DE1294100B

DE1294100B - Brennkraftkolbenmaschine mit einer mindestens drei in Lagerbuechsen gelagerte Hauptlagerzapfen aufweisenden Kurbelwelle

Info

Publication number: DE1294100B
Application number: DE1966F0049702
Authority: DE
Inventors: Smithson Harold Alexander
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1965-08-26
Filing date: 1966-07-15
Publication date: 1969-04-30
Also published as: GB1093010A

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer mindestens drei in Lagerbüchsen gelagerte Hauptlagerzapfen aufweisenden Kurbelwelle, bei der die drei Lagerbüchsen genau fluchtend in bestimmten Toleranzbereichen angeordnet sind. Bei derartigen Brennkraftkolbenmaschinen treten leicht unerwünschte Klopfgeräusche auf, die sich aus Herstellungstoleranzen ergeben, wenn der Spielraum zwischen Lagerzapfen und Lagerbüchse zu groß wird. Durch die Verbrennung entsteht ein hoher Druck, der den Lagerzapfen in dem großen Spielraum gegen die Lagerbüchse schleudert und das Klopfgeräusch hervorruft. Man kann an sich die Herstellungstoleranzen verkleinern, indessen verursacht das ziemlich erhebliche Kosten, da die Einzelteile sehr genau bearbeitet werden müssen und weil die Lagerbüchsen oder Lagerzapfen dabei besonders eingepaßt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Klopfneigung zwischen Lagerzapfen und Lagerbüchse auf eine wesentlich billigere Weise in Wegfall zu bringen, als es durch eine Verringerung der Herstellungstoleranzen möglich ist.
Erfindungsgemäß sind zwei von drei Hauptlagerzapfen mit den Lagerbüchsen genau fluchtend in entsprechenden Toleranzbereichen angeordnet, während der dritte Hauptlagerzapfen aus der Flucht und den Toleranzbereichen der drei Lagerbüchsen und der zwei Hauptlagerzapfen radial herausverlagert ist, derart, daß sämtliche Hauptlagerzapfen vor Durchlaufen des oberen und unteren Totpunktes ihrer benachbarten Kolben bereits gegen die Seite ihrer Lagerbüchse gedrückt werden, an der sie nach Durchlaufen der Totpunkte infolge der Gaskräfte anliegen müssen. Hierdurch wird kein Lagerzapfen durch den Gasdruck gegen die Lagerbüchse geschleudert, so daß ein Klopfgeräusch überhaupt nicht, bzw. allenfalls in ganz geringem Umfang, erzeugt werden kann.
Die Verlagerung des dritten Hauptlagerzapfens kann erfindungsgemäß durch spanabhebende Bearbeitung der Kurbelwelle erfolgen. In Abänderung kann aber auch die Verlagerung des dritten Hauptlagerzapfens durch Verbiegen der Kurbelwelle erfolgen.
Nach einer weiteren Abänderung der Erfindung können auch zwei Lagerbüchsen mit den Hauptlagerzapfen genau fluchtend in entsprechenden Toleranzbereichen angeordnet sein, während die dritte Lagerbüchse aus der Flucht und den Toleranzbereichen der drei Hauptlagerzapfen und der zwei Hauptlagerbüchsen radial herausverlagert ist, derart, daß sämtliche Hauptlagerzapfen vor Durchlaufen des oberen und unteren Totpunktes ihrer benachbarten Kolben bereits gegen die Seite ihrer Lagerbüchse gedrückt werden, an der sie nach Durchlaufen der Totpunkte infolge der Gaskräfte anliegen müssen.
Zweckmäßig kann erfindungsgemäß die radiale Verlagerung eines Hauptlagerzapfens bzw. einer Lagerbüchse gegenüber der Totpunktstellung der Kolben innerhalb eines Winkelbereiches 0 vor- bzw. nacheilen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, auf der zeigt F i g. 1 die Darstellung einer Kurbelwelle einer Brennkraftkolbenmaschine gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine Stirnansicht der Kurbelwelle nach Fig. 1.
In der Zeichnung bezeichnet 1 die Kurbelwelle einer vierzylindrigen einreihigen Brennkraftmaschine. Die Kurbelwelle 1 weist drei Hauptlagerzapfen 2, 3 und 4, die in drei Lagerbüchsen 5, 6 und 7 sitzen, die von dem Maschinengehäuse getragen werden. Die Kurbelwelle 1 hat vier Kurbeln 8, 9, 10 und 11 an welche vier Pleuelstangen 12, 13, 14 und 15 befestigt sind. Die Kolben 16, 17, 18 und 19 sind an den anderen Enden der Pleuelstangen 12, 13, 14, 15 befestigt.
Die drei Lagerbüchsen 5, 6 und 7 fluchten innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen, z. B. plus oder minus 0,05 mm.
Die Kurbelwelle 1 ist so bearbeitet ' daß die zwei äußeren Hauptlagerzapfen 2 und 4 innerhalb der gleichen Toleranzgrenzen fluchten. Der mittlere Hauptlagerzapfen 3 indessen ist bewußt aus der bestimmten Toleranz heraus gegenüber den Hauptlagerzapfen 2 und 4 verlagert. Diese Verlagerung kann etwa 0,25 mm ausmachen, kann indessen auch geringer sein.
Durch diese Verlagerung ergibt sich die Stellung der Hauptlagerzapfen 2, 3, 4 nach F i g. 1 mit Bezug auf ihre Lagerbüchsen 5, 6, 7, wenn die Kolben 8, 9, 10, 11 in den dargestellten Stellungen stehen. Zu beachten ist der Hauptlagerzapfen 3 und die Kurbeln 9 und 10.
Die Kolben 17 und 18 stehen im oberen Totpunkt, wodurch ihre Radialkraft dazu neigt, den Hauptlagerzapfen 3 gegen die obere Fläche der Lagerbüchse 6 im Sinne der F i g. 1 zu ziehen. Der Hauptlagerzapfen 3 kann sich indessen nicht aufwärts gegen die obere Fläche der Lagerbüchse 6 bewegen, da die beiden Hauptlagerzapfen 2 und 4 bereits an der Oberfläche ihrer Lagerbüchsen 5 und 7 infolge der Verlagerung des Lagerzapfens 3 anliegen.
Da die Kurbelwelle 1 sich etwas aus der Stellung nach F i g. 1 herausdreht, wird der Hauptlagerzapfen 3 in Berührung mit der unteren Fläche der Lagerbüchse 6 gehalten, wenn die Gasbelastung angreift. Dadurch wird eine diametrische Umkehr des Spielraumes zwischen Hauptlagerzapfen und Lagerbüchse vermieden. In gleicher Weise werden die Hauptlagerzapfen 2 und 4 in Berührung mit der unteren Fläche der Lagerbüchsen 5 und 7 gehalten, wenn die Kolben 16 und 19 im oberen Totpunkt stehen.
Jeder Hauptlagerzapfen 2, 3, 4 wird hierdurch stets, abgesehen von dem Schmierfüm, in Berührung mit seiner unteren Lagerbüchsenfläche gehalten, wenn die zugehörigen Kolben 8, 9, 10, 11 im oberen Totpunkt stehen. Dadurch wird die Tendenz des Hauptlagerzapfen vermieden, sich durch die Lagerbüchse von einer Stelle aus an die diametral gegenüberliegende Stelle zu bewegen, wenn die Gasbelastung einsetzt. Hierdurch wird das Klopfen verringert.
In der F i g. 2 ist der Hauptlagerzapfen 3 als in der Ebene der Kurbelwelle 1 verlagert dargestellt. Der Hauptlagerzapfen 3 kann indessen innerhalb des Winkels 0 verlagert sein.
Die Verlagerung der Hauptlagerzapfen 2, 3, 4 kann durch entsprechende Bearbeitung der Kurbelwelle 1 erreicht werden, oder sie kann auch dadurch erreicht werden, daß die Kurbelwelle 1 entsprechend gebogen wird.
In Abänderung können auch sämtliche Hauptlagerzapfen 2, 3, 4 genau fluchtend ausgebildet sein, während eine Lagerbüchse 5, 6, 7 verlagert wird.
Die Erfindung ist in gleicher Weise auf Maschinen anwendbar, die eine andere Zylinderzahl oder eine unterschiedliche Gestaltung besitzen.

Claims

Patentansprüche: 1. Brennkraftkolbenmaschine mit einer mindestens drei in Lagerbüchsen gelagerte Hauptlagerzapfen aufweisenden Kurbelwelle, bei der die drei Lagerbüchsen genau fluchtend in bestimmten Toleranzbereichen angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwei Hauptlagerzapfen mit den Lagerbüchsen genau fluchtend in entsprechenden Toleranzbereichen angeordnet sind, während der dritte Hauptlagerzapfen aus der Flucht und den Toleranzbereichen der drei Lagerbüchsen (5, 6, 7) und der zwei Hauptlagerzapfen radial herausverlagert ist, derart, daß sämtliche Hauptlagerzapfen (2, 3, 4) vor Durchlaufen des oberen und unteren Totpunktes ihrer benachbarten Kolben (16, 17, 18, 19) bereits gegen die Seite ihrer Lagerbüchse (5, 6, 7) gedrückt werden, an der sie nach Durchlaufen der Totpunkte infolge der Gaskräfte anliegen müssen.
2. Brennkraftkolbemnaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerung des dritten Hauptlagerzapfens durch spanabhebende Bearbeitung der Kurbelwelle (1) erfolgt ist. 3. Brennkraftkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerung des dritten Hauptlagerzapfens durch Verbiegung der Kurbelwelle (1) erfolgt ist. 4. Brennkraftkolbenmaschine mit einer mindestens drei in Lagerbüchsen gelagerte Hauptlagerzapfen aufweisenden Kurbelwelle, bei der die drei Hauptlagerzapfen genau fluchtend in bestimmten Toleranzbereichen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lagerbüchsen mit den Hauptlagerzapfen (2, 3, 4) genau fluchtend in entsprechenden Toleranzbereichen angeordnet sind, während die dritte Lagerbüchse aus der Flucht und den Toleranzbereichen der drei Hauptlagerzapfen (2, 3, 4) und der zwei Hauptlagerbüchsen radial heraus verlagert ist, derart, daß sämtliche Hauptlagerzapfen(2,3,4) vor Durchlaufen des oberen und unteren Totpunktes ihrer benachbarten Kolben (8, 9, 10, 11) bereits gegen die Seite ihrer Lagerbüchse (5, 6, 7) gedrückt werden, an der sie nach Durchlaufen der Totpunkte infolge der Gaskräfte anliegen müssen. 5. Brennkraftkolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Verlagerung eines Hauptlagerzapfens bzw. einer Lagerbüchse gegenüber der Totpunktstellung der Kolben (8, 9, 10, 11) innerhalb eines Winkelbereiches 0 vor- bzw. nacheilen kann.