DE19939790C1

DE19939790C1 - Kurbelwelle für eine schnelllaufende Reihenvierzylinder-Kolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19939790C1
Application number: DE1999139790
Authority: DE
Inventors: Christian Puchas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-21
Filing date: 1999-08-21
Publication date: 2001-04-26
Anticipated expiration: 2019-08-22
Also published as: WO2001014754A1; DE20080161U1

Abstract

Die Kurbelwelle (1) für eine schnellaufende Reihenvierzylinder-Kolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, umfaßt vier Kurbelkröpfungen (11, 12, 13, 14), wobei zur Erreichung eines möglichst gleichmäßigen Zündabstandes die Kurbelkröpfungen (11, 12, 13, 14) wenigstens annähernd in einer Ebene liegen, ferner zwei Kurbelwellenlager (21, 22) und zwei Gegengewichte (31, 32). DOLLAR A Zur Erreichung des Konstruktionsparameters Leichtbau ist das Kurbelwellenlager (21) zwischen den Kurbelkröpfungen (11) und (12) sowie das Kurbelwellenlager (22) zwischen den Kurbelkröpfungen (13) und (14) angeordnet. Des weiteren ist die Kurbelkröpfung (12) zur Kurbelkröpfung (13) um 180 DEG versetzt und die Kurbelkröpfung (11) hat zu den Kurbelkröpfungen (12) und (14) einen Versatz von 180 DEG (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwelle für eine schnelllaufen de Reihen-Vierzylinder-Kolbenmaschine, insbesondere Brennkraft maschine, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine derartige Kurbelwelle ist aus Schneider, Günther: "Das Fachwissen des Ingenieurs" München, Carl-Hanser-Verlag 1967, Seite 19 bekannt. Die dort beschriebene Kurbelwelle weist aus schließlich zwei Lagerstellen auf, nämlich eine erste Lager stelle und eine zweite Lagerstelle, und besitzt vier Kurbel kröpfungen, nämlich zwei äußere Kurbelkröpfungen und zwei da zwischen angeordnete innere Kurbelkröpfungen. Um einen mög lichst gleichmäßigen Zündabstand zu erzielen, liegen die vier Kurbelkröpfungen wenigstens annähernd in einer Ebene. Die bei den Lagerstellen sind jeweils axial außen neben den äußeren Kurbelkröpfungen angeordnet, um dort eine Lagerung der Kurbel welle im Motorblock zu ermöglichen.

Aus der US 1 552 174 ist eine Kurbelwelle bekannt, die eben falls vier Kurbelkröpfungen aufweist, wobei sämtliche benach barten Kurbelkröpfungen jeweils um 180° zueinander versetzt an geordnet sind. Bei dieser Kurbelwelle sind fünf Lagerstellen vorgesehen, nämlich je eine axial außen neben den äußeren Kur belkröpfungen sowie jeweils eine zwischen zwei benachbarten Kurbelkröpfungen.

Die US 4 168 636 zeigt ebenfalls eine Kurbelwelle mit vier Kur belkröpfungen, wobei auch hier sämtliche benachbarten Kurbel kröpfungen jeweils um 180° zueinander versetzt angeordnet sind. Bei dieser Kurbelwelle sind drei Lagerstellen vorgesehen, näm lich je eine Lagerstelle axial außen neben den äußeren Kurbel kröpfungen sowie eine Lagerstelle mittig zwischen den beiden inneren Kurbelkröpfungen. Darüber hinaus ist diese Kurbelwelle mit Gegengewichten ausgestattet, die jeweils axial zwischen ei ner Kurbelkröpfung und der dazu benachbarten Lagerstelle ange ordnet sind. Das jeweilige Gegengewicht ist dabei um 180° ge genüber der benachbarten Kurbelkröpfung versetzt angeordnet.

Auch die DE-PS 822 036 zeigt eine Kurbelwelle mit vier Kurbel kröpfungen, die jeweils um 180° zur benachbarten Kurbelkröpfung versetzt angeordnet sind. Bei dieser Kurbelwelle sind ebenfalls drei Lagerstellen vorgesehen, wobei je eine axial außen neben den äußeren Kurbelkröpfungen und eine axial zwischen den inne ren Kurbelkröpfungen angeordnet ist.

Die JP 4-282 011 A (Abstract) zeigt ebenfalls eine Kurbelwelle mit vier Kurbelkröpfungen, wobei sämtliche benachbarten Kurbel kröpfungen jeweils um 180° zueinander versetzt angeordnet sind. Auch diese Kurbelwelle besitzt fünf Lagerstellen, nämlich je weils eine axial außen neben den äußeren Kurbelkröpfungen sowie jeweils eine axial zwischen den benachbarten Kurbelkröpfungen.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ei ne Kurbelwelle, die nur an zwei Lagerstellen gelagert ist, so auszugestalten, daß ein damit ausgestatteter Kolbenmotor eine erhöhte Leistung aufweist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Kurbelwelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 darge stellt.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, weisen die inneren Kurbelkröp fungen 12 und 13 einen Versatz von 180° zueinander auf. Die os zillierenden Massenkräfte erster Ordnung 42, 43 sind nun entge gengesetzte innere Kräfte, die auf die Kurbelwelle 1 wirken, jedoch das mittige Kurbelwellenlager entlasten, so daß dieses als Stützlager nicht mehr benötigt wird.

In der weiteren Anordnung hat die äußere Kurbelkröpfung 11 zur benachbarten inneren Kurbelkröpfung 12 und zur anderen äußeren Kurbelkröpfung 14 einen Versatz von 180°.

Setzt man nun in vorteilhafter Weise ein erstes Kurbelwellenla ger (erste Lagerstelle) 21 zwischen die eine äußere Kurbelkröp fung 11 und die dazu benachbarte innere Kurbelkröpfung 12 und ein zweites Kurbelwellenlager (zweite Lagerstelle) 22 zwischen die andere äußere Kurbelkröpfung 14 und die dazu benachbarte innere Kurbelkröpfung 13, so entlasten die Massenkräfte 41, 42 und 43, 44 die Kurbelwellenlager 21 und 22.

Die Massenkräfte 41, 42, 43, 44 wirken zwar noch als innere Kräfte und beanspruchen die Kurbelwelle 1 auf Biegung und Tor sion, jedoch ist ihre Verteilung jetzt gleichmäßiger und damit die Durchbiegung deutlich geringer.

Zum Ausgleich der rotierenden Massen genügen zwei Gegengewichte 31, 32 vor der einen äußeren Kurbelkröpfung 11 und nach der an deren äußeren Kurbelkröpfung 14. Die Masse eines dieser Gegen gewichte 31, 32 entspricht ungefähr der Masse eines Gegenge wichtes einer Kurbelwelle mit acht Gegengewichten, so daß bei diesem Vergleich ein Gewichtsvorteil von sechs Gegengewichten zugunsten der erfindungsgemäßen Kurbelwelle 1 vorhanden ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt, hat das eine Gegengewicht 31 zum an deren Gegengewicht 32 einen Versatz von 180°.

Da gegenüber herkömmlichen Kurbelwellen die erfindungsgemäße Kurbelwelle 1 keine Kurbelwellenlager vor der einen äußeren Kurbelkröpfung 11 und nach der anderen äußeren Kurbelkröpfung 14 aufweist, ergibt sich eine Verkürzung der Baulänge um zwei Lagerbreiten.

Mit der Zündfolge 1-4-3-2 oder 1-2-3-4 liefert die Kurbelwelle 1 einen gleichmäßigen Zündabstand.

Nach dieser Beschreibung weist die erfindungsgemäße Kurbelwelle 1 gegenüber einer herkömmlichen Kurbelwelle folgende Unter scheidungsmerkmale auf:

- es fehlen die Kurbelwellenlager vor der einen äußeren Kurbel kröpfung 11 und nach der anderen äußeren Kurbelkröpfung 14, damit reduziert sich die Baulänge um zwei Lagerbreiten,
- es fehlt das Kurbelwellenlager zwischen den inneren Kurbel kröpfungen 12 und 13,
- die eine innere Kurbelkröpfung 12 ist zur anderen inneren Kurbelkröpfung 13 um 180° versetzt,
- die eine äußere Kurbelkröpfung 11 ist zur benachbarten inne ren Kurbelkröpfung 12 wie auch zur anderen äußeren Kurbel kröpfung 14 um 180° versetzt,
- zum vollständigen Ausgleich der rotierenden Massen genügen zwei Gegengewichte 31, 32, die zueinander um 180° versetzt sind, wobei hier die gesamte eingesetzte Ausgleichsmasse nur einen Bruchteil des bisherigen Aufwandes ausmacht,
- die Zündfolge lautet 1-4-3-2 oder 1-2-3-4 und liefert gleiche Zündabstände,
- die Gegengewichte 31, 32 sind nicht in unmittelbarer Nähe ei nes Kurbelwellenlagers.

Die erfindungsgemäße Kurbelwelle ergibt geringste Lagerbela stung und ermöglicht extremen Leichtbau.

Die erzielten Vorteile der Kurbelwelle 1 liegen beispielsweise im geringeren Gewicht, in der verkürzten Baulänge, in der ge ringeren Lagerzahl, in der geringeren Reibleistung, in der ge ringeren Geräuschabstrahlung und in den geringere Herstellko sten.

Claims

1. Kurbelwelle für eine schnelllaufende Reihenvierzylinder- Kolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, mit aus schließlich zwei Lagerstellen, nämlich einer ersten Lagerstelle (21) und einer zweiten Lagerstelle (22), und mit vier Kurbel kröpfungen, nämlich zwei äußeren Kurbelkröpfungen (11, 14) und zwei dazwischen angeordneten inneren Kurbelkröpfungen (12, 13), wobei die vier Kurbelkröpfungen (11, 12, 13, 14) wenigstens annä hernd in einer Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Lagerstelle (21) zwischen der äußeren Kurbelkröp fung (11) und der inneren Kurbelkröpfung (12) der einen Kurbel wellenseite und die zweite Lagerstelle (22) zwischen der äuße ren Kurbelkröpfung (14) und der inneren Kurbelkröpfung (13) der anderen Kurbelwellenseite angeordnet ist,
daß sämtliche benachbarten Kurbelkröpfungen (11, 12, 13, 14) je weils um 180° zueinander versetzt angeordnet sind,
daß axial außen neben jeder äußeren Kurbelkröpfung (11, 14) ein Gegengewicht (31, 32) um 180° gegenüber der benachbarten Kur belkröpfung (11, 14) versetzt angeordnet ist.