Der Scotch-Yoke-Kurbeltrieb, auch Kreuzschubkurbel genannt, ist ein technischer Mechanismus zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung oder umgekehrt. Weitere Bezeichnungen für diese speziellen Koppelgetriebe sind Kreuz- oder Kurbelschleife bzw. -schlaufe.

Bei diesem Kurbeltrieb bewegt sich ein Gleitschlitten oder eine andere Komponente (z.B. zwei Zylinderkolben) aufgrund der Rotation des Pleuels (Englisch: Yoke) hin und her, da das rotierende Pleuel mittels eines in einem Schlitz gleitend gelagerten Bolzens mit der sich linear bewegende Komponente verbunden ist.

Das sprichwörtlich schottisch-sparsame Design ist vermutlich auch der Grund für die Namensgebung Scotch-Yoke.

Die Bewegungskurve des Kolbens ist (bis auf das Umkehrspiel) eine exakte Sinuswelle (Sinusfunktion), aus der sich eine konstante Rotationsgeschwindigkeit ergibt.

• Weniger bewegliche Teile
• Leichtgängigkeit
• Bei Motoranwendungen entfallen aufgrund der Verwendung von Kolbenbolzen weitere Verbindungsstellen; siehe aber nächsten Punkt.
• Höherer Zeitanteil am oberen Totpunkt verbessert die Effizienz des Motors
• Höherer Zeitanteil am unteren Totpunkt verbessert den Ausstoß der Abgase des Zweitaktmotors

• Schnelle Abnutzung der Bolzenlagerung, ein Gleitstein vermindert den Verschleiß.
• Gefahr von Kolbenfressern und Abnutzungen am Zylinder sind erhöht, da der seitliche Anpressdruck ganz oben am Kolben erfolgt. Abhilfe sind eine flexible Verbindung zur Pleuelstange wie beim Hubkolbenmotor mit Kolbenhemd, oder eine relative lange gewölbte Kolbenkrone, da Querkräfte am Kolben ähnlich dem Hubkolbenmotor mit dem Abstand des Kurbelzapfens von der Kolbenmitte zunimmt. Allerdings werden die Kolbenseitenkräfte gleichmäßig auf beide Kolben übertragen, so dass der Seitendruck geringer ist, aber die Reibverluste zum Standard-Hubkolbenmotor gleich sind.
• Die Schmierung der Kurbelschlaufe erfordert mehr Aufwand.
• Der Seitenkräfte sind ähnlich dem Hubkolbenmotor, während sie beim Freikolbenmotor entfallen.
• Um Biegekräfte in der Schlaufe zu reduzieren müssen große, außenliegende Rippen angebracht werden. Diese erhöhen die Masse der Kurbelschlaufe beträchtlich im Vergleich zum Pleuel beim herkömmlichen Hubkolbenmotor.

Der Scotch-Yoke Kurbeltrieb findet seine häufigste Anwendung in Steuerventil-Aktoren für Hochdrucköl und Gaspipelines. Eine weitere Anwendung ist der Kurbelschlaufenmotor, auch Scotch-Yoke- oder Bourke-Motor genannt.

Koppelgetriebe

• Brock Institute for Advanced Studies: Scotch-Yoke Kurbeltrieb
• Erste kommerzielle Anwendung eines Scotch-Yoke Kurbeltriebes in einem Verbrennungsmotor
• Informationen zu Scotch-Yoke Aktoren
• Tutorium Kreuzschleife

• Englische Wikipedia und genannte Weblinks