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Schäden an den Kolbenbolzensicherungen

KS | Kolbenschmidt | Motorservice

Warum sind der Kolbenbolzen und die Kolbenbolzennabe gebrochen? Die Bolzenbohrung im Bereich der Sicherungsringe ist ebenfalls verhämmert? Außerdem sind die Bohrungsenden der Bolzenbohrungen auf beiden Kolbenseiten ausgeschlagen? Es ist balliger Verschleiß an der Stirnseite des Kolbens sichtbar? Welche Ursachen das haben kann, erklärt dieser Beitrag.

Allgemeines über Schäden an den Kolbenbolzensicherungen

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Zur Kolbenbolzensicherung werden Drahtsprengringe oder sogenannte Seeger-Sicherungen verwendet. Beide können brechen oder aus der Nut im Kolben herausspringen bzw. herausgeschlagen werden.

Ein Brechen der Sicherungsringe bzw. Abbrechen der Ringenden ist auf eine Überbeanspruchung oder unsachgemäße Behandlung beim Einsetzen der Sicherungsringe zurückzuführen. Die Sicherungsringe werden in axialer Richtung nur dann beansprucht, wenn dem Kolbenbolzen eine axiale Bewegung aufgezwungen wird. Dies passiert, wenn ein Fluchtfehler im Pleuel oder eine pendelnde, meist asymmetrische Pleuelstange die Kolbenbolzenachse und Kurbelwellenachse aus der Parallelität bringt. Der Kolbenbolzen schlägt in schneller Folge wechselseitig gegen die Kolbenbolzensicherungen und treibt diese stufenweise aus ihrer Nut heraus. Danach werden sie weiter bis an die Zylinderlaufbahn gedrückt, wo sie durch Verschleiß abgerieben werden. Schließlich zerbrechen die Sicherungsringe. Teile der Bruchstücke klemmen sich zwischen Kolben und Zylinder ein. Andere Teile werden durch die Massenkraft in der Aussparung der Kolbenbolzennaben hin- und hergeschleudert und verursachen dort beträchtliche Materialauswaschungen. Nicht selten gelangen die Bruchstücke auch durch die Innenbohrung des Kolbenbolzens auf die andere Seite des Kolbens und verursachen dort ebenfalls schwere Schäden.

Kolbenschäden durch gebrochene Kolbenbolzensicherungen

Beschreibung 1

  • Bohrungsende der Bolzenbohrungen auf beiden Kolbenseiten stark ausgeschlagen, zum Teil bis ins Ringfeld hoch (Abb. 1).
  • Ein Sicherungsring in der Sicherungsnut herausgesprungen und zerbrochen.
  • Zweiter Sicherungsring beschädigt.
  • Kolbenbolzen ist wegen fehlender Kolbenbolzensicherung nach außen bis zur Zylinderlaufbahn gewandert.
  • Balliger Verschleiß der Stirnseite des Kolbenbolzens durch längeren Kontakt mit der Zylinderlaufbahn (Abb. 2).
  • Laufbild vom Kolben asymmetrisch.
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Beschreibung 2

  • Asymmetrisches Kolbentragbild (Abb. 4).
  • Kolbenbolzennabe und Kolbenbolzen gebrochen (Abb. 5 und 6).
  • Bolzenbohrung im Bereich der Sicherungsringe verhämmert.
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Beurteilung

Die Kolbenbolzensicherungen, als Drahtsprengringe oder Seeger-Sicherungen ausgeführt, werden im Betrieb nur durch einen Axialschub des Kolbenbolzens herausgedrückt bzw. herausgehämmert. Voraussetzung ist, dass sie richtig eingesetzt und nicht beschädigt wurden.

Querbeschleunigungen des Kolbenbolzens treten immer dann auf, wenn die Kolbenbolzenachse nicht parallel zur Kurbelwellenachse liegt. Dies ist dann der Fall, wenn durch einen verbogenen Pleuel ein starker Schrägstand des Kolbens entsteht. Bei den Hubbewegungen kommt es dadurch zu einem wechselnden Axialschub, durch den der Sicherungsring regelrecht herausgehämmert wird. Der herausgesprungene Sicherungsring klemmt sich dann zwischen den nach außen wandernden Kolbenbolzen, dem Kolben und der Zylinderlaufbahn ein.

Er wird dort verschlissen und zerbricht letztlich in mehrere Teile. innerhalb kürzester Zeit verhämmern die Teilstücke durch ihre Massenkraft bei der Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens das Kolbenmaterial (Abb. 2). Einzelne Bruchstücke wandern durch den hohlen Kolbenbolzen und verursachen auf der gegenüberliegenden Kolbenseite ebenfalls entsprechende Zerstörungen.

Mögliche Ursachen

  • Axialschub des Kolbenbolzens im Motorbetrieb durch:
    • Pleuelverbiegung oder Pleuelverdrehung.
    • Schief gebohrtes Pleuelauge ( Achsenunparallelität).
    • Zylinderachse nicht rechtwinklig zur Kurbelwellenachse.
    • Zu großes Pleuellagerspiel, insbesondere bei asymmetrischen Pleuelstangen.
    • Pleuelzapfen nicht parallel zur Kurbelwellenachse (Bearbeitungsfehler).
  • Verwendung alter oder beschädigter Sicherungsringe.
  • Unsachgemäß montierte Sicherungsringe.

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