Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb vorzugsweise für eine Verbrennungs¬ kraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sowie eine Anlage zur Herstellung eines Kurbeltriebes vorzugsweise für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges.

Es ist bekannt, dass eine Kurbelwelle besondere Betriebssicherheit bietet, sofern sie ein- stückig hergestellt ist. Beispielweise geht aus der CH 294835 eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine hervor, die bei Kraftfahrzeugen aber auch bei Lokomotiven und Schienentriebwagen einsetzbar ist. Die Kurbelwelle ist aus einem Stück gefertigt und mit Rollenlagern kombiniert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Kurbeltrieb zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Kurbeltrieb mit den Merkmalen des Anspruches 1 , einem Systembaukasten mit einem Kurbeltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 18 sowie mit einem Verfahren bzw. einer Anlage zur Herstellung eines Kurbeltriebes mit den Merkmalen des Anspruches 21 bzw. 30. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und An¬ wendungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen wie aus der nachfol¬ genden Beschreibung näher hervor.

Erfindungsgemäß weist ein Kurbeltrieb vorzugsweise für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges eine einteilige Kurbelwelle sowie zumindest ein einteiliges Pleuel auf, die miteinander zerstörungsfrei verbaut sind.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Verbrennungskraftmaschine ei- nes Kraftfahrzeuges sieht die-folgenden Schritte vor: Herstellen einer einteiligen Kurbel¬ welle, Herstellen von zumindest einem einteiligen Pleuel, Zusammensetzen des einteili¬ gen Pleuels und der einteiligen Kurbelwelle und Einsetzen der Kombination von Pleuel und Kurbelwelle in ein Motorgehäuse.

Eine erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung eines Kurbeltriebes vorzugsweise zur Herstellung einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges sieht die folgenden Stationen vor: Herstellung einer einteiligen Kurbelwelle, Herstellung von zumindest einem

einteiligen Pleuel, eine erste Station zum Zusammensetzen des einteiligen Pleuels und der einteiligen Kurbelwelle und eine zweite Station zum Einsetzen der Kombination von Pleuel und Kurbelwelle in ein Gehäuse, vorzugsweise ein Motorgehäuse.

Die Anlage mit allen Stationen kann zusammengelegt auf einem Gelände, insbesondere in einem gemeinsamen Fertigungsbereich angeordnet sein. Die einzelnen Stationen kön¬ nen jedoch auch getrennt voneinander vorliegen, beispielsweise in verschiedenen Ferti¬ gungsstätten. Auch können zwei Stationen miteinander integriert sein. Zum Beispiel kön¬ nen die erste und die zweite Station eine gemeinsame Fertigungsstätte bilden und so nicht weiter auftrennbar sein.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kurbeltrieb zumindest einen einteili¬ gen Lagerbock aufweist, in dem die Kurbelwelle gelagert ist. Vorzugsweise ist vorgese¬ hen, dass der Kurbeltrieb nur einteilige Lagerböcke aufweist. Auf diese Weise gelingt es, dass zum Einen nicht nur die einteilige Kurbelwelle, sondern auch die jeweils einteiligen Pleuel aufgrund der Lagerung in den einteiligen Lagerböcken die jeweiligen Genauigkei¬ ten, die bei der Herstellung erzielt worden sind, vorteilhaft umsetzen können. Das bedeu¬ tet, dass ein derartiger Kurbeltrieb einerseits eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist, da aufgrund der Einteiligkeit der einzelnen Bauteile eine Abweichung von voreingestellten Abmaßen vermieden werden kann. Zum Anderen können aufgrund der Einteiligkeit der Bauteile Reibungskräfte vermindert werden. Dieses vermindert wiederum den Verschleiß der einzelnen Bauteile, die sich gegeneinander bewegen.

Vorteilhaft wird der Kurbeltrieb insbesondere bei einer Mehrzylinder- Verbrennungskraftmaschine eingesetzt. Diese weist beispielsweise zumindest drei Zylin¬ der auf. Die einteilige Kurbelwelle ist zerstörungsfrei zumindest mit einem einteiligen Pleuel, vorzugsweise mit zwei und insbesondere mit drei jeweils einteiligen Pleuel ver¬ baut.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Kurbeltrieb zumindest eine Wälzlagerung für die Kurbelwelle hat. Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Wälzlagerung zu¬ mindest ein Kugellager und/oder ein Rollenlager umfasst. Gemäß einer anderen Ausges¬ taltung ist vorgesehen, dass die Kurbelwelle ausschließlich wälzgelagert ist. Wiederum kann vorgesehen sein, dass der Kurbeltrieb zumindest jeweils eine Wälzlagerung und eine Gleitlagerung für die Kurbelwelle aufweist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen von Wälzlagerungen für Kurbelwellen gehen beispielsweise aus der DE 101 53 018 A1 , aus der DE 199 26 406 A1 wie auch aus der DE 24 35 332 A1 hervor. Auf diese wird bezüglich der Art der Wälzlager, der Anordnung von Loslager und Festlager, bezüglich verwendeter Lagerkörper wie auch verwendeter Lagermaterialien und Lageraufbauten im Rahmen der Offenbarung der Erfindung verwiesen.

Vorzugsweise werden Kugellager als Hauptlager genutzt. Diese stellen eine geringere Anforderung an die Form- und Lagegenauigkeit dar, wie sie beispielsweise bei anderen Wälzlagern, insbesondere Nadellagern vorliegen. Kann dagegen eine größere Genauig- keit bezüglich der Form- und Lagegenauigkeit eingehalten werden, andererseits eine er¬ höhte Kraftübertragung durch die Lager gefordert werden, können Rollen- oder Nadella¬ ger eingesetzt werden, insbesondere auch als Hauptlager. Vorzugsweise wird bei einem Einsatz von einem Kugellager nur eine Rille vorgesehen. Dadurch gelingt es, dass ein Anlaufspiegel wie auch eine Hohlkehle nebst einer Axiallagerung entfallen kann.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das Wälzlager, insbesondere das Kugellager, erst auf der Kurbelwelle endmontiert wird. Hierzu können ein oder mehrere Bestandteile des La¬ gers, insbesondere ein Käfig, segmentiert und zusammensetzbar sein. Beispielsweise können Wälzlagerkörper, insbesondere Kugellager, zuerst zumindest zu einem Großteil in das Lager eingeführt werden, bevor ein Verschluss und insbesondere eine Lagenpositio¬ nierung mittels beispielsweise eines Käfigs erfolgt.

Um ein Einführen der Wälzlagerkörper bei schon zumindest teilweise auf der Kurbelwelle oder auf einem Lagersitz aufgebrachtem Bauteil des Wälzlagers zu ermöglichen, insbe- sondere bei schon aufgesetztem Innen- und/oder Außenring des Wälzlagers, kann bei¬ spielsweise eine Einführnut vorgesehen sein. Diese erstreckt sich vorzugsweise von ei¬ nem Randbereich des Wälzlagers in ein Inneres des Wälzlagers hinein. Dabei hat es bei¬ spielsweise die Form einer Rampe. Die Einführnut kann gemäß einer Weiterbildung auch wieder verschlossen werden, wenn die Wälzlagerkörper eingeführt worden sind. Dazu kann beispielsweise ein Metall- oder auch ein Kunststoffeinsatz, insbesondere ein-Strei- fen, form- und/oder kraftschlüssig eingesetzt werden. Auch kann der Einsatz verschraubt werden. Über die Einführnut wird ermöglicht, dass die Wälzlagerkörper noch nachträglich in das Wälzlager eingeführt werden können. Insbesondere ermöglicht dieses einen Zu¬ sammenbau des Wälzlagers auf der Kurbelwelle in der Weise, dass beispielsweise der Innen- und der Außenring sowie der Käfig schon vormontiert sind. Anschließend kann das Wälzlager befüllt werden. Dieses erlaubt beispielsweise bei Verwendung eines Kugella¬ gers die Nutzung von mehr Kugeln, damit die Möglichkeit der Verteilung der Traglast und

dadurch eine Erhöhung der Lebensdauer. Vorzugsweise werden bei einem einreihigen Kugellager gemäß einer Ausgestaltung zwischen 8 und 14 Kugeln verwendet. Das Wälz¬ lager soll gemäß einer weiteren Ausgestaltung eine dynamische Tragzahl C nach ISO 281 von mindestens 35 kN aufweisen.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Wälzlager keine Einführ¬ nut aufweist. Vielmehr werden in diesem Falle die Wälzlagerkörper zuerst in das vorbereitete Lager eingeführt, bevor der Käfig eingesetzt wird.

Eine erste Weiterbildung sieht vor, dass für einen Hubzapfen der Kurbelwelle ein Walzen¬ lager verwendet wird und für ein Hauptlager der Kurbelwelle ein Kugellager. Vorzugswei¬ se findet dieses Anwendung bei Kleinwagen, die beispielsweise mit einer Drei-Zylinder- Verbrennungskraftmaschine ausgerüstet sind. Eine zweite Weiterbildung sieht vor, dass Gleitlager für die Pleuellager vorgesehen sind und Wälzlager für die Hauptlager der Kur- belwelle. Dieses wird insbesondere bei einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt, de¬ ren Zylinder in V-Form angeordnet sind. Dort wie auch bei anderen Verbrennungskraft¬ maschinen mit der einteiligen Kurbelwelle und dem zumindest einem einteiligen Pleuel kann zusätzlich eine Lagerung der Nockenwelle eingesetzt werden, die ebenfalls zumin¬ dest teilweise wälzgelagert ist. Vorzugsweise ist die Nockenwelle vollständig wälzgela- gert. Des weiteren ist bei einer Verbrennungskraftmaschine beispielsweise vorgesehen, dass ein Festlager dort angeordnet wird, wo die Kupplung am nächsten liegt. Werden beispielsweise ein Kugellager und ein Axiallager als Hauptlager der Kurbelwelle verwen¬ det, so wird insbesondere das größere von beidem im Bereich eines Kupplungsflansches angeordnet.

Als Wälzlager sind insbesondere die folgenden Wälzlagerarten einzeln oder in Kombinati¬ on miteinander einsetzbar:

Axiallager wie beispielsweise • ein- oder zweireihige Rillenkugellager, beispielsweise mit einer Deckscheibe oder eine? Dichtscheibe oder einem Sprengring;

• Schrägkugellager, die ein- oder zweireihig sind;

• Pendelkugellager, mit zum Beispiel zylindrischer Bohrung oder mit kegeliger Boh¬ rung; • Zylinderrollenlager, zum Beispiel ein- oder zweireihig, insbesondere mit Käfig;

• Laufrollenlager;

• Nadellager,

• Schulterkugellager;

Radiallager wie beispielsweise

• Nadellager; • Kegelrollenlager;

• Tonnenlager;

• Pendelrollenlager;

• Nadelkugellager, sowie Wälzlagerarten, die beispielsweise Axial- und Radialkräfte aufnehmen können, wie beispielsweise einige der oben aufgeführten Lager und Kombinationen davon.

Die Wälzlager können in X- , in O- und/oder auch in Tandemanordnung angeordnet wer¬ den.

Zur Schmierung der Wälzlager kann beispielsweise eine Plungerpumpe Verwendung fin¬ den. Diese kann insbesondere eine ansonsten eventuell notwendige Ölpumpe zur Schmierung des Kurbeltriebes ersetzen. Eine Schmierung kann beispielsweise über eine Ölzerstäubung und/oder ein Ölspritzen ermöglicht werden. Zum Beispiel kann eine 01- tauchschmierung, eine Spritzölschmierung, eine Tropfölschmierung, eine Ölumlauf- Schmierung, eine Schleuderölschmierung, eine Ölnebenschmierung und/oder eine Ölein- spritzschmierung vorgesehen werden. Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann zumin¬ dest für eines der verwendeten Wälzlager auch eine Fettschmierung genutzt werden. Hierbei kann beispielsweise ein Fettmengenregler eingesetzt werden. Auch besteht die

Möglichkeit, abgedichtete Lager zumindest teilweise zu verwenden.

Eine Schmierung der Pleuel und Hauptlager geschieht vorzugsweise über den im Kurbel¬ gehäuse befindlichen Ölnebel. Somit können gemäß einer Ausgestaltung aufwendige Bohrungen in den Kurbelwangen, Zuleitungen zu den Hauptlagern sowie Fangvorrichtun¬ gen in Form von Schleuderringen oder Wangeneinstiche entfallen. Vorzugsweise sind die Pleuel im Kolben geführt, insbesondere als Obenführung, um auszunutzen, dass Um¬ fangsgeschwindigkeiten an axialen Führungsflächen im Kolben deutlich geringer sind und es dort lediglich nur eine Schwenkbewegung gibt. Durch ein dafür notwendiges Axialspiel des Pleuels auf dem Kurbelzapfen, welches insbesondere zumindest 2 bis 3 mm beträgt, und der guten Zugänglichkeit im oberen Bereich des Hubzapfens wegen kann eine aus- reichende Ölversorgung des Pleuellagers durch Ölnebel sichergestellt werden.

Im Falle eines unten geführten Pleuels kann gemäß einer anderen Ausgestaltung das Pleuel entweder auf einem Teil des Umfangs, insbesondere dort, wo eine geringe Last herrscht, geschlitzt oder an den seitlichen Anlaufflächen mit Schmiernuten ausgeführt werden, um eine ausreichende Ölzufuhr zu gewährleisten. Bevorzugt ist gemäß einer Weiterbildung eine zusätzliche gezielte Spritzölschmierung auf das Pleuellager in einer bestimmten Stellung. Hierzu kann ein Abzweig von einer vorhandenen Kolbenkühlöldüse, die einen zweiten Strahl auf den im OT befindlichen Hubzapfen richtet, vorgesehen sein.

Die Kurbelwellenhauptlager, sofern sie nicht eingeschlossen oder schwer zugänglich sind, werden vorzugsweise ebenfalls mit Ölnebel geschmiert. Da sie keiner Schleuderbewe¬ gung ausgesetzt sind, ist die erforderliche Ölmenge deutlich geringer als die des Pleuella¬ gers.

Somit sind unterschiedliche Schmierkonzepte in Abhängigkeit von der Konstruktion mög- lieh: Das Pleuel kann oben im Kolben oder unten durch die Kurbelwelle axial geführt wer¬ den. Eine Schmierung der Pleuel- und Hauptlager kann entweder als Zwangsschmierung, insbesondere Spritz-/Druckölzuführung, oder durch freie Schmierung, insbesondere als Ölnebel, erfolgen. Auch Mischformen sind möglich.

Als Werkstoffe für die Lager kommen beispielsweise warmfeste, nichtrostende Stähle, Kobaltlegierungen wie auch Keramik-Werkstoffe in Frage. Das Käfigmaterial kann eben¬ falls daraus sei oder aus Stahl oder Messing. Der Käfig kann auch ein Blechkäfig sein. Weiterer Werkstoff des Käfigs kann eine Bronze sein, beispielsweise eine Phosphorbron¬ ze oder auch eine Ferro-Silicium-Bronze. Für einige Anwendungen kann auch Kunststoff verwendet werden, insbesondere glasfaserverstärkter Kunststoff, zum Beispiel glasfaser¬ verstärktes Polyamid 66.

Als Werkstoff für die einteilige Kurbelwelle wie aber auch für die ungeteilten Pleuel kom¬ men Einsatz- oder VergütungsstahHn Frage. Es kann jedoch auch Gusseisen beispiels- weise mit eingegossenen Lagerinnenringeinsätzen genutzt werden. Lagerringe können beispielsweise in das Pleuel eingepresst werden, so dass dieses als Alternative zur direk¬ ten Lagerung zur Verfügung steht. Dadurch können auch nicht wälzlagerfähige Werkstoffe wie GG, GGG, ADI oder Aluminium genutzt werden. Gemäß einer Weiterbildung ist vor¬ gesehen, dass Lagerringe aus Wälzlagerstahl in das Pleuel aus Gusseisen mit eingegos- sen werden. Eine Ausgestaltung sieht beispielsweise als Material für eine Pleuelstange

15CrNi6 oder 16MnCr5 vor, insbesondere für eine Direktlagerung. Für einen Kurbelzapfen kann beispielsweise 15Cr3 verwendet werden.

Vorzugsweise sind die Laufbahnen für die Wälzkörper gehärtet, insbesondere einsatzge- härtet. Die Einsatzhärtungstiefe liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 0,4 mm und 1mm.

Des weiteren kann die Radialluft, die auch Lagerluft genannt wird, je nach Wälzlager und Kurbelwellenabmessung in einem Bereich zwischen 60 μm und 300 μm liegen, insbeson- dere mit ihren jeweiligen Minima und Maxima.

Der Kurbeltrieb ist insbesondere derart aufgebaut, dass die Kurbelwelle an einem Über¬ gang zwischen einem Lagerzapfen und einer Wange eine derartige Abrundung aufweist, dass das einteilige Pleuel daran vorbeiführbar ist. Auf diese Weise können ein bzw. meh- rere Pleuel über die Kurbelwelle gefädelt werden. Durch Bewegung der Pleuel in unter¬ schiedliche Richtungen kann die für das Pleuellager vorgesehene Öffnung jeweils so ge¬ dreht werden, dass die Öffnungen über jeweilige Geometrien der Kurbelwelle führbar sind. Dazu können die Pleuel in alle möglichen Richtungen um ihre Achslagerachse ver¬ dreht werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass an der Kurbelwelle Gegenge¬ wichte angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Gegengewichte als separate Gegenge¬ wichte angeordnet. Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Gegengewichte an die Kurbel¬ welle angeschraubt sind. Vorzugsweise erfolgt dieses über zumindest zwei Spannschrau- ben. Die Gegengewichte können beispielsweise dann an der Kurbelwelle angeordnet werden, wenn die einteiligen Pleuel wie auch die Lagerböcke mit der Kurbelwelle jeweils verbunden sind. Beispielsweise können dazu die Wälzlagerkörper in ein Pleuellager und/oder in ein Kurbelwellenlager gefüllt und gesichert werden. Eine Anzahl an Gegen¬ gewichten kann von den jeweiligen konstruktiven Bedingungen wie auch Einsatzbedin- glingen des Kürbeitriebes gewählt werden. Insbesondere kann frei gewählt werden ber der Anzahl von angeschraubten Gegengewichte für jede Motorbauform. Bei Reihenvierzy¬ linder können gemäß einer Ausgestaltung zum Beispiel vier oder acht Gewichte vorzuse¬ hen sein. Ein Wuchten der Kurbelwelle kann im Zusammenbau mit Gewichten erfolgen. Ebenso kann auch ein alleiniges Wuchten der Kurbelwelle erfolgen. Dieses wird insbe- sondere dann ermöglicht, wenn engere Massetoleranzen bei den Anbauteilen vorliegen.

Ein Zusammenbau des Kurbeltriebes kann derart vonstatten gehen, dass Kolben der Verbrennungskraftmaschine zuerst mit den Pleuel und darüber mit der Kurbelwelle ver¬ bunden werden, bevor die Kolben in einen jeweiligen Zylinder eingeführt werden. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass Kolben der Verbrennungskraftmaschine zuerst in einen jeweiligen Zylinder eingeführt und in eine definierte Position gebracht werden, bevor die Kolben mit den Pleueln und darüber mit der Kurbelwelle verbunden werden. Auch besteht die Möglichkeit, zuerst die Pleuel mit der Kurbelwelle zu verbauen und erst da¬ nach die Pleuel mit den Kolben zu verbinden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass Hauptlagerringe und Pleuel über die Kurbelwelle an ihre jeweilige Position geführt werden. Anschließend werden entsprechende Wälzkörper in die jeweiligen Lager eingesetzt. Dieses beinhaltet, dass auch entsprechende Käfige in die Lager eingesetzt werden. Eine Sicherung der Wälzkörper kann dabei über die Käfige selbst wie auch über entsprechende andere Sicherungsmechanismen erfolgen.

Eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eine nach dem Ottoprinzip arbeitende Verbrennungskraftmaschine mit vier Zylindern weist zum Beispiel folgende Merkmale auf: Es ist eine einteilige Kurbelwelle aus Vergütungsstahl mit indukti¬ onsgehärteten Lagerlaufrillen vorgesehen. Weiterhin weist die Kurbelwelle angeschraubte Gegengewichte auf. Dieses sind vorzugsweise acht Gegengewichte. Die verwendeten einteiligen Pleuel sind aus Einsatzstahl. Die verwendeten Lagerkäfige sind aus Dural- Aluminium gebaut. Ein Kurbelgehäuse wird vorgesehen, in welches der Kurbeltrieb ein¬ setzbar ist, wobei das Kurbelgehäuse separate, ungeteilte Lagerböcke aufweist. Das Ku¬ gelgehäuse ist mit dem Zylinderkopf verschraubt. Es ist vorzugsweise keine Lagertunnel- bearbeitung vorgesehen. Eine Montage des Kurbeltriebes inklusive Kolben wird vorzugs¬ weise von unten in das Kurbelgehäuse ausgeführt. Anschließend kann das Kurbelgehäu¬ se mit dem Zylinderkopf verschraubt werden. Zusätzlich kann eine Querverschraubung an einer Schürze vorgesehen sein. Alternativ wie auch zusätzlich besteht die Möglichkeit, verwendete Lagerböcke beziehungsweise den kompletten Kurbeltrieb mit dem Zylinder- köpf zu verschrauben.

Für eine thermische Entkopplung kann es beispielsweise vorteilhaft sein, dass die ver¬ wendeten Lagerböcke aus einem anderen Material sind als beispielsweise das Kurbelge¬ häuse bzw. der Zylinderkopf. So sind gemäß einer Ausgestaltung die Lagerböcke bei- spielsweise aus einem nichtaluminium- oder magnesiumhaltigen Werkstoff, während zum Beispiel das Kurbelgehäuse daraus besteht. Als Material für einen Lagerbock kommt ein

Guss- oder auch ein Stahlmaterial in Frage. Auch kann ein Lagerbock zwei- oder mehrtei¬ lig sein.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass ein Leiterrahmen verwendet wird, der zumindest zum Teil den Kurbeltrieb in der Verbrennungskraftmaschine umgibt. Weiterhin können Lager¬ böcke in den für eine Lüftung vorgesehenen Aussparungen im Kurbelgehäuse angeordnet werden. Eine Zylinderkopfverschraubung kann die Lagerböcke ebenfalls nutzen, indem sich diese entweder durch die Lagerböcke hindurch in das Kurbelgehäuse erstreckt oder ihren Widerpart in entsprechenden Verschraubungen in den Lagerböcken findet.

Eine Durchgangsverschraubung ist auch bei horizontal geteilten Lagerböcken anwendbar. Das Gewinde wird in diesem Falle vorzugsweise oberhalb einer Teilungsebene angeord¬ net. Eine andere Ausgestaltung sieht eine komplett durchgängige Verschraubung vor, mit der der Leiterrahmen direkt mit verschraubt werden kann. Diese ist ebenfalls für beide Lagerböcke möglich.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, die ungeteilte Kurbelwel¬ le so zu bearbeiten, dass eine Laufflächenbearbeitung von Kurbelwellenzapfen sich auf ein Fräsen und Schleifen von Lagerrillen beschränkt. Kröpfungsradien wie auch Hohlkeh- lenradien können in einer durch den Herstellungsprozess der Kurbelwelle vorgegebenen Rohkontur belassen werden. Die hergestellten Lagerrillen können mit Standardteilen von Wälzlagern, insbesondere von Wälzlagerkugeln und Wälzlagerringen, genutzt werden. Dieses ermöglicht beispielsweise, dass eine Vormontage einer Kurbelwelle mit Pleuel und insbesondere auch mit Lagerböcken beispielsweise beim Wälzlagerhersteller erfolgt. Nach erfolgter Montage des Kurbeltriebes kann dieser beispielsweise an den Motoren her¬ steiler gesandt werden. Dieser hat beispielsweise zwischenzeitlich die von der Gießerei zugesandten Zylinderköpfe wie auch Kurbelgehäuse nebst entsprechender eventueller zusätzlicher Motorgehäuseteile erhalten. Die weitere Montage zu der Verbrennungskraft¬ maschine kann dann vor Ort im Werk erfolgen.

Vorzugsweise erfolgt eine Montage von Bauteilen mit dem Zylinderkurbelgehäuse durch unterschiedliche Einbauvorgehensweisen. Vier verschiedene Alternativen werden im fol¬ genden verkürzt aufgezählt, ohne das diese Aufzählung jedoch abschließend zu betrach¬ ten sei. Bei den alternativen Vorgehensweisen handelt es ich um die folgenden Anord- nungen:

1. geschlossene Lagerböcke in rechteckiger Zylinderkurbelgehäuse-Gasse, vorzugsweise thermisch entkoppelt;

2. geteilte Lagerböcke in rechteckiger Zylinderkurbelgehäuse-Gasse, vor¬ zugsweise thermisch entkoppelt; 3. mit Hauptlagerringen in konventionelle Zylinderkurbelgehäuse-Gasse, bei¬ spielsweise nicht thermisch entkoppelt bei Verwendung von Aluminiumle¬ gierungen; und

4. Eingußteile aus Stahl in einer konventionell gestalteten Zylinderkurbelge¬ häuse-Gasse mit konventionellen Lagerdeckeln. Das Eingußteil und der Lagerdeckel haben eine integrierte Laufbahn vorzugsweise als Direktlage¬ rung für die Wälzkörper.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind der folgenden Zeichnung zu entnehmen. Die dort dargestellten Merkmale sind jedoch nicht auf die jeweilige Aus- gestaltung beschränkt. Vielmehr können diese mit Merkmalen anderer Ausgestaltungen aus der Zeichnung wie auch der obigen Beschreibung zu Weiterbildungen kombiniert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Kurbelwelle mit Bauteilen, die über die Kur- belwelle an ihre Einbauposition geführt werden,

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Kurbeltriebes, an dem Pleuel wie auch Lager vormontiert und Gegengewichte anmontiert werden,

Fig. 3 eine Möglichkeit einer Montage des Kurbeltriebes in ein Kurbelgehäuse,

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung eines Lagerbockes, welches beispielsweise geeig¬ net ist, für ein Lager eine axial Abstützung zu übernehmen,- - - -

Fig. 5 einen fertigmontierten Lagerbock,

Fig. 6 ein Pleuel mit einer Pleuellagerung in Explosionsdarstellung,

Fig. 7 ein fertigmontierter Kurbeltrieb, der in einem Kurbelgehäuse fest installiert ist,

Fig. 8 einen Ausschnitt aus einer Kurbelwelle mit fertig montiertem Pleuel, wobei insbesondere ein Rollenlager und eine U-Formauflage verwendet werden kann,

Fig. 9 der aus Fig. 8 dargestellte Ausschnitt in einer quasi Explosionsdarstellung zur Verdeutlichung des Einbaus,

Fig. 10 einen geteilten Wälzlagerkäfig,

Fig. 1 1 den aus Fig. 10 dargestellten Wälzlagerkäfig in Explosionsdarstellung,

Fig. 12 eine Vorderansicht des Wälzlagerkäfigs,

Fig. 13 einen Detailausschnitt aus Fig. 11 ,

Fig. 14 eine Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 12,

Fig. 15 eine weitere Ausgestaltung zur Befestigung eines Gegengewichtes an einer

Kurbelwelle,

Fig. 16 eine andere Ausgestaltung zur Befestigung eines Gegengewichtes an einer

Kurbelwelle,

Fig. 17 einen exemplarisch zusammengesetzten Kurbeltrieb mit Rollenlagern,

Fig. 18 zeigt eine erste Ansicht der einteiligen Kurbelwelle aus Fig. 17,

Fig. 19 zeigt eine zweite Ansicht der einteiligen Kurbelwelle aus Fig. 18,

Fig. 20 zeigt ein Pleuel aus Fig. 17 in einer ersten Ansicht,

Fig. 21 zeigt ein Pleuel aus Fig. 17 in einer zweiten Ansicht,

Fig. 22 zeigt ein Beispiel eines Einsetzens eines Kurbeltriebes in ein Zylinderkurbel- gehäuse mit einer einteiligen Kurbelwelle und einteiligen Pleuel,

Fig. 23 zeigt eine Ansicht einer einteiligen Kurbelwelle mit aufgesetztem Gegenge¬ wicht und Rollenlager, die jeweils in einer Schnittansicht gestrichelt dargestellt sind,

Fig. 24 zeigt beispielhaft eine mögliche erste Gestaltung eines Einsetzens eines Kol¬ bens in eine Zylinderbuchse,

Fig. 25 zeigt eine Vergrößerung eines in Fig. 24 gestrichelt eingekreisten Bereiches,

Fig. 26 zeigt eine Explosionsdarstellung von in Fig. 24 und Fig. 25 dargestellten Bau¬ teilen,

Fig. 27 zeigt eine zweite Möglichkeit des Einsetzens eines Kolbens in eine Zylinder¬ buchse,

Fig. 28 zeigt ein erstes Spannband,

Fig. 29 zeigt eine Vergrößerung eines Ausschnittes aus dem ersten Spannband aus

Fig. 28,

Fig. 30 zeigt eine eingesetztes Spannband, welches Kolbenring zusammendrückt, um den Kolben in eine Zylinderbuchse einsetzen zu können,

Fig. 31 zeigt eine Vergrößerung eines gestrichelt in Fig. 30 eingekreisten Bereichs,

Fig. 32 zeigt beispielhaft eine Möglichkeit zur Lösung eines Spanbandes vom Kolben nach Einsetzen des Kolbens in eine Zylinderbuchse, und

Fig. 33 zeigt eine Explosionsdarstellung der aus Fig. 30 hervorgehenden Bauteile.

Fig. 1 zeigt einen Kurbeltrieb 1 mit einer einteiligen Kurbelwelle 2. Schräg auf die Kurbel¬ welle 2 ist ein einteiliges Pleuel 3 eingesetzt. Die Bemaßung der einteiligen Kurbelwelle 2 ist dabei derart auf eine Öffnung 4 im Pleuel abgestimmt, dass das Pleuel 3 über die Kur- belwelle 2 bis in seine Position geführt werden kann. Ein zweites Pleuel 5 ist beispielhaft schon an seine Endposition geführt und mit entsprechendem Lager 6 versehen. Das La¬ ger 6 ist dabei vorzugsweise eine Wälzlagerung, insbesondere eine Kugellagerung. Die

Pleuel 3, 5 sind somit von einer Vorderseite 6 der Kurbelwelle aus eingefädelt worden. An einer Hinterseite 7 der Kurbelwelle 2 wiederum ist schon ein hinteres Hauptlager 8 mon¬ tiert. Die Kurbelwelle 2 weist beispielsweise in einem Bereich eines Hauptlagerzapfens 9 eine Abrundung beim Übergang auf eine Wange 11 auf. Beim weiteren Übergang von der Wange 11 hin zu einer Pleuellagerlaufbahn 12 ist wiederum eine Abrundung 10 vorgese¬ hen. Durch geschicktes Einfädeln der Pleuel 3, 5 wie auch von Lagerringen 13 gelingt es somit, die einteilige Kurbelwelle 2 mit einteiligen Pleuel 3, 5 versehen zu können. Bei Verwendung von einteiligen Lagerböcken sind diese zum Beispiel vor der Kurbelwellen¬ montage über die Lagerringe zu fädeln. So wie dargestellt, ist die Kurbelwelle vollständig mit Wälzlagern und insbesondere mit Kugellagern versehen. Daher weist eine Innenlauf¬ bahn 14 eines Hauptlagers eine umlaufende Rille 15 auf. Eine zweite Innenlaufbahn 16 eines Hubzapfenlagers 17 ist ebenfalls als umlaufende Rille 15 gestaltet. Als Gegenpart zu den jeweiligen Innenlaufbahnen 14, 16 weisen der Lagerring 13 bzw. das Pleuel 3 je¬ weils umlaufende Rillen 15 auf. Durch die Geometrie der Rille 15 kann somit bestimmt werden, welcher Art die Wälzlagerung ist. Beispielsweise können dieses Kugellager, Rol¬ lenlager, Nadellager, Schräglager wie auch Axiallager sein.

Fig. 2 zeigt einen zweiten Kurbeltrieb 18. Am zweiten Kurbeltrieb 18 sind die Pleuel 19 wie auch die Hauptlager 20 fertig montiert. Auf die genaue Montage von Pleuel 19 wie Hauptlager 20 wird nachfolgend eingegangen. Wie aus Fig. 2 zusätzlich entnehmbar ist, werden Gegengewichte 21 mit der Kurbelwelle 22 verschraubt. Hierzu weisen die jeweili¬ gen Wangen vorzugsweise jeweils zwei parallel verlaufende Sacklochbohrungen auf. Die Gegengewichte 21 können sodann beispielsweise formschlüssig auf die Wangen 23 auf¬ gesetzt werden. Über entsprechende Schrauben, die vorzugsweise einen Schraubenkopf mit Innensechskant aufweisen, werden die Gegengewichte mit einem definierten An¬ zugsmoment fixiert.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen in schematischer Ansicht eine mögliche Montage eines Kurbel¬ triebes am Beispiel eines Vierzylinder-Reihenmotors bei der Verwendung von Kugella- gern. - - _ - . . ._ - .

Fig. 3 zeigt ein Kurbelgehäuse 24, an welches ein Zylinderkopf 25 angeschraubt wird. In das Kurbelgehäuse 24 werden Kolben 26 mit nicht näher dargestellten Kolbenringen ins¬ besondere Abstreifringen vorgesehener Anzahl bestückt und von oben in ein Zylinderrohr 27 eingeführt. So wie dargestellt, werden die eingeführten Kolben 26 über die UT-Lage hinausgeschoben, so dass eine Bohrung 28 für einen Kolbenbolzen 29 aus dem Zylinder¬ rohr 27 auftaucht. Über ein nicht näher dargestelltes Hebezeug kann die vormontierte

Kurbelwelle 30 in ihrer Position gehalten werden, wobei die beiden innenliegenden Pleuel der vier Pleuel auf UT-Stellung angeordnet sind. Nachdem die Kolbenbolzen 29 einge¬ führt sind und über Sicherungsringe am Kolbenbolzen 29 gesichert wurden, kann die Kur¬ belwelle 30 um ca. einen halben Kolbenhub in Pfeilrichtung 31 geschoben werden. Gleichzeitig wird dabei die Kurbelwelle um ca. 90° verdreht. Dadurch können nun die au¬ ßenliegenden Kolben analog zu den innenliegenden Kolben montiert werden. Das heißt, dass zuerst die innenliegenden Kolben an den Kurbeltrieb befestigt werden, bevor die außenliegenden befestigt werden. Bei einer Sechs-Zylinderreihenanordnung wiederum muss die Befestigung der unterschiedlichen Kolben so erfolgen, dass jeweils ausreichen- der Spielraum zur Einfügung der jeweiligen Kolbenbolzen vorgesehen ist. Nachdem die Kolben 26 vollständig an der vormontierten Kurbelwelle 30 befestigt sind, kann der Kur¬ beltrieb weiter in Pfeilrichtung 31 bewegt werden, bis die jeweiligen Lagerböcke 32 zur Anlage im Zylinderkurbelgehäuse 24 gelangen. Das Zylinderkurbelgehäuse 24 weist für diese Art der Montage eine rechteckförmige Gasse 33 auf. Die rechteckförmige Gasse 33 wird über Schürzen 34 gebildet. Die Schürzen 34 wiederum weisen Passflächen 35 auf. Die Passflächen 35 sind vorzugsweise gefräst. Insbesondere sind radial angeordnete Passflächen 35 vorgesehen, durch die hindurch Längslöcher 36 verlaufen. Über eine ent¬ sprechende Verschraubung können auf diese Weise die Lagerböcke 32 im Kurbelgehäu¬ se 24 jeweils seitlich fixiert werden. Nachdem diese Verschraubung mit definiertem An- zugsmoment vollzogen ist, kann der Zylinderkopf 25 aufgelegt werden. Die Zylinderkopf¬ schrauben 37 werden ebenfalls mit einem definierten Anzugsmoment angezogen. Die Zylinderkopfschrauben 37 verlaufen vorzugsweise derart, dass sie über entsprechende, durch das Kurbelgehäuse 24 verlaufende Bohrungen 38 in die jeweiligen Lagerböcke 32 verschraubt werden können. Auf diese Weise kann ein Kraftfluss über die Zylinderkopf- schrauben in das Kurbelgehäuse geschlossen werden. Der so fertig montierte Motor geht beispielsweise aus Fig. 7 hervor.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen den Zusammenbau eines einteiligen Lagerbockes 38. Der Lager¬ bock 38 ist dabei als Festlager ausgebildet. Dafür wird zuerst ein erster Sicherungsring 39 in den Lagerbock 38 eingesetzt. Anschließend wird beispielsweise ein vormontiertes Wälzlager, in diesem Falle ein Kugellager 40, in den Lagerbock 38 bündig gegen den Sicherungsring 39 eingesetzt. Zur weiteren Verspannung wird das Kugellager 40 mit einem zweiten Sicherungsring 41 im Lagerbock 38 fixiert. Dadurch ergibt sich das in Fig. 4 dargestellte Beispiel des fertigmontierten Lagerbockes 38 als Festlager.

Fig. 6 zeigt einerseits in Explosionsdarstellung ein einteiliges Pleuel 42. Zum Anderen wird aus der Explosionsdarstellung die Montage eines beispielhaften Wälzlagers für das

Pleuel 42 dargestellt. Das Wälzlager ist wiederum ein Kugellager 43. Ein Käfig 44 weist vier 180°-Segmente 45 auf. Die Trennfugen 46 der Segmente 45 sind jeweils um 90° ver¬ setzt angeordnet. Dieses ergibt bei einem Zusammenbau ein gleiches Betriebsverhalten wie ein rundum geschlossener Käfig. Ein Fügen von Käfighälften erfolgt im eingebauten Zustand mittels Verschrauben, Vernieten oder Verschweißen. Gemäß einer ersten Mög¬ lichkeit wird eine erste Käfighälfte in das Pleuel 42 eingesetzt und dann werden die Ku¬ geln 47 eingeführt und anschließend durch die zweite Käfighälfte eingeschlossen. Auf¬ grund der Trennung der Käfige in Segmente besteht die Möglichkeit, diese erst dann am Pleuel anzuordnen, wenn das Pleuel 42 über die Kurbelwelle an seine Position eingefä- delt ist. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass Käfigsegmente miteinander verklippst werden, beispielsweise durch eine entsprechende Nut-Federpassung, durch eine Widerhakenform in Form von Pins oder Ähnlichem. Dazu können unterschiedlichste Schnappverschlüsse wie auch Puzzle-Profile mit einem Hinterschnitt verwendet werden. Vorzugsweise werden die Käfigsegmente in Axial- und/oder Radialrichtung gesichert, bei- spielsweise durch Verschraubung, Verklebung oder ähnliches. Als Käfigwerkstoff kann neben Stahl und Aluminium auch Kunststoff in Frage kommen. Es können Blech-Käfige genutzt werden wie auch gepresste Profile. Gemäß einer zweiten Möglichkeit werden zuerst die Kugeln eingeführt, diese ausgerichtet und anschließend erst das Käfigsegment eingeführt, mit dem die Kugeln in ihrer Position gehalten werden. Insbesondere mit dieser Methodik kann eine höhere Anzahl an Kugeln eingeführt werden. Auch besteht die Mög¬ lichkeit, einen geschlossenen Käfig zu verwenden, der keine Segment aufweist.

Fig. 7 zeigt einen fertig montierten Kurbeltrieb in einem Kurbelwellengehäuse, der gemäß des Ablaufes wie in Fig. 2 beschrieben montiert worden ist. Neben der in Fig. 2 beschrie- benen Möglichkeit des Einbaus einer Kurbelwelle in den Motor besteht die Möglichkeit, dass zuerst die Kolben mit den jeweiligen Kolbenringen bestückt und an den Pleueln montiert werden. Anschließend kann der komplette Kurbeltrieb in das Zylinderkurbelge¬ häuse eingefügt werden, indem die Kolben von unten in die Zylinderrohre eingeführt wer¬ den. Dabei können die Kolben insbesondere auch gleichzeitig eingeführt werden. Hierzu ist vorgesehen _T dass ein Auslauf eines Zylinderrohres mit einer umlaufenden Einführfase versehen ist. Dieses vermeidet ein Hängenbleiben der Kolbenringe. Anschließend werden die Zylinderkopfschrauben angezogen, so dass der Motor montiert ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, die Kurbelwelle im Motorblock so aufzunehmen wie es beispielsweise bei einem konventionell gleitgelagerten Motor mit von unten angeschraubten Lagerdeckeln der Fall ist. Hierbei kann die Montage prinzipiell wie in Fig. 2 oder wie oben beschrieben erfolgen. Allerdings sind die Schottwände so auszu-

sparen, dass die Kolben deutlich über die UT-Stellung austauchen können bzw. von unten in den Motorblock eingeführt werden können. Hierfür sind Einführfasen für die Kolbenrin¬ ge bei der Montage von unten an den Zylinderrohren erforderlich. Zylinderkopf wie auch Lagerdeckel können sowohl über eine gemeinsame Verschraubung wie auch separat fixiert werden.

Fig. 8 zeigt eine Ausgestaltung eines Kurbeltriebes 48, der besonders klein baut. Dadurch gelingt es, einen äußerst geringen Bauraum, der zur Verfügung steht, auch mit einer ein¬ teiligen Kurbelwelle 49 und einteiligem Pleuel 50 nutzen zu können. Hierzu sind die Wan- gen 51 mit kurzen Anfasungen 52 versehen, ohne jedoch Abrundungen aufzuweisen, wie sie beispielsweise bei dem Kurbeltrieb aus Fig. 1 hervorgehen. Durch Verwendung einer Rollenlagerung beim Kurbeltrieb 48 ist eine höhere Tragfähigkeit erzielbar. Weiterhin be¬ steht die Möglichkeit, dass eine Kombination von Rollen- und Kugellagerung zur Anwen¬ dung kommt. Aufgrund der Verwendung von Rollenlagern haben die Wälzkörperlaufbah- nen auf den Zapfen und in den Pleueln jeweils eine zylindrische Form 53. Eine axiale Führung eines Rollenkäfigs 54 von Pleuel 50 und Hauptlager 55 erfolgt über die jeweils benachbarten Kurbelwangen 56. Eine axiale Führung des Pleuels 50 kann dabei sowohl über die Kurbelwangen 56 - eine sogenannte Untenführung - wie aber auch durch den nicht näher dargestellten Kolben - eine sogenannte Obenführung - erfolgen. Insbesonde- re wird je nach Verwendungszweck ausgewählt, welche der beiden Führungen eingesetzt wird. Bei einer Untenführung werden beispielsweise für eine Schmierstoffzufuhr zu den Kurbelwangen und einem Kurbelzapfenlager am Pleuelauge ein oder mehrere Nuten, Schlitze oder Bohrungen angebracht. Auch können seitlich zusätzlich Bronzescheiben oder gehärtete Stahlscheiben aufgesetzt sein. Bei einer Obenführung kann beispielsweise auf Schlitze oder ähnliches am Kolbenauge zur Schmierung verzichtet werden. Zur Füh¬ rung des Pleuels zwischen den Kolbenaugen werden vorzugsweise gehärtete Stahlringe mit winkelförmigen Querschnitt genutzt, die mit einem kleinen Radialspiel auf dem Kol¬ benbolzen sitzen. Über beispielsweise seitliche Schmiernuten kann eine Schmierung der Führungsflächen gewährleistet werden. Unabhängig von der Art der Führung weist ge- maß einer Weiterbildung weder die Kurbelwelle noch ein Pleuel eine Ölbohrung zur Schmierung auf.

Fig. 9 verdeutlicht eine Montage eines Rollenlagers an dem Kurbeltrieb 48 aus Fig. 8. Hierzu wird eine erste Rollenkäfighälfte 57 axial in Pfeilrichtung 58 über die Kröpfung 59 in das Pleuel 50 geschoben. Bezüglich des Hauptlagers 55 erfolgt dort der äquivalente Vorgang mit ebenfalls einer ersten Rollenkäfighälfte 57. Nachdem die Rollenkäfighälfte 57 jeweils eingeschoben worden ist, wird diese jeweils um 180° gedreht. Anschließend wird

eine nicht näher dargestellte zweite Rollenkäfighälfte ebenfalls axial in das Pleuel 50 bzw. in das Hauptlager 55 eingeschoben. Dabei kommt es zu einer formschlüssigen Schwal¬ benschwanzverbindung 60. Um ein anschließendes axiales Verschieben zu verhindern, werden die jeweiligen Käfighälften mittels Schrauben oder Nieten miteinander gesichert. Gemäß einer anderen Ausgestaltung wird die erste Rollenkäfighälfte 57 eingeschoben, nachdem die zweite Rollenkäfighälfte schon vorher beim Hauptlager 55 eingesetzt wor¬ den ist. Beispielsweise kann die zweite Rollenkäfighälfte schon beim Einfädeln des Pleu¬ els über die Kurbelwelle in diesem angeordnet gewesen sein. Um eine Montierbarkeit der Rollenkäfighälften, die auch anders unterteilte Rollenkäfigsegmente sein können, zu ge- währleisten, ist vorzugsweise ein Durchmesser einer Kröpfung in einem außenliegenden Bereich 61 kleiner als ein Durchmesser des jeweiligen Zapfens 62. Ein Umfang des au¬ ßenliegenden Bereiches 61 richtet sich dabei insbesondere nach einem Umfangswinkel des jeweils verwendeten Käfigsegmentes. In dem in Fig. 9 dargestellten Beispiel beträgt dieser 180°.

Ein Fügen der Rollenlagerkäfige ist auf verschiedene Weisen möglich. Die Käfighälften können gegen axiales Wandern neben Verstiften, Vernieten, Verschrauben ebenfalls durch Kleben, Verstemmen und/oder durch Verschweißen gesichert werden.

Aus den Fig. 10 bis Fig. 14 geht im Detail die Verbindung von Käfigsegmenten hervor, wie sie bevorzugt ist. Fig. 10 zeigt dabei eine Darstellung einer formschlüssigen Verbindung eines ersten Käfigsegmentes 63 mit einem zweiten Käfigsegment 64. In den Käfigen sind Rollen 65 angeordnet. Dieses können jedoch auch Kugeln, Nadeln oder Ähnliches sein. Darüber hinaus weisen beide Käfigsegmente 63, 64 eine Schwalbenschwanzverbindung 66 als formschlüssige Verbindung auf. Aus Fig. 11 geht die Segmentbauweise des Käfigs näher hervor. Das erste Käfigsegment 63 ist dabei vom zweiten Käfigsegment 64 ge¬ trennt. Dadurch ist die Schwalbenschwanzverbindung 66 und die dazu in jedem Käfig¬ segment 63, 64 jeweils vorhandene Geometrie dargestellt. Hierbei ist zu beachten, dass jedes Käfigsegment auf der einen Seite zwei Nuten und auf der anderen Seite zwei Fe- dem aufweist. Dadurch ergibt sich eine vergleichmäßigte Belastung über die Schwalben¬ schwanzverbindungen 66. Beide Käfigsegmente 63, 64 werden vorzugsweise über Ver- schraubungen miteinander fixiert. Es können jedoch auch Nietungen vorgenommen wer¬ den. Fig. 12 zeigt den zusammengefügten Käfig 67. Neben Segmenten, die bei 180° je¬ weils Fugen aufweisen, können auch andere Segmentgrößen Verwendung finden. Fig. 13 zeigt die Schwalbenschwanzverbindung 66 nochmals in Vergrößerung. Ebenso geht die¬ ses auch nochmals in Vergrößerung in einer Vorderansicht aus Fig. 14 hervor.

Figur 15 zeigt einen Querschnitt durch eine Kurbelwelle 68. Eine Oberfläche der Kurbel¬ welle weist eine ebene Fläche 69 auf, auf der ein Gegengewicht aufgesetzt werden kann. Die ebene Fläche 69 ist vorzugsweise gefräst. Insbesondere können in diese Fläche ein oder mehrere Bohrungen 70 eingebracht sein, beispielsweise als Passbohrung oder zur Verschraubung. Die ebene Fläche 69 kann auch genutzt werden, um einen Formschluss und/oder einen Kraftschluss zwischen der Kurbelwelle 68 und dem Gegengewicht zu erzielen.

Figur 16 zeigt einen weiteren Querschnitt durch eine andere Kurbelwelle 71. Die Oberflä¬ che der Kurbelwelle 71 weist zwei in einem Winkel zueinander stehende Ebenen 72, 73 auf, die sich vorzugsweise unter Bildung eines Giebels treffen. Die Ebenen 72, 73 können jedoch auch V-förmig angeordnet sein, ohne dass sie aufeinandertreffe. Darüber hinaus besteht ebenfalls die Möglichkeit, dass andere Fläche, insbesondere Ebenen, zwischen den beiden Ebenen 72, 73 angeordnet werden. Dadurch kann beispielsweise eine Ober¬ fläche mit einem Mehrkant, mit einer Nut und/oder Erhebung gebildet werden. Jede Ebe¬ ne kann ein oder mehrere Bohrungen aufweisen, beispielsweise als Passbohrung oder zur Verschraubung. Die Flächen in Kombination können auch genutzt werden, um einen Formschluss und/oder einen Kraftschluss zwischen der Kurbelwelle und dem Gegenge- wicht zu erzielen.

Fig. 17 zeigt beispielhaft eine weitere Kurbeltriebkonstruktion, wobei im weiteren zu dieser Kurbeltriebkonstruktion Maße und Kennzahlen angegeben werden. Diese sind jedoch nicht auf den vorliegenden Kurbeltrieb, insbesondere den dargestellten Rollenlagerkurbel- trieb 74 beschränkt. Vielmehr können die Maße und auch Kennzahlen bzw. Bereiche für andere wälzgelagerte Kurbeltriebe eingesetzt werden.

Der Rollenlagerkurbeltrieb 74 unterscheidet sich gemäß dieser Ausgestaltung nicht ge¬ genüber einer Montage bei einem kugelgelagerten Kurbeltrieb. Eine Aufnahme 75 für ein oder mehrere Gegengewichte ist vorzugsweise mit einer Selbstzentrierung versehen, zum Beispiel als V-Profil mit beispielsweise einem Winkel von 120° gestaltet. Diese Gestaltung benötigt vorzugsweise keine Verwendung von Paßhilfsmittel wie beispielsweise Stifte und/oder Hülsen. Passhilfsmittel wie Stifte und/oder Hülsen werden vorzugsweise bei geraden Auflageflächen verwendet, die keine Selbstzentrierung aufweisen. Die Gegen- gewichte werden bei der Montage axial an eine Anlagefläche 76 gedrückt und dann ver¬ schraubt. Ebenfalls charakteristisch bei dieser Kurbelwelle sind die speziell geformte erste Schrägfläche 77 und zweite Schrägfläche 78 sowie die Aussparung 79, die vorzugsweise

ebenfalls eine Schräge ist. Die Anordnung dieser Flächen an Übergängen gewährleistet bei dieser Ausgestaltung einen Freigang beim Fädeln der Pleuel und insbesondere der Lagerböcke.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind für einen Kurbeltrieb mit einer ausreichen¬ den Steifigkeit für die Montierbarkeit, insbesondere für das Überfädeln der Pleuel und Lagerböcke folgende Maßverhältnisse vorgesehen, deren Werte um ca. +/-20% schwan¬ ken können. Die im folgenden angegebenen Werte sind in den Fig.18, 19, 20 und 21 nä¬ her dargestellt. Aus diesen beiden Figuren geht ein beispielhafter Kurbeltrieb und die jeweiligen zugehörigen Bauteile hervor.

Kurbelwelle:

DH _Z / DHL = 1 (vorzugsweise Wert 1 , falls D _Hz / D _H L ≠ 1 ist der größere Durchmesser aus¬ schlaggebend)

Bκröpf / DHZ = 1,1

B _W / DH _Z = 0,48 S _W /D _HZ = 0,48 B _Hz /D _H2 = 0,4 Kolbenhub / D _H2 = 1 ,55

Pleuel:

D _P |/dpι = 1,29...1,36(max.1,4) dp, /D _Hz =1,28...1,32 B _P |/D _Hz =0,38

Laqerbock (ohne Darstellung, Maße jedoch wie beim Pleuel):

B|_agerbock / DHZ ⁼ 0,36 dLagerbock / D _Hz = max.1 ,4 (bezogen auf die dünnste Stelle)

Wälzkörper: D _R ciie/D _H z = 0,14...0,18 DRoii _e /Länge _Ro ii _e = 1,25...1,9

Die Maßschwankungen von +/- 20%, bevorzugt von besser +1-5%, äußern sich in dem Montagespiel von Pleuel und Lagerböcke, welches an zumindest einer Position, vorzugs¬ weise an zumindest den überwiegenden Positionen, und insbesondere an allen Position beim Überfädeln vorzugsweise mindestens 0,4 mm absolut betragen sollte, damit eine zügige Montage gewährleistet ist.

Für eine ausreichende dynamische Tragzahl von 45 kN beispielsweise für einen A- Zylinder-PKW-Motor sind vorzugsweise 14 bis 20 Rollen zu verwenden, wobei die bevor¬ zugte Rollengröße zwischen 7 und 9 mm liegen sollte.

Die für die rollengelagerte Kurbelwelle gültigen Maßverhältnisse sind ebenso für die ku¬ gelgelagerte Kurbelwelle anwendbar, wobei als Außenringdurchmesser der Kugellauf¬ bahndurchmesser abzüglich zweimal der Rillentiefe zu verwenden ist.

Fig. 22 zeigt in beispielhafter Ansicht in einer Explosionsdarstellung eine Möglichkeit einer Montage eines Zylinderkurbelgehäuses mit Kolben und Kurbeltrieb nebst Leiterrahmen. Das Montageprinzip des Kurbeltriebs in das Zylinderkurbelgehäuse und die Kolbenmon¬ tage sind mit der bei einer kugelgelagerten Version gemäß dieses Ausführungsbeispiels vorzugsweise identisch. Zur Entlastung von Zuganker hinsichtlich einer Torsion beim An- ziehen sind vorzugsweise Stehbolzen in Fig. 17 1 zu verwenden, welche zum torsions¬ freien Anziehen über einen Innensechskant im Kopf gekontert werden können. Eine zwei¬ te Befestigung von Lagerböcken, insbesondere zur Vermeidung von Schwingungen in Kurbelwellenrichtung, ist vorzugsweise über einen Leiterrahmen 81 vorzunehmen, wie er aus Fig. 22 in beispielhafter Ausgestaltung hervorgeht. Der Leiterrahmen 81 ist über das Gewinde 82 mit dem Lagerbock 83 verbunden. Der Einfachheit halber sind die notwendi¬ gen Schrauben nicht näher dargestellt. Der Leiterrahmen 81 wird mit einem nicht darge¬ stellten Ölwannenflansch des Zylinderkurbelgehäuses 84 durch nicht näher dargestellte Schraubverbindungen verbunden. Wenn aus Platzgründen, zum Beispiel durch eine nach hinten flacher werdende Ölwanne, ein äußerer Lagerbock 85 nicht über den Leiterrahmen 81 mitverbunden werden kann, so ist beispielsweise eine Anbindung über einen Gehäu¬ sedeckel 86 an das Zylinderkurbelgehäuse möglich oder durch eine seitlich Verschrau- bung.

Die in Fig. 22 dargestellten Lagerböcke 83 haben vorzugsweise eine direkt eingearbeitete Lauffläche für eine Direktlagerung im Lagerbock. Dadurch ist es auch möglich, die Lager¬ blöcke 83 und notwendige Bauteile klein halten zu können.

Fig. 23 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung des Kurbeltriebs, bei der eine bevorzugte axiale Führung der Kurbelwelle dargestellt ist.

Die axiale Führung der Kurbelwelle kann durch ein Standardzylinderrollenlager des Typs NUP, welches auf das freie Wellenende aufgeschoben ist, übernommen werden. Dieses Lager besitzt sowohl im Außen- als auch im Innenring Führungsborde, welche eine Kupp¬ lungsausrückkraft aufnehmen und die Kurbelwelle an ein axiales Wandern in Kupplungs¬ richtung hindern kann. Der Innenring des Standardlagers ist gegen Verrutschen gesichert. Gemäß einer Ausgestaltung erfolgt dieses beispielsweise über einen radialen Schrumpf¬ sitz oder gemäß einer anderen Ausgestaltung mittels einer axialen Verspannung, zum Beispiel mit einem Steuerrad bzw. Kettenritzel.

Anstelle des dargestellten Zylinderrollenlagers kann ebenfalls ein Kugellager verwendet werden.

Die axiale Fixierung kann auch über Gleitringe 87, 88 insbesondere aus Bronze erfolgen, die beispielsweise am gehäusefesten Lagerbock 89 befestigt, insbesondere angeschraubt sind. Die Kupplungsausrückkraft wird von einem Kupplungsflansch 90 auf den Gleitring 88 übertragen. Zur Fixierung der Kurbelwelle in Schwungradrichtung läuft das Gegengewicht 91 gegen den Gleitring 87 an. Die Schmierung der Gleitringe sowie des dazwischen ein- geschlossene Rollenlagers 92 mit Käfig 93 erfolgt beispielsweise über eine Ölbohrung mit Fang- oder Drucköl, die nicht näher dargestellt ist.

Die Axiallagerung bzw. Fixierung über Gleitringe kann wie dargestellt sowohl auf der Kupplungsseite angeordnet werden, aber auch am freien Wellenende oder auch an jedem anderen Hauptlager angeordnet werden. Statt der Gleitringe können auch Nadellager¬ kränze verwendet werden.

Ebenfalls ist eine kombinierte Axiallagerung mit einem Gleitring einsetzbar, der die Kupp¬ lungsausrückkraft aufnimmt und einem Zylinderrollenlager des Typs NJ mit einem Bord, welches die Kurbelwelle zur Kupplungsseite hin fixiert.

Weiterhin ist aus Fig. 23 eine Käfigführung der Wälzlager zu entnehmen. Die axiale Käfig¬ führung in den Haupt- und Pleuellagern erfolgt über Laufflächen 94 an den Innenseiten der Kurbelwangen. Die radiale Führung des Pleuellagerkäfigs erfolgt wegen der Schleu- derkraft über die Außenlaufbahn im Pleuel. Eine radiale Führung des Hauptlagerkäfigs kann über den Kurbelwellenzapfen als Innenlaufbahn oder mittels geeigneter Formge¬ bung der Käfigtaschen durch Abstützung auf die Wälzkörper derart geführt werden, dass keine Berührung des Käfigs mit den Innen- und Außenlaufflächen stattfindet.

Im folgenden werden für den Kurbeltrieb bevorzugte Werte angegeben, die bei verschie¬ denen Wälzlagerungen zum Einsatz gelangen können.

Lagerspiele

Das Laufspiel des Käfigs:

Axialspiel auf der Kurbelwelle 0008... 0,012 (bis zu 0,3) * Breite

Radialspiel im Pleuel 0,003...0,005 * Laufbahndurchmesser

(oberer Wert vorzugsweise für Leichtmetallkäfige)

Laufspiele der Rollen:

Spiel der Rolle in der Käfigtasche: 0,008...0,02 (bis zu 0,5) * Rollendurchmesser

Axialspiel der Rolle im Käfig 0,01...0,02 (bis zu 0,5)* Rollenlänge

Hauptlaqerspiel (kalt): diametral 0,0004...0,0008 (bis zu 0.025)* Zapfendurchmesser (Kugellagerspiel ca. 50% geringer)

Pleuellaqerspiel (kalt):

^" diametral 0,0001...0.O003 (bis zu 0,0075)* Zapfendurchmesser (Kugellagerspiel ca. 50% geringer)

Diese Spielgrenzen haben sich betriebstechnisch als vorteilhaft erwiesen. Vorzugsweise sollte ein Hauptlagerspiel zwischen 20 und 80 μm betragen. Eine Obergrenze der einzel¬ nen Spiele kann bis auf einen 25-fachen Wert angehoben werden, wie es in Klammern teilweise angegeben ist.

Fig. 24 bis Fig. 33 zeigen verschiedene Möglichkeiten, wie ein Kolben in einen Zylinder bei einem derartigen Kurbeltrieb eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann hierfür ein Kolbenringspannband genutzt werden.

Fig. 24 und Fig. 25 als Vergrößerung zeigen eine Verwendung eines Spannbandes bzw. Spannringes mit einem Bund 95. Damit wird das Spannband beim Einschieben automa¬ tisch vom Ringpaket des Kolbens abgestreift, sobald der Bund 95 zur Auflage auf einer Stirnfläche 96 eines Zylinderrohres 97 kommt. Das Spannband gleitet über den Kolben- schaft vom Kolben 98 herunter, sobald der Kolben 98 ganz eingeschoben ist. Das dann über der Pleuelstange befindliche Spannband kann mit einem Haken von außen abgeris¬ sen oder mit einer Schere aufgeschnitten werden. Eine Reißleine kann ebenfalls vorge¬ sehen sein. Das Spannband mit Bund kann entweder aus einem abgekanteten Blech¬ oder Kunststoffband, das an den Enden verschweißt oder gefalzt ist, gefertigt sein oder aus einem Blechring tiefgezogen werden. Auch kann eine Perforation als Sollbruchstelle vorgesehen sein, sofern das Band nicht aufgeschnitten wird.

Ebenfalls ist eine abgewinkelte Lasche einsetzbar, die neben einer Sollbruchstelle auf dem Spannband angebracht ist oder in die Falzverbindung miteingearbeitet ist. Im Quer- schnitt sieht die Lasche genau wie der Bund 95 aus. Sobald die Lasche auf Anschlag kommt, wird das auf dem Kolben stramm sitzende Band aufgerissen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, bei einer Kolbenmontage von unten, so wie beispiel¬ weise auch in den Fig. 27 bis Fig. 33 dargestellt, eine Einführschräge an der Zylinder- buchse oder ähnlichem vorzusehen. Bei einer Montage eines Kolbens von oben werden die Kolben vorzugsweise mit dem Schaft in eine Montagebüchse mit einer langen und weiten Einführschräge eingeschoben, so dass die Kolbenringe allmählich gespannt und n ihre Nuten eingeschoben werden. Die Einführschräge hat vorzugsweise als größten Durchmesser einen größeren Durchmesser als die entspannten Kolbenringe. Die Schräge selbst weist einen flachen Winkel auf, damit die Ringe ihre fluchtende Position zu der Kol¬ benringnut nicht verlieren und damit die Kolbenringe möglichst wenig Axialkraft aufneh¬ men.

Bei der Montage der Kolben von unten durch das Zylinderkurbelgehäuse ist ebenfalls eine Einführschräge für die Kolbenringe vorgesehen. Diese ist vorzugsweise nur sehr kurz. Dadurch wird vermieden, dass eine Bauhöhe des Motors aufgrund der Einführschräge

zunehmen muss. Beispielsweise beträgt eine Einführschräge eine Höhe, die etwa in der Größenordnung des 1 bis 1 ,5fachen einer Ringpakethöhe beträgt. Vorzugsweise weist die Schräge einen Winkel von maximal 10° auf. Ein Spannband ist vorgesehen, um die Kol¬ benringe auf einen Mindestdurchmesser vorzuspannen. Der Mindestdurchmesser muss nicht der kleinstmögliche Durchmesser sein. Es kann genügen, die Kolbenringe soweit zuzudrücken, dass sie in die Schräge einführbar sind. Danach kann das Spannband ent¬ fernt werden. Zum Beispiel kann dazu eine Reißleine gezogen werden, die das Spann¬ band auftrennt und damit zum Entnehmen unterteilt. Anschließend kann der Kolben weiter in den Zylinder hineingeschoben werden. Die Reißleine oder ein sonstiges Trennmittel kann beispielweise in Form eines Kunststoff- oder Blechstreifens aufgeklebt, in den Werk¬ stoff eingeschweißt oder um das Spannband geschlungen sein. Ein kontrolliertes Aufrei¬ ßen des Spannbandes ist beispielsweise mittels einer Perforierung oder sonstigen Art von Bruchstelle möglich.

Vorzugsweise besteht das Spannband aus einem dünnen Blech oder Kunststoff. Vor¬ zugsweise ist die Dicke eines Spannbandes geringer als 0,2 mm. Insbesondere kann es einteilig als eine Art Schrumpfschlauch über das Ringpaket aus eingesetzten Kolbenrin¬ gen gezogen werden. Auch kann ein offenes Band verwendet werden, das nach einem tangentialen Spannen verschließbar ist. Das Verschließen kann beispielsweise durch Ver- kleben oder Verschweißen einander überlappender Bandenden erfolgen. Eine andere Möglichkeit besteht durch ein Pfalzen, wobei die Pfalz zusätzlich verklebt bzw. ver¬ schweißt sein kann. Vorzugsweise wird die Pfalz nach Umformung abgeflacht.

Der vorliegende Gedanke eines Kurbeltriebes mit einer einteiligen Kurbelwelle sowie ein- teiligen Pleueln sowie insbesondere auch einteiligen Lagerböcken ist nicht nur bei Verbrennungskraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, sondern auch bei beispielsweise Verbrennungskraftmaschinen für Fahrzeuge allgemein, beispielsweise für Motorräder, für Generatoren, bei Arbeitsmaschinen allgemein, die einen entsprechenden Kurbeltrieb auf¬ weisen, einsetzbar. Bei Brennkraftmaschinen kann ein derartiger Kurbeltrieb bei Reihen- motoren, bei V-Motoren, bei nach dem Otto-Prinzip wie auch dem Dieselprinzip arbeiten¬ den Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden. Anwendungen können darüber hin¬ aus auch bei Pumpen, Kompressoren mit Kurbeltrieben oder Ähnlichem vorliegen. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, den Kurbetrieb auch bei stationären Anwendungen ein¬ setzen zu können. Auch kann der Kurbeltrieb bei einem Stromerzeuger eingesetzt wer- den. Beispielsweise kann der Kurbeltrieb in einem Generator angewendet werden. Vor¬ zugsweise wird der Kurbeltrieb dort eingesetzt, wo sich im Falle einer Wälzlageranwen¬ dung ein großes Potential zur Verbrauchssenkung bietet.