Kreuzkopf

Ein Kreuzkopf ist ein starrer Metallblock oder Balken, der unmittelbar an der Kolbenstange befestigt ist und die lineare Hubbewegung des Kolbens in die winkelige Drehbewegung umwandelt, die die Pleuelstange benötigt. Bei großen Hubkolbenmotoren, besonders bei langsam laufenden Marinedieselmotoren und Dampfmaschinen, gleitet der Kreuzkopf auf feststehenden Führungsleisten, während die Pleuelstange frei an ihrem Bolzen gelenkig angebunden ist und die Seitenkräfte aufnimmt, die sonst die Kolbenstange verbiegen würden.

Der Kreuzkopf hat zwei Hauptbohrungen: Eine senkrechte Bohrung nimmt die Kolbenstange mit Presssitz oder Keilverriegelung auf, die zweite waagerechte Bohrung nimmt das Großauge der Pleuelstange und deren Bolzen auf. Hochdruckkräfte aus Verbrennung oder Dampf treiben den Kolben nach unten, die Kraft wird durch den Kreuzkopf auf die Pleuelstange und dann auf die Kurbelwelle übertragen. Die Führungsleisten aus Gusseisen oder Bronze zwingen den Kreuzkopf zu einer reinen Vertikalbewegung und verhindern so die Seitenkräfte, die kleinere Motoren ohne dieses Bauteil belasten.

Kreuzkopfe in großen langsam laufenden Marinedieselmotoren sind massive Schmiedeteile aus Gusseisen oder Stahl, oft mehrere hundert Kilogramm schwer. Die Kolbenstange muss den Zylinderkopf durchdringen und mit erheblichen Toleranzen durch den Kreuzkopf passen. Die Führungsflächen sind gehärtet und geschabt, um enge Toleranzen einzuhalten; bei manchen Motoren laufen die Führungen in Ölbädern oder mit Sprühschmierung. Die Pleuelstangenbolzen sind in der Regel gehärteter Stahl und können in Weißmetall- oder Kunststoffbronzebuchsen drehen, die in die Kreuzkopfbohrung eingepresst sind.

Der Kreuzkopf findet sich selten in Pkw-Motoren, wo die geringeren Kräfte und höheren Drehzahlen einfache Kolbenstangen ermöglichen. Er bleibt unverzichtbar bei großen stationären Motoren, bei Zweitakt-Marinedieselmotoren über 5 MW und bei manchen historischen Dampfmaschinen. Verschleiß an den Führungsflächen verursacht übermäßige Stabbelastung und Vibrationen; ein lockerer oder beschädigter Kreuzkopfführung wird die Kolbenstange beschädigen und zu Mehrverbrauch führen.

Der Begriff kommt vom lateinischen Wort für Kreuz, kombiniert mit Kopf, und widerspiegelt seine Position oben an der Pleuelstange, dem Kopf der Stabverbindung, und seiner Querlage zur Hauptachse der Bewegung.