DE102020110793A1

DE102020110793A1 - Crankshaft with oil supply

Info

Publication number: DE102020110793A1
Application number: DE102020110793.5A
Authority: DE
Inventors: Manfred Fraenk
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2021-10-21

Abstract

Mehrteilige Kurbelwelle für eine Brennkraftmaschine wobei diese Kurbelwelle eine erste Teilkurbelwelle (1) mit einer ersten Kurbelwange (3) aufweist und eine zweite Teilkurbelwelle (2) mit einer zweiten Kurbelwange (4), wobei sich ausgehend von der ersten Kurbelwange ein erster Teilkurbelzapfen (5) bis zu einem ersten Teilkurbelzapfenende (7) erstreckt und wobei sich ausgehend von der zweite Kurbelwange (4) ein zweiter Teilkurbelzapfen (6) bis zu einem zweiten Teilkurbelzapfenende (8) erstreckt undwobei an dem ersten Teilkurbelzapfenende (7) eine erste Kurbelzapfenstirnverzahnung (7a) angeordnet ist undwobei an dem zweiten Teilkurbelzapfenende (8) eine zweite Kurbelzapfenstirnverzahnung (8a) angeordnet ist undwobei die beiden Kurbelzapfenstirnverzahnungen (7a, 8a) ineinander greifen und wobeidadurch die beiden Teilkurbelzapfen (5, 6) drehfest miteinander verbunden sind, undwobei die beiden Teilkurbelzapfen (5, 6) eine Kurbelzapfen-Umfangsfläche (9) ausbilden,welche zum mittelbaren oder unmittelbaren Aufnehmen eines Pleuels eingerichtet ist,dadurch gekennzeichnet,dass in wenigstens einem oder in beiden Teilkurbelzapfen (5, 6) ein Schmiermittellängskanal (10) angeordnet ist, welcher sich von einer der Kurbelwangen (3, 4) bis zum jeweiligen Teilkurbelzapfenende (7,8) erstreckt, unddass zwischen der ersten und der zweiten Kurbelzapfenstirnverzahnung (7a, 8a) wenigstens ein Schmiermittelradialkanal (11) angeordnet ist, welcher sich vom Schmiermittellängskanal (10) bis zur Kurbelzapfen-Umfangsfläche (9) erstreckt.Multi-part crankshaft for an internal combustion engine, this crankshaft having a first partial crankshaft (1) with a first crankshaft (3) and a second partial crankshaft (2) with a second crankshaft (4), with a first partial crank pin (5) extending from the first crankshaft. extends to a first partial crank pin end (7) and, starting from the second crank cheek (4), a second partial crank pin (6) extends to a second partial crank pin end (8) and wherein a first crank pin end toothing (7a) is arranged on the first partial crank pin end (7) is andwherein a second crank pin spur toothing (8a) is arranged at the second partial crank pin end (8) and the two crank pin front toothings (7a, 8a) mesh with one another and thereby the two partial crank pins (5, 6) are connected to one another in a rotationally fixed manner, and where the two partial crank pins (5, 6) form a crank pin circumferential surface (9), which for indirect or direct receiving of a connecting rod, characterized in that a lubricant longitudinal channel (10) is arranged in at least one or in both sub-crank pins (5, 6) which extends from one of the crank webs (3, 4) to the respective sub-crank pin end (7, 8 ), and that between the first and the second crank pin spur toothing (7a, 8a) at least one lubricant radial channel (11) is arranged, which extends from the lubricant longitudinal channel (10) to the crank pin circumferential surface (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrteilige Kurbelwelle gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. Aus dem Stand der Technik sind Kurbelwellen in mehrteiliger Ausführung bekannt, die DE 37 44 197 A1 befasst sich mit einer Lagerung von Pleueln auf dem Hubzapfen einer Kurbelwelle.The invention relates to a multi-part crankshaft according to the preamble of the first claim. Multi-part crankshafts are known from the prior art, which DE 37 44 197 A1 deals with a bearing of connecting rods on the crank pin of a crankshaft.

Nachfolgend ist die Erfindung im Zusammenhang mit einer Brennkraftmaschine in Hubkolbenbauweise erläutert. Die Kurbelwelle ist ein zentrales Motorbauteil, sie dient insbesondere der kinematischen Kopplung von wenigstens einem Kolben, welcher in einem Zylinder angeordnet ist, über ein sogenanntes Pleuel mit dem Abtrieb der Brennkraftmaschine. Die Kurbelwelle weist einen im Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine rotierbar gelagerten Abschnitt auf und einen exzentrisch zu diesem angeordneten Hubzapfen auf welchem das Pleuel zu Verbindung mit dem Kolben gelagert ist. Der Hubzapfen ist mit der Kurbelwange mit dem rotierbar gelagerten Abschnitt der Kurbelwelle verbunden. Es kann vorteilhaft sein, auf dem Hubzapfen eine ungeteilte Lagerschale für das Pleuel, ein Pleuel mit einem ungeteilten Lagerauge oder einen ungeteilten Exzenterring wie dieser insbesondere für eine Hubverstellung, sogenanntes variable compression ratio (VCR) Verwendung findet, vorzusehen. In einem solchen Fall ist eine mehrteilige Kurbelwelle vorteilhaft, die die Montage wenigstens eines der zuvor genannten Elemente ermöglicht.The invention is explained below in connection with an internal combustion engine of reciprocating piston design. The crankshaft is a central engine component; it serves in particular for the kinematic coupling of at least one piston, which is arranged in a cylinder, via a so-called connecting rod with the output of the internal combustion engine. The crankshaft has a portion that is rotatably mounted in the crankcase of the internal combustion engine and a crank pin which is arranged eccentrically with respect to this and on which the connecting rod is mounted for connection to the piston. The crank pin is connected to the crank web with the rotatably mounted section of the crankshaft. It can be advantageous to provide an undivided bearing shell for the connecting rod on the crank pin, a connecting rod with an undivided bearing eye or an undivided eccentric ring such as that used in particular for stroke adjustment, so-called variable compression ratio (VCR). In such a case, a multi-part crankshaft is advantageous, which enables the assembly of at least one of the aforementioned elements.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine mehrteilige Kurbelwelle anzugeben, welche verbesserte Betriebseigenschaften gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten mehrteiligen Kurbelwellen aufweist, diese Aufgabe wird durch eine mehrteilige Kurbelwelle gemäß dem ersten Patentanspruch gelöst, zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.It is an object of the invention to specify a multi-part crankshaft which has improved operating properties compared to the multi-part crankshafts known from the prior art, this object is achieved by a multi-part crankshaft according to the first claim; preferred developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Im Sinn der Erfindung ist unter einer mehrteiligen Kurbelwelle für eine Brennkraftmaschine eine Kurbelwelle zu verstehen, welche aus wenigstens zwei Hauptbauteilen zusammengesetzt ist und welche zum drehbaren Lagern in einem Kurbelgehäuse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit wenigstens einem und vorzugsweise einer Vielzahl von Zylindern vorgesehen ist. Eine solche mehrteilige Kurbelwelle weist demnach eine erste Teilkurbelwelle und eine zweite Teilkurbelwelle als die beiden zuvor genannten Hauptbauteile auf, wobei diese beiden Hauptbauteile im zusammengebauten Zustand der Kurbelwelle, welcher nachfolgend erläutert ist, formschlüssig und drehfest miteinander verbunden sind.In the sense of the invention, a multi-part crankshaft for an internal combustion engine is to be understood as a crankshaft which is composed of at least two main components and which is provided for rotatable mounting in a crankcase of a reciprocating internal combustion engine with at least one and preferably a plurality of cylinders. Such a multi-part crankshaft accordingly has a first partial crankshaft and a second partial crankshaft as the two aforementioned main components, these two main components being positively and non-rotatably connected to one another in the assembled state of the crankshaft, which is explained below.

Weiter weist eine solche Teilkurbelwelle eine Kurbelwange auf (erste Teilkurbelwelle, erste Kurbelwange; zweite Teilkurbelwelle, zweite Kurbelwange). Mit der Kurbelwange der ersten Teilkurbelwelle, sogenannte erste Kurbelwange, ist ein erster Teilkurbelzapfen verbunden und mit der Kurbelwange der zweiten Teilkurbelwelle, sogenannte zweite Kurbelwange ist ein zweiter Teilkurbelzapfen verbunden. Dabei erstreckt sich der erste Teilkurbelzapfen bis zu einem ersten Teilkurbelzapfenende, vorzugsweise ist der erste Teilkurbelzapfen einstückig mit der ersten Kurbelwange ausgebildet. Weiter ist der zweite Teilkurbelzapfen einstückig mit der zweiten Kurbelwange ausgebildet. Vorzugseise ist die mehrteilige Kurbelwelle um eine Kurbelwellenrotationsachse drehbar in einem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine lagerbar und vorzugsweise erstrecken sich dieser beiden Teilkurbelwelle entlang einer gemeinsamen Hubzapfenachse, welche achsparallel aber radial beabstandet zu der Kurbelwellenrotationsachse angeordnet ist. Vorzugsweise weist die mehrteilige Kurbelwelle eine Vielzahl von solchen Teilkurbelwellen auf. Weiter vorzugsweise erstreckt sich also ein solcher Teilkurbelzapfen entlang der Hubzapfenachse bis zu seinem Teilkurbelzapfenende, wobei am ersten Teilkurbelzapfenende eine erste Kurbelzapfenstirnverzahnung angeordnet ist und am zweiten Teilkurbelzapfenende eine zweite Kurbelzapfenstirnverzahnung.Such a partial crankshaft also has a crankshaft (first partial crankshaft, first crankshaft; second partial crankshaft, second crankshaft). A first partial crank pin is connected to the crank arm of the first partial crankshaft, so-called first crank arm, and a second partial crank pin is connected to the crank arm of the second partial crankshaft, so-called second crank arm. The first partial crank pin extends as far as a first partial crank pin end, and the first partial crank pin is preferably designed in one piece with the first crank web. Furthermore, the second partial crank pin is formed in one piece with the second crank web. The multi-part crankshaft can be rotatably mounted about a crankshaft rotation axis in a crankcase of an internal combustion engine and these two part crankshafts preferably extend along a common crank pin axis which is axially parallel but radially spaced from the crankshaft rotation axis. The multi-part crankshaft preferably has a multiplicity of such partial crankshafts. More preferably, such a partial crank pin extends along the crank pin axis up to its partial crank pin end, a first crank pin end toothing being arranged on the first partial crank pin end and a second crank pin front toothing being arranged on the second partial crank pin end.

Im montierten Zustand der mehrteiligen Kurbelwelle greifen an einem Hubzapfen, welcher aus zwei dieser Teilkurbelzapfen zusammengesetzt ist, die beiden Kurbelzapfenstirnverzahnungen formschlüssig ineinander, so dass die beiden Teilkurbelzapfen drehfest miteinander verbunden sind und sich entlang der Hubzapfenachse. Im Stand der Technik ist es bekannt, für eine solche Verbindung eine Hirth-Stirnverzahnung zu verwenden, die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung einer Hirth-Stirnverzahnung beschränkt. Weiter bilden die beiden Teilkurbelzapfen eine Kurbelzapfen-Umfangsfläche und die Hubzapfenachse aus, wobei die Kurbelzapfen-Umfangsfläche zum mittelbaren oder unmittelbaren Aufnehmen eines Pleuels eingerichtet ist. Dabei ist unter dem unmittelbaren Aufnehmen zu verstehen, dass das Pleuel direkt auf dem Kurbelzapfen angeordnet ist und unter dem mittelbaren Aufnehmen ist zu verstehen, dass zwischen dem Pleuel und dem Kurbelzapfen wenigstens ein weiteres Bauteil angeordnet ist, insbesondere eine Excenterring, vorzugsweise zum Verstellen der Kompression.In the assembled state of the multi-part crankshaft, the two crank pin spur teeth engage with one another in a form-fitting manner on a crank pin, which is composed of two of these partial crank pins, so that the two partial crank pins are non-rotatably connected to one another and move along the crank pin axis. In the prior art it is known to use a Hirth spur gear for such a connection, but the invention is not limited to the use of a Hirth spur gear. Furthermore, the two part crank pins form a crank pin circumferential surface and the crank pin axis, the crank pin circumferential surface being set up to directly or indirectly accommodate a connecting rod. The direct pick-up is to be understood as meaning that the connecting rod is arranged directly on the crank pin and the indirect pick-up is understood to mean that at least one further component is arranged between the connecting rod and the crank pin, in particular an eccentric ring, preferably for adjusting the compression .

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist in wenigstens einem oder vorzugsweise ist in beiden Teilkurbelzapfen ein Schmiermittellängskanal angeordnet. Vorzugsweise erstreckt sich der Schmiermittellängskanal in Richtung der Hubzapfenachse, insbesondere also in einer Längsrichtung der Kurbelwelle. Ein solcher Schmiermittellängskanal erstreckt sich also von der Kurbelwange bis zum jeweiligen Teilkurbelzapfenende, vorzugsweise ist der Schmiermittellängskanal damit zum Führen von Schmiermittel in dem Teilkurbelzapfen eingerichtet, in welchem dieser angeordnet ist, insbesondere von der Kurbelwange bis zum Teilkurbelzapfenende erstreckt. Weiter ist wenigstens eine der Kurbelzapfenstirnverzahnungen oder beide derart ausgebildet, dass geometrisch zwischen diesen ein Schmiermittelradialkanal ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die Kurbelwellenstirnverzahnungen derart ausgebildet, dass diese Zähne mit Zahnköpfen und zwischen den Zähnen in die sogenannten Zahnlücken aufweisen, wobei die Zähne der einen Kurbelwellenstirnverzahnung in die Zahnlücken der anderen Kurbelwellenstirnverzahnung eingreifen und weiter vorzugsweise ist wenigstens ein Zahnkopf oder wenigstens ein Zahnfuß derart ausgebildet, dass sich dem wenigstens einen Zahnkopf gegenüberliegend ein solcher Schmiermittelradialkanal ausbildet und weiter vorzugsweise ist eine Vielzahl von Zahnköpfen oder Zahnfüßen derart ausgebildet und bevorzugt sind sämtliche Zahnfüße oder Zahnköpfe derart ausgebildet so dass über den gesamten Umfang der Kurbelzapfen-Umfangsfläche eine Versorgung mit Schmierstoff auf dem Schmiermittellängskanal darstellbar ist. Vorzugsweise erstreckt sich der Schmiermittelradialkanal bis zu Kurbelzapfen-Umfangsfläche. Insbesondere mit einer solchen Ausgestaltung der mehrteiligen Kurbelwelle ist erreichbar, dass die auf der Hubzapfen-Umfangsfläche angeordneten Bauteile mit Schmierstoff versorgbar sind und dass so die Funktionalität der Kurbelwelle verbessert ist.According to one aspect of the invention, a longitudinal lubricant channel is arranged in at least one or preferably in both partial crank pins. The longitudinal lubricant channel preferably extends in the direction of the crank pin axis, in particular in a longitudinal direction of the crankshaft. Such a longitudinal lubricant channel thus extends from the crank web to the respective partial crank pin end, and the longitudinal lubricant channel is thus preferably used to guide lubricant set up the part crank pin in which it is arranged, in particular extends from the crank web to the part crank pin end. Furthermore, at least one of the crank pin spur gears or both is designed in such a way that a radial lubricant channel is formed geometrically between them. The crankshaft spur gears are preferably designed in such a way that they have teeth with tooth tips and between the teeth in the so-called tooth gaps, the teeth of one crankshaft spur gearing engaging the tooth gaps of the other crankshaft spur gearing and further preferably at least one tooth tip or at least one tooth base is designed in such a way that Such a radial lubricant channel is formed opposite the at least one tooth tip and further preferably a plurality of tooth tips or tooth roots are designed in this way and preferably all tooth roots or tooth tips are designed in such a way that a supply of lubricant on the lubricant longitudinal channel can be represented over the entire circumference of the crank pin circumferential surface . The radial lubricant channel preferably extends as far as the circumferential surface of the crank pin. With such a configuration of the multi-part crankshaft, in particular, it can be achieved that the components arranged on the crank pin circumferential surface can be supplied with lubricant and that the functionality of the crankshaft is thus improved.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Teilkurbelwellen mit einer Verbindungsschaube miteinander verspannt. Vorzugsweise weist die Verbindungsschraube an einem axialen Schraubenende einen Schraubenkopfabschnitt und an dem gegenüberliegenden Ende einen Schraubengewindeabschnitt auf. Vorzugsweise ist in einer der beiden Teilkurbelwellen ein Mutterngewindeabschnitt angeordnet, in welchem der Schraubengewindeabschnitt aufgenommen ist, und weiter vorzugsweise ist in der anderen Teilkurbelwelle eine Schraubenkopfauflage angeordnet, in welcher der Schraubenkopfabschnitt aufgenommen ist. Vorzugsweise ist die Verbindungsschraube derart in der mehrteiligen Kurbelwelle aufgenommen, dass die Verbindungsschraube eine Schraubenkraft in Richtung der Hubzapfenachse, beziehungsweise in Richtung der Kurbelwellenrotationsachse aufbringt, so dass die erste und die zweite Kurbelzapfenstirnverzahnung mit dieser Verbindungsschraube gegeneinander verspannt sind. Insbesondere eine Schraubverbindung ist eine sicher beherrschbare Verbindungsart für zwei Bauteile, so dass eine mehrteilige Kurbelwelle der beschriebenen Bauart besonders betriebssicher ist.In a preferred embodiment, the two partial crankshafts are braced together with a connecting screw. The connecting screw preferably has a screw head section at one axial screw end and a screw thread section at the opposite end. A nut thread section is preferably arranged in one of the two partial crankshafts, in which the screw thread section is received, and more preferably, a screw head support is arranged in the other partial crankshaft, in which the screw head section is received. The connecting screw is preferably received in the multi-part crankshaft in such a way that the connecting screw applies a screw force in the direction of the crank pin axis or in the direction of the crankshaft rotation axis, so that the first and second crank pin spur teeth are braced against each other with this connecting screw. A screw connection, in particular, is a reliably manageable type of connection for two components, so that a multi-part crankshaft of the type described is particularly reliable.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Verbindungsschraube wenigstens abschnittsweise in dem Schmiermittellängskanal. Vorzugsweise ergibt sich die resultierende Querschnittsfläche des Schmiermittellängskanals, welche zum Führen von Schmiermittel in einem solchen Abschnitt zur Verfügung als Kreisringfläche. Zur Versorgung von Bauteilen, welche auf der Hubzapfen-Umfangsfläche angeordnet sind, ist nur eine geringe Menge an Schmiermittel nötig, so dass eine kleine Querschnittsfläche des Schmiermittellängskanals ausreichend ist und weiter ist mit einer solchen Anordnung der Verbindungsschraube ein besonders platzsparender Aufbau ermöglicht.In a preferred embodiment of the invention, the connecting screw extends at least in sections in the longitudinal lubricant channel. The resulting cross-sectional area of the longitudinal lubricant channel, which is available for guiding lubricant in such a section, is preferably obtained as a circular ring area. Only a small amount of lubricant is required to supply components that are arranged on the circumferential surface of the crank pin, so that a small cross-sectional area of the longitudinal lubricant channel is sufficient and, furthermore, such an arrangement of the connecting screw enables a particularly space-saving design.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schmiermittellängskanal in der in der ersten Teilkurbelwelle dem Schraubenkopfabschnitt der Verbindungsschraube fluiddicht abgeschlossen. Vorzugsweise kontaktiert der Schraubenkopfabschnitt die erste Kurbelwange, insbesondere im Bereich der Schraubenkopfauflage, unmittelbar und verschließt damit den Schmiermittellängskanal. Weiter vorzugsweise ist zwischen dem Schraubenkopfabschnitt und der Schraubenkopfauflage ein Dichtungsmittel angeordnet, vorzugsweise ein Dichtungsring oder eine Dichtungsscheibe. Insbesondere durch das abschließende Schmiermittellängskanal mittels der ohnehin vorhandenen Verbindungsschraube ist ein besonders einfacher Aufbau der mehrteiligen Kurbelwelle ermöglicht.In a preferred embodiment of the invention, the longitudinal lubricant channel is sealed in a fluid-tight manner in the screw head section of the connecting screw in the first partial crankshaft. The screw head section preferably makes direct contact with the first crank web, in particular in the area of the screw head support, and thus closes the longitudinal lubricant channel. Further preferably, a sealing means is arranged between the screw head section and the screw head support, preferably a sealing ring or a sealing washer. A particularly simple construction of the multi-part crankshaft is made possible in particular by the closing longitudinal lubricant channel by means of the connecting screw that is already present.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist wenigstens eine dieser Teilkurbelwelle einen Kurbelwellenlagerabschnitt auf. Dieser Kurbelwellenlagerabschnitt ist vorzugsweise konzentrisch zur Rotationsachse ausgerichtet und vorzugsweise ist dieser Kurbelwellenlagerabschnitt zur Aufnahme eines Lagers, vorzugsweise eines Wälzlagers, zur Lagerung der mehrteiligen Kurbelwelle in einem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine eingerichtet, sogenanntes Hauptlager. Weiter vorzugsweise ist auf diesem Kurbelwellenlagerabschnitt ein Bauteil zur Bereitstellen einer Verstellung des Kompressionsverhältnisses eingerichtet, vorzugsweise eines Zahnrads. Weiter verbindet die Kurbelwange den Kurbelwellenlagerabschnitt mit dem Teilkurbelzapfen. Weiter Vorzugsweis ist ein solcher Kurbelwellenlagerabschnitt wenigstens jeweils am axialen Ende der mehrteiligen Kurbelwelle angeordnet und weiter vorzugsweise weist eine Vielzahl von Teilkurbelwellen einen solchen Kurbelwellenlagerabschnitt auf, weiter vorzugsweise weisen sämtliche Teilkurbelwellen einen Kurbelwellenlagerabschnitt auf.In a preferred embodiment of the invention, at least one of these partial crankshafts has a crankshaft bearing section. This crankshaft bearing section is preferably aligned concentrically to the axis of rotation and this crankshaft bearing section is preferably set up to accommodate a bearing, preferably a roller bearing, for mounting the multi-part crankshaft in a crankcase of an internal combustion engine, so-called main bearing. Furthermore, a component for providing an adjustment of the compression ratio, preferably a gearwheel, is preferably set up on this crankshaft bearing section. The crank web also connects the crankshaft bearing section with the part crank pin. Further preferably, such a crankshaft bearing section is arranged at least in each case at the axial end of the multi-part crankshaft and further preferably a plurality of partial crankshafts have such a crankshaft bearing section, further preferably all partial crankshafts have a crankshaft bearing section.

Weiter vorzugsweise erstreckt sich bei wenigstens einer der Teilkurbelwellen in der Kurbelwange ein Schmiermittelversorgungskanal von dem Kurbelwellenlagerabschnitt zum Schmiermittellängskanal.With at least one of the sub-crankshafts in the crank web, a lubricant supply channel preferably extends from the crankshaft bearing section to the longitudinal lubricant channel.

Nachfolgend sind einzelne Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert, wobei auch andere Merkmalskombinationen als die in den Figuren dargestellten möglich sind, dabei zeigt:

1: eine Teilfrontansicht einer mehrteiligen Kurbelwelle mit zwei Kurbelwangen,
2: eine Detailansicht aus dem Bereich der Hirth-Verzahnung der in 1 dargestellten mehrteiligen Kurbelwelle,
3: eine Längsschnitteildarstellung einer Ausführungsform der Erfindung.

The following are individual features and embodiments of the invention based on the Figures explained in more detail, with other combinations of features than those shown in the figures are possible, it shows:

1 : a partial front view of a multi-part crankshaft with two crank webs,
2 : a detailed view from the area of the Hirth coupling of the in 1 illustrated multi-part crankshaft,
3 : a longitudinal sectional view of an embodiment of the invention.

In 1 ist eine Teilfrontansicht einer mehrteiligen Kurbelwelle dargestellt. Dargestellt ist dabei nur der Teil dieser mehrteiligen Kurbelwelle für einen einzigen Zylinder, die Ausführungsform der Erfindung kann für mehrere Zylinder verlängert werden. Die mehrteilige Kurbelwelle weist eine erste Teilkurbelwelle 1 und eine zweite Teilkurbelwelle 2 auf. Auf der Kurbelzapfen-Umfangsfläche 9 wird ein Pleuel (nicht dargestellt) mittelbar gelagert. Um die mittelbare Lagerung dieses Pleuels mit Schmierstoff zu versorgen, ist eine Schmierstoffversorgung in der mehrteiligen Kurbelwelle vorgesehen. Die mehrteilige Kurbelwelle ist über eine Hirth-Stirnverzahnung 18 drehfest verbunden, diese wird gleichzeitig zur Schmierstoffversorgung genutzt. Zum Ausbilden der Hirth-Stirnverzahnung 18 weist der erste Teilkurbelzapfen 5 an seinem ersten Kurbelzapfenende 7, siehe 3, eine Kurbelzapfenstirnverzahnung 7a auf, der zweite Teilkurbelzapfen 6 weist an dem zweiten Kurbelzapfenende 8, siehe 3, eine zweite Kurbelzapfenstirnverzahnung 8a auf, welche in die erste Kurbelzapfenstirnverzahnung 7a formschlüssig eingreift.In 1 a partial front view of a multi-part crankshaft is shown. Only the part of this multi-part crankshaft for a single cylinder is shown, the embodiment of the invention can be extended for several cylinders. The multi-part crankshaft has a first part crankshaft 1 and a second sub-crankshaft 2 on. On the circumferential surface of the crank pin 9 a connecting rod (not shown) is indirectly supported. In order to supply the indirect bearing of this connecting rod with lubricant, a lubricant supply is provided in the multi-part crankshaft. The multi-part crankshaft has a Hirth spur gear 18th non-rotatably connected, this is also used to supply lubricant. For forming the Hirth spur gear 18th has the first part crank pin 5 at its first crank pin end 7th , please refer 3 , a crank pin spur gear 7a on, the second part crank pin 6th points at the second end of the crank pin 8th , please refer 3 , a second crank pin spur gear 8a on which in the first crank pin spur gear 7a engages positively.

Die mehrteilige Kurbelwelle ist um die Kurbelwellenrotationsachse 16 drehbar in einem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine gelagert die Kurbelzapfen-Umfangsfläche 9 erstreckt sich um die Hubzapfenachse 17. Die Hubzapfenachse 17 ist exzentrisch zur Kurbelwellenrotationsachse 16 angeordnet. Auf der Kurbelzapfen-Umfangsfläche 9 ist ein Exzenterring (nicht dargestellt) zur Veränderung des Kompressionsverhältnisses der Brennkraftmaschine angeordnet (VCR), wobei auf dem Exzenterring das Pleuel gelagert ist. The multi-part crankshaft is around the crankshaft rotation axis 16 The crank pin circumferential surface is rotatably mounted in a crankcase of an internal combustion engine 9 extends around the crank pin axis 17th . The crank pin axis 17th is eccentric to the crankshaft rotation axis 16 arranged. On the circumferential surface of the crank pin 9 an eccentric ring (not shown) for changing the compression ratio of the internal combustion engine is arranged (VCR), the connecting rod being mounted on the eccentric ring.

Die erste Kurbelwange 3 verbindet den Kurbelwellenlagerabschnitt 13 mit dem ersten Teilkurbelzapfen 5. Der weitere Kurbelwellenlagerabschnitt 14 ist über die zweite Kurbelwange 4 mit dem zweiten Teil Kurbelzapfen 6 verbunden. Die beiden Teilkurbelwellen 1, 2 sind jeweils einstückig ausgebildet.The first crank web 3 connects the crankshaft bearing section 13th with the first partial crank pin 5 . The further crankshaft bearing section 14th is about the second crank web 4th with the second part of the crank pin 6th tied together. The two partial crankshafts 1 , 2 are each formed in one piece.

In 2 ist ein Detail der Hirth-Stirnverzahnung 18 dargestellt. Dabei ist erkennbar, dass zwischen dem Zahnkopf der zweiten Kurbelzapfenstirnverzahnung 8a und dem Zahnfuß der ersten Kurbelzapfenstirnverzahnung 7a ein Schmiermittelradialkanal 11 ausgebildet ist. Durch den Schmiermittelradialkanal 11 kann Schmierstoff unmittelbar zur Kurbelzapfen-Umfangsfläche 9 gelangen.In 2 is a detail of the Hirth spur gear 18th shown. It can be seen that between the tooth tip of the second crank pin spur toothing 8a and the tooth root of the first crank pin spur gear 7a a lubricant radial channel 11 is trained. Through the lubricant radial channel 11 can direct lubricant to the circumferential surface of the crank pin 9 reach.

In 3 ist eine Teilschnittdarstellung eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die erste Teilkurbelwelle 1 ist über die Verbindungsschraube 12 mit der zweiten Teilkurbelwelle 2 verschraubt. Die Verbindungsschraube 12 weist eine Schraubenkopfabschnitt 12a und einen Gewindeabschnitt 12b auf. Mit dem Gewindeabschnitt 12b ist die Verbindungsschraube 12 in die zweite Teilkurbelwelle 2 eingeschraubt. Der Schraubenkopfabschnitt 12a liegt in der ersten Teilkurbelwelle 1 auf der Schraubenkopfauflage 19 auf und verschließt damit den Schmiermittellängskanal 10 in der mehrteiligen Kurbelwelle, insbesondere in der ersten Teilkurbelwelle 1. Der Schmiermittellängskanal 10 weist als Querschnittsfläche eine Kreisringfläche auf. Schmierstoff gelangt durch den Schmiermittelversorgungskanal 15 durch den Schmiermittellängskanal 10 und über den Schmiermittelradialkanal 11 zur Kurbelzapfen-Umfangsfläche 9. Die Symmetrieachse der Kurbelzapfen-Umfangsfläche 9, also die Hubzapfenachse 17 ist exzentrisch zu der Kurbelwellenrotationsachse 16. Wie bereits erläutert ergibt sich der Schmiermittelradialkanal als Zwischenraum in der Hirth-Stirnverzahnung 18.In 3 is a partial sectional view of an embodiment of the invention is shown. The first partial crankshaft 1 is about the connecting screw 12th with the second partial crankshaft 2 screwed. The connecting screw 12th has a screw head portion 12a and a threaded portion 12b on. With the threaded section 12b is the connecting screw 12th into the second partial crankshaft 2 screwed in. The screw head section 12a lies in the first partial crankshaft 1 on the screw head support 19th and thus closes the longitudinal lubricant channel 10 in the multi-part crankshaft, in particular in the first partial crankshaft 1 . The longitudinal lubricant channel 10 has a circular ring area as the cross-sectional area. Lubricant passes through the lubricant supply channel 15th through the longitudinal lubricant channel 10 and via the lubricant radial channel 11 to the crank pin circumferential surface 9 . The axis of symmetry of the circumferential surface of the crankpin 9 , i.e. the crank pin axis 17th is eccentric to the crankshaft rotation axis 16 . As already explained, the radial lubricant channel results as a space in the Hirth spur tooth system 18th .

Die 1. Kurbelwange 3 verbindet den Kurbelwellenlagerabschnitt 13 mit dem 1. Teil Kurbelzapfen 5. Die 2. Kurbelwange 4 verbindet den weiteren Kurbelwellenlagerabschnitt 14 mit dem 2. Teil Kurbelzapfen 6.the 1 . Crank web 3 connects the crankshaft bearing section 13th with the 1st part of the crank pin 5 . the 2 . Crank web 4th connects the further crankshaft bearing section 14th with the 2nd part of the crank pin 6th .

Mit anderen Worten ausgedrückt, sind zwar geteilte Kurbelwelle beziehungsweise mehrteilige Kurbelwellen aus dem Stand der Technik bekannt. Im Regelfall ist aber das Pleuel, welches auf der Kurbelwelle wie dargelegt mittelbar oder unmittelbar gelagert ist, geteilt und wird durch eine Bohrung in der Kurbelwelle mit Schmierstoff versorgt.In other words, split crankshafts or multi-part crankshafts are known from the prior art. As a rule, however, the connecting rod, which is directly or indirectly supported on the crankshaft as stated, is divided and is supplied with lubricant through a bore in the crankshaft.

Die Erfindung macht sich demgegenüber den Umstand zu nütze, dass zum Teilen der Kurbelwelle am Kurbelzapfen, Teilung in den ersten und den zweiten Teilkurbelzapfen 5, 6, eine Hirth-Stirnverzahnung 18 zum Verbinden der zwei Teilkurbelwellen 1, 2 vorgesehen ist, wobei die Verzahnungen (erste, zweite Kurbelzapfenstirnverzahnung 7a, 8a) der Hirth-Stirnverzahnung 18 Lücken, insbesondere zwischen Zahnkopf und dem gegenüberliegenden Zahnfuß, aufweist. Bildlich gesprochen besteht damit zwischen Zahngrund und -spitze der Schmiermittelradialkanal 11, beziehungsweise eine Vielzahl solcher Schmiermittelradialkanäle 11, durch welchen sich Schmierstoff zu einem Exzenter für ein VCR System, beziehungsweise zu einem Pleuel, bringen lässt. Eine zusätzliche Bohrung zur Schmierstoffversorgung ist dann nicht mehr nötig oder kann vorzugsweise besonders klein ausgeführt sein und schwächt damit das betroffene Bauteil nicht oder nur geringfügig. Ein weiter Vorteil der Erfindung ist, dass Schmierstoff durch die Vielzahl an Schmierstoffradialkanälen 11 in der Hirth-Stirnverzahnung 18 für eine Schmierstoffversorgung des Lagers, insbesondere des Gleitlagers, besonders gleichmäßig erfolgt.In contrast, the invention makes use of the fact that, for dividing the crankshaft on the crank pin, it is divided into the first and second partial crank pins 5 , 6th , a Hirth spur gear 18th to connect the two partial crankshafts 1 , 2 is provided, the toothing (first, second crank pin spur toothing 7a , 8a ) the Hirth spur gear 18th Has gaps, in particular between the tooth tip and the opposite tooth base. Figuratively speaking, the lubricant radial channel thus exists between the tooth base and tip 11 , or a large number of such radial lubricant channels 11 , through which lubricant can be brought to an eccentric for a VCR system or to a connecting rod. An additional hole for the supply of lubricant is then no longer necessary or can preferably be made particularly small and weakens so that the affected component is not or only slightly. Another advantage of the invention is that lubricant through the large number of lubricant radial channels 11 in the Hirth serration 18th for a lubricant supply of the bearing, in particular the plain bearing, takes place particularly evenly.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: erste Teilkurbelwellefirst partial crankshaft
22: zweite Teilkurbelwellesecond partial crankshaft
33: erste Kurbelwangefirst crank web
44th: zweite Kurbelwangesecond crank web
55: erster Teilkurbelzapfenfirst partial crank pin
66th: zweiter Teilkurbelzapfensecond part crank pin
77th: erstes Kurbelzapfenendefirst crank pin end
7a7a: erste Kurbelzapfenstirnverzahnungfirst crank pin spur gear
88th: zweites Kurbelzapfenendesecond crank pin end
8a8a: zweite Kurbelzapfenstirnverzahnungsecond crank pin spur toothing
99: Kurbelzapfen-UmfangsflächeCrankpin peripheral surface
1010: SchmiermittellängskanalLongitudinal lubricant channel
1111: SchmiermittelradialkanalLubricant radial channel
1212th: VerbindungsschraubeConnecting screw
12a12a: Schraubenkopfabschnitt von 12Screw head portion of 12
12b12b: Gewindeabschnitt von 12Threaded section of 12
1313th: KurbelwellenlagerabschnittCrankshaft bearing section
1414th: weiterer Kurbelwellenlagerabschnittfurther crankshaft bearing section
1515th: SchmiermittelversorgungskanalLubricant supply channel
1616: KurbelwellenrotationsachseCrankshaft rotation axis
1717th: HubzapfenachseCrank pin axis
1818th: Hirth-StirnverzahnungHirth serration
1919th: SchraubenkopfauflageScrew head support

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 3744197 A1 [0001]

Claims

Multi-part crankshaft for an internal combustion engine, this crankshaft having a first partial crankshaft (1) with a first crankshaft (3) and a second partial crankshaft (2) with a second crankshaft (4), with a first partial crank pin (5) extending from the first crankshaft. extends to a first partial crank pin end (7) and, starting from the second crank cheek (4), a second partial crank pin (6) extends to a second partial crank pin end (8) and where a first crank pin spur toothing (7a) is provided on the first partial crank pin end (7). is arranged and wherein a second crank pin end toothing (8a) is arranged on the second part crank pin end (8) and wherein the two crank pin front toothings (7a, 8a) mesh with each other and thereby the two part crank pins (5, 6) are connected to one another in a rotationally fixed manner, and the two part crank pins (5, 6) form a crank pin circumferential surface (9), which for the indirect n or direct receiving of a connecting rod, characterized in that a lubricant longitudinal channel (10) is arranged in at least one or in both partial crank pins (5, 6) which extends from one of the crank webs (3, 4) to the respective partial crank pin end (7 , 8), and that between the first and the second crank pin spur toothing (7a, 8a) at least one lubricant radial channel (11) is arranged, which extends from the lubricant longitudinal channel (10) to the crank pin circumferential surface (9).

Multi-part crankshaft according to Claim 1 , characterized in that the two partial crankshafts (1, 2) are braced against one another with a connecting screw (12).

Multi-part crankshaft according to Claim 2 , characterized in that the connecting screw (12) extends at least in sections in at least one such longitudinal lubricant channel (10).

Multi-part crankshaft according to Claim 3 , characterized in that the longitudinal lubricant channel (10) in the first partial crankshaft (1) is closed in a fluid-tight manner with a screw head section (12a) of the connecting screw (12).

Multi-part crankshaft according to one of the preceding claims, characterized in that at least one such partial crankshaft (1, 2) has a crankshaft bearing section (13) and that the crankshaft (3) connects the crankshaft bearing section (13) with the partial crank pin (5) that in at least one of the partial crankshafts (1, 2) in the crank web (3, 4) has a lubricant supply channel (14) extending from the crankshaft bearing section (13) to the longitudinal lubricant channel (10).