DE102004010833A1

DE102004010833A1 - Kurbelwelle für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102004010833A1
Application number: DE102004010833A
Authority: DE
Inventors: Yoshitsugu Wako Gokan
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2004-09-16
Also published as: GB0404429D0; US20040187637A1; GB2399157A; GB2399157B; US6959683B2

Abstract

Eine Kurbelwelle weist ein Schraubenantriebsrad auf, das als eine der Kurbelwangen an einem Endabschnitt davon ausgebildet ist. Eine andere Kurbelwange außerhalb des Antriebsrads ist in zwei Teilen ausgeführt, einem integralen Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt und ein abnehmbares Ausgleichsgewicht. In einer Ausführungsform ist eine Kurbelwelle (12) mit einem Kurbelwellenkörper (33) ausgestattet, der ein Rad (24) zur Abgabe von Rotation umfasst, das an einer Seite eines Kurbelzapfens (17d) ausgebildet ist. Die Kurbelwelle (12) enthält weiterhin einen ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (30g), der an der anderen Seite des Kurbelzapfens (17d) gebildet ist und ein erstes Ausgleichsgewicht (31g), das an den ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (30g) montiert werden kann. Der Kurbelwellenkörper (33) kann mit einem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (30a), der separat vom ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (30g) ist, und mit einem zweiten Ausgleichsgewicht (31a), das an dem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt montiert ist, gebildet sein.

Description

Verweis auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität nach 35 USC 119 auf Grundlage der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-074457, Anmeldedatum 18. März 2003, und beansprucht weiterhin Priorität auf Grundlage der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-059769, Anmeldedatum 6. März 2003.
Hintergrund der Erfindung
1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kurbelwelle für einen Verbrennungsmotor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Kurbelwelle, die eine Kurbelwange enthält, die als Schraubenantriebsrad ausgeführt ist, und die weiterhin eine zweiteilige Kurbelwange enthält, die ein abnehmbares ringförmiges Gewicht enthält.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Es sind viele verschiedene Bauarten für Verbrennungsmotoren bekannt, und viele verschiedene Motoren sind kommerziell erhältlich. In einem Motorradmotor, z. B., wird ein Kolben durch Wärmeenergie, die durch das Verbrennen einer Luft-Kraftstoff-Mischung erhalten wird, hin- und herbewegt. Hin- und Herbewegung des Kolbens wird mittels einer Pleuelstange in Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt.

Es ist bekannt, eine Kurbelwelle, die in einem Motorradmotor genutzt wird, mit einem integralen Stirnrad auszubilden, das an der Kurbelwelle an einer Seite eines Kurbelzapfens gebildet ist. Diese bekannte Kurbelwelle ist mit einem Ausgleichsgewicht ausgebildet, das an der Kurbelwelle an der anderen Seite des Kurbelzapfens montiert ist (siehe z. B. die Kurbelwelle, die im veröffentlichten japanischen Patentdokument JP-A-8-93746 offenbart ist).

Bei der bekannten Kurbelwelle, die im japanischen veröffentlichten Patentdokument JP-A-8-93746 beschrieben wird, wird eine Kurbelwange in zwei Hauptabschnitte aufgeteilt, d.h., in einen integralen Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt und in ein abnehmbares Ausgleichsgewicht. Das Ausgleichsgewicht ist abnehmbar ausgeführt, um Interferenz mit einem Bearbeitungswerkzeug, das genutzt wird, um während der Herstellung das Rad an einer Seite des Kurbelzapfens zu formen, zu vermeiden.

In anderen Worten, bei der Bauart der bekannten Kurbelwelle ist der Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt in einer Größe ausgebildet, die Interferenz mit dem Bearbeitungswerkzeug während der Bearbeitung des Rads vermeiden kann, so dass das Rad durch Bearbeitung an dem ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt gebildet wird, während Interferenz mit dem Bearbeitungswerkzeug vermieden wird. Nachdem das Rad bearbeitet wurde, wird das Ausgleichsgewicht dann an den Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt montiert.

In der oben beschriebenen bekannten Kurbelwelle sind die Lastveränderungen, die auf jeden Zahn ausgeübt werden, signifikant, obwohl eine der Kurbelwangen als Stirnrad ausgelegt ist, und der Betrieb des Rads kann laut sein.

Da es üblicherweise bei bekannten Kurbelwellen, inklusive der oben beschriebenen Struktur, notwendig ist, ein Trägheitsmoment der Kurbelwelle an entsprechende Motoren, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, anzupassen, ist es darüber hinaus schwierig, eine Kurbelwelle unter einer Mehrzahl von Motorentypen zu teilen. Wenn es jedoch möglich wäre, eine Kurbelwelle unter einer Mehrzahl von Motorentypen zu teilen, würden die Gesamtkosten signifikant verringert.

Obwohl die bekannten Kurbelwellen einen gewissen Nutzen für ihre beabsichtigten Zwecke aufweisen, besteht noch immer Bedarf im Stand der Technik für eine verbesserte Kurbelwelle für einen Motor. Insbesondere besteht ein Bedarf für eine Kurbelwelle, die ein integral ausgebildetes Antriebsrad an einer ihrer Kurbelwangen umfasst, das eine der mit einem Stirnrad erreichbaren überlegene Funktion zeigt.

Weiterhin besteht Bedarf für eine verbesserte Kurbelwelle, die so ausgelegt werden kann, dass sie in irgendeiner aus einer Mehrzahl von Motoren genutzt werden kann, so dass Kosteneinsparungen und eine Verringerung der Bauteilanzahlen erzielt werden können.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung sieht eine verbesserte Kurbelwelle für einen Verbrennungsmotor vor, bei der ein primäres Antriebsrad, das ein Schraubenrad ist, durch eine modifizierte Kurbelwange der Kurbelwelle bereitgestellt wird. Die Kurbelwelle hiervon umfasst weiterhin eine geteilte Kurbelwange, die mit dem primären Antriebsrad durch einen Kurbelzapfen verbunden ist. Wahlweise kann die Kurbelwelle eine zweite geteilte Kurbelwange an einem der ersten geteilten Kurbelwange gegenüberliegenden Ende aufweisen, um eine größere Anpassungsfähigkeit im Einsatz zu ermöglichen.

Das Schraubenrad, das an der Kurbelwange der Kurbelwelle vorgesehen ist, hat eine hohe Verzahnungsrate und erfährt geringere Lastveränderungen an jedem Zahn als ein Stirnrad, wodurch mechanische Geräusche reduziert werden können, und gleichmäßige Kraftübertragung erzielt werden kann.

Wenn das auf der Kurbelwange vorgesehene Rad ein Schraubenrad ist, kann der Schliff der schraubenförmigen Zähne um den Schrägungswinkel einer Zahnspur gedreht werden, und demzufolge brauchen die Kurbelwangen an beiden Seiten des Rads nicht kleiner ausgeführt zu werden als der untere Durchmesser des Schraubenrads.

Die Erfindung nach einer besonderen Ausführungsform hiervon ist eine Kurbelwelle (z. B. eine Kurbelwelle 12 in einer beispielhaften erläuternden Ausführungsform), die einen Kurbelwellenkörper aufweist (z. B. einen Kurbelwellenkörper 33 in der Ausführungsform), der ein Rad enthält (z. B. ein primäres Antriebsrad 24 in der Ausführungsform), das auf einer Kurbelwange auf einer Seite eines Kurbelzapfens ausgebildet ist (z. B. eines Kurbelzapfen 17d in der Ausführungsform).

Die Kurbelwelle nach der besonderen Ausführungsform enthält eine Struktur zur Unterstützung einer Pleuelstange (z. B. einer Pleuelstange 18d in der Ausführungsform), die mit einem Kolben verbunden werden kann (z. B. einem Kolben 19d in der Ausführungsform). Die Kurbelwelle 12 enthält weiterhin einen ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (z. B. einen ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g in der Ausführungsform), der an der anderen Seite des Kurbelzapfens ausgebildet ist, und ein erstes Ausgleichsgewicht (z. B. ein erstes Ausgleichsgewicht 31g in der Ausführungsform) zum Anbringen an dem ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt.

Die Kurbelwelle nach der beschriebenen Ausführungsform kann wahlweise mit einem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (z. B. einem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a in der Ausführungsform), der separat vom ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt ist, und einem zweiten Ausgleichsgewicht (z. B. einem zweiten Ausgleichsgewicht 31a in der Ausführungsform), der an dem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt montiert ist, ausgebildet sein.

Auf diese Art, unter Nutzung der Struktur, bei der eine Kurbelwange in den ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt und das erste Ausgleichsgewicht aufgeteilt ist, um Bearbeitung des Rads zu ermöglichen, während Interferenz mit dem Bearbeitungswerkzeug vermieden wird, zum Beispiel für eine Mehrzahl von Motorentypen, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, wird das erste Ausgleichsgewicht, das an dem ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt montiert werden soll, ausgewählt um ein Trägheitsmoment abzustimmen, und das zweite Ausgleichsgewicht, das an dem separaten zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt vorgesehen sein soll, wird ebenfalls ausgewählt um dem ersten Ausgleichsgewicht zu entsprechen, um die Kurbelwelle in axialer Richtung auszuwuchten. Demgemäß kann die Kurbelwelle durch Auswechseln des ersten Ausgleichsgewichts und des zweiten Ausgleichsgewichts an jeden aus einer Auswahl von Motorentypen montiert werden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt an dem Kurbelwellenkörper an einer Seite des Kurbelzapfens (z. B. einem Kurbelzapfen 17d in der Ausführungsform) vorgesehen ist, der an einem Ende einer Mehrzahl von Kurbelzapfen angeordnet ist, und der zweite Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt neben einem Kurbelzapfen (z. B. einem Kurbelzapfen 17a in der Ausführungsform) vorgesehen sein kann, der an dem anderen Ende der Kurbelwelle von dem ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt angeordnet ist.

Auf diese Art, da der erste Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt an der Außenseite des Kurbelzapfens vorgesehen ist, der an einem Ende der Mehrzahl der Kurbelzapfen angeordnet ist, und der zweite Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt an der Außenseite des am anderen Ende angeordneten Kurbelzapfens vorgesehen ist, sind der erste Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt und der zweite Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt gut ausbalanciert bezüglich der Position, und daher können beim Ändern des ersten Ausgleichsgewichts und des zweiten Ausgleichsgewichts die Ausgleichsgewichte relativ einfach festgesetzt werden.

In einem anderen Aspekt hiervon ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Kurbelwelle ausgebildete Hauptantriebsrad ein Schraubenrad ist.

Auf diese Art, obwohl Verzahnungsgeräusche des Rads durch den Einsatz des Schraubenrads als das Hauptantriebsrad verringert werden können, und daher die Laufruhe verbessert werden kann, da es notwendig ist, das Bearbeitungswerkzeug relativ zu dem Rad zu neigen, um das Schraubenrad zu bearbeiten, und daher die Wahrscheinlichkeit von Interferenz mit der Kurbelwange, die an der dem Kurbelzapfen von dem Rad gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, zunimmt, ist die Struktur, bei der die Kurbelwange in den ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt und das erste Ausgleichsgewicht aufgeteilt ist, effektiver.

Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird der Leser auf den folgenden detaillierten Beschreibungsabschnitt verwiesen, der in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen werden sollte. Überall in der folgenden detaillierten Beschreibung und in den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht von vorne auf eine Kurbelwelle nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine Seitenansicht der Kurbelwelle aus 1, aus der Richtung, die in 1 durch einen Pfeil II angegeben ist.
3 ist ein Querschnitt von und teilweise eine Draufsicht auf die Kurbelwelle aus 1, entlang der Linie III-III darin.
4 ist eine Längsquerschnittsansicht eines rechten Hauptabschnitts der Kurbelwelle aus 1.
5 ist eine Explosionsdarstellung eines Längsquerschnitts des rechten Hauptabschnitts der Kurbelwelle aus 1 und 4.
6 ist eine vereinfachte Draufsicht, die allgemein die interne Struktur eines Motors zeigt, der eine Kurbelwelle nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung enthält, und die den Umriss eines Getriebes als Durchsicht zeigt.
7 ist eine Vorderansicht einer Kurbelwelle nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
8 ist eine Seitendraufsicht der Kurbelwelle nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung, aus einem Blickwinkel von der rechten Seite von 7 aus gesehen; und
9 ist eine Seitendraufsicht der Kurbelwelle nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, aus einem Blickwinkel von der linken Seite von 7 aus gesehen.
Detaillierte Beschreibung
6 der Zeichnungen zeigt allgemein die interne Struktur eines Motors 11, bei dem eine Kurbelwelle nach der Ausführungsform angewendet werden kann, und insbesondere ist der Motor 11 nach der dargestellten Ausführungsform ein Reihenvierzylindermotor für Motorräder.
Mit Bezug auf 1–5 wird nun eine erste veranschaulichende Ausführungsform einer Kurbelwelle 1 nach der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine Kurbelwelle 1 nach der ersten Ausführungsform wird zum Beispiel bei einem Viertakt-Parallel-Reihenvierzylindermotor eines Motorrads angewandt, und die allgemeine Vorderansicht der Kurbelwelle 1 wird in 1 gezeigt.
Mit Bezug zu 1 enthält die Kurbelwelle 1, von links fünf Kurbelachsabschnitte J1, J2, J3, J4, J5, die Abschnitte der drehenden Welle sind, und beide Enden der Welle entlang der Drehachse L enthalten. Die Kurbelwelle 1 ist zusätzlich mit Kurbelzapfen P1, P2, P3, P4 versehen, welche dazu vorgesehen sind, dass sie die Kolben mittels der Pleuelstangen unterstützend aufnehmen. Die Kurbelzapfen P1, P2, P3, P4 befinden sich zwischen den fünf benachbarten Kurbelachsabschnitten J1, J2, J3, J4, J5 und sind nichtaxial angeordnet, so dass sie von der Drehachse L versetzt liegen.
Kurbelwangen W1a, W1b auf beiden Seiten des Kurbelzapfens P1 verbinden den Kurbelzapfen P1 mit den Kurbelachsabschnitten J1, J2. Kurbelwangen W2a, W2b auf beiden Seiten des Kurbelzapfens P2 verbinden den Kurbelzapfen P2 mit den Kurbelachsabschnitten J2, J3. Kurbelwangen W3a, W3b auf beiden Seiten des Kurbelzapfens P3 verbinden den Kurbelzapfen P3 mit den Kurbelachsabschnitten J3, J4, und Kurbelwangen W4a, W4b auf beiden Seiten des Kurbelzapfens P4 verbinden den Kurbelzapfen P4 mit den Kurbelachsabschnitten J4, J5.
Die Kurbelwelle 1, allgemein geformt wie oben beschrieben, kann durch Schmieden oder Spritzguss integral ausgeformt werden, mit der Ausnahme von zusätzlichen Kurbelwangen, die als Ausgleichsgewichte funktionieren, wie hierin weiter beschrieben werden wird.
Die Kurbelwange W4a, die den Kurbelzapfen P4 mit dem Kurbelachsabschnitt J4 verbindet, ist einzigartig konfiguriert, und ist mit schraubenförmigen Zähnen h geschliffen, die integral um die Kurbelwange an der äußeren Umfangsfläche davon gebildet sind. Demzufolge dient die Kurbelwange W4a an sich als ein primäres Antriebsrad 2, welches ein Schraubenrad ist. Die schraubenförmigen Zähne h haben einen Schrägungswinkel von etwa 30 Grad.
Wenn die Kurbelwelle 1 zusammen mit anderen Komponenten des Motors und des Getriebes zusammengefügt wird, greift das primäre Antriebsrad 2 in ein (nicht gezeigtes) primäres Abtriebsrad ein, das an einem äußeren Abschnitt einer Kupplung angebracht ist, die am Ende der Hauptantriebswelle des Getriebes vorgesehen ist. Das primäre Antriebsrad 2 überträgt daher Rotation der Kurbelwelle 1 über die Kupplung zum Getriebe.
Mit Bezug zu 2–3 ist ersichtlich, dass der äußere Durchmesser (maximale Durchmesser) der schraubenförmigen Zähne h des primären Antriebsrads 2 als D1 dargestellt ist, und der (kleinere) Durchmesser des primären Antriebsrads 2 an dem unteren Ende der Zähne h als D2 dargestellt ist.
An den Kurbelwangen W1a, W2b, W3a, W4b sind Gegengewichte C1, C2, C3, C4 vorgesehen, an den Seiten der Drehachse L, die den Seiten an denen die Kurbelzapfen P1, P2, P3, P4 gehalten werden, gegenüberliegen.
Insbesondere sind die Kurbelwangen W1a, W4b an beiden Enden durch das Zusammenfügen einer separaten zusätzlichen Kurbelwange mit einer Hauptkurbelwange die integral mit dem Kurbelwellenkörper geformt ist, gebildet.
Beide der Kurbelwangen W1a, W4b an den äußeren Enden haben dieselbe zweiteilige Struktur, und die Kurbelwange W4b neben dem primären Antnebsrad 2 wird auf der Grundlage von 3 bis 5 beschrieben. Es versteht sich, dass die Kurbelwange W1a am anderen Ende der Kurbelwelle eine entsprechende Struktur aufweist.
Von der Seite betrachtet, wie in 2 dargestellt, hat die Kurbelwangen-Hauptmasse 3 der Kurbelwange W4b einen Umriss, der wie ein Axtkopf geformt ist und der dadurch gebildet ist, dass zwei im Wesentlichen mandelförmige Teile aus einer Scheibe mit Durchmesser d1 (siehe 2) herausgeschnitten werden. Die Kurbelwangen-Hauptmasse 3 hat einen schmaler ausgebildeten Abschnitt 3a und einen breiter ausgebildeten Abschnitt 3b, so dass die Gesamtgewichtsverteilung symmetrisch hinsichtlich der Drehachse L ist. Der schmaler ausgebildete Abschnitt 3a ist so geformt, dass der Kurbelzapfen P4 daraus herausragt, und der breiter ausgeführte Abschnitt 3b stellt einen Teil des Gegengewichts C4 dar.
Wie in 5 gezeigt, ist der äußere Durchmesser d1 der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 größer als der Durchmesser D2 des unteren Endes der Zähne des benachbarten primären Antriebsrads 2, und kleiner als der äußere Durchmesser D1 davon. In anderen Worten, die Relation hinsichtlich des äußeren Durchmessers d1 der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 wird durch den Ausdruck D2<d1<D1 beschrieben.
Der breiter ausgebildete Abschnitt 3b ist mit fünf Befestigungslöchern 3d darin ausgebildet, die in regelmäßigen Abständen entlang des äußeren Umfangsrands davon auf demselben Durchmesser angeordnet sind.
Wie in 5 am besten ersichtlich, ist der zentrale Abschnitt der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 so ausgebildet, dass eine Säule 3c eines mittleren Durchmessers davon nach außen herausragt und der Kurbelachsabschnitt J5, der einen kleinen Durchmesser besitzt, sich integral nach außen von der Säule 3c mit mittlerem Durchmesser erstreckt.
Demgegenüber enthält eine zusätzliche Kurbelwange 4 einen ringförmigen Abschnitt 4a, der ein darin gebildetes zylindrisches Loch zum Empfangen einer Säule 3c aufweist. Der ringförmige Abschnitt 4a besitzt einen äußeren Durchmesser, der kleiner ist als der äußere Durchmesser d1 der Kurbelwangen-Hauptmasse 3, und einen inneren Durchmesser, der nur geringfügig größer als der der Durchmesser der Säule 3c mittleren Durchmessers ist und so ermöglicht, dass die zusätzliche Kurbelwange über die Säule 3c passt.
Die zusätzliche Kurbelwange 4 enthält weiterhin einen ausgebildeten Abschnitt 4b, der gebildet wurde, indem eine Hälfte des ringförmigen Abschnitts 4a in der radialen Richtung verlängert und fächerförmig geweitet wurde, und einen bogenförmigen Abschnitt 4c, der in der axialen Richtung entlang des äußeren Umfangsrands des ausgebildeten Abschnitts 4b herausragt.
Der ausgebildete Abschnitt 4b der zusätzlichen Kurbelwange 4 hat die gleiche Form wie der breiter ausgebildete Abschnitt 3b der Kurbelwangen-Hauptmasse 3, und der äußere Durchmesser davon ist etwas größer als der breiter ausgebildete Abschnitt 3b.
Der ausgebildete Abschnitt 4b ist wie gezeigt mit fünf Einführungslöchern 4d darin ausgeführt, die in Abständen voneinander angeordnet sind, wobei die äußeren Abschnitte der Löcher angesenkt und kegelförmig zurechtgestutzt sind. Die Positionen und Abstände der Löcher 4d entsprechen den fünf Befestigungslöchern 3d des breiter ausgebildeten Abschnitts 3b der Kurbelwangen-Hauptmasse 3.
Die axiale Breite des Überstands des bogenförmigen Abschnitts 4c ist fast identisch mit der Breite des breiter ausgebildeten Abschnitts 3b der Kurbelwangen-Hauptmasse 3. Der innere Durchmesser des bogenförmigen Abschnitts 4c ist identisch mit dem äußeren Durchmesser d1 der Kurbelwangen-Hauptmasse 3, und der äußere Durchmesser des bogenförmigen Abschnitts 4c ist größer als der maximale Durchmesser D1 des primären Antriebsrads 2.
Daher bedeckt der bogenförmige Abschnitt 4c der zusätzlichen Kurbelwange 4 den äußeren Umfang des breiter ausgebildeten Abschnitts 3b der Kurbelwangen-Hauptmasse 3, wenn die zusätzliche Kurbelwange 4 mit der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 verbunden wird, indem der ringförmige Abschnitt 4a der zusätzlichen Kurbelwange 4 über den mittleren säulenförmigen Abschnitt 3c der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 eingepasst wird.
Dann werden Innensechskantschrauben 5 durch die Einführungslöcher 4d in der zusätzlichen Kurbelwange 4 in die ausgerichteten fünf Befestigungslöcher 3d an der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 eingefügt. Die Schrauben 5 werden dann in die Befestigungslöcher 3d eingeschraubt, so dass die zusätzliche Kurbelwange 4 starr an der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 angebracht ist.
Der breiter ausgebildete Abschnitt 3b der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 und der ausgebildete Abschnitt 4b der zusätzlichen Kurbelwange 4 machen zusammen mit den fünf Innensechskantschrauben 5 das Gegengewicht C4 der Kurbelwange W4b aus.
Ein äußerer Durchmesser d2 der Kurbelwange W3b, die an der anderen Seite des primären Antriebsrads 2 angeordnet ist, ist größer als der Durchmesser D2 des unteren Endes der Zähne des primären Antriebsrads 2 und kleiner als der äußere Durchmesser D1, wie in dem Fall des äußeren Durchmessers d1 der Kurbelwangen-Hauptmasse 3, also in einer Relation von D2<d2<D1.
Wie oben beschrieben, ist die Kurbelwange W4b in die Kurbelwangen-Hauptmasse 3 und die zusätzliche Kurbelwange 4 aufgeteilt, daher kann die zusätzliche Kurbelwange 4 am Kurbelwellenkörper montiert werden, nachdem die schraubenförmigen Zähne h mit einer Schneidemaschine in einem Schrägungswinkel von etwa 30 Grad in die äußere Umfangsfläche der integral geformten Kurbelwange W4a geschliffen wurden.
Beim Schliff der Getriebeverzahnung des primären Antriebsrads 2 kann, obwohl die äußeren Durchmesser d1, d2 der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 und der dem primären Antriebsrad 2 benachbarten Kurbelwange W3b auf beiden Seiten größer sind als der Durchmesser D2 des unteren Endes der geschliffenen Zähne, Interferenz der tangentialen Linie des unteren Endes der Zähne, die durch den Schrägungswinkel gedreht ist und sich in der Richtung der Zahnspur erstreckt mit der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 und der Kurbelwange W3b vermieden werden, und daher können die schraubenförmigen Zähne geschliffen werden.
Beim Zusammenfügen der zusätzlichen Kurbelwange 4 mit der Kurbelwangen-Hauptmasse 3, um die Kurbelwange 4b wie oben beschrieben aufzubauen, nach dem Schliff der schraubenförmigen Zähne h und Ausbilden des Schraubenrads, kann das Gegengewicht C4 dadurch erzielt werden, dass ein ausreichendes Gewicht von dem ausgebildeten Abschnitt 4b der zusätzlichen Kurbelwange 4 bereitgestellt wird.
Wie oben beschrieben, ist es durch den Einsatz eines Schraubenrads als das primäre Antriebsrad 2 nicht notwendig, die äußeren Durchmesser d1, d2 der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 und der Kurbelwange W3b auf beiden Seiten davon, auf Werte, die kleiner sind als der Durchmesser des unteren Endes des Schraubenrads, festzusetzen.
Da der Durchmesser der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 der mehrteiliger ausgeführten Kurbelwange W4b erhöht werden kann, kann ein ausreichendes Gegengewicht selbst dann erreicht werden, wenn die zusätzliche Kurbelwange 4 verkleinert wird.
Zusätzlich kann bei Verkleinerung der zusätzlichen Kurbelwange 4 die Größe der Innensechskantschrauben 5 zur Montage an der Kurbelwangen- Hauptmasse reduziert werden.
Auf diese Art, da der äußere Durchmesser d1 der Kurbelwangen-Hauptmasse 3 der mehrteilig ausgeführten Kurbelwange W4b auf einen Wert größer als der Durchmesser D2 des unteren Endes der Zähne des primären Antriebsrads 2 festgesetzt werden kann, kann die Abstimmung der zusätzlichen Kurbelwange 4 einfach durchgeführt werden, und die Anpassungsfähigkeit der Kurbelwelle 1 nimmt zu.
Durch den Einsatz eines Schraubenrads als das primäre Antriebsrad 2, kann die Verzahnungsrate mit dem primären Abtriebsrad am Getriebe erhöht werden, um Lastveränderungen, die auf jeden Zahn ausgeübt werden, zu reduzieren, so dass mechanische Geräusche verringert werden und leise und gleichmäßige Kraftübertragung erzielt wird.
Obwohl die monolithische integral gegossene Kurbelwelle in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist, ist es im Fall einer Kurbelwelle in zusammengebauter Ausführung, bei der Teile durch Presspassung oder ähnliches miteinander zusammengebaut werden, einfach, ein Antriebsrad auf der Kurbelwelle zu formen, und durch den Einsatz eines Schraubenrads als das Antriebsrad können mechanische Geräusche verringert werden und leise und gleichmäßige Kraftübertragung erzielt werden.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform einer Kurbelwelle 12 nach der vorliegenden Erfindung wird in 6–9 dargestellt.
Der in 6 gezeigte Motor 11 umfasst eine Kurbelwelle 12 und ein Kurbelgehäuse 15, das Kurbelachsabschnitte 13a–13e, die an einer Mehrzahl, oder insbesondere an fünf Positionen der Kurbelwelle 12 angeordnet sind, durch Kurbelachsabschnittslager 14a–14e drehbar unterstützt, die an einer Mehrzahl, oder insbesondere an fünf Positionen, angeordnet sind. Der in 6 dargestellte Motor 11 umfasst ferner vier Kolben 19a–19d, die jeweils mit Kurbelzapfen 17a–17d an vier Positionen der Kurbelwelle 12 durch vier Pleuelstangen 18a–18d verbunden sind. Der Motor 11 umfasst weiterhin einen Zylinderblock 21, der an der oberen Seite des Kurbelgehäuses 15 montiert ist, zur Führung der Gleitbewegung der jeweiligen Kolben 19 an den inneren Oberflächen 20a bis 20d der jeweiligen Zylinder, und einen Zylinderkopf 22, der an der oberen Seite des Zylinderblocks 21 zum Bereithalten einer (nicht gezeigten) Ventileinrichtung montiert ist.
Am Motor 11 ist ein zugehöriges Getriebe 25 vorgesehen, und die Leistungsabgabe des Motors wird zum Getriebe mittels eines primären Antriebsrads 24 der Kurbelwelle 12 übertragen. Eine Kupplung 26 ist zwischen dem Motor und dem Getriebe vorgesehen, um zwischen der Übertragung einer Antriebskraft von der Kurbelwelle 12 zu dem Getriebe 25 und dem Abkoppeln der Antriebskraft von dem Getriebe 25 zu schalten.
Wie in 7 gezeigt, umfasst die Kurbelwelle nach der zweiten Ausführungsform, von der linken Seite in der Zeichnung in einer axialen Richtung von links nach rechts, den Kurbelachsabschnitt 13a, eine Kurbelwange 28a, den Kurbelzapfen 17a, eine Kurbelwange 28b, den Kurbelachsabschnitt 13b, eine Kurbelwange 28c, den Kurbelzapfen 17b, eine Kurbelwange 28d, den Kurbelachsabschnitt 13c, eine Kurbelwange 28e, den Kurbelzapfen 17c, eine Kurbelwange 28f, den Kurbelachsabschnitt 13d, das primäre Antriebsrad 24 (Rad), den Kurbelzapfen 17d, eine Kurbelwange 28g und den Kurbelachsabschnitt 13c.
Die Kurbelwelle 12 wird von den Kurbelachsabschnittslagern 14a bis 14e des in 6 gezeigten Kurbelgehäuses 15 an den koaxial bereitgestellten Kurbelachsabschnitten 13a bis 13e drehbar unterstützt, und unterstützt drehbar die Pleuelstangen 18a bis 18d auf den jeweiligen Kurbelzapfen 17a bis 17d, die hinsichtlich der Kurbelachsabschnitte 13a bis 13e radial versetzt sind. Hierbei sind die Kurbelzapfen 17a, 17d an beiden äußeren Seiten der Kurbelwelle 12 in axialer Richtung in Bezug aufeinander in Phase in der Drehrichtung der Kurbelwelle 12, und die Kurbelzapfen 17b, 17c, die an beiden inneren Seiten der Kurbelwelle 12 in axialer Richtung angeordnet sind, ebenfalls in Bezug aufeinander in Phase in der Drehrichtung der Kurbelwelle 12. Die relativen Positionen der beiden inneren Kurbelzapfen 17b, 17c, sind um 180 Grad versetzt relativ zu den äußeren Kurbelzapfen 17a, 17d.
Die Kurbelwange 28g ist an der Außenseite des Kurbelzapfens 17d an einem Ende der Mehrzahl von Kurbelzapfen 17a–17d angeordnet und auf der dem primären Antriebsrad 24 gegenüberliegenden Seite des Kurbelzapfens 17d angeordnet. Wie in 7 und 8 gezeigt, umfasst die Kurbelwange 28g einen erstes Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt) 30g und ein erstes Ausgleichsgewicht (Ausgleichsgewicht) 31g. Die Kurbelwange 28a an der Außenseite des Kurbelzapfens 17a an der anderen Seite der Mehrzahl von Kurbelzapfen 17a–17d umfasst weiterhin, wie in 7 und 9 gezeigt, einen zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a und ein zweites Ausgleichsgewicht 31a.
Die oben beschriebenen Kurbelachsabschnitte 13a bis 13e, die Kurbelwangen 28b bis 28f, die Kurbelzapfen 17a bis 17d und der erste und zweite Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a, 30g sind auf einem integral gebildeten Kurbelwellenkörper 33 gebildet.
Der erste Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g umfasst an einer Seite eine verschmälerte Einpasssäule 35g, die an der Außenseite der Kurbelwelle 12 in axialer Richtung vorgesehen ist, und ein geweitetes Grundflächenbauteil 36g, das innen, d.h. an der Seite des benachbarten Kurbelzapfens 17d, angeordnet ist und sich radial von der Einpasssäule 35g nach außen erstreckt.
Das Grundflächenbauteil 36g ist in einer Form ausgebildet, in der eine seitliche Hälfte radial von der Kurbelwelle 12 sich zum in radialer Richtung weiter entfernten Ende hin graduell verjüngt. Der äußere Umfangsabschnitt ist mit einer verschmälerten Verlängerung 37g ausgebildet, die einen Bogen bildet, der mit den Kurbelachsabschnitten 13a bis 13e koaxial ist, und in der die andere seitliche Hälfte radial von der Kurbelwelle 12 eine Form besitzt, bei der sich die Breite zum in radialer Richtung weiter entfernten Ende hin graduell erhöht. Der äußere Umfangsabschnitt ist eine verbreiterte Verlängerung 38g, die einen Bogen bildet, der mit den Kurbelachsabschnitten 13a bis 13e koaxial ist. Hierbei ist die verbreiterte Verlängerung 38g auf der in Bezug zur zentralen Achse der Kurbelachsabschnitte 13a bis 13e dem benachbarten Kurbelzapfen 17d gegenüberliegenden Seite gebildet.
Die äußeren Durchmesser der weiter entfernten Enden der verschmälerten Verlängerung 37g und der verbreiterten Verlängerung 38g, die die größten äußeren Durchmesser an dem ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g sind, sind gleich, und diese äußeren Durchmesser sind auf einen Wert festgesetzt, der mit einem Walzfräser oder Ähnlichem, d.h. einem Bearbeitungswerkzeug, das zur Bearbeitung des dem Kurbelzapfen 17d benachbarten primären Antriebsrads 24 genutzt wird, nicht interferiert.
Das Grundflächenbauteil 36g des ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitts 30g ist mit Befestigungslöchern 40g in der axialen Richtung der Kurbelwelle 12 an einer Mehrzahl, oder insbesondere fünf Positionen (nur eine Position ist in 7 gezeigt) an der verbreiterten Verlängerung 38g ausgebildet, die an vorbestimmten Abständen in einer Bogenform angeordnet sind.
Das erste Ausgleichsgewicht 31g, das von dem ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g gehalten wird, ist in der Mitte mit einem Einpassloch 42g ausgebildet, um an die Einpasssäule 35g des ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitts 30g eingepasst zu werden, nachdem der Kurbelachsabschnitt 13e an der äußeren Seite in der axialen Richtung der Kurbelwelle 12 durchgeführt ist. Das erste Ausgleichsgewicht 31g umfasst weiterhin einen halbkreisförmigen Abschnitt 43g, der an einer seitlichen Hälfte des Einpasslochs 42g in der radialen Richtung Teil einer Ringform bildet, und einen Gewichtsabschnitt 44g, der sich radial nach außen verbreitert und dessen Breite sich graduell in Richtung des in der radialen Richtung weiter entfernten Endes vergrößert, an der anderen Hälfte davon, so dass dieser schwerer ist als der halbkreisförmige Abschnitt 43g und einen Bogen am weiter entfernten Ende bildet, der koaxial mit den Kurbelachsabschnitten 13a bis 13e ist.
Das erste Ausgleichsgewicht 31g ist ferner am bogenförmigen Endrand des Gewichtsabschnitts 44g davon an der äußeren Seite des Durchmessers mit einem bogenförmigen Überstand 45g ausgebildet, der eine Bogenform entlang des Endrands davon besitzt und an einer Seite in axialer Richtung übersteht, so dass das Grundflächenbauteil 36g an den bogenförmigen Überstand 45g eingepasst wird, während die Einpasssäule 35g in das Einpassloch 42g eingepasst wird. Der Gewichtsabschnitt 44g ist mit Montagelöchern 47g entlang der axialen Richtung der Kurbelwelle 12 gebildet, die an einer Mehrzahl oder insbesondere fünf Positionen in einer Bogenform angeordnet sind in denselben Abständen wie die oben beschriebenen Befestigungslöcher 40g. Hierbei hat jedes Montageloch 47g eine konische Oberfläche 48g auf der Seite, die der überstehenden Seite des bogenförmigen Überstands 45g gegenüberliegt.
Das erste Ausgleichsgewicht 31g wird am ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g angebracht, indem die verbreiterte Verlängerung 38g des Grundflächenbauteils 36g des ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitts 30g an den bogenförmigen Überstand 45g eingepasst wird, während die Einpasssäule 35g des ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitts 30g an das Einpassloch 42g von außen in der axialen Richtung der Kurbelwelle 12 eingepasst wird, und in einem Zustand, bei dem die Endoberfläche an die Endoberfläche des Grundflächenbauteils 36g stößt, entsprechende Schrauben 50g, die jeweils eine konische Oberfläche 49g aufweisen, in die entsprechenden Montagelöcher 47g eingefügt werden und in die Befestigungslöcher 40g geschraubt werden. In diesem Zustand ist der Gewichtsabschnitt 44g des ersten Ausgleichsgewichts 31g auf der dem benachbarten Kurbelzapfen 17d mit Bezug zu der zentralen Achse der Kurbelachsabschnitte 13a bis 13e gegenüberliegenden Seite positioniert.
Der andere Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a umfasst eine Einpasssäule 35a, die mit den Kurbelachsabschnitten 13a bis 13e koaxial ist und an der Außenseite in der axialen Richtung der Kurbelwelle 12 vorgesehen ist, d.h. auf der Seite des benachbarten Kurbelachsabschnitts 13a, und ein Grundflächenbauteil 36a, das an der inneren Seite angeordnet ist, d.h. an der Seite des benachbarten Kurbelzapfens 17a, und sich radial nach außen von der Einpasssäule 35a erstreckt. Das Grundflächenbauteil 36a ist in einer Form gebildet, in der eine seitliche Hälfte radial von der Kurbelwelle 12 sich zum in radialer Richtung weiter entfernten Ende hin graduell verjüngt, und der äußere Umfangsabschnitt ist mit einer verschmälerten Verlängerung 37a ausgebildet, die einen Bogen bildet, der mit den Kurbelachsabschnitten 13a bis 13e koaxial ist. Die andere seitliche Hälfte davon radial von der Kurbelwelle 12 weist eine Form auf, bei der sich die Breite zum in radialer Richtung weiter entfernten Ende hin graduell erhöht, und der äußere Umfangsabschnitt ist eine verbreiterte Verlängerung 38a, die einen Bogen bildet, der mit den Kurbelachsabschnitten 13a bis 13e koaxial ist. Hierbei ist die verbreiterte Verlängerung 38a auf der in Bezug zur zentralen Achse der Kurbelachsabschnitte 13a bis 13e dem benachbarten Kurbelzapfen 17a gegenüberliegenden Seite gebildet.
Die äußeren Durchmesser der weiter entfernten Enden der verschmälerten Verlängerung 37a und der verbreiterten Verlängerung 38a, die die größten äußeren Durchmesser an dem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a sind, sind gleich, und sie sind gleich dem äußeren Durchmesser der entfernten Enden der verschmälerten Verlängerung 37g und der verbreiterten Verlängerung 38g des oben beschriebenen ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitts 30g.
Das Grundflächenbauteil 36a des zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitts 30a ist mit einer Mehrzahl von Befestigungslöchern 40a in der verbreiterten Verlängerung 38a entlang der axialen Richtung der Kurbelwelle 12 gebildet, die in vorbestimmten Abständen in einer Bogenform angeordnet sind, in der gleichen Weise wie die Befestigungslöcher 40g des oben beschriebenen ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitts 30g.
Das zweite Ausgleichsgewicht 31a, das von dem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a gehalten wird, ist in der Mitte mit einem Einpassloch 42a gebildet, um an die Einpasssäule 35a des zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitts 30a eingepasst zu werden, nachdem der Kurbelachsabschnitt 13a an der äußeren Seite durchgeführt ist, und umfasst einen halbringförmigen Abschnitt 43a, der an einer seitlichen Hälfte des Einpasslochs 42a in der radialen Richtung Teil einer Ringform bildet, und einen Gewichtsabschnitt 44a, der sich radial nach außen verbreitert und dessen Breite sich graduell in Richtung des in der radialen Richtung weiter entfernten Endes vergrößert, an der anderen seitlichen Hälfte davon, so dass dieser schwerer ist als der halbringförmige Abschnitt 43a und einen Bogen am weiter entfernten Ende bildet, der koaxial mit den Kurbelachsabschnitten 13a bis 13e ist.
Das zweite Ausgleichsgewicht 31a ist ferner am bogenförmigen Endrand des Gewichtsabschnitts 44a davon an der äußeren Seite des Durchmessers mit einem bogenförmigen Überstand 45a gebildet, der eine Bogenform entlang des Endrands davon aufweist und an einer Seite in axialer Richtung übersteht, so dass das Grundflächenbauteil 36a an den bogenförmigen Überstand 45a eingepasst wird, während die Einpasssäule 35a in das Einpassloch 42a eingepasst wird. Der Gewichtsabschnitt 44a ist mit Montagelöchern 47a entlang der axialen Richtung der Kurbelwelle 12 gebildet, die an einer Mehrzahl oder insbesondere fünf Positionen in einer Bogenform angeordnet sind in denselben Abständen wie die oben beschriebenen Befestigungslöcher 40a. Hierbei hat jedes Montageloch 47a eine konische Oberfläche 48a auf der Seite, die der überstehenden Seite des bogenförmigen Überstands 45a gegenüberliegt.
Das zweite Ausgleichsgewicht 31a wird am zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a angebracht, indem die verbreiterte Verlängerung 38a des Grundflächenbauteils 36a des zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitts 30a an den bogenförmigen Überstand 45a eingepasst wird, während die Einpasssäule 35a des zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitts 30a an das Einpassloch 42a von außen in der axialen Richtung der Kurbelwelle 12 eingepasst wird, und in einem Zustand, bei dem die Endoberfläche an die Endoberfläche des Grundflächenbauteils 36a stößt, entsprechende Schrauben 50a, die jeweils eine konische Oberfläche 49a aufweisen, in die entsprechenden Montagelöcher 47a eingefügt werden und in die Befestigungslöcher 40a geschraubt werden. In diesem Zustand ist der Gewichtsabschnitt 44a des zweiten Ausgleichsgewichts 31a auf der dem benachbarten Kurbelzapfen 17a mit Bezug zu der zentralen Achse der Kurbelachsabschnitte 13a bis 13e gegenüberliegenden Seite positioniert.
In der oben beschriebenen Anordnung, nach der Ausführungsform, ist der Kurbelwellenkörper 33 der Kurbelwelle 12 mit dem primären Antriebsrad 24 zur Abgabe von Rotation an einer Seite des Kurbelzapfens 17d zur Unterstützung der Pleuelstange 18d, die an dem Kolben 19d angebracht ist, und dem ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g gebildet, an dem das separate Ausgleichsgewicht 31g an der anderen Seite des Kurbelzapfens 17d montiert ist, und weiterhin mit dem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a gebildet, an dem das separate Ausgleichsgewicht 31a montiert ist, separat vom ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g. Zusätzlich ist der erste Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g an einer Seite an der Außenseite des Kurbelzapfens 17d vorgesehen, der an einem Ende der Mehrzahl der Kurbelzapfen 17a bis 17d angeordnet ist, und der andere Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a ist an der Außenseite des Kurbelzapfens 17a vorgesehen.
Nach einer Kurbelwelle 12 nach der oben beschriebenen Ausführungsform, unter Benutzung der Struktur, bei der die in der Nähe des primären Antriebsrads 24 vorgesehene Kurbelwange 28g in einen ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g und ein erstes Ausgleichsgewicht 31g aufgeteilt ist, um eine Bearbeitung des Rads des primären Antriebsrads 24 durchzuführen, während Interferenz mit dem Radbearbeitungswerkzeug, wie z. B. einem Walzfräser, vermieden wird, zum Beispiel für eine Mehrzahl von Motorentypen mit unterschiedlichen Eigenschaften, wird das erste Ausgleichsgewicht 31g, das an dem ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g montiert werden soll, geändert um das Trägheitsmoment abzustimmen, und das zweite Ausgleichsgewicht 31a, das an dem separaten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a vorgesehen ist, ebenfalls geändert zum Auswuchten der Kurbelwelle 12 in axialer Richtung. Demgemäß kann das Trägheitsmoment nur durch Ändern der Ausgleichsgewichte 31a, 31g geändert werden, und der Kurbelwellenkörper 33 ohne die Ausgleichsgewichte 31a, 31g kann unter einer Mehrzahl von Motoren geteilt werden, wodurch eine signifikante Reduktion der Kosten erzielt werden kann.
Da der erste Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g an einer Seite an der Außenseite des Kurbelzapfens 17d vorgesehen ist, der an einem Ende einer Mehrzahl von Kurbelzapfen 17a bis 17d angeordnet ist, und der andere Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a an der Außenseite des am anderen Ende angeordneten Kurbelzapfens 17a vorgesehen ist, sind der erste Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g und der zweite Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a gut ausbalanciert bezüglich der Position, und daher können beim Ändern der Ausgleichsgewichte 31a, 31g die Ausgleichsgewichte 31a, 31g relativ einfach festgesetzt werden.
Zusätzlich kann durch den Einsatz des Schraubenrads als das primäre Antriebsrad 24, das Verzahnungsgeräusch des primären Antriebsrads 24 verringert werden, und daher kann die Laufruhe verbessert werden. Da es jedoch notwendig ist, das Radbearbeitungswerkzeug, wie z. B. den Walzfräser, relativ zu dem primären Antriebsrad 24 zu neigen, um das Schraubenrad zu bearbeiten, und daher die Wahrscheinlichkeit von Interferenz mit der Kurbelwange 28g, die an der dem Kurbelzapfen 17d von dem primären Antriebsrad 24 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, zunimmt, ist die Struktur, bei der die Kurbelwange 28g in den ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g und das erste Ausgleichsgewicht 31g aufgeteilt ist, effektiver.
Mit Blick auf die Abstimmung des Trägheitsmoments ist es ebenfalls möglich, das erste Ausgleichsgewicht 31g und das zweite Ausgleichsgewicht 31a in der gleichen Form, oder in unterschiedlichen Formen auszubilden.
Nach einem Aspekt der Erfindung, unter Benutzung der Struktur, bei der die Kurbelwange in einen ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt und ein erstes Ausgleichsgewicht geteilt ist, zur Bearbeitung des Rads und Vermeidung von Interferenz mit dem Bearbeitungswerkzeug, zum Beispiel, für eine Mehrzahl von Motorentypen mit unterschiedlichen Eigenschaften, wird das erste Ausgleichsgewicht, das an dem ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt montiert werden soll, geändert zur Anpassung des Trägheitsmoments, und das zweite Ausgleichsgewicht, das auf einem separaten zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt vorgesehen ist, wird ebenfalls geändert, um die Kurbelwelle in der axialen Richtung auszuwuchten. Dementsprechend kann das Trägheitsmoment nur durch Ändern des ersten Ausgleichsgewichts und des zweiten Ausgleichsgewichts geändert werden, und die Kurbelwelle kann in eine Mehrzahl von Motorentypen montiert werden. Deshalb kann der Kurbelwellenkörper ohne das erste Ausgleichsgewicht und das zweite Ausgleichsgewicht unter einer Mehrzahl von Motoren geteilt werden, und daher werden signifikante Kostenersparnisse erzielt.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung, da der erste Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt an der Außenseite des Kurbelzapfens vorgesehen ist, der an einem Ende einer Mehrzahl der Kurbelzapfen angeordnet ist, und der zweite Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt an der Außenseite des am anderen Ende angeordneten Kurbelzapfens vorgesehen ist, sind der erste Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt und der zweite Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt gut ausbalanciert bezüglich der Position, und daher können beim Ändern des ersten Ausgleichsgewichts und des zweiten Ausgleichsgewichts diese relativ einfach festgesetzt werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung, obwohl Verzahnungsgeräusche des Rads verringert werden können, und daher die Laufruhe verbessert werden kann durch den Einsatz des Schraubenrads als das Rad, da es notwendig ist, das Bearbeitungswerkzeug relativ zu dem Rad zu neigen, um das Schraubenrad zu bearbeiten, und daher die Wahrscheinlichkeit von Interferenz mit der Kurbelwange, die an der dem Kurbelzapfen von dem Rad gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, zunimmt, ist die Struktur, bei der die Kurbelwange in den ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt und das erste Ausgleichsgewicht aufgeteilt ist, effektiver.
Obwohl die vorliegende Erfindung hierin mit Bezug auf eine begrenzte Anzahl von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die vorhergehende Beschreibung erläuternd und nicht einschränkend gedacht. Der Fachmann wird erkennen, dass viele Abänderungen der bevorzugten Ausführungsformen durchgeführt werden könnten, die betriebsfähig wären. Alle derartigen Abänderungen, die innerhalb der Reichweite der Ansprüche liegen, sind als innerhalb der Reichweite der vorliegenden Erfindung liegend beabsichtigt.
Eine Kurbelwelle weist ein Schraubenantriebsrad auf, das als eine der Kurbelwangen an einem Endabschnitt davon ausgebildet ist. Eine andere Kurbelwange außerhalb des Antriebsrads ist in zwei Teilen ausgeführt, einem integralen Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt und einem abnehmbares Ausgleichsgewicht. In einer Ausführungsform ist eine Kurbelwelle 12 mit einem Kurbelwellenkörper 33 ausgestattet, der ein Rad 24 zur Abgabe von Rotation umfasst, das an einer Seite eines Kurbelzapfens 17d ausgebildet ist. Die Kurbelwelle 12 enthält weiterhin einen ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g, der an der anderen Seite des Kurbelzapfens 17d gebildet ist und ein erstes Ausgleichsgewicht 31g, das an den ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g montiert werden kann. Der Kurbelwellenkörper 33 kann mit einem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30a, der separat vom ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt 30g ist, und mit einem zweiten Ausgleichsgewicht 31a, das an dem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt montiert ist, gebildet sein.

Claims

Kurbelwelle (1; 12) zur Benutzung als ein Bauteil eines Verbrennungsmotors (11) und zur Umwandlung von Hin- und Herbewegung von Kolben (19a–d) in dem Verbrennungsmotor (11) in Drehbewegung, wobei die Kurbelwelle (1; 12) umfasst: eine Mehrzahl miteinander verbundener Kurbelwangen (W1a, W1b, W2a, W2b, W3a, W3b, W4a, W4b; 24, 28a–g); wobei eine der Kurbelwangen (W4a; 24) ein primäres Antriebsrad (2; 24) bildet, das ein Schraubenrad (2; 24) ist; und wobei eine andere der Kurbelwangen (W4b; 28g) eine geteilte Kurbelwange (W4b; 28g) umfasst, die mit dem Antriebsrad (2; 24) durch einen Kurbelzapfen (P4; 17d) verbunden ist.
Kurbelwelle (1; 12) für einen Verbrennungsmotor (11) nach Anspruch 1, bei der das Schraubenrad (2; 24) integral mit der Kurbelwange (W4a; 24) durch den Schliff von schraubenförmigen Zähnen entlang des Umfangs der Kurbelwange (W4a; 24) gebildet ist.
Kurbelwelle (1; 12) für einen Verbrennungsmotor (11) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die geteilte Kurbelwange (W1a, W4b; 28a, 28g) einen Kurbelwangen-Hauptabschnitt (3; 30a, 30g), der integral mit dem Kurbelzapfen (P4, 17d) gebildet ist, und eine zusätzliche Kurbelwange (C1, C4; 31a, 31g), die von der Hauptkurbelwange (3; 30a, 30g) abnehmbar ist, umfasst.
Kurbelwelle (1; 12) nach Anspruch 3, bei der der Durchmesser des Kurbelwangen-Hauptabschnitts (3; 30a, 30g) größer ist als der Durchmesser des primären Antriebsrads (2; 24) an der Basis seiner Zähne.
Kurbelwelle (1; 12) zur Benutzung als ein Bauteil eines Verbrennungsmotors (11), wobei die Kurbelwelle (1; 12) einen Kurbelwellenkörper (33) umfasst, der umfasst: ein auf einer Kurbelwange (W4a; 24), die an einer Seite eines Kurbelzapfens (P4; 17d) angeordnet ist, gebildetes Rad (2; 24); einen ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (3; 30g), der an einer Kurbelwange (W4b; 28g), die an der anderen Seite des Kurbelzapfens (P4; 17d) angeordnet ist, gebildet ist; wobei die Kurbelwelle (1; 12) ferner ein erstes Ausgleichsgewicht (C4; 31g) umfasst, das ausgelegt ist, um an dem ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (3, 30g) des Kurbelwellenkörpers (3; 33) montiert zu werden; wobei der Kurbelwellenkörper (3, 33) mit einem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (30a) separat von dem ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (3; 30g) gebildet ist, und wobei die Kurbelwelle (1; 12) ferner ein zweites Ausgleichsgewicht (C1; 31a) zur Anbringung an dem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (30a) umfasst.
Kurbelwelle (1; 12) nach Anspruch 5, bei der das erste Ausgleichsgewicht (C4; 31g) eine erste Masse aufweist, und bei der das zweite Ausgleichsgewicht (C1; 31a) eine Masse aufweist, die im Wesentlichen gleich der ersten Masse ist.
Kurbelwelle (1; 12) nach Anspruch 5 oder 6, bei der der erste Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (3; 30g) an der Außenseite des Kurbelzapfens (P4; 17) vorgesehen ist, der an einem Ende einer Mehrzahl von Kurbelzapfen (P1–P4; 17a–d) angeordnet ist, und wobei der zweite Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (30a) an der Außenseite eines Kurbelzapfens (P1; 17a) vorgesehen ist, der am anderen Ende der Mehrzahl von Kurbelzapfen (P1–P4; 17a–d) angeordnet ist.
Kurbelwelle (1; 12) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der das Rad (2; 24) ein Schraubenrad (2; 24) ist.
Kurbelwelle (1; 12) zur Benutzung als ein Bauteil eines Verbrennungsmotors (11), wobei die Kurbelwelle (1; 12) einen Kurbelwellenkörper (33) umfasst, der umfasst: eine Mehrzahl von Achsabschnitten (J1, J2, J3, J4, J5; 13a, 13b, 13c, 13d, 13e), die sich entlang einer Längsachse (L) der Kurbelwelle (1; 12) befinden; eine Mehrzahl von Kurbelzapfen (P1, P2, P3, P4; 17a, 17b, 17c, 17d), die von der Längsachse (L) versetzt sind; eine Mehrzahl von Kurbelwangen (W1a, W1b, W2a, W2b, W3a, W3b, W4a, W4b; 24, 28a–g), die die Kurbelzapfen (P1–P4; 17a-d) und die Achsabschnitten (J1–J5; 13a–e) miteinander verbinden; wobei eine der Kurbelwangen (W4a; 24) als Schraubenrad (2; 24) mit darauf extern gebildeten Zähnen gestaltet ist; und ferner wobei eine der Kurbelwangen (W4b; 28g) in zwei Teilen ausgebildet ist, und einen ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (3; 30g) und ein erstes zusätzliches Ausgleichsgewicht (C4; 31g) umfasst, das abnehmbar an dem ersten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (3; 30g) angebracht ist.
Kurbelwelle (1; 12) nach Anspruch 9, bei der das erste zusätzliche Ausgleichsgewicht (C4; 31g) einen Flansch (4a, 4b; 43g, 44g, 45g) umfasst, der sich weg von einem Randabschnitt davon erstreckt.
Kurbelwelle (1; 12) nach Anspruch 9 oder 10, bei der eine weitere der Kurbelwangen (W1a; 28a) in zwei Teilen gebildet ist, und einen zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (30a) und ein zweites zusätzliches Ausgleichsgewicht (C1; 31a) umfasst, das abnehmbar an dem zweiten Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (30a) angebracht ist.
Kurbelwelle (1; 12) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der die zweiteilige Kurbelwange (W4b; 28g) an einem ersten Ende der Kurbelwelle (1; 12) angeordnet ist.
Kurbelwelle (1; 12) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei der das zusätzliche Ausgleichsgewicht (C4; 31g) unter Verwendung von einer Mehrzahl von Befestigungsmitteln (5; 50g) an dem Ausgleichsgewichtsmontageabschnitt (3; 30g) angebracht ist.
Kurbelwelle (1; 12) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei der das zusätzliche Ausgleichsgewicht (C4; 31g) ein darin gebildetes zylindrisches Loch (42g) aufweist, um einen Teil des Kurbelwellenkörpers (3, 33) aufzunehmen.
Kurbelwelle (1; 12) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei der das zusätzliche Ausgleichsgewicht (C4; 31g) eine Mehrzahl von darin gebildeten Montagelöchern (4d; 47g) zum Aufnehmen von Befestigungsmitteln aufweist, und wobei die Montagelöcher (4d; 47g) sich konisch verjüngende Abschnitte (48g) zur Aufnahme von Befestigungsmitteln (5; 50g) dann umfassen.