DE1903049B2 - Einrichtung zum schmieren des kurbelzapfenlagers einer schubstange einer viertakt kolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum der anderen Hälfte der Lagerschale verbessert und Schmieren des Kurbelzapfenlagers einer Schubstange die Abnutzung durch die in diesem Bereich auftreteneiner Viertakt-Kolbenbrennkraftmaschine mit einer den Massenkräfte ebenfalls vermindert. Lagerschale mit mindestens einer an den Enden ab- In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Schmiergeschlossenen axialen Schmiernut, die mit einer in der 5 bohrung diametral durch die Achse des Kurbelzapfens Lagerschale ausgebildeten Umfangsnut in Verbindung geführt ist und zwei um 180° gegeneinander versetzte steht und über diese Umfangsnut und wenigstens Austrittsöffnungen aufweist. Dadurch wird die gleicheiner den Kurbelzapfen durchdringenden Schmier- zeitige Zufuhr von Schmieröl zu beiden axialen bohrung mit Öl versorgbar ist. Schmiernuten ermöglicht.

Bei den bekannten Kurbelzapfenlagern von Schub- ίο Bei einer reversierbaren Kolbenbrennkraftstangen der erwähnten Art ist es üblich, axiale „ maschine, bei welcher Umdrehungen der Kurbelwelle Schmiernuten vorzusehen, die sich im Bereich senk- in beiden Richtungen möglich sind, werden Vorzugsrecht zur Längsachse der Schubstange befinden. weise vier Schmiernuten ausgebildet, die symmetrisch Es hat sich bei einer derartigen Anordnung der zur Ebene der Lagerachsen der Schubstange angeord-Schmierbohrungen gezeigt, daß bei einer größeren 15 net sind.

Belastung der Maschine eine besondere Art der Ab- In diesem Fall können zur Gewährleistung der ausnutzung der Kurbelzapfen entsteht. Die Kurbelzapfen reichenden Zufuhr von Schmieröl im Kurbelzapfen werden dabei hauptsächlich in einem Bereich ab- zwei zur Ebene der Lagerachsen der Kurbel symmegenutzt, welcher sich auf der den Hauptlagerzapfen irisch ausgebildete diametrale Schmierbohrungen vorzugewandten Seite des betreffenden Kurbelzapfens 20 gesehen sein.

befindet und dessen Zentrum um etwa 25 bis 30° Die Erfindung wird an Hand einiger in der Zeichgegenüber der Kurbelebene der Kurbelwelle versetzt nung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele ist. Die Lagerschalen zeigten ebenfalls eine erhöhte erläutert. Es zeigt

Abnutzung an den entsprechenden Stellen. F i g. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen

Es hat sich dabei erwiesen, daß diese Abnutzung 25 Schubstangenlagers zusammen mit einem Teil der durch die an dieser Stelle wirkenden Massenkräfte , Schubstange und der Kurbelwelle, verursacht ist, welche, obwohl sie in ihrer absoluten Fig. 2 einen Schnitt der Lagerschale aus der

Größe wesentlich kleiner als die Gaskräfte sind, den Fig. 1 nach der Linie II-II,

großen Nachteil haben, daß ihr Vektor in der glei- Fig. 3 eine andere Ausführung des erfindungs-

chen Richtung umläuft, wie der Kurbelzapfen in der 30 gemäßen Schubstangenlagers, dargestellt in der Form Lagerschale der Pleuelstange. Daraus ergeben sich eines Ausschnittes aus der Fig. 1, ungünstige Bedingungen bezüglich der Bildung eines F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende Darstellung

Schmierfilmes. ·..... einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen

Die Erfindung hat die Schaffung einer Einrichtung Schubstangenlagers und

zum Ziel, bei welcher die erwähnten nachteiligen 35 Fig. 5 ein polares Diagramm der während eines Erscheinungen vermieden werden und eine wesentlich Arbeitszyklus der Maschine im Schubstangenlager kleinere Abnutzung der Kurbelzapfen und ihrer wirkenden Kräfte, die das Lager belasten. Lagerschalen auch bei hoher Belastung entsteht. In der Fig, 1 ist eine Schubstange 1 mit einer

Die erfindungsgemäße Einrichtung, durch welche Lagerschale 2 versehen, die den Kurbelzapfen 3 einer dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, 40 Kurbelwelle 4 umschließt. Der Kurbelzapfen 3 ist mit daß die Mitte der Schmiernut in dem Kolben näheren einer axialen Bohrung 5 versehen, die in an sich be-Teil des Lagers an einer Stelle angeordnet ist, die kannter Weise an ein Schmiersystem mit Schmieröl gegenüber der Ebene, welche die Achsen beider unter Druck angeschlossen ist. Von der Bohrung 5 Schubstangenlager enthält, entgegen der Drehrichtung führt eine Schmierbohrung 6 radial nach außen. Die des Kurbelzapfens um einen Winkel von 45 bis 75° 45 Schmierbohrung 6 befindet sich im Kurbelzapfen 3 versetzt ist und daß die Umfangsnut in einem seit- auf der einem Hauptzapfen 6 zugewandten Seite und liehen Bereich der Lagerschale ausgebildet ist und die ist gegenüber einer Ebene E, welche durch die Achsen Schmierbohrung bezüglich der Ebene, welche die der beiden Zapfen 3 und 7 führt, um einen Winkel a Achsen des Kurbelzapfens und der Lagerzapfen der versetzt, und zwar in einer Richtung, die der durch Kurbelwelle enthält, den gleichen Versetzungswinkel 50 einen Pfeil P bezeichneten Drehrichtung des Zapfens hat wie die Schmiernut. gegenüber der Schubstange 1 entgegengesetzt ist.

Durch diese Maßnahme wird eine Verminderung Wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, ist die Lager-

der Abnutzung dadurch erreicht, daß die Zufuhr von schale 2 mit einer axialen Schmiernut 10 versehen, Schmieröl in den jeweils durch die Massenkräfte be- die sich im wesentlichen entlang der ganzen Länge lasteten Bereich erhöht wird. 55 der Lagerschale erstreckt, jedoch an den Enden ab-

Es ist in diesem Zusammenhang aus der österreichi- geschlossen ist. Die Schmiernut 10 befindet sich in sehen Patentschrift 250746, Fig. 1, eine Ausführung der Fig. 1 ebenfalls auf der oberen Seite der Lagerbekannt, durch welche ebenfalls eine gute Tragfähig- schale 2, d. h. sie ist auf der dem Kolben näheren keit des Schmierfilmes im genannten Bereich erzielt Seite des Lagers ausgebildet. Entsprechend der Darwird. Diese Ausführung, welche Lagerschalen mit 60 stellung ist sie gegenüber der Symmetrieebene E, die keilförmigen Tragflächen verwendet, ist jedoch ver- in diesem Fall durch die beiden Lagerachsen der hältnismäßig kompliziert und teuer und insbesondere Schubstange führt, ebenfalls um den Winkel α versetzt, für eine Umkehr der Drehrichtung, wie sie bei um- An die Schmiernut 10 schließt sich eine Umfangs-

steuerbaren Motoren entsteht, nicht gut geeignet. nut 11 an. Die Umfangsnut 11 befindet sich in einem

Es ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung mög- 65 weniger belasteten Bereich der Lagerschale, der belich, im Lager eine zweite axiale Schmiernut auszubil- züglich der Ebene E seitlich liegt, den, die der ersten axialen Schmiernut diametral ent- Bei der in der F i g. 1 dargestellten gegenseitigen

gegengesetzt ist. Auf diese Weise wird die Schmierung Stellung der Schubstange 1 und der Kurbelwelle

treten, wie dies später an Hand der Fig. 4 erläutert wird, die Kräfte auf, welche das Lager am ungünstigsten belasten. Diese haben eine erhöhte Abnutzung des oberen, dem Hauptzapfen 7 zugewandten Bereiches des Kurbelzapfens 3 zur Folge. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Schubstangenlagers ist vor diesem Bereich die Schmiernut 10 ausgebildet, welche für eine erhöhte Zufuhr von Schmieröl sorgt. Das Schmieröl wird dabei der Nut 10 durch die Schmierbohrung 6 zugeleitet, und zwar beginnend mit dem Augenblick, wo eine Verbindung der Bohrung 6 mit der Umfangsnut 11 entsteht. Diese Verbindung entsteht bereits eine Viertelumdrehung vor der dargestellten Stellung, in der die maximale Belastung auftritt. Es steht daher ein ausreichender Zeitraum zur Verfügung, um der Schmiernut 10 vor dem Auftreten der maximalen Kräfte genügend Öl zuzuführen.

In der F i g. 5 ist ein polares Diagramm der auf den Kurbelzapfen seitens des Schubstangenlagers wirkenden Kräfte dargestellt.

Der Punkt 0 bzw. 720° entspricht dabei dem Anfang des Expansionshubes bzw. dem Ende des Kompressionshubes. Die Bereiche von etwa 80 bis 220°, von 480 bis 580° und von etwa 310 bis 410° zeigen dabei verhältnismäßig hohe Belastungen, die im wesentlichen durch Massenkräfte hervorgerufen sind. Diese Massenkräfte sind zwar, wie aus dem Diagramm hervorgeht, gegenüber der im Bereich von ungefähr 10° liegenden Spitze, die durch Gaskräfte verursacht ist, verhältnismäßig klein. Ihr Kraftvektor bewegt sich jedoch im gleichen Sinn wie die Kurbelwelle, deren Drehrichtung in der F i g. 5 ebenfalls durch einen Pfeil P bezeichnet ist. Die Winkelgeschwindigkeit weicht dabei iiur wenig von der Winkelgeschwindigkeit des Kurbelzapfens ab. Daraus ergeben sich sehr nachteilige Bedingungen für die Bildung des Schmierfilmes.

Wie aus der F i g. 5 hervorgeht, treten die durch die Massenkräfte hervorgerufenen Belastungen, die den erwähnten ungünstigen Verlauf haben, während der Bereiche von 80 bis 220°, 480 bis 580° und etwa 310 bis 410° Kurbelwinkel auf. Die Bereiche 80 bis 220° und von 480 bis 580° entsprechen dabei einer Kurbelstellung nach der Fig. 1, wobei sich der Kolben im unteren Totpunkt befindet. In diesem Fall ist die Schmiernut 10 wirksam.

Will man die gleiche Verbesserung der Schmierwirkung auch im Bereich von 310 bis 410° erreichen, bei welchem sich der Kolben um den oberen Totpunkt herum bewegt, so kann vorzugsweise eine zweite Schmiernut 20 nach der F i g. 3 vorgesehen sein, die der Schmiernut 10 diametral entgegengesetzt ist. Die Schmiernut 20 kann in ähnlicher Weise wie die Schmiernut 10 mit der Umfangsnut 11 mit einer Umfangsnut 21 verbunden sein. Die Schmierbohrung 6 ist in diesem Fall diametral durch den Kurbelzapfen durchgeführt und enthält einen zweiten Teil 22, welcher zur Zusammenwirkung mit der Umfangsnut 21 bestimmt ist.

Die F i g. 4 zeigt schließlich eine Ausführung, die für einen umsteuerbaren Motor geeignet ist, d. h. einen Motor, welcher in beiden Drehrichtungen arbeiten kann. Diese Ausführung ist im wesentlichen gleich wie die nach der F i g. 3, jedoch sind alle Schmiernuten zur Ebene E der Lagerachsen symmetrisch ausgebildet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Schmieren des Kurbelzapfenlagers einer Schubstange einer Viertakt-Kolbenbrennkraftmaschine mit einer Lagerschale mit mindestens einer an den Enden abgeschlossenen axialen Schmiernut, die mit einer in der Lagerschale ausgebildeten Umfangsnut in Verbindung steht und über diese Umfangsnut und wenigstens einer den Kurbelzapfen durchdringenden Schmierbohrung mit Öl versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Schmiernut (10) in dem Kolben näheren Teil des Lagers an einer Stelle angeordnet ist, die gegenüber der Ebene (E), welche die Achsen beider Schubstangenlager enthält, entgegen der Drehrichtung (P) des Kurbelzapfens (3) um einen Winkel (a) von 45 bis 75° versetzt ist und daß die Umfangsnut (11) in einem seitlichen Bereich der Lagerschale (2) ausgebildet ist und die Schmierbohrung (6) bezüglich der Ebene (E), welche die Achsen des Kurbelzapfens und der Lagerzapfen der Kurbelwelle enthält, den gleichen Versetzungswinkel (a) hat wie die Schmiernut.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite axiale Schmiernut (20), die der ersten Schmiernut (10) diametral entgegengesetzt angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierbohrung (6, 22) diametral durch die Achse des Kurbelzapfens (3) führt und zwei um 180° gegeneinander versetzte Austrittsöffnungen aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, einer reversierbaren Kolbenbrennkraftmaschine, gekennzeichnet durch vier Schmiernuten (10, 20, 10', 20'), die symmetrisch zur Ebene (E) der Lagerachsen der Schubstange angeordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelzapfen mit zwei (6, 22, 22') zur Ebene (E) der Lagerachsen der Kurbel symmetrisch ausgebildeten, diametralen Schmierbohrungen versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen