, in der eine Versorgungsölnut (44) angeordnet ist, und die Versorgungsölnut (44) über zumindest einen in der Kurbelwelle (18) angeordneten Kanal (46) fluidisch mit der Ölnut (40) verbunden ist.
  3. Kurbelwelle (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölnut (40) in axialer Richtung (45) der Kurbelwelle (18) mittig in der Pleuellagerfläche (38) und/oder dass die Versorgungsölnut (44) in axialer Richtung (45) der Kurbelwelle (18) mittig in der Grundlagerfläche (42) verläuft bzw. verlaufen.
  4. Kurbelwelle (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölnut (40) teilweise umläuft und einen Bereich von mindestens 5°, vorzugsweise von 10° bis 40°, um eine obere Totpunktlinie (47) der Pleuellagerfläche (38) frei lässt.
  5. Kurbelwelle (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölnut (40) über einen Teilbereich von 90° bis 180° der Pleuellagerfläche (38) umläuft.
  6. Kurbelwelle (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölnut (40) mehrere teilweise umlaufende Abschnitte aufweist, insbesondere zwei radial entgegengesetzt angeordnete Abschnitte, die jeweils in einem Teilbereich von 80° bis 100° in der Pleuellagerfläche (38) umlaufen.
  7. Kurbelwelle (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölnut (40) vollständig umlaufend in der Pleuellagerfläche (38) ausgebildet ist.
  8. Hubkolbenbrennkraftmaschine (10) mit einer Kurbelwelle (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und mindestens einem Pleuel (16) mit einem hydraulischen Verstellmechanismus (34), wobei das Pleuel (16) am Hubzapfen (24) der Kurbelwelle (18) und die Kurbelwelle (18) über den Wellenzapfen (20) in einem Gehäuse (22) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölnut (40) zumindest zeitweise fluidisch mit dem hydraulischen Verstellmechanismus (34) verbunden ist.
  9. Hubkolbenbrennkraftmaschine (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Pleuel (16) eine Lagerfläche umfasst, in der eine Pleuelölnut (50) angeordnet ist, die mit der Ölnut (40) in der Pleuellagerfläche (38) zumindest zeitweise fluidisch verbunden ist.
  10. Hubkolbenbrennkraftmaschine (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuelölnut (50) im Pleuel (16) selbst oder in einer Pleuellagerschale angeordnet ist.
  11. Hubkolbenbrennkraftmaschine (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuelölnut (50) teilweise umläuft und einen Bereich von mindestens 5°, vorzugsweise von 10° bis 40°, um eine stangenseitige Scheitellinie (48) der Lagerfläche frei lässt.
  12. Hubkolbenbrennkraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuelölnut (50) mehrere teilweise umlaufende Abschnitte aufweist, insbesondere zwei radial entgegengesetzt angeordnete Abschnitte, die jeweils in einem Teilbereich von 80° bis 100° in der Lagerfläche umlaufen.
  13. Hubkolbenbrennkraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (22) zur Lagerung des Wellenzapfens (20) eine gehäuseseitige Grundlagerfläche umfasst, in der eine Grundlagerölnut angeordnet ist, die mit einer Versorgungsölnut (44) und/oder einem Kanal (46) in der Kurbelwelle (18) zumindest zeitweise fluidisch verbunden ist.
  14. Hubkolbenbrennkraftmaschine (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundlagerölnut im Gehäuse (22) selbst oder in einer gehäuseseitigen Grundlagerschale angeordnet ist.
  15. Hubkolbenbrennkraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Pleuel (16) ein Ölspeicher angeordnet ist, der zumindest zeitweise fluidisch mit dem Verstellmechanismus (34) verbunden ist.
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