DE102012018330A1 - Crankshaft for use in crankcase of internal combustion engine e.g. in-line engine, for vehicle, has roller bearing comprising ring molded in crankshaft and provided for supporting crankshaft, where crankshaft is made from cast material - Google Patents

Crankshaft for use in crankcase of internal combustion engine e.g. in-line engine, for vehicle, has roller bearing comprising ring molded in crankshaft and provided for supporting crankshaft, where crankshaft is made from cast material Download PDF

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Abstract

The crankshaft (1) has a roller bearing (5) comprising an inner ring (5.1) and provided for rotatably supporting the crankshaft. The inner ring is molded in the crankshaft, where the crankshaft is made from cast material. The roller bearing is designed as a connecting rod bearing (2) and provided with an outer ring (5.2) that comprises an outer-side surface profile and/or outlining. A crankshaft flange (3) and/or an output wheel (4) is arranged at the crankshaft in a form-fit and firmly-bonded manner, where the roller bearing is arranged at a front side of the crankshaft. An independent claim is also included for a method for manufacturing of a crankshaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwelle zur Anordnung in einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors, die mittels Wälzlager drehbar gelagert ist, wobei die Wälzlager jeweils zumindest einen Innenring aufweisen.The invention relates to a crankshaft for arrangement in a crankcase of an internal combustion engine, which is rotatably mounted by means of rolling bearings, wherein the rolling bearings each have at least one inner ring.

Aus der DE 10 2009 041 978 A1 ist ein Verbrennungsmotor für ein Fahrzeug bekannt. Der Verbrennungsmotor weist ein Motorgehäuse auf, in welchem eine Kurbelwelle mittels zumindest eines Gleitlagers gelagert ist. Bei den beiden an jeder Stirnseite der Kurbelwelle angeordneten Lagern handelt es sich um Wälzlager.From the DE 10 2009 041 978 A1 An internal combustion engine for a vehicle is known. The internal combustion engine has a motor housing, in which a crankshaft is mounted by means of at least one sliding bearing. The bearings arranged on each end face of the crankshaft are roller bearings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Kurbelwelle zur Anordnung in einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kurbelwelle anzugeben.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved crankshaft for arrangement in a crankcase of an internal combustion engine and a method for producing such a crankshaft.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Kurbelwelle durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung durch die in Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved with respect to the crankshaft by the in claim 1 and in terms of the method for production by the features specified in claim 7.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine Kurbelwelle zur Anordnung in einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors ist mittels einer unterschiedlichen Anzahl Wälzlager drehbar gelagert, wobei die Wälzlager jeweils zumindest einen Innenring aufweisen. Erfindungsgemäß ist die Kurbelwelle aus einem Gussmaterial gebildet und die Innenringe der Wälzlager sind in die Kurbelwelle eingegossen.A crankshaft for arrangement in a crankcase of an internal combustion engine is rotatably supported by means of a different number of rolling bearings, wherein the rolling bearings each have at least one inner ring. According to the invention, the crankshaft is formed from a cast material and the inner rings of the rolling bearings are cast into the crankshaft.

Da die Kurbelwelle aus einem Gussmaterial, insbesondere Gusseisenstahl gebildet ist und die Innenringe zumindest der Wälzlager in die Kurbelwelle eingegossen sind, ist in vorteilhafter Weise eine kostengünstige Lösung zur Herstellung einer solchen Kurbelwelle angegeben. Dadurch ist es wiederum möglich, einen vergleichweise kostengünstigen Motor für ein Fahrzeug herzustellen. Somit ist es weiterhin möglich, niedrigere Kosten bei einem derartigen Motorkonzept zu realisieren.Since the crankshaft is formed from a casting material, in particular cast iron steel, and the inner rings of at least the roller bearings are cast into the crankshaft, a cost-effective solution for producing such a crankshaft is advantageously provided. This in turn makes it possible to produce a comparatively inexpensive engine for a vehicle. Thus, it is still possible to realize lower costs in such an engine concept.

Zudem ist die Kurbelwelle im Vergleich zu einer ausschließlich aus Gussmaterial gebildeten Kurbelwelle beständiger ausgebildet, da durch die eingegossenen Innenringe aus Wälzlagerstahl in die Kurbelwelle eine geringere Abnutzung derselben auftritt bzw. den Betrieb mit Wälzlagern erst ermöglicht.In addition, the crankshaft is more resistant compared to a crankshaft formed entirely of cast material, since the cast-in inner rings made of bearing steel into the crankshaft, the same less wear occurs or allows operation with bearings only.

Bei Gleitlagern tritt während des Betriebs eine Flüssigkeitsreibung auf. Die Flüssigkeitsreibung tritt dann auf, wenn sich zwischen den Gleitflächen ein permanenter Schmierfilm, beispielsweise aus Öl, bildet. Bei geringen Drehzahlen treten in Gleitlagern erhebliche Reibungsverluste durch so genannte Mischreibung auf. Die Mischreibung kann bei unzureichender Schmierung oder zu Beginn der Bewegung zweier Reibpartner mit Schmierung auftreten. Dabei berühren sich die Gleitflächen punktuell. Der Verschleiß ist höher als bei reiner Flüssigkeitsreibung.Bearings experience fluid friction during operation. Fluid friction occurs when a permanent lubricating film, such as oil, forms between the sliding surfaces. At low speeds occur in plain bearings considerable friction losses due to so-called mixed friction. The mixed friction can occur with insufficient lubrication or at the beginning of the movement of two friction partners with lubrication. The sliding surfaces touch at points. The wear is higher than with pure liquid friction.

Wälzlager verursachen im Vergleich zu Gleitlagern weniger Reibleistungsverluste, da die Flüssigkeitsreibung durch eine Rollreibung substituiert ist. Die Lebensdauer des Wälzlagers kann durch eine Beaufschlagung mit Schmieröl verlängert und die auftretende Rollreibung im Wälzlager kann dadurch weiter verringert werden. Im Vergleich zum Gleitlager ist die benötigte Schmierölmenge geringer. Somit muss in einer Ölpumpe weniger Öl bewegt werden und der Energiebedarf der Ölpumpe ist reduziert. Durch den Einsatz von zwei Wälzlagern am vorderen und hinteren Ende liegt die Kurbelwelle in der Ruheposition im Gegensatz zu einer herkömmlichen, vollständig gleitgelagerten Kurbelwelle nicht mehr in den Gleitlagern auf. Dadurch ist das sogenannte Losbrechmoment einer solchen Kurbelwelle gegenüber herkömmlichen, vollständig gleitgelagerten Kurbelwellen verringert.Rolling bearings cause less frictional losses in comparison to slide bearings, since the fluid friction is substituted by a rolling friction. The life of the bearing can be extended by applying lubricating oil and the rolling friction occurring in the bearing can be further reduced. Compared to the plain bearing, the required amount of lubricating oil is lower. Thus, less oil must be moved in an oil pump and the energy requirement of the oil pump is reduced. Through the use of two bearings at the front and rear end, the crankshaft is no longer in the rest position in contrast to a conventional, fully sliding bearing crankshaft in the bearings. As a result, the so-called breakaway torque of such a crankshaft is reduced compared to conventional, fully slide-mounted crankshafts.

Somit ist auch in der Startphase des Verbrennungsmotors ein reibungsarmer Betrieb ermöglicht.Thus, a low-friction operation is also possible in the starting phase of the internal combustion engine.

Der aus der verringerten Reibung resultierende geringere Energiebedarf bei Startvorgängen von Verbrennungsmotoren kann eine Schadstoff- und/oder die CO2-Emission bei so genannten Start/Stoppsystemen, welche den Verbrennungsmotor bei einem Halt des Fahrzeugs stoppen, verringern. Zudem kann ein durch zahlreiche Start/Stopp-Vorgänge üblicherweise bewirkter hoher Verschleiß deutlich reduziert werden.The resulting from the reduced friction lower energy consumption during starting processes of internal combustion engines can reduce pollutant and / or CO 2 emissions in so-called start / stop systems, which stop the engine at a stop of the vehicle. In addition, a high wear caused by numerous start / stop operations can be significantly reduced.

Die Innenringe des jeweiligen Wälzlagers sind eingegossen, wodurch in vorteilhafter Weise geringere Wälzlagerdurchmesser und damit geringere Reibungsverluste ermöglicht sind. Dadurch werden auch Konzepte in beschränkter Bauraumumgebung ermöglicht.The inner rings of the respective rolling bearing are cast, whereby advantageously lower rolling bearing diameter and thus lower friction losses are possible. As a result, concepts are also possible in a limited space environment.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kurbelwelle.Furthermore, the invention relates to a method for producing such a crankshaft.

Bevorzugt werden kostengünstige Gusseisenstähle als Kurbelwellenmaterial verwendet, wobei für funktionsbedingt relevante Stellen der Kurbelwelle hochwertigerer Stahl verwendet wird und für Nichtfunktionsflächen weniger hochwertiger Gusseisenstahl verwendet wird.Preferably, cost-effective cast iron steels are used as the crankshaft material, higher quality steel being used for functionally relevant points of the crankshaft, and less high-grade cast iron steel being used for non-functional surfaces.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch eine Schnittdarstellung einer nicht erfindungsgemäßen gleitgelagerten Kurbelwelle, 1 1 is a schematic sectional view of a sliding bearing crankshaft not according to the invention;

2 schematisch eine Schnittdarstellung einer nicht erfindungsgemäßen geschmiedeten Kurbelwelle und 2 schematically a sectional view of a non-inventive forged crankshaft and

3 schematisch eine Schnittdarstellung einer gegossenen Kurbelwelle mit eingegossenen Innenringen. 3 schematically a sectional view of a cast crankshaft with cast-in inner rings.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt eine Schnittdarstellung einer nicht erfindungsgemäßen Kurbelwelle 1 zur Anordnung in einem nicht näher dargestellten Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors insbesondere für ein Fahrzeug. 1 shows a sectional view of a crankshaft not according to the invention 1 for arrangement in a crankcase, not shown, of an internal combustion engine, in particular for a vehicle.

Die Kurbelwelle 1 ist aus einem Gussmaterial gebildet und/oder geschmiedet und in dem Kurbelgehäuse ausschließlich mittels einer Mehrzahl von Gleitlagern drehbar gelagert. Diese Gleitlager werden während des Motorbetriebs mit Öl, welches während des Motorbetriebs von einer nicht dargestellten Ölpumpe gefördert wird, versorgt. In Gleitlagern tritt während des Betriebs eine Flüssigkeitsreibung auf. Die Flüssigkeitsreibung tritt dann auf, wenn sich zwischen der Gleitfläche des Gleitlagers und der Gleitfläche der Kurbelwelle 1 ein permanenter Schmierfilm, beispielsweise aus Öl, bildet. Bei geringen Drehzahlen treten in Gleitlagern erhebliche Reibungsverluste durch so genannte Mischreibung auf. Die Mischreibung kann bei unzureichender Schmierung oder zu Beginn der Bewegung der Kurbelwelle 1 im Gleitlager auftreten. Dabei berühren sich die Gleitfläche des Gleitlagers und die Gleitfläche der Kurbelwelle 1 punktuell. Der Verschleiß ist bei dieser Mischreibung höher als bei reiner Flüssigkeitsreibung.The crankshaft 1 is formed from a casting material and / or forged and rotatably mounted in the crankcase exclusively by means of a plurality of plain bearings. These bearings are supplied during engine operation with oil, which is promoted during engine operation by an oil pump, not shown. In plain bearings, fluid friction occurs during operation. The liquid friction occurs when between the sliding surface of the sliding bearing and the sliding surface of the crankshaft 1 a permanent lubricating film, for example of oil forms. At low speeds occur in plain bearings considerable friction losses due to so-called mixed friction. The mixed friction may be due to insufficient lubrication or to the beginning of crankshaft movement 1 occur in the plain bearing. In this case, the sliding surface of the sliding bearing and the sliding surface of the crankshaft touch 1 selectively. The wear is higher with this mixed friction than with pure liquid friction.

In der Ruheposition wird der Verbrennungsmotor von der Ölpumpe nicht mit Öl beaufschlagt und somit werden die Gleitlager nicht mit Öl versorgt. Die Kurbelwelle 1 sinkt wegen dieses Mangels an Öl und in Folge der Schwerkraft in Richtung der Gleitfläche des Gleitlagers ab. Daraus resultiert eine Berührung der Gleitfläche der Kurbelwelle 1 mit der Gleitfläche des Gleitlagers an zumindest einer Kontaktfläche. An dieser Kontaktfläche ist der Schmierfilm des Gleitlagers unterbrochen und es tritt die oben beschriebene Mischreibung auf. Die Mischreibung erhöht den Verschleiß der Gleitfläche des Gleitlagers und der Gleitfläche der Kurbelwelle 1 und aus der Mischreibung resultiert ein großes Losbrechmoment der Kurbelwelle 1 beim Motorstart. Das hohe Losbrechmoment erfordert eine größere Antriebsleistung eines nicht dargestellten Anlassers des Verbrennungsmotors. Insbesondere bei sogenannten Start/Stoppsystemen, welche den Verbrennungsmotor bei einem Halt des Fahrzeuges stoppen, führt dies zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Anlassers.In the rest position, the internal combustion engine is not pressurized by the oil pump with oil and thus the bearings are not supplied with oil. The crankshaft 1 decreases due to this lack of oil and due to gravity in the direction of the sliding surface of the plain bearing from. This results in a contact of the sliding surface of the crankshaft 1 with the sliding surface of the sliding bearing on at least one contact surface. At this contact surface of the lubricating film of the sliding bearing is interrupted and it occurs on the above-described mixed friction. The mixed friction increases the wear of the sliding surface of the sliding bearing and the sliding surface of the crankshaft 1 and the mixed friction results in a large breakaway torque of the crankshaft 1 at engine start. The high breakaway torque requires greater drive power of a starter of the internal combustion engine, not shown. Especially in so-called start / stop systems, which stop the engine at a stop of the vehicle, this leads to a shortening of the life of the starter.

Die Kurbelwelle 1 weist Pleuellager 2 auf, wobei jeweils stirnseitig ein Kurbelwellenflansch 3 und/oder ein Abtriebsrad 4 an der Kurbelwelle 1 verdrehsicher angeordnet sind. Kurbelwellenflansch 3 und/oder Abtriebsrad 4 sind bevorzugt mittels einer konischen Zentrierung an der Kurbelwelle 1 angeordnet, wodurch eine Passgenauigkeit erhöht ist und Montageungenauigkeiten vermieden werden können.The crankshaft 1 has a connecting rod bearing 2 on, each front side a crankshaft flange 3 and / or a driven wheel 4 on the crankshaft 1 are arranged against rotation. crankshaft 3 and / or driven wheel 4 are preferably by means of a conical centering on the crankshaft 1 arranged, whereby a fitting accuracy is increased and assembly inaccuracies can be avoided.

Vorzugsweise sind der Kurbelwellenflansch 3 und das Abtriebsrad 4 stoffschlüssig an der Kurbelwelle 1 befestigt, wobei die stoffschlüssige Befestigung mittels eines herkömmlichen Laserschweißvorgangs ausgebildet sein kann.Preferably, the crankshaft flange 3 and the output gear 4 cohesively on the crankshaft 1 fastened, wherein the cohesive attachment may be formed by a conventional laser welding operation.

2 zeigt ebenfalls eine Kurbelwelle 1 nach dem Stand der Technik, wobei es sich dabei um eine aufwändig hergestellte Schmiedewelle handelt, die aus einem Wälzlagerstahl hergestellt und zumindest dadurch vergleichsweise kostenintensiv ist. Zudem handelt es sich bei dem Schmiedeverfahren um ein aufwändiges Bearbeitungsverfahren zur Herstellung der Kurbelwelle 1. 2 also shows a crankshaft 1 According to the prior art, which is an elaborately made forging shaft, which is made of a bearing steel and at least thereby is relatively expensive. In addition, the forging process is a complex machining process for the production of the crankshaft 1 ,

Um eine verhältnismäßig kostengünstige Lösung zur Herstellung einer Kurbelwelle 1 zur Anordnung in einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors anzugeben, ist vorgesehen, dass die Kurbelwelle 1 aus einem Gussmaterial, insbesondere Gusseisenstahl, gegossen ist, wie in 3 näher dargestellt ist.To a relatively inexpensive solution for the production of a crankshaft 1 to indicate the arrangement in a crankcase of an internal combustion engine, it is provided that the crankshaft 1 is cast from a cast material, in particular cast iron steel, as in 3 is shown in more detail.

Die Kurbelwelle 1 ist mittels einer Mehrzahl von Wälzlagern 5 in dem Kurbelgehäuse angeordnet, wobei an jeder Stirnseite der Kurbelwelle 1 und zwischen den Pleuellagern 2, Wälzlager 5 angeordnet sind.The crankshaft 1 is by means of a plurality of rolling bearings 5 arranged in the crankcase, wherein on each end side of the crankshaft 1 and between the conrod bearings 2 , Roller bearing 5 are arranged.

Die Pleuellager 2 der Kurbelwelle 1 sind ebenfalls als Wälzlager 5 ausgebildet. Ein solches Wälzlager 5 umfasst einen rotationssymmetrischen Innenring 5.1 und einen rotationssymmetrischen Außenring 5.2, zwischen denen eine Anzahl von Wälzkörpern 5.3 angeordnet ist. Diese Wälzkörper 5.3 sind vorzugsweise mittels eines nicht dargestellten Käfigs gehalten. Bei den Wälzlagern 5 handelt es sich beispielsweise um herkömmliche Nadellager, Kugellager und/oder Rollenlager.The connecting rod bearings 2 the crankshaft 1 are also as rolling bearings 5 educated. Such a rolling bearing 5 includes a rotationally symmetrical inner ring 5.1 and a rotationally symmetrical outer ring 5.2 , between which a number of rolling elements 5.3 is arranged. These rolling elements 5.3 are preferably held by means of a cage, not shown. At the rolling bearings 5 These are, for example, conventional needle roller bearings, ball bearings and / or roller bearings.

Zur verhältnismäßig kostengünstigen Herstellung der Kurbelwelle 1 sind die Innenringe 5.1 der Wälzlager 5 in die Kurbelwelle 1 eingegossen. Dabei wird der jeweilige Innenring 5.1 mittels eines Kurbelwellenstahls, welcher sich insbesondere auch als Wälzlagerstahl eignet, beim Gießprozess der Kurbelwelle 1 in dieselbe eingegossen, so dass die Innenringe 5.1 in die Kurbelwelle 1 integriert sind. Beispielsweise ist der jeweilige Innenring 5.1 aus Wälzlagerstahl, wie z. B. härtbarer Cr-legierter Stahl (1.3505) oder höherlegierte X65Cr13 (1.4037), X30CrMoN15-1 (1.4108) oder dergleichen gebildet. Zudem kann vorgesehen sein, dass ein entsprechender Wellenabschnitt der Kurbelwelle 1 als Innenring 5.1 ausgebildet ist. Die direkte Ausbildung des entsprechenden Wellenabschnittes der Kurbelwelle 1 als Innenring 5.1 des jeweiligen Wälzlagers 5 ermöglicht geringere Wälzlagerdurchmesser und damit geringere Reibungsverluste.For the relatively inexpensive production of the crankshaft 1 are the inner rings 5.1 the rolling bearing 5 in the crankshaft 1 cast. In this case, the respective inner ring 5.1 by means of a crankshaft steel, which is also suitable in particular as bearing steel, during the casting process of the crankshaft 1 poured into the same, so that the inner rings 5.1 in the crankshaft 1 are integrated. For example, the respective inner ring 5.1 from bearing steel, such as. Hardenable Cr-alloyed steel (1.3505) or higher alloyed X65Cr13 (1.4037), X30CrMoN15-1 (1.4108) or the like. In addition, it can be provided that a corresponding shaft portion of the crankshaft 1 as inner ring 5.1 is trained. The direct formation of the corresponding shaft portion of the crankshaft 1 as inner ring 5.1 of the respective rolling bearing 5 allows lower rolling bearing diameter and thus lower friction losses.

Die Kurbelwelle 1 selbst wird aus einem vergleichsweise kostengünstigen Gusseisenstahl gegossen, wobei insbesondere die Innenringe 5.1, wie oben beschrieben, aus einem höherwertigen Stahl gebildet werden.The crankshaft 1 itself is cast from a comparatively inexpensive cast iron steel, in particular the inner rings 5.1 , as described above, are formed of a higher quality steel.

Der jeweilige Außenring 5.2 der Wälzlager 5 weist zumindest an seiner Außenseite beispielsweise eine Oberflächenprofilierung auf, so dass er zentriert und verdrehsicher als Bestandteil des jeweiligen Wälzlagers 5 gehalten ist. Eine solche Oberflächenprofilierung kann beispielsweise als Aufrauung, Verzahnung, Riffelung und/oder Nut ausgebildet sein. Auch kann der Außenring 5.2 der Wälzlager 5, welche außenseitig an der Kurbelwelle 1 angeordnet sind, eine Konturierung aufweisen, mittels welcher eine fertigungsbedingte Wellenschiefstellung im Kurbelgehäuse ausgeglichen werden kann.The respective outer ring 5.2 the rolling bearing 5 has at least on its outer side, for example, a surface profiling, so that it centered and against rotation as part of the respective rolling bearing 5 is held. Such a surface profiling may be formed, for example, as roughening, toothing, corrugation and / or groove. Also, the outer ring 5.2 the rolling bearing 5 , which are on the outside of the crankshaft 1 are arranged, have a contouring, by means of which a manufacturing-related shaft misalignment can be compensated in the crankcase.

Die entlang der Kurbelwelle 1 mittels der Innenringe 5.1, der Wälzkörper 5.3 und der Außenringe 5.2 gebildeten Wälzlager 5 verursachen im Vergleich zu Gleitlagern weniger Energieverlust, da im eine Flüssigkeitsreibung der Gleitlager durch eine Rollreibung bei den Wälzlagern 5 substituiert ist. Die Lebensdauer des jeweiligen Wälzlagers 5 kann durch eine Beaufschlagung mit Schmieröl verlängert und die auftretende Rollreibung im Wälzlager 5 kann dadurch weiter verringert werden.The along the crankshaft 1 by means of the inner rings 5.1 , the rolling element 5.3 and the outer rings 5.2 formed bearings 5 cause less energy loss compared to plain bearings, as in a fluid friction of the plain bearings by a rolling friction in the rolling bearings 5 is substituted. The life of the respective rolling bearing 5 can be prolonged by an application of lubricating oil and the rolling friction occurring in the rolling bearing 5 can be further reduced thereby.

Weiterhin kann eine Balligkeit der Wälzkörper 5.3 des jeweiligen Wälzlagers 5 im Vergleich erhöht sein.Furthermore, a crown of the rolling elements 5.3 of the respective rolling bearing 5 be increased in comparison.

Die Wälzlager 5 verursachen im Vergleich zu den Gleitlagern weniger Energieverluste, da die Flüssigkeitsreibung des Gleitlagers durch eine Rollreibung bei dem Wälzlager 5 substituiert ist. Die Lebensdauer des Wälzlagers 5 kann durch eine Beaufschlagung mit Schmieröl verlängert und die auftretende Rollreibung im Wälzlager 5 kann dadurch weiter verringert werden. Im Vergleich zum Gleitlager ist die benötigte Schmierölmenge des Wälzlagers 5 geringer. Somit muss in einer Ölpumpe weniger Öl bewegt werden und der Energiebedarf der Ölpumpe ist reduziert.The rolling bearings 5 cause less energy losses compared to the plain bearings, as the fluid friction of the plain bearing by rolling friction in the rolling bearing 5 is substituted. The life of the rolling bearing 5 can be prolonged by an application of lubricating oil and the rolling friction occurring in the rolling bearing 5 can be further reduced thereby. Compared to the plain bearing is the required amount of lubricating oil of the bearing 5 lower. Thus, less oil must be moved in an oil pump and the energy requirement of the oil pump is reduced.

Dadurch, dass die Kurbelwelle 1 aus Gusseisenstahl gebildet ist und die Innenringe 5.1 der Wälzlager 5 bei Herstellung der Kurbelwelle 1 in diese eingegossen werden, ist eine vergleichsweise kostengünstige Lösung zur Herstellung einer Kurbelwelle 1 angegeben. Zudem weisen die Innenringe 5.1 eine betriebsbedingte geringere Abnutzung auf.Because of the crankshaft 1 is made of cast iron steel and the inner rings 5.1 the rolling bearing 5 when manufacturing the crankshaft 1 poured into this is a relatively inexpensive solution for the production of a crankshaft 1 specified. In addition, the inner rings 5.1 an operational lower wear on.

Eine derartig ausgebildete Kurbelwelle 1 ist vergleichsweise verschleißarm und kann sowohl bei Reihen- als auch bei V-Motoren und deren Mischformen angewendet werden.Such a trained crankshaft 1 is comparatively low in wear and can be used in both series and V engines and their mixed forms.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kurbelwellecrankshaft
22
Pleuellagerconnecting rod bearing
33
Kurbelwellenflanschcrankshaft
44
Abtriebsradoutput gear
55
Wälzlagerroller bearing
5.15.1
Innenringinner ring
5.25.2
Außenringouter ring
5.35.3
Wälzkörperrolling elements

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009041978 A1 [0002] DE 102009041978 A1 [0002]

Claims (8)

Kurbelwelle (1) zur Anordnung in einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors, die mittels Wälzlager (5) drehbar gelagert ist, wobei die Wälzlager (5) jeweils zumindest einen Innenring (5.1) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (1) aus einem Gussmaterial gebildet ist und die Innenringe (5.1) der Wälzlager (5) in die Kurbelwelle (1) eingegossen sind.Crankshaft ( 1 ) for arrangement in a crankcase of an internal combustion engine, which by means of rolling bearings ( 5 ) is rotatably mounted, wherein the rolling bearing ( 5 ) each have at least one inner ring ( 5.1 ), characterized in that the crankshaft ( 1 ) is formed from a casting material and the inner rings ( 5.1 ) of rolling bearings ( 5 ) in the crankshaft ( 1 ) are poured. Kurbelwelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (1) mittels stirnseitig angeordneter Wälzlager (5) drehbar gelagert ist.Crankshaft ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the crankshaft ( 1 ) by means of frontally arranged roller bearings ( 5 ) is rotatably mounted. Kurbelwelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Pleuellager (2) der Kurbelwelle (1) als Wälzlager (5) ausgebildet ist und die Innenringe (5.1) der als Wälzerlager (5) ausgebildeten Pleuellager (2) in die Kurbelwelle (1) eingegossen sind.Crankshaft ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one connecting rod bearing ( 2 ) of the crankshaft ( 1 ) as rolling bearings ( 5 ) is formed and the inner rings ( 5.1 ) as a tome bearing ( 5 ) trained connecting rod bearings ( 2 ) in the crankshaft ( 1 ) are poured. Kurbelwelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den stirnseitig angeordneten Wälzlagern (5) zumindest ein weiteres Lager zur Lagerung der Kurbelwelle (1) in dem Kurbelwellengehäuse ausgebildet ist, wobei das Lager ein Wälzlager (5) ist.Crankshaft ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that between the front side arranged roller bearings ( 5 ) at least one further bearing for supporting the crankshaft ( 1 ) is formed in the crankshaft housing, wherein the bearing is a rolling bearing ( 5 ). Kurbelwelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenring (5.2) des Wälzlagers (5) zumindest außenseitig eine Oberflächenprofilierung und/oder Konturierung aufweist.Crankshaft ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that an outer ring ( 5.2 ) of the rolling bearing ( 5 ) has a surface profiling and / or contouring at least on the outside. Kurbelwelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurbelwellenflansch (3) und/oder ein Abtriebsrad (4) form- und stoffschlüssig an der Kurbelwelle (1) angeordnet sind bzw. ist.Crankshaft ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a crankshaft flange ( 3 ) and / or a driven wheel ( 4 ) positively and cohesively on the crankshaft ( 1 ) are arranged or is. Verfahren zur Herstellung einer Kurbelwelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (1) aus einem Gussmaterial gebildet ist und die Innenringe (5.1) der Wälzlager (5) in die Kurbelwelle (1) eingegossen werden.Method for producing a crankshaft ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the crankshaft ( 1 ) is formed from a casting material and the inner rings ( 5.1 ) of rolling bearings ( 5 ) in the crankshaft ( 1 ) are poured. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (4) mittels eines Wärmefügeverfahrens an der Kurbelwelle (1) angeordnet wird.A method according to claim 7, characterized in that the driven wheel ( 4 ) by means of a thermal joining process on the crankshaft ( 1 ) is arranged.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107676370A (en) * 2016-08-01 2018-02-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Crankshaft group and its manufacture method
US10267261B2 (en) 2016-08-01 2019-04-23 GM Global Technology Operations LLC Methods of joining components in vehicle assemblies
US10408163B2 (en) 2016-08-01 2019-09-10 GM Global Technology Operations LLC Polymeric composite engine assembly and methods of heating and cooling said assembly
US10486378B2 (en) 2016-08-01 2019-11-26 GM Global Technology Operations LLC Methods of manufacturing vehicle assemblies

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE665129C (en) * 1936-11-08 1938-09-17 Auto Union A G Cast iron shafts
US5038847A (en) * 1988-08-30 1991-08-13 Brunswick Corporation Evaporable foam pattern for use in casting a crankshaft
DE102004023380A1 (en) * 2004-05-12 2005-12-08 Fev Motorentechnik Gmbh Crankshaft for internal combustion engine has cylindrical bearing journal and cylindrical crank pins surrounded by high strength material
DE102008018545A1 (en) * 2008-04-12 2009-10-15 Schaeffler Kg Shaft with roller bearings
DE102009041978A1 (en) 2009-09-17 2011-03-24 Daimler Ag Combustion engine for vehicle, has crankshaft supported in engine housing of combustion engine by sliding bearings, where bearings arranged at each front side of crankshaft are roller bearings

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE665129C (en) * 1936-11-08 1938-09-17 Auto Union A G Cast iron shafts
US5038847A (en) * 1988-08-30 1991-08-13 Brunswick Corporation Evaporable foam pattern for use in casting a crankshaft
DE102004023380A1 (en) * 2004-05-12 2005-12-08 Fev Motorentechnik Gmbh Crankshaft for internal combustion engine has cylindrical bearing journal and cylindrical crank pins surrounded by high strength material
DE102008018545A1 (en) * 2008-04-12 2009-10-15 Schaeffler Kg Shaft with roller bearings
DE102009041978A1 (en) 2009-09-17 2011-03-24 Daimler Ag Combustion engine for vehicle, has crankshaft supported in engine housing of combustion engine by sliding bearings, where bearings arranged at each front side of crankshaft are roller bearings

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107676370A (en) * 2016-08-01 2018-02-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Crankshaft group and its manufacture method
US10125809B2 (en) * 2016-08-01 2018-11-13 GM Global Technology Operations LLC Crankshaft assemblies and methods of manufacturing the same
US10267261B2 (en) 2016-08-01 2019-04-23 GM Global Technology Operations LLC Methods of joining components in vehicle assemblies
US10408163B2 (en) 2016-08-01 2019-09-10 GM Global Technology Operations LLC Polymeric composite engine assembly and methods of heating and cooling said assembly
US10486378B2 (en) 2016-08-01 2019-11-26 GM Global Technology Operations LLC Methods of manufacturing vehicle assemblies
CN107676370B (en) * 2016-08-01 2021-03-23 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Crankshaft assembly and method of manufacturing the same

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