CN105164433B - 用于活塞式发动机的曲轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于活塞式发动机的曲轴(1)，所述曲轴具有至少两个轴颈(2)，相应的曲柄臂(3)连接到所述轴颈上，所述曲柄臂通过所配设的连杆轴颈(4)相互连接。在所述曲柄臂(3)上在旋转轴线(8)的区域中设有相应的材料积聚部(5)，所述材料积聚部分别具有至少基本上正交于旋转轴线(8)定向的面(6)。

Description

用于活塞式发动机的曲轴
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的、用于活塞式发动机的曲轴。
背景技术
由现有技术已知，活塞式发动机的曲轴经受高的扭矩以及特别多的负荷变换并且因此必须具有特别高的负荷变换强度。曲轴的常见的制造方法不仅包括锻造过程而且包括铸造过程，其中，首先产生相应的曲轴的粗坯状态，并且接着按照相应的要求，曲轴经受相应的最终加工步骤。最终的加工步骤例如包括曲轴为了消除转动不均匀性而对曲轴平衡(Wuchten)，或者对相应的轴颈的表面加工，所述轴颈与发动机的相应的轴承或者与相应的连杆轴承相对应。除了曲轴的相应的支承位置的表面加工之外也包括减少应力集中，如作为曲轴的弯曲应力或者扭应力的结果产生这些应力集中。
由DE 24 35 476 A1已知，桶状的中空孔在曲轴的相应的曲轴颈中导致在曲轴中的更有利的应力分配。因此减少应力集中并且在曲轴中的应力分配更均匀地进行。
由JP2000320531A已知一种内燃机的曲轴，其在旋转轴线的区域在曲柄臂背离基础轴颈的侧面具有材料积聚部。该材料积聚部用于改善曲轴的刚性同时实现较少的重量增加。所揭示的曲轴没有通孔。
由JPS5537276A已知一种曲轴，其出于加工细槽和轴向螺纹尾面的原因在曲柄臂上具有一材料积聚部。
就这点而言，常见的是，至少曲轴颈(所述曲轴颈也被称为曲轴的轴颈)的大部分沿着曲轴的旋转轴线钻通，以便沿着整个曲轴达到尽可能均匀的应力分配。此外已知，曲轴的长度随着活塞式发动机的气缸数量而上升。为了确保，曲轴的相应的轴颈中的孔特别精确地相互对齐，需要的是，在一个单个的加工步骤的范围内制造这些孔。换言之，钻孔工具在相应于曲轴的旋转轴线的纵向轴线上的一个端部接上曲轴，并且在一个加工步骤中沿着该旋转轴线钻通曲轴的轴颈。然而，该加工步骤经受特别困难的过程引导，因为对于曲轴在一个单个的加工步骤的范围内的钻通需要特别长的钻孔工具，所述钻孔工具特别居中地并且与此相应地以相互间特别小的轴向位错创建相应的孔。
发明内容
本发明的任务在于，创造一种用于活塞式发动机的曲轴，在所述曲轴中，相应的轴颈具有特别精确地相互对齐的孔。
按照本发明，该任务通过一种具有权利要求1的特征的曲轴来解决。有利的构造形式连同本发明的符合目的的进一步扩展方案在其余权利要求中给出。
为了创造开头所述类型的曲轴，所述曲轴具有相应的轴颈的特别精确地相互对齐的孔，所述孔形式为相应的轴颈的贯通孔，按照本发明规定，在曲柄臂上在旋转轴线的区域中设有相应的材料积聚部，所述材料积聚部分别具有至少基本上正交于旋转轴线定向的面。因此，按照本发明规定，借助于所述材料积聚部为钻孔工具创造在曲轴的曲柄臂上的相应面，钻头在所述面上垂直地进入到曲轴的材料中或者又退出。作用到钻孔工具上的侧面力由此在所述转头进入到曲轴的材料时或者在从曲轴的材料退出时减少到最小。因此确保，钻孔工具不碰到倾斜的面上，所述倾斜的面可能导致钻孔工具偏移并且因此可能导致具有较小精度的孔。就这点而言，特别有利的是，曲轴已经在其粗坯状态中、亦即在可能的最终加工步骤、例如相应轴颈或者连杆轴颈的表面加工进行完以前就具有所述材料积聚部。因此特别有利的是，在制造曲轴、亦即例如在锻造或者铸造曲轴时，将所述材料积聚部施加在曲轴上、亦即与曲轴一件式地制造。
因此，通过材料积聚部完全不需要引导器件，例如用于在各个钻头进入和退出之间引导转头的套筒。换言之，钻孔工具的引导仅通过要钻通的曲轴本身进行。通过避免横向力和钻头在钻孔过程期间的滑离(如在钻头尖击中到倾斜的面上的情况如此)，一方面特别精准地产生贯通孔并且另一方面显著地提高钻孔工具的寿命。
附图说明
本发明的其他优点、特征和细节由优选的实施例以及借助附图的以下说明得出。
图中:
图1示出曲轴的示意性透视图，所述曲轴按照现有技术具有沿着曲轴的旋转轴线的贯通孔；
图2示出按照本发明的曲轴的示意性透视图，所述曲轴沿着其旋转轴线具有相应的材料积聚部，所述材料积聚部带有正交于旋转轴线的面；
图3示出曲轴的示意性透视图，其中，曲轴的大部分轴颈当前具有材料积聚部，所述材料积聚部当前沿着旋转轴线钻通；
图4示出曲轴的示意性透视图，所述曲轴具有在旋转轴线区域中的材料积聚部，以及
图5示出在图4中示出的曲轴的示意性局部图。
具体实施方式
由现有技术已知的曲轴1以示意性透视图在图1中示出。已知的是，曲轴1借助于相应的轴颈2支承在活塞式发动机的这里未示出的曲轴轴承中。曲轴1基本上绕旋转轴线8旋转，所述旋转轴线同时相应于曲轴1的贯通孔7的中心线。在轴颈2仅仅在其相应的轴承中绕旋转轴线8并且因此绕其相应的纵向轴线旋转期间，相应的连杆轴颈4(所述连杆轴颈借助于相应的曲柄臂3与轴颈2连接)基本上描绘绕旋转轴线8的圆形轨道。连杆轴颈4由这里未示出的连杆的相应的连杆轴承包围，其中，连杆轴颈4的数量等于活塞式发动机的气缸数量。
与图1相反地，以示意性透视图在图2中示出曲轴1在其粗坯状态中。因为曲轴1的构造已经大部分借助图1描述过，在如下附图(图2至图5)中仅探讨区别。与图1相反地，在图2中以及在与曲轴1借助图4的示意性透视图中能看出，按照本发明的曲轴1具有材料积聚部5，借助于所述材料积聚部沿着旋转轴线8能够特别过程安全地钻通曲轴1，而不存在如下危险，即，由此产生的贯通孔7例如由于钻孔工具偏移而与旋转轴线8偏离。此外，由图2和图4可看出，材料积聚部5设置在相应曲柄臂3的相应的与所配设的轴颈2相背离的侧面上，所述侧面相当于积聚侧面9。当前规定，材料积聚部5分别具有至少基本上正交于旋转轴线8定向的面6。为了特别有效地禁止钻孔工具在沿着旋转轴线8钻通曲轴1时偏移并且与此相应地将作用到钻孔工具上的可能的横向力最小化，所述面6按照旋转轴线8的延伸方向基本上轴向对齐地设置。在此，相应的面6的延伸轮廓优选如当前可以具有矩形的或者圆形的外轮廓，其中，然而也可以设有非对称的外轮廓。现在为了使钻孔工具经受特别小的横向力，面6在其正交于旋转轴线8延伸的延伸方向上这样确定尺寸，使得钻孔工具的投影范围完全处于面6上。这点特别是在与曲轴1借助图3的示意性透视图中能看出。因此换言之，贯通孔7的钻孔面(其基本上由钻孔工具的直径得出)至少基本上处于相应的材料积聚部5的面6上，其中，在钻通之后沿围绕贯通孔7的周向剩下面6的基本上圆环形的剩余部。换言之确保：钻孔工具在整个钻孔过程击中正交于钻孔工具定向的面6。如此外由图2、图4以及图5(其示出在图4中所示的曲轴的示意性局部图)能看出，材料积聚部5不仅构成为平台状，而且也设置在相应的曲柄臂3的相应的积聚侧面9上。相应的积聚侧面9因此相当于相应的曲柄臂3与所配设的轴颈2相背离的侧面。
通过材料积聚部5的相应面6在相应的曲柄臂3的相应积聚侧面9上的按照本发明的构成方式，为钻孔工具提供平面的、平坦的止挡，借助于所述止挡确保，避免横向力对钻孔工具的影响。如果面6还这样设计，使得钻孔工具在整个钻孔过程期间在其整个周边上基本上正交于曲轴的材料，则因此可以将由于钻孔过程而保留的毛刺最小化并且在钻孔之后避免尖的、锋利的轮廓。面6此外不仅可以作为粗轮廓附设于曲轴1上、即与曲轴半成品一同制造并且构造成平台，而且对所述面进行事后加工并且因此正交于旋转轴线8定向。
附图标记列表
1 曲轴
2 轴颈
3 曲柄臂
4 连杆轴颈
5 材料积聚部
6 面
7 贯通孔
8 旋转轴线
9 积聚侧面

Claims (2)

1.用于活塞式发动机的曲轴(1)，其具有至少两个轴颈(2)，相应的曲柄臂(3)连接到所述轴颈上，所述曲柄臂通过所配设的连杆轴颈(4)相互连接，其中，轴颈具有相对于其旋转轴线(8)同心地设置的贯通孔(7)，其特征在于，在所述曲柄臂(3)上在旋转轴线(8)的区域中设有相应的材料积聚部(5)，所述材料积聚部分别具有至少基本上正交于旋转轴线(8)定向的面(6)，所述面(6)按照旋转轴线(8)的延伸方向基本上轴向相互对齐地设置，并且在面(6)中设置有到贯通孔(7)的轴颈(2)中的进入部或者从贯通孔(7)的轴颈(2)中的退出部，由此为用于打孔的轴颈(7)的钻孔工具能实现无侧面力地进入到轴颈中以及从轴颈中无侧面力地退出，其中，所述材料积聚部(5)构成为平台状的。
2.按照权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述材料积聚部(5)设置在相应曲柄臂(3)的相应的、与所配设的轴颈(2)相背离的侧面(9)上。
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