DE1209365B

DE1209365B - Multi-part crankshaft

Info

Publication number: DE1209365B
Application number: DEO9876A
Authority: DE
Inventors: Henry Thomas Merl Rice
Original assignee: Ohlsson and Rice Inc
Current assignee: Ohlsson and Rice Inc
Priority date: 1964-01-04
Filing date: 1964-01-04
Publication date: 1966-01-20

Description

Mehrteilige Kurbelwelle Die Erfindung betrifft eine mehrteilige Kurbelwelle, die insbesondere für kleinere Verbrennungsmotoren Verwendung finden soll.Multi-part crankshaft The invention relates to a multi-part crankshaft, which is to be used in particular for smaller internal combustion engines.

Es sind bereits mehrteilige Kurbelwellen bekanntgeworden, bei denen der oder die Kurbelzapfen mit jeweils einerKurbelwange aus einemStück hergestellt sind, die wiederum lösbar in der dazugehörenden anderen Kurbelwange befestigt werden. Durch diese geteilte Ausführung einer Kurbelwelle ist es möglich, eine im unteren Lager aus einem Stück bestehende Pleuelstange zu verwenden, deren Ausführung ge- drungener ist, so daß das Kurbelgehäuse entsprechend kleiner ausgebildet werden kann.Multi-part crankshafts have already become known in which the crank pin or pins are made from one piece, each with a crank cheek, which in turn is detachably fastened in the associated other crank cheek. Through this split design of a crankshaft, it is possible to provide a one-piece connecting rod in the lower bearing to be used, the execution of overall drungener, so that the crankcase can be formed correspondingly smaller.

Bei den bekannten Ausführungen einer mehrteiligen Kurbelwelle worden die Kurbelzapfen entweder mittels eines Lagerbügels auf der dazugehörenden Kurbelwange befestigt oder mittels einer durch den Kurbelzapfen hindurchgeführten Schraube ebenfalls lösbar verschraubt.In the known designs a multi-part crankshaft has been used the crank pin either by means of a bearing bracket on the associated crank web attached or also by means of a screw passed through the crank pin releasably screwed.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine mehrteilige Kurbelwelle zu schaffen, die über die bekannten Vorteile des mit der geteilten Bauart der Kurbelwelle geschaffenen ungeteilten unteren Pleuellagers hinaus einen einwandfreien Lauf auch bei fehlerhafter Ausrichtung der einzelnen Kurbelwellenteile ermöglicht und bei der die Tragfähigkeit und die Lebensdauer der verschiedenen Teile verbessert wurden.The invention was based on the object of a multi-part crankshaft to create the known advantages of having the split design of the crankshaft created undivided lower connecting rod bearings also run flawlessly in the event of incorrect alignment of the individual crankshaft parts and with which has improved the load-bearing capacity and the service life of the various parts.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die das freie Ende des Kurbelzapfens aufnehmende Kurbelwange mit einem radialen Schlitz zu versehen, in dem der Kurbelzapfen radial beweglich gelagert ist.To solve this problem it is proposed according to the invention, the crank web receiving the free end of the crank pin with a radial one To provide slot in which the crank pin is mounted so that it can move radially.

Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, daß bei ungenügender oder fehlerhafter Ausrichtung der Kurbelwellenteile zueinander der Kurbelzapfen in dem Schlitz eine radial gerichtete Bewegung durchführt, so daß die Kurbelwelle von schädlichen Biegebeanspruchungen frei bleibt.This creates the possibility that if insufficient or incorrect alignment of the crankshaft parts to each other, the crank pin in the Slot performs a radially directed movement, so that the crankshaft from harmful Bending stress remains free.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, den Kurbelzapfen im Bereich des mit parallelen Wandflächen ausgebildeten Schlitzes mit abgeflachten Parallelflächen zu versehen. Dies ergibt große übertragungs- und Berührungsflächen, so daß große Kräfte übertragen werden können und eine hohe Lebensdauer gewährleistet ist.According to a further feature of the invention it is proposed that Crank pin in the area of the slot formed with parallel wall surfaces to provide flattened parallel surfaces. This results in large transfer and contact areas, so that large forces can be transmitted and a long service life is guaranteed is.

Um die Beweglichkeit der Kurbelwangen gegeneinander beim Zusammenbau zu begrenzen, wird weiterhin vorgeschlagen, Schultern auf dem Kurbelzapfen vorzusehen, die an der geschlitzten Kurbelwange anliegen.About the mobility of the crank webs against each other during assembly to limit, it is also proposed to provide shoulders on the crankpin, which rest on the slotted crank web.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Kurbelwelle gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Verbrennungskraftmaschine, die mit einer Kurbelwelle gemäß der Erfindung versehen ist, wobei einzelne Teile in Seitenansicht gezeigt sind, F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Kurbelwelle und die Pleuelstange der in F i g. 1 gezeigten Maschine und F i g. 3 eine Seitbnansicht gemäß der Linie III-111 in F i g. 2.The drawing shows an embodiment of a crankshaft according to the invention, namely FIG. 1 shows a vertical section through an internal combustion engine provided with a crankshaft according to the invention, individual parts being shown in side view, FIG. 2 shows a vertical section through the crankshaft and the connecting rod of the FIG. 1 shown machine and FIG. 3 is a side view according to the line III-111 in FIG . 2.

Die Kurbelwelle gemäß der Erfindung ist in F i g. 1 als Teil einer Verbrennungskraftmaschine dargestellt, die einen am Kurbelgehäuse 11 befestigten Zylinder 10 besitzt. Der Kolben 12 mit dem mit Kolbenringen versehenen Kopf 13 und dem nach abwärts gerichteten Kolbenmantel 14 ist an der Pleuelstange 15 mittels eines nicht dargestellten Kolbenbolzens befestigt. Mit dem anderen, breiteren Ende 16 ist die Pleuelstange 15 am Kurbelzapfen 17 der Kurbelwelle angebracht. Die als Zweitaktmotor dargestellte Verbrennungskraftmaschine ist in bekannter Weise mit Einlaßkanälen 18 und Auslaßkanälen 19 sowie mit einer Zündkerze 20 versehen.The crankshaft according to the invention is shown in FIG. 1 is shown as part of an internal combustion engine which has a cylinder 10 fastened to the crankcase 11 . The piston 12 with the head 13 provided with piston rings and the downwardly directed piston skirt 14 is attached to the connecting rod 15 by means of a piston pin, not shown. With the other, wider end 16 , the connecting rod 15 is attached to the crank pin 17 of the crankshaft. The internal combustion engine shown as a two-stroke engine is provided in a known manner with inlet ducts 18 and outlet ducts 19 and with a spark plug 20.

Die Kurbelwelle besteht aus zwei Wollenteilen 21 und 22, die in geeigneter Weise drehbar im Kurbelgehäuse 11 gelagert sind. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, sind in einem Abstand voneinander Lager 23 im Kurbelgehäuse 11 angebracht, die die beiden Wellenteile 21 und 22 abstützen und gleichzeitig deren axiale Bewegung begrenzen. Eines der Wellenteile, und zwar das linke, in F i g. 1 und 2 dargestellte Teil 21, ist mit einer Kurbelwange 24 versehen, die mit dem Wellenteil 21 aus einem Stück hergestellt ist und einen Ansatz 25 aufweist, der gegen den inneren Laufring des linken Lagers 23 anliegt, wodurch die axiale Bewegung der Kurbelwange 24 nach außen begrenzt wird und gleichzeitig die des mit der Kurbelwange 24 verbundenen Wellenteiles 21 gegenüber dem Kurbelgehäuse 11. In ähnlicher Weise ist die gegenüberliegende Kurbelwange 26 ausgebildet, die im Abstand von der anderen Kurbelwange 24 angeordnet ist und mit dem anderen Wellenteil 22 und einem Ansatz 27 ein Stück bildet.The crankshaft consists of two wool parts 21 and 22 which are rotatably mounted in the crankcase 11 in a suitable manner. As can be seen from the drawing, bearings 23 are mounted in the crankcase 11 at a distance from one another, which support the two shaft parts 21 and 22 and at the same time limit their axial movement. One of the shaft parts, namely the left one, in FIG. 1 and 2 shown part 21 is provided with a crank web 24 which is made in one piece with the shaft part 21 and has a shoulder 25 which rests against the inner race of the left bearing 23 , whereby the axial movement of the crank web 24 outward is limited and at the same time that of the shaft part 21 connected to the crank web 24 opposite the crankcase 11. The opposite crank web 26 is formed in a similar way, which is arranged at a distance from the other crank web 24 and with the other shaft part 22 and a shoulder 27 one piece forms.

Die Kurbelwangen 24 und 26 sind in axialer Richtung in einem Abstand voneinander angeordnet, so daß sich die Pleuelstange 15 zwischen beiden hindurchbewegen kann. Das Ende 16 der Pleuelstange 15 besteht aus einem Stück, in dem eine Bohrung 28 vorgesehen ist, durch die der Kurbelzapfen 17 geführt werden kann, der an der Kurbelwange 24 vorgesehen ist und mit dieser einstückig ausgebildet ist. Im Endteil 16 der Pleuelstange 15 ist ein Lager 29 angeordnet, das mit dieser und mit dem zylindrischen Teil 30 des Kurbelzapfens 17 zusammenwirkt.The crank webs 24 and 26 are arranged at a distance from one another in the axial direction so that the connecting rod 15 can move through between the two. The end 16 of the connecting rod 15 consists of one piece in which a bore 28 is provided through which the crank pin 17 can be guided, which is provided on the crank web 24 and is formed integrally therewith. A bearing 29 is arranged in the end part 16 of the connecting rod 15 and cooperates with it and with the cylindrical part 30 of the crank pin 17 .

Das freie Ende des Kurbelzapfens 17, das mit der Kurbelwange 24 ein Stück bildet und parallel zur Achse der Kurbelwellenteile 21, 22 liegt, greift in einen radial angeordneten Schlitz 32 der gegenüberliegenden Kurbelwange 26 ein, der am Umfang derselben vorgesehen ist (F i g. 3). Dieser radial verlaufende Schlitz ist mit parallelen Wandflächen 33 versehen, die mit entsprechenden parallelen Flächen 34 am Kurbelzapfenende 31 zusammenwirken, wodurch der Kurbelzapfen 17 gleitend im Schlitz 32 geführt ist. Durch die Bildung der parallelen Flächen 34 am Kurbelzapfen 17 entstehen zwei Schultern 35 am Kurbelzapfen 17, die an - den inneren Flächen 36 der Kurbelwange 26 auf beiden Seiten des Schlitzes 32 anliegen. Da das Ende 16 der Pleuelstange 15 in axialer Richtung verbreitert ist, sind Ausnehmungen 37 in den Kurbelwangen 24 und 26 vorgesehen, damit eine Bewegung der Pleuelstange 15 bei Drehung der Kurbelwelle ermöglicht wird. Eine axiale Bewegung der Pleuelstange 15 wird durch die Anordnung von Druckstücken 38, beispielsweise in Form von Unterlegscheiben, zwischen den Stimflächen des erweiterten Endes 16 der Pleuelstange 15 und den Innenwänden 36 der Ausnehmungen 37 in den Kurbelwangen 24 und 26 begrenzt. Eine Relativ-Bewegung der Kurbelwangen 24 und 26 wird durch die Anlage der Kurbelwangenflächen 36 an den gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes 32 an den Schultern 35 des Kurbelzapfens 17 verhindert.The free end of the crank pin 17, which forms one piece with the crank arm 24 and is parallel to the axis of the crankshaft parts 21, 22, engages in a radially arranged slot 32 of the opposite crank arm 26 , which is provided on the circumference of the same (F i g. 3). This radially extending slot is provided with parallel wall surfaces 33 which interact with corresponding parallel surfaces 34 on the crank pin end 31 , whereby the crank pin 17 is guided in a sliding manner in the slot 32. By the formation of the parallel surfaces 34 on the crank pin 17, two shoulders 35 are formed on the crankpin 17, at the - the crank web abut the inner surfaces 36 of the slot 26 on both sides of the 32nd Since the end 16 of the connecting rod 15 is widened in the axial direction, recesses 37 are provided in the crank webs 24 and 26 so that the connecting rod 15 can move when the crankshaft rotates. Axial movement of the connecting rod 15 is limited by the arrangement of pressure pieces 38, for example in the form of washers, between the end faces of the enlarged end 16 of the connecting rod 15 and the inner walls 36 of the recesses 37 in the crank webs 24 and 26. A relative movement of the crank webs 24 and 26 is prevented by the abutment of the crank web surfaces 36 on the opposite sides of the slot 32 on the shoulders 35 of the crank pin 17 .

Neben der gedrungeneren Ausführung aller Teile infolge des ungeteilten unteren Pleuellagers ergibt die Kurbelwelle der Erfindung den Vorteil, daß kein Verklemmen zwischen den Teilen auftritt, wenn die Wellenteile 21 und 22 nicht genau ausgerichtet sind, weil eine leichte radiale Bewegung des Zapfentells 31 in der geschlitzten Kurbelwange 26 stattfinden kann. Trotz einer derartigen geringen radialen Bewegung besitzen die Teile eine große Lebensdauer, da eine große Anlagefläche zwischen den Flächen 34 des Kurbelzapfens 17 und den Wandflächen 33 des Schlitzes 32 in der Kurbelwange 26 vorhanden ist. Es besteht nämlich keine Konzentration des Verschleißes, wie dies beispielsweise zwischen einem zylindrischen Zapfen und einer entsprechenden zylindrischen Bohrung, in die der Zapfen eingesetzt ist infolge der Herstellungstoleranzen der Fall ist, da der zylindrische Zapfen die Wandung der entsprechenden zylindrischen Bohrung nur auf einer Linie berührt. Die große Anlagefläche zwischen dem Zapfen 1.7 und den Wandflächen 33 des Schlitzes 32 gestatten es im vorliegenden Falle, große Beanspruchungen bei geringem Flächendruck zu übertragen, wodurch die Lebensdauer der einzelnen Teile erhöht wird.In addition to the compact design of all parts due to the undivided lower connecting rod bearing, the crankshaft of the invention has the advantage that there is no jamming between the parts if the shaft parts 21 and 22 are not precisely aligned, because a slight radial movement of the journal member 31 in the slotted crank web 26 can take place. Despite such a small radial movement, the parts have a long service life, since there is a large contact surface between the surfaces 34 of the crank pin 17 and the wall surfaces 33 of the slot 32 in the crank web 26 . This is because there is no concentration of wear, as is the case, for example, between a cylindrical pin and a corresponding cylindrical bore into which the pin is inserted due to manufacturing tolerances, since the cylindrical pin only touches the wall of the corresponding cylindrical bore on one line. The large contact surface between the pin 1.7 and the wall surfaces 33 of the slot 32 make it possible in the present case to transfer high loads with low surface pressure, whereby the service life of the individual parts is increased.

Claims

Patent claims: 1. Multi-part crankshaft, especially for smaller internal combustion engines, in which, for the use of a connecting rod with undivided cure; -bel shaft bearings, the crank pin (s), each with one crank cheek, are detachably arranged in the associated other crank cheek, d a d It is characterized in that the crank web (26) receiving the free end of the crank pin (17) is provided with a radial slot (32) in which the crank pin is mounted to move radially.

2. Crankshaft according to spoke 1, characterized in that the crank pin (17) is provided with flattened parallel surfaces (34) in the region of the slot (32) formed with parallel wall surfaces (33). 3. Crankshaft according to claim 1 and / or 2, characterized in that the distance between the crank webs (24, 26) is determined by the slotted crank web (26) abutting shoulders (35) on the crank pin (17) .

Documents considered: French Patent No. 584 262; U.S. Patent No. 1871729; British Patent No. 138 290.