Kurbelwellenschäden bei Minibaggern

Häufige Ursachen für Kurbelwellenschäden bei Dieselmotoren von Minibaggern sind:

Erstens: unzureichende Schmierung.

Ein mangelhaftes Schmiersystem des Dieselmotors und ein nur teilweise tragender Kontakt zwischen Kurbelzapfen und Lagerschale können dazu führen, dass die Lagerschale überhitzt und festläuft und die Welle übermäßig verschleißt. Nach dem Entfernen des Lagers verändern sich die Spannungsverhältnisse, sodass Reibung zwischen der Unterseite der Kurbelwelle und dem Kurbelarm entsteht.

Zweitens: fehlerhafte Lagerfunktion.

Bei Dieselmotoren können sich die Hauptlager drehen oder zu viel Spiel aufweisen. Auch eine fehlerhafte Ausrichtung oder ein zu großes Spiel der Hauptlager kann zu Problemen führen. Dadurch können Kurbelwelle und Schwungrad radial ausschlagen und der Motor kann ungleichmäßig belastet werden. Neben einer ungleichmäßigen Kraftverteilung auf die Kurbelwelle wird dadurch auch die Arbeit der einzelnen Zylinder beeinträchtigt. Ist das Spiel der Pleuellager zu groß oder löst sich deren Legierungsschicht, können Stoßbelastungen die Kurbelwelle beschädigen und den Verschleiß weiter beschleunigen.

Drittens: Lockere Muttern der Hauptlagerdeckel gehören zu den wichtigsten Ursachen für einen vorzeitigen Kurbelwellenschaden. Wenn die Kurbelwelle ihre Abstützung verliert oder sich die Lager lockern, verschiebt sich die koaxiale Ausrichtung der einzelnen Lagerbohrungen.

Wenn sich die Muttern der Hauptlager lockern, können sich Kurbelwelle und Lager verschieben und das Lagerspiel verändern. Dadurch arbeitet der Dieselmotor außerhalb der zulässigen Toleranzen. Entsteht eine Verschiebung der Achsen, dreht sich die Kurbelwelle im Lagergehäuse nicht mehr korrekt. Die ungleichmäßige Belastung kann schließlich zu Schäden an der Kurbelwelle führen.

Viertens: übermäßiges Axialspiel der Kurbelwelle.

Ein zu großes Axialspiel entsteht hauptsächlich durch die axiale Bewegung der Kurbelwelle. Das Axiallager der Kurbelwelle befindet sich an der vierten Hauptlagerstelle und begrenzt ihre Bewegung. Beträgt das Axialspiel 0,5–0,6 mm oder mehr, wirken höhere Betriebslasten auf den Dieselmotor und die Kurbelarme. Die Belastung der Lagerstirnflächen nimmt zu, und die Spannungskonzentration kann die Rissbildung an der Kurbelwelle beschleunigen.

Das Schwungrad bewegt sich.

Fünftens: Lockere Schwungradschrauben können die Kurbelwellenbaugruppe beschädigen und zu Ermüdungsschäden, einer Unwucht und einem erheblichen Verlust an Trägheitskraft führen. Bei Verbindungen mit einem konischen Sitz, wie etwa beim Dieselmotor S195, kann sich das Schwungrad auf dem Konus verschieben. Dadurch können die Passfedernut und die Kurbelwelle beschädigt werden oder die Kurbelwelle brechen. Ist die Kontaktfläche der Verbindung zu klein – weniger als 75 Prozent –, kann dies ebenfalls Schäden verursachen.

Sechstens: eine unausgewogene Leistungsabgabe.

Wird die Kurbelwelle instand gesetzt, entsprechen die Ausgleichsgewichte möglicherweise nicht den Anforderungen an die Auswuchtung, sodass die ursprüngliche Balance verloren geht. Die Kurbelwellenlager lassen sich zwar leichter fertigen, doch die Trägheitskräfte sind vergleichsweise hoch. Außerdem kann sich bei der Reparatur der Kurbelwelle das Lager gegenüber dem Kurbelradius verschieben. Dadurch entstehen starke Vibrationen und eine Überlastung des Dieselmotors. Dies erhöht die Toleranz am Kurbelarm I und kann dazu führen, dass die Unwucht die zulässige Fliehkraft übersteigt. Bei längerem Betrieb kann die Kurbelwelle dadurch ermüden und brechen.

Siebtens: Die Kurbelwelle wurde nicht fachgerecht geschliffen.

Die Kurbelwelle ist besonders kritisch, da zahlreiche Faktoren ihre Festigkeit beeinflussen: die Kurbelzapfen, Pleuelzapfen, Übergangsradien zwischen Hauptlagerzapfen und Kurbelwangen sowie die Biegewechselfestigkeit der Kurbelwange am Anlasser. Wird das Polieren der Hauptlagerzapfen vernachlässigt oder werden die Übergangsradien, die Koaxialität und Parallelität der Lagerzapfen, der Kurbelradius, weitere Reparaturschultern und die Oberflächenrauheit der Lagerzapfen sowie Größe und Form der Winkel zwischen den Kurbelzapfen nicht berücksichtigt, können Schleif- und Nichtschleifflächen fehlerhaft ausgeführt werden. Werden die Übergangsradien falsch geschliffen oder mit einem rechtwinkligen Radius versehen, lässt sich der erforderliche Radius nicht korrekt herstellen. Dadurch entstehen an den Kurbelwellenradien leicht Spannungsspitzen und eine verringerte Festigkeit, was Rissbildung begünstigt.