Die Kurbelwelle gehört zu den am stärksten belasteten Bauteilen eines Dieselmotors in Bagger, Radlader oder Kran. Sie überträgt die Kräfte aller Zylinder, arbeitet tausende Stunden unter Volllast, und ihre Lebensdauer hängt fast vollständig vom Zustand der Lagerschalen und der Qualität der Schmierung ab. Im Folgenden erklären wir, wie eine Kurbelwelle aufgebaut ist, welche Aufgabe Haupt-, Pleuel- und Passlager haben, wie man ihren Verschleiß erkennt und wann sich das Schleifen der Welle lohnt und wann ein Austausch nötig ist.
Was ist eine Kurbelwelle und welche Funktion hat sie?
Die Kurbelwelle wandelt die Hubbewegung der Kolben in eine Drehbewegung um. Der Verbrennungsdruck drückt den Kolben nach unten, das Pleuel überträgt die Kraft auf die Kröpfung, und die Welle dreht sich und gibt das Drehmoment über das Schwungrad an Kupplung, Drehmomentwandler oder Hydraulikpumpe weiter. Vorne treibt die Kurbelwelle in der Regel das Steuerrad, den Schwingungsdämpfer und die Nebenaggregate an.
Eine häufige Frage: Worin unterscheidet sich die Nockenwelle von der Kurbelwelle? Die Nockenwelle steuert die Ventile und dreht sich mit halber Kurbelwellendrehzahl. Die Kurbelwelle überträgt dagegen die gesamte Motorleistung – deshalb ist sie wesentlich massiver und in mehreren Gleitlagern gelagert.
Aufbau der Kurbelwelle
- Hauptlagerzapfen – liegen in der Wellenachse und drehen sich in den Lagerstühlen des Motorblocks, in den Hauptlagerschalen.
- Hubzapfen (Pleuellagerzapfen) – sind gegenüber der Achse versetzt; auf ihnen laufen die Pleuel mit den Pleuellagerschalen.
- Kurbelwangen und Gegengewichte – verbinden die Zapfen und gleichen Massenkräfte aus, wodurch Schwingungen und Lagerbelastung reduziert werden.
- Ölkanäle – Bohrungen, die das Öl von den Hauptlagerzapfen zu den Hubzapfen leiten. Ihre Durchgängigkeit entscheidet über die Schmierung der Pleuellager.
- Übergangsradien – die Rundungen zwischen Zapfen und Wange. Hier treten die höchsten Spannungskonzentrationen auf, und hier beginnen die meisten Risse.
In Baumaschinenmotoren kommen überwiegend geschmiedete Kurbelwellen aus legiertem Stahl mit hoher Dauerfestigkeit zum Einsatz. Gegossene Wellen aus Sphäroguss findet man bei kleineren Motoren. Die Zapfenoberflächen sind induktionsgehärtet oder nitriert – das spielt beim späteren Schleifen eine große Rolle.
Haupt-, Pleuel- und Passlager
Lagerschalen sind dünnwandige Gleitlager: ein Stahlstützkörper, eine Schicht Lagerwerkstoff (z. B. Bleibronze oder Aluminiumlegierung) und eine dünne Gleitschicht. Die Welle berührt die Lagerschale nicht direkt – sie läuft auf einem Schmierkeil, der durch Öldruck und das richtige Lagerspiel aufrechterhalten wird.
- Hauptlagerschalen – lagern die Kurbelwelle im Block. Die obere Hälfte hat meist eine Ölbohrung und eine Ölnut, die untere (im Lagerdeckel) ist oft glatt.
- Pleuellagerschalen – sitzen im großen Pleuelauge und nehmen die höchsten Stoßbelastungen auf.
- Passlager – Anlaufscheiben (Halbringe) oder Bundlagerschalen an einem der Hauptlagerzapfen. Sie fixieren die Welle in axialer Richtung und nehmen Axialkräfte auf, z. B. von Kupplung oder Getriebe.
Passlager begrenzen das Axialspiel der Kurbelwelle, das mit einer Messuhr gemessen wird, während man die Welle mit einem Montiereisen in beide Richtungen drückt. Den Grenzwert nennt die Motordokumentation. Beim Einbau der Anlaufscheiben zeigen die Schmiernuten immer zur Kurbelwange (zur drehenden Fläche), die glatte Seite zum Block. Ein falscher Einbau führt innerhalb weniger Stunden zum Fressen.
Lagerschalen gibt es im Nennmaß STD sowie in Untermaßen, meist 0,25, 0,50, 0,75 und 1,00 mm, die nach dem Schleifen passend zur Welle gewählt werden. Namhafte Hersteller wie Kolbenschmidt bieten komplette Größenreihen für gängige Motoren an – über Lieferungen dieser Marke haben wir im Beitrag Neue Lieferung von Kolbenschmidt-Motorteilen bei Wibako berichtet.
Symptome von Schäden an Kurbelwelle und Lagern
- Klopfgeräusche – ein dumpfes, metallisches Klopfen unter Last deutet auf die Hauptlager hin; ändert sich das Klopfen beim Abschalten der Einspritzung an einem Zylinder, ist vermutlich ein Pleuellager betroffen.
- Abfallender Öldruck, vor allem bei warmem Motor und Leerlaufdrehzahl – zu großes Lagerspiel lässt Öl entweichen. Mehr dazu in unserem Ratgeber Niedriger Motoröldruck.
- Späne im Öl und im Filter – kupferfarbene oder grau-metallische Partikel stammen meist aus den Lagerschalen.
- Zu großes Axialspiel – Undichtigkeiten am hinteren Kurbelwellendichtring, Fehler des Kurbelwellensensors, axiales Wandern des Schwungrads.
Bei den ersten Klopfgeräuschen muss der Motor abgestellt werden. Weiterer Betrieb führt zum Verdrehen der Lagerschale im Lagersitz, zum Fressen des Zapfens und im Extremfall zum Pleuelabriss und zur Zerstörung des Motorblocks.
Häufigste Schadensursachen
- Mangelschmierung – zu niedriger Ölstand, verschlissene Ölpumpe, verstopftes Ansaugsieb, Arbeiten in starker Schräglage.
- Verschmutztes Öl – Staub durch undichte Ansaugung oder beschädigten Luftfilter, überzogene Ölwechselintervalle, Kühlmittel oder Kraftstoff im Öl, die den Schmierfilm verdünnen.
- Überhitzung – Viskositätsverlust des Öls und Zusammenbruch des Schmierkeils.
- Montagefehler – falsches Anzugsdrehmoment, wiederverwendete Dehnschrauben, vertauschte Lagerdeckel, Schmutz hinter der Lagerschale, nicht fluchtende Ölbohrungen.
- Defekter Torsionsschwingungsdämpfer – Drehschwingungen verursachen Ermüdungsrisse in der Kurbelwelle, meist im Übergangsradius.
Prüfung der Kurbelwelle
Nach dem Ausbau muss die Kurbelwelle vollständig geprüft werden, bevor über ihre weitere Verwendung entschieden wird:
- Messung der Zapfendurchmesser mit der Bügelmessschraube in mehreren Ebenen – zur Bestimmung von Verschleiß, Unrundheit und Konizität.
- Rundlaufmessung auf Prismen oder zwischen Spitzen mit der Messuhr am mittleren Hauptlagerzapfen.
- Härteprüfung der Zapfenoberflächen – insbesondere nach Überhitzung (Blauanlauffarben) und vor dem Schleifen nitrierter Wellen.
- Rissprüfung im Magnetpulververfahren, vor allem an den Übergangsradien und an den Ölbohrungen.
- Kontrolle der Ölkanäle – Durchspülen und Prüfen der Durchgängigkeit.
Parallel werden die Lagergassen im Block und die Pleuelaugen vermessen, denn selbst eine neue Lagerschale in einem unrunden Lagersitz ergibt kein korrektes Lagerspiel.
Schleifen und Instandsetzung oder Austausch der Kurbelwelle
Das Schleifen auf Untermaß ist sinnvoll, wenn die Welle rissfrei ist, der Schlag sich noch korrigieren lässt und nach der Bearbeitung eine ausreichend dicke gehärtete Schicht verbleibt. Nach dem Schleifen werden die Zapfen poliert, die Übergangsradien wiederhergestellt und die Ölbohrungen angefast; anschließend werden Lagerschalen in passender Größe ausgewählt und das Ölspiel geprüft.
Ein Austausch ist erforderlich, wenn:
- die Welle Risse aufweist,
- der Verschleiß das letzte Untermaß überschreitet,
- die Härte nach einem Lagerfresser gesunken ist oder der Werkstoff überhitzt wurde,
- eine nitrierte Welle nach dem Schleifen erneut nitriert werden müsste und die Kosten dafür nahe am Preis einer neuen Welle liegen.
Eine gebrauchte Kurbelwelle kann eine gute Alternative sein – aber nur nach Vermessung und Rissprüfung. „Schön“ aussehende Zapfen allein garantieren gar nichts.
Kurbelwellen und Lagerschalen im WIBAKO-Shop
In unserem Shop finden Sie neue und gebrauchte Kurbelwellen sowie Lagerschalen für Baumaschinenmotoren – u. a. die Kurbelwelle STD BF Original, die Deutz Kurbelwelle sowie Haupt-, Pleuel- und Passlager von Kolbenschmidt in STD und Untermaßen. Einen vollständigen Überblick über unser Sortiment bietet die Seite Motorteile für Baumaschinen. Wenn Sie sich bei der Teilenummer nicht sicher sind, nennen Sie uns Motortyp und Seriennummer – wir helfen Ihnen, das passende Teil zu finden.
Motorinstandsetzung bei WIBAKO
Eine beschädigte Kurbelwelle ist meist ein Zeichen dafür, dass das Problem den gesamten Motor betrifft – Schmierung, Kühlung oder Luftfilterung. Im Rahmen unserer Reparatur und Generalüberholung von Verbrennungsmotoren prüfen wir Kurbelwelle, Block und Pleuel, wählen die Lagerschalen aus, montieren den Motor und beseitigen die Schadensursache, damit sich der Ausfall nicht nach einigen hundert Betriebsstunden wiederholt. Kontaktieren Sie uns, um den Reparaturumfang zu besprechen.
