DE102007007449A1

DE102007007449A1 - Gebaute Kurbelwelle

Info

Publication number: DE102007007449A1
Application number: DE102007007449A
Authority: DE
Inventors: Hermann Meindl; Parviz Rahnavardi
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2008-08-21

Abstract

Gebaute Kurbelwelle (1) für eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine, wobei die Kurbelwelle (1) benachbart zu jedem Zylinder ein Kurbelwellenlager (2) und zwischen den Kurbelwellenlagern (2) an jedem Hubzapfen (3) jeweils ein Pleuellager (4) aufweist und wobei ein Kurbelwellenlager (2) und ein Pleuellager (4) jeweils über eine Hubwange (5) miteinander verbunden sind, wobei die Kurbelwelle (1) in axialer Richtung vier Trennstellen (6) aufweist, wobei in axialer Richtung betrachtet eine erste Trennstelle (6) zwischen einem ersten Pleuellager (4) und einer zweiten Hubwange (5), eine zweite Trennstelle (6) zwischen einer dritten Hubwange (5) und einem zweiten Pleuellager (4), eine dritte Trennstelle (6) zwischen einem dritten Pleuellager (4) und einer sechsten Hubwange (5) und eine vierte Trennstelle (6) zwischen einer siebten Hubwange (5) und einem vierten Pleuellager (4) angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der gebauten Kurbelwelle wird der Produktionsaufwand erheblich verringert und die Steifigkeit erhöht.

Description

Die Erfindung betrifft eine gebaute Kurbelwelle mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die europäische Patentanmeldung 0 212 577 A1 hingewiesen, aus der eine gebaute Kurbelwelle für eine 1-Zylinder-Brennkraftmaschine bekannt ist. Die gebaute Kurbelwelle besteht in dem offenbarten Ausführungsbeispiel aus drei Einzelteilen, die mittels und Formschluss miteinander verbunden werden. Der Formschluss wird dadurch erreicht, dass Material der Hubwangen in Vertiefungen, bzw. Längsschlitze des Lagerbolzens gedrückt wird, der in eine Bohrung in der Hubwange gesteckt ist.
Weiter ist aus dem US-Patent, der US 3,144,702 , von der diese Erfindung ausgeht, eine gebaute Kurbelwelle bekannt, deren Einzelteile jeweils eine Hubwange sowie zwei halbe Lager aufweisen. Bei der Fertigung der gebauten Kurbelwelle wird über die halben Lagerstellen jeweils ein hülsenförmiges Teil geschoben, welches zum Schluss der maschinellen Bearbeitung auf das Fertigmaß des Pleuellagers bearbeitet wird.
Nachteilig bei der beschriebenen Ausführungsform ist der relativ hohe Fertigungsaufwand für die gattungsgemäße gebaute Kurbelwelle.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Fertigungsaufwand für eine gebaute Kurbelwelle zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der gebauten Kurbelwelle wird die Anzahl an Trennstellen der Kurbelwelle deutlich reduziert, wodurch der Fertigungsaufwand wesentlich verringert ist. Als weiteren Vorteil können die Kurbelwellenhauptlager sowie alle Pleuellager als einteilige Lager ausgeführt werden, was nochmals den Fertigungsaufwand reduziert. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist nun eine gebaute Kurbelwelle mit nur zumindest drei unterschiedlichen Teilen möglich, die Vorteile bezüglich der Steifigkeit, der Herstellung und der Herstellkosten bietet.
Die Ausgestaltung gemäß den Patentansprüchen 2 bis 4 stellt eine erste besonders bevorzugte Ausführungsvariante dar. Vorzugsweise weisen die Hubwangen an den Trennstellen in axialer Richtung eine Bohrung auf, in die das jeweils korrespondierende Pleuellager einsteckbar ist. Ferner weist das in die Hubwange reichende Ende des Pleuellagers radial außen zumindest eine Vertiefung auf, die vorzugsweise eine weitere Bohrung ist, in die ein Abschnitt der Hubwange einpressbar ist. Somit ist in vorteilhafter, einfacher Weise ein Formschluss dargestellt.
Die Ausgestaltung gemäß den Patentansprüchen 5 und 6 stellt eine zweite besonders bevorzugte Ausführungsvariante dar. In dieser zweiten Ausführungsvariante sind zwei Verschraubungen durch die gebaute Kurbelwelle vorgesehen, von der ersten zur vierten Hubwange und von der fünften zur achten Hubwange. Besonders bevorzugt wird für diese Verschraubung eine Passschraube vorgesehen. Hierdurch werden geometrische Abweichungen von der vorgegebenen Sollform in einfacher Weise vermieden.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von zwei besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen in vier Figuren näher erläutert.
1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße gebaute Kurbelwelle.
2 zeigt schematisch ein erstes besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäß ausgestaltete gebaute Kurbelwelle.
2a zeigt schematisch eine nach einer Montage der gebauten Kurbelwelle deformierte Hubwange.
3 zeigt schematisch ein zweites besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäß ausgestaltete gebaute Kurbelwelle.
Im Folgenden gelten für gleiche Bauelemente in den 1 bis 3 die gleichen Bezugszeichen.
1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäß ausgestaltete gebaute Kurbelwelle 1. Die gebaute Kurbelwelle 1 ist für eine vierzylindrige Reihen-Brennkraftmaschine vorgesehen. Die gebaute Kurbelwelle 1 weist fünf Kurbelwellenlager 2, sowie vier Hubzapfen 3, mit jeweils einem Pleuellager 4 zur Anbindung jeweils eines nicht dargestellten Pleuels auf. Die Hubzapfen 3 sind jeweils aus einem Pleuellager 4 sowie zwei seitlich angeordneten Hubwangen 5 gebildet. Erfindungsgemäß weist die gebaute Kurbelwelle 1 nur vier Trennstellen 6 auf, wobei in axialer Richtung betrachtet eine erste Trennstelle 6 zwischen einem ersten Pleuellager 4 und einer zweiten Hub wange 5, eine zweite Trennstelle 6 zwischen einer dritten Hubwange 5 und einem zweiten Pleuellager 4, eine dritte Trennstelle 6 zwischen einem dritten Pleuellager 4 und einer sechsten Hubwange 5 und eine vierte Trennstelle 6 zwischen einer siebten Hubwange 5 und einem vierten Pleuellager 4 angeordnet ist. Grundsätzlich gibt es für die erfindungsgemäß ausgestaltete Kurbelwelle 1 drei Ausgestaltungsvarianten für die Lager 2, 4:

1. Die Kurbelwellenlager 2 sowie alle Pleuellager 4 werden als einteilige Lager ausgeführt.
2. Die Pleuel werden vorzugsweise als einteilige Pleuel konzipiert, alternativ können auch geteilte Pleuel vorgesehen werden.
3. Alle Kurbelwellenlager 2, außer einem Hauptlager, d. h. einem Endlager der Kurbelwelle, werden als geteilte Lager ausgeführt.

In 2 ist ein erstes besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Die Hubwangen 5 an den Trennstellen 6 weisen jeweils in axialer Richtung eine Bohrung 7 auf, in die das jeweils korrespondierende Pleuellager 4 mit einem Ende eingesteckt ist. Weiter weisen die in die Hubwange 5 reichenden Enden der Pleuellager 4 radial außen zumindest eine Vertiefung 8 auf, in die ein Abschnitt der Hubwange 5 eingepresst ist. Besonders bevorzugt ist diese Vertiefung 8 eine weitere Bohrung, die besonders einfach zu fertigen ist. In diesem ersten Ausführungsbeispiel wird durch einfaches Verpressen der Hubwange 5 ein Formschluss mit dem Pleuellager 4 erzielt, was der gebauten Kurbelwelle 1 eine besonders gute Steifigkeit gibt. In anderen Ausführungsbeispielen können die Vertiefungen 8 auch Rillen oder Nuten, axial, diagonal oder radial umlaufend sein.
In 2a ist schematisch ein Schnitt durch eine nach der Montage deformierte Hubwange 5 der gebauten Kurbelwelle 1 dargestellt. In der Bohrung 7 sind Erhöhungen 11 dargestellt, die beim Verpressen der Hubwange 5 in die Vertiefung 8 in dem Ende des Pleuellagers 4 entstehen. Diese in die weiteren Bohrungen 8 einragenden Erhebungen 11 bilden den Formschluss.
In 3 ist schematisch ein zweites besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ragen die Pleuellager 4 wiederum in die Hubwangen 5, jedoch erfolgt der Formschluss nicht durch ein Verpressen der Hubwange 5 gegenüber dem Pleuellager 4, sondern durch eine Verschraubung 9. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden zwei Verschraubungen 9 durch die Kurbelwelle vorgesehen, wobei Verschraubungsbohrungen, die von der ersten zur vierten Hubwange 5 und von der fünften zur achten Hubwange 5 reichen, vorgesehen sind. Für diese Verschraubungsbohrungen werden vorzugsweise Passschrauben zur Verschraubung 9 der gebauten Kurbelwelle 1 vorgesehen. Die Verschraubungen 9 mit den Passschrauben 10 können beispielsweise direkt in einer Hubwange 5 erfolgen oder in einer anderen Ausführungsvariante auch mit einer von außen angeschraubten Mutter. Die Verschraubungsrichtung kann auch in der Gegenrichtung erfolgen.
Somit ist es durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung möglich, eine gebaute Kurbelwelle 1 durch nur drei Gleichteile darzustellen. Diese drei Gleichteile können beispielsweise Schmiedeteile oder Gussteile sein.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist eine gebaute Kurbelwelle 1 mit nur zumindest drei unterschiedlichen Teilen möglich, die Vorteile bezügliche Steifigkeit, Herstellung und Herstellkosten bietet.

1: Kurbelwelle
2: Kurbelwellenlager
3: Hubzapfen
4: Pleuellager
5: Hubwange
6: Trennstelle
7: Bohrung
8: Vertiefung
9: Verschraubung
10: Passschraube
11: Erhebung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0212577 A1 [0002]
- US 3144702 [0003]

Claims

Gebaute Kurbelwelle (1) für eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine, wobei die Kurbelwelle (1) benachbart zu jedem Zylinder ein Kurbelwellenlager (2) und zwischen den Kurbelwellenlagern (2) an jedem Hubzapfen (3) jeweils ein Pleuellager (4) aufweist und wobei ein Kurbelwellenlager (2) und ein Pleuellager (4) jeweils über eine Hubwange (5) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (1) in axialer Richtung vier Trennstellen (6) aufweist, wobei in axialer Richtung betrachtet eine erste Trennstelle (6) zwischen einem ersten Pleuellager (4) und einer zweiten Hubwange (5), eine zweite Trennstelle (6) zwischen einer dritten Hubwange (5) und einem zweiten Pleuellager (4), eine dritte Trennstelle (6) zwischen einem dritten Pleuellager (4) und einer sechsten Hubwange (5) und eine vierte Trennstelle (6) zwischen einer siebenten Hubwange (5) und einem vierten Pleuellager (4) angeordnet ist.
Gebaute Kurbelwelle nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubwangen (5) an den Trennstellen (6) in axialer Richtung eine Bohrung (7) aufweisen, in die das jeweils korrespondierende Pleuellager (4) einsteckbar ist.
Gebaute Kurbelwelle nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Hubwange (5) reichende Ende des Pleuellagers (4) radial außen zumindest eine Vertiefung (8) aufweist, in die ein Abschnitt der Hubwange (5) einpressbar ist.
Gebaute Kurbelwelle nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (8) eine weitere Bohrung ist.
Gebaute Kurbelwelle nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Verschraubungen (9) durch die Kurbelwelle (1) vorgesehen sind, von der ersten zur vierten Hubwange (5) und von der fünften zur achten Hubwange (5).
Gebaute Kurbelwelle nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verschraubung (9) eine Passschraube (10) vorgesehen ist.