DE19745586A1

DE19745586A1 - Kurbelwelle für Hubkolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE19745586A1
Application number: DE1997145586
Authority: DE
Inventors: Hanns-Peter Dipl Ing Dr Huebl; Georg Dipl Ing Tzivanopoulos
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1998-04-23
Also published as: AT1738U1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwelle für Hubkolbenmaschinen, insbesondere Brennkraft maschinen, mit zumindest einer an einen Hubzapfen grenzenden Kurbelwange, die als mit zumindest einem Zusatzgewicht versehenes Gegengewicht ausgebildet ist.

Aus der EP 0 345 424 A1 ist eine Kurbelwelle der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Zusatzgewichte als von der Wange umgebene Kerne ausgebildet sind, die sich über einen wesentlichen Bereich der Gegengewichte erstrecken. Der Kern wird durch einen Hohlkörper gebildet, der mit einem Schwermetalleinsatz, wie Blei, Wismut od. dgl. gefüllt ist. Dadurch kann der Massenausgleich der Brennkraftmaschine bedarfsgerecht definiert werden. Da der Kern rundum vom Wangenmaterial umgeben sein muß, sind aus gußtechnischen und Festig keits-Gründen der Reduzierung der Kurbelwangenabmessungen Grenzen gesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine kompaktere Bauweise für eine Kurbelwelle mit ausreichendem Ausgleichgrad zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zur Befestigung des Zusatzgewichtes die Kurbelwange an der dem Hubzapfen abgewandten Seite eine Nutverbindung aufweist. Die Nutverbindung bildet eine formschlüssige Befestigung für das Zusatzgewicht und ermöglicht höhere Haltekräfte als beispielsweise eine Schraubverbindung.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß die Nutverbindung aus zumindest einer im Quer schnitt hammerkopf-, pilz- oder schwalbenschwanzförmigen Nut an der Außenseite der Kur belwange und/oder an der Innenseite des Zusatzgewichtes einerseits, und zumindest einem in die Nut eingreifenden, zu dieser im wesentlichen komplementär geformten, mit dem jeweili gen anderen Teil aus der Gruppe Kurbelwange und Zusatzgewicht fest verbundenen Ankerteil besteht. Das Zusatzgewicht steht nur im inneren Mantelbereich mit der Kurbelwange in Ver bindung und muß durch die Nutverbindung nicht mehr von dieser umgeben sein. Dies ermög licht es einerseits, die Breite der Kurbelwange gegenüber bekannten Kurbelwellen zu ver mindern und andererseits den Außenradius der Wange samt Gegengewicht bei ausreichendem Ausgleichgrad zu verkleinern, da der Anteil des Schwermetalles am Gegengewicht erhöht werden kann. Gleichzeitig ist gewährleistet, daß das Gegengewicht sicher mit der restlichen Kurbelwange verbunden ist.

Dabei kann vorgesehen sein, daß der Ankerteil durch eine separate Feder gebildet ist. In dieser Ausführung weisen sowohl die Kurbelwange als auch das Zusatzgewicht zumindest eine Nut auf, die mit dem Ankerteil zusammenwirkt.

Zur Reduzierung von Einzelteilen kann aber auch vorgesehen sein, daß der Ankerteil ein stückig mit der Kurbelwange und/oder dem Zusatzgewicht ausgebildet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die die Verschieberichtung defi nierende Nutlängsachse der Nutverbindung im wesentlichen in einer Normalebene auf die Kurbelwellenachse und vorzugsweise kreisbogenförmig und im wesentlichen in Umfangs richtung der Kurbelwelle ausgebildet ist, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogens besonders vorzugsweise zwischen der Kurbelwellenachse und der Hubzapfenachse liegt. Bei der Mon tage wird das Zusatzgewicht in Umfangsrichtung auf die Kurbelwange aufgeschoben. Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, daß die Nutlängsachse in Richtung der Kurbelwellenachse verläuft. Die Nutverbindung wird dabei durch mehrere parallel verlau fende Nuten in Kurbelwellenachsrichtung gebildet.

Zur Verhinderung von Verschiebebewegungen zwischen der Kurbelwange und dem Zusatz gewicht ist eine Verschiebesicherung vorgesehen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Verschie besicherung durch zumindest einen formschlüssigen Sicherungsteil im Bereich des Berüh rungsflächen zwischen Kurbelwange und Zusatzgewicht, vorzugsweise durch einen Stift oder eine Schraube, gebildet ist. Zusätzlich oder an Stelle der Verschiebesicherung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Nutverbindung als Preßsitz ausgebildet ist.

Die Nutverbindung stellt gewisse Anforderungen an die Festigkeit des Zusatzgewichtes. Diese können beispielsweise dadurch erfüllt werden, wenn als Material des Zusatzgewichtes Wolfram od. dgl. gewählt wird.

Die Erfindung wird anhand der Fig. näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Kurbel welle für eine Hubkolbenmaschine,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Nutverbindung in einer anderen Ausführungsvariante,

Fig. 4 eine Nutverbindung in einer weiteren Ausführungsvariante,

Fig. 5 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Kurbelwelle in einer weiteren Ausführungsvariante,

Fig. 6a und 6b Ansichten von Ausführungsvarianten gemäß dem Pfeil VI in Fig. 5.

Die Kurbelwelle 1 umfaßt einen sich entlang der Kurbelwellenachse 2 erstreckenden Lager zapfen 3, an den die Kurbelwange 4 und der Hubzapfen 5 anschließt.

An der dem Kurbelzapfen 5 abgewandten Seite 4a der Kurbelwange 4 ist eine Nutverbin dung 6 zur Befestigung des Zusatzgewichtes 7 an der Kurbelwange 4 vorgesehen. Die Nutver bindung besteht aus zumindest einer Nut 6a und einem Ankerteil 6b.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsvariante gezeigt, bei der die Nut 6a in das Zusatzgewicht 7 ein geformt ist. Die Nut 6a ist dabei kreisbogenförmig ausgebildet und liegt in einer Normal ebene 2a auf die Kurbelwellenachse 2, wobei der Mittelpunkt M des Kreisbogens zwischen der Kurbelwellenachse 2 und der Hubzapfenachse 5' liegt, wie in Fig. 2 ersichtlich ist.

Der Ankerteil 6b wird in Fig. 1 durch die Kurbelwelle 4 gebildet. Genauso ist es möglich, die Nut 6a in die Kurbelwange 4 einzuformen und den Ankerteil 6b einstückig mit dem Zusatz gewicht 7 zu gestalten, wie in Fig. 3 gezeigt ist.

Fig. 4 zeigt wiederum eine Ausführungsform, bei der sowohl die Kurbelwange 4 als auch das Zusatzgewicht 7 eine Nut 6a aufweisen. In jede Nut 6a ist dazu ein komplementär hammer förmig geformter separater als Feder 8 ausgebildeter Ankerteil eingeschoben.

Die Fig. 5, 6a und 6b zeigen eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung, bei der die die Verschieberichtung definierende Nutlängsachse 6' in Richtung der Kurbelwellenachse 2 verläuft. Die Nutverbindung 6 wird dabei durch mehrere Längsnuten 6a im Bereich der Mantelfläche 7a des Zusatzgewichtes 7 gebildet.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn sowohl die Kurbelwange 4 als auch das Zusatzgewicht 7 Nu ten 6a als auch Ankerteile 6b mit gleichen Abmessungen aufweist, wodurch für die Herstel lung der Nuten 6a bzw. Ankerteile 6b das gleiche Werkzeug eingesetzt werden kann, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Neben der Hammerkopfform des Nutquerschnittes ist auch eine pilzför mige- oder schwalbenschwanzförmige Gestaltung möglich.

Claims

1. Kurbelwelle für Hubkolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit zumin dest einer an einen Hubzapfen (5) grenzenden Kurbelwange (4), die als mit zumindest einem Zusatzgewicht (7) versehenes Gegengewicht ausgebildet ist, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Befestigung des Zusatzgewichtes (7) die Kurbelwange (4) an der dem Hubzapfen (5) abgewandten Seite (4a) eine Nutverbindung (6) aufweist.

2. Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutverbindung (6) aus zumindest einer im Querschnitt hammerkopf-, pilz- oder schwalbenschwanzförmigen Nut (6a) an der Außenseite (4b) der Kurbelwange (4) und/oder an der Innenseite (7a) des Zusatzgewichtes (7) einerseits, und zumindest einem in die Nut eingreifenden, zu dieser im wesentlichen komplementär geformten, mit dem jeweiligen anderen Teil aus der Gruppe Kurbelwange (4) und Zusatzgewicht (7) fest verbundenen Ankerteil (6b) besteht.

3. Kurbelwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerteil (6b) durch eine separate Feder (8) gebildet ist.

4. Kurbelwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerteil (6b) einstückig mit der Kurbelwange (4) und/oder dem Zusatzgewicht (7) ausgebildet ist.

5. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verschieberichtung definierende Nutlängsachse (6') der Nutverbindung (6) im wesentli chen in einer Normalebene (2a) auf die Kurbelwellenachse (2) liegt und vorzugsweise kreisbogenförmig und im wesentlichen in Umfangsrichtung der Kurbelwelle (1) ausge bildet ist, wobei der Mittelpunkt (M) des Kreisbogens besonders vorzugsweise zwischen der Kurbelwellenachse (2) und der Hubzapfenachse (5') liegt.

6. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut längsachse (6') in Richtung der Kurbelwellenachse (2) verläuft.

7. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zu satzgewicht (7) durch ein Schwermetall, vorzugsweise Wolfram, gebildet ist.

8. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Be reich der Nutverbindung (6) eine Verschiebesicherung (9) vorgesehen ist.

9. Kurbelwelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebesiche rung (9) durch zumindest einen formschlüssigen Sicherungsteil im Bereich des Berüh rungsflächen (46, 7a) zwischen Kurbelwange (4) und Zusatzgewicht (7), vorzugsweise durch einen Stift oder eine Schraube, gebildet ist.

10. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut verbindung (6) als Preßsitz ausgebildet ist.