Die Erfindung betrifft eine Kurbelwelle für eine Kolbenbrennkraftmaschine, welche aus mehreren Bauteilen besteht, die miteinander durch Presssitzverbindungen verbunden sind.
Die bekannten Kurbelwellen von Kolbenbrennkraftmaschinen, insbesondere Grossdieselmotoren, werden auf die Weise zusammengesetzt, dass Zapfen in Bohrungen der Kurbelwangen eingeschrumpft werden. Diese Art der Verbindung ist jedoch bei kurzhubigen Kurbelwellen oder bei Kurbelwellen mit relativ dicken Zapfen, bei welchen sich die zylindrischen Umrissflächen des Kurbellagerzapfens und des Hauptlagerzapfens schneiden, nicht mehr verwendbar.
Die Erfindung hat die Schaffung einer Kurbelwelle der genannten Art zum Ziel, deren Umrissflächen des Kurbellagerzapfens und des Hauptlagerzapfens sich gegenseitig schneiden, welche dabei eine hohe Festigkeit aufweist und leicht herstellbar ist.
Die erfindungsgemässe Kurbelwelle, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass Bauteile vorgesehen sind, die jeweils einen Kurbelzapfen mit zwei Kurbelwangen, einen Lagerzapfen mit einer Bohrung und einen Befestigungszapfens aufweisen, der in der Bohrung eines benachbarten Bauteiles befestigt ist.
Auf diese Weise wird eine Kurbelwelle geschaffen, bei welcher ein Zusammenbau der Bauteile durch eine Presssitzverbindung ohne Rücksicht auf die Grösse der Zapfendurchmesser und ihr Verhältnis zum Kurbelarm möglich ist. Dabei werden z.B. unter anderem auch grössere Spannungskonzentrationen vermieden, so dass die Kurbelwelle auf günstige Weise belastbar ist und daher eine hohe Festigkeit aufweist.
Ausserdem ist es dabei möglich, aus Bauteilen mit gleicher Form Kurbelwellen mit verschiedenen Winkelstellungen der Kurbeln herzustellen.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.
In der Zeichnung ist ein Abschnitt einer Kurbelwelle dargestellt, welche aus Teilen 1 zusammengesetzt ist. Der in der Zeichnung dargestellte Teil 1 enthält einen Kurbellagerzapfen 2, zwei Kurbelwangen 3, einen Kurbellagerzapfen 4 mit einer Bohrung 5 sowie einen Befestigungszapfen 6. Die Bohrung 5 des Hauptlagerzapfens 4 ist zylindrisch od. leicht konisch und erstreckt sich entlang der ganzen Länge L des Zapfens 4 und noch um ein mit A bezeichnetes Stuck darüber hinaus. Das Ende der Bohrung 5 ist zur Vermeidung von Spannungskonzentrationen in der dargestellten Weise abgerundet. In der Bohrung 5 des Teiles list ein Befestigungszapfen 6 des benachbarten, in gleicher Weise ausgebildeten Teiles 1 durch eine Presssitzverbindung befestigt.
Eine Kurbelwelle kann eine Mehrzahl gleicher Teile 1 enthalten, die gegenseitig in verschiedenen Winkelstellungen, wie es bei Kolbenbrennkraftmaschinen üblich ist, angeordnet sind. An den Enden der Kurbelwellen können dabei besondere, nicht dargestellte Endteile angeordnet sein, die ebenfalls in der beschriebenen Weise an der Kurbelwelle befestigt sein können.
Die Presssitzverbindung kann vorzugsweise durch Schrumpfen hergestellt werden. Dabei kann so vorgegangen werden, dass die Teile, aus welchen die Kurbelwelle zusammengesetzt wird, zuerst roh bearbeitet werden, mit der Ausnahme der zur Herstellung der Schrumpfverbindung dienenden Fläche des Befestigungszapfens und der Bohrung des Hauptlagerzapfens. Diese Flächen werden bereits in diesem Stadium fertig bearbeitet. Darauf wird der Hauptlagerzapfen erhitzt und der Befestigungszapfen eingeführt, wobei auf die richtige Winkelstellung der Zapfen zueinander geachtet wird.
Nach dem Zusammenbau der einzelnen Teile der Kurbelwelle wird diese zumindest an den Laufflächen der Zapfen endgültig bearbeitet.
Es versteht sich jedoch, dass die Herstellung der Presssitzverbindung beim Zusammenbau der Kurbelwelle auch auf andere Weise erfolgen kann, z.B. durch einfaches Einpressen oder mit der Hilfe von Drucköl, das zwischen die Flächen der Presssitzverbindung eingeführt wird.
PATENTANSPRUCH
Kurbelwelle für eine Kolbenbrennkraftmaschine, welche aus mehreren Bauteilen besteht, die miteinander durch Presssitzverbindungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass Bauteile (1) vorgesehen sind, die jeweils einen Kurbelzapfen (2) mit zwei Kurbelwangen (3), einen Lagerzapfen (4) mit einer Bohrung (5) und einen Befestigungszapfen (6) aufweisen, der in der Bohrung (5) eines benachbarten Bauteiles (1) befestigt ist.
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The invention relates to a crankshaft for a reciprocating internal combustion engine, which consists of several components that are connected to one another by press-fit connections.
The known crankshafts of piston internal combustion engines, in particular large diesel engines, are assembled in such a way that pins are shrunk into bores in the crank webs. However, this type of connection can no longer be used with short-stroke crankshafts or with crankshafts with relatively thick journals in which the cylindrical contour surfaces of the crank journal and the main journal intersect.
The invention aims to create a crankshaft of the type mentioned, the contour surfaces of which of the crank bearing journal and the main bearing journal intersect one another, which has a high strength and is easy to manufacture.
The crankshaft according to the invention, by means of which this objective is achieved, is characterized in that components are provided which each have a crank pin with two crank webs, a bearing pin with a bore and a fastening pin which is fastened in the bore of an adjacent component.
In this way, a crankshaft is created in which the components can be assembled by means of a press-fit connection regardless of the size of the pin diameter and their relationship to the crank arm. E.g. Among other things, greater stress concentrations are avoided, so that the crankshaft can be loaded in a favorable manner and therefore has a high level of strength.
It is also possible to manufacture crankshafts with different angular positions of the cranks from components of the same shape.
The invention is explained using an exemplary embodiment shown schematically in the drawing.
The drawing shows a section of a crankshaft which is composed of parts 1. The part 1 shown in the drawing contains a crank journal 2, two crank webs 3, a crank journal 4 with a bore 5 and a mounting journal 6. The bore 5 of the main journal 4 is cylindrical or slightly conical and extends along the entire length L of the journal 4 and another piece labeled A beyond. The end of the bore 5 is rounded in the manner shown to avoid stress concentrations. In the bore 5 of the part 1 a fastening pin 6 of the adjacent part 1, which is designed in the same way, is fastened by a press-fit connection.
A crankshaft can contain a plurality of identical parts 1 which are mutually arranged in different angular positions, as is customary in piston internal combustion engines. At the ends of the crankshafts, special end parts, not shown, can be arranged, which can also be attached to the crankshaft in the manner described.
The press fit connection can preferably be produced by shrinking. The procedure here is that the parts from which the crankshaft is assembled are first rough machined, with the exception of the surface of the fastening pin used to produce the shrink connection and the bore of the main bearing pin. These surfaces are already finished at this stage. The main bearing pin is then heated and the fastening pin inserted, taking care to ensure that the pins are correctly angularly positioned.
After assembling the individual parts of the crankshaft, this is finally machined at least on the running surfaces of the journals.
It will be understood, however, that the press fit connection can be made in other ways when assembling the crankshaft, e.g. by simply pressing in or with the help of pressurized oil that is introduced between the surfaces of the interference fit connection.
PATENT CLAIM
Crankshaft for a piston internal combustion engine, which consists of several components which are connected to one another by press-fit connections, characterized in that components (1) are provided, each of which has a crank pin (2) with two crank webs (3) and a bearing pin (4) with one Have bore (5) and a fastening pin (6) which is fastened in the bore (5) of an adjacent component (1).
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