DE3207325C2 - Geteilte Kurbelwelle für eine Mehrzylindermaschine - Google Patents

Geteilte Kurbelwelle für eine Mehrzylindermaschine

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DE3207325C2 DE19823207325 DE3207325A DE3207325C2 DE 3207325 C2 DE3207325 C2 DE 3207325C2 DE 19823207325 DE19823207325 DE 19823207325 DE 3207325 A DE3207325 A DE 3207325A DE 3207325 C2 DE3207325 C2 DE 3207325C2
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Ioan Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Mugioiu
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Richard Totzke & Co 2350 Neumuenster De GmbH
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Richard Totzke & Co 2350 Neumuenster De GmbH
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    • F16C3/04Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
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    • F16C3/10Crankshafts assembled of several parts, e.g. by welding by crimping
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1812Number of cylinders three

Abstract

Mehrzylindermaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, mit einer geteilten Kurbelwelle, auf die ungeteilte Pleuel aufschiebbar sind und die zwei über eine exzentrisch zur Kurbelwellen-Drehachse liegende Steckverbindung miteinander verbundene Teilwellen aufweist, wobei die beiden Teilwellen verbindungsseitig in einem gemeinsamen dritten Wellenlager drehbar gelagert sind. Die Steckverbindung ist im Axialbereich des dritten Wellenlagers angeordnet, und die erste Teilwelle weist zwischen dem ersten Wellenlager und dem dritten Wellenlager zwei Pleuellager und einen zwischen diesen liegenden Zwischenabschnitt, über den zugeordneten ungeteilten Pleuel nicht schiebbar sind, auf. Die zweite Teilwelle weist zwischen dem zweiten Wellenlager und dem dritten Wellenlager ein Pleuellager auf, und die Teilwellen sind zu ihren verbindungsfernen Enden so ausgebildet, daß von dort aus ungeteilte Pleuel auf Pleuellager schiebbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine geteilte Kurbelwelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Kurbelwelle dieser Art ist in der DE-OS 14 323 beschrieben. Bei ihr sind für zwei voneinander getrennte Zylinder zwei Teilwellen vorgesehen und in je zwei Wellenlagern gelagert, wobei die Steckverbindung einen gleichzeitig als Kurbelzapfen dienenden Steckzapfen aufweist. Dieser ist in einer an die eine Teilwelle angeschraubten Scheibe befestigt, die ein gesondertes Bauteil darstellt, und greift in eine exzentrische Ausnehmung der anderen Teilwelle. Wegen der voneinander getrennten Anordnung der Zylinder und wegen der doppelten Lagerung jeder Teilwelle in Wälzlagern ist diese geteilte Kurbelwelle aufwendig und hat eine verhältnismäßig große Baulänge.
Bei Kurbelwellen für Mehrzylindermaschinen ist es schwierig, sie so zu gestalten, daß ungeteilte Pleuelaugen verwendet werden können. Es ist aus der DE-AS 34 323 bekannt, ein Überschieben eines ungeteilten Pleuelauges dadurch zu ermöglichen, daß für die dazu erforderlichen Bewegungen des Pleuelauges genügend Platz in Axialrichtung durch Ausnehmungen an den Wellenlagern vorgesehen wird. Dies erschwert die Herstellung, und auch die Montage ei fordert großen Aufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kurbelwelle der eingangs angegebenen Art einfach zusammenbaubar zu gestalten, die eine geringe axiale Baulänge hat und für stoßartige Belastungen besonders gut geeignet ist.
ίο Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit der Kurbelwelle nach dem Anspruch 1.
Bei der erfindungsgemäßen Kurbelwelle sind im Verbindungsbereich beide Teilwellen in einem einzigen dritten Wellenlager gelagert, und im selben Axialbereich ist auch noch die Steckverbindung vorgesehen. Man erhält dadurch einen einfachen und leicht zusammenbaubaren Aufbau, der nur sehr wenig axiale Baulänge benötigt. Die Kurbelwelle ist demzufolge verhältnismäßig kurz und entsprechend biegesteif, so daß sie insbesondere für Brennkraff-Antriebsmaschinen für schwingende und stoßartige Belastungen sehr gut geeignet ist, insbesondere zum Antrieb von Kolbenpumpen und dergleichen.
Bei der erfindungsgemäßen Kurbelwelle liegen die Pleuelzapfen zwischen den Wellenlagern, so daß die endständigen Wellenlager einfach in Wände des Maschinengehäuses eingebaut werden können und die Maschine hochbelastbar ist. Die Teilwellen sind vorzugsweise zum Aufschieben ungeteilter Pleuel ausgebildet.
Die erste Teilwelle kann auch bei Verwendung ungeteilter Pleuel in dem zwischen ihren zwei Pleuelzapfen liegenden Zwischenabschnitt beliebig fest und kurz ausgeführt werden, da die ungeteilten Pleuel nicht über diesen Bereich geschoben werden müssen. Da die zweite Teilwelle nur einen Pleuelzapfen hat, kann man eine Aufschiebbarkeit eines ungeteilten Pleuelauges stets von dem verbindungsfernen Ende der zweiten Teilwelle her sicherstellen, so daß man das verbindungsseitige Ende frei gestalten und insbesondere so dick ausführen kann, daß sich trotz des Vorhandenseins der Stecköffnung eine hohe Festigkeit ergibt und ohne weiteres auch hochbelastbare Stecköffnungen für dicke und dementsprechend feste Steckzapfen vorgesehen werden können.
Es ist zwar aus der DE-OS 28 44 664 eine zweiteilige Kurbelwelle bekannt, deren Verbindung im Axialbereich eines gemeinsamen Wellenlagers liegt, doch sind dabei koaxial zur Wellen-Drehachse angeordnete Endabschnitte der Teilwellen ineinandergefügt, so daß zusätzliche Befestigungsmaßnahmen zur Drehmomentübertragung erforderlich sind, beispielsweise Schrumpfen, Schweißen, Verschrauben und dergleichen. Dadurch wird der Zusammenbau stark erschwert. Außerdem ist bei dieser bekannten Kurbelwelle die Verwendung von ungeteilten Pleuelaugen und Wellenlagern grundsätzlich nicht möglich, insbesondere wegen des Vorhandenseins von Kurbelwellenwangen. Somit konnte diese bekannte Kurbelwelle dem Durchschnittsfachmann keine Anregung im Sinne der vorliegenden Erfindung vermitteln.
Eine besonders einfache und robuste Ausführungsform der erfindungsgemäßen. Kurbelwelle ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stecköffnung in einem zu dem dritten Wellenlager gehörigen Lagerzapfen im Axialbereich dieses Wellenlagers ausgebildet ist. Bei dieser Ausführung ist die Stecköffnung in einem besonders hoch belastbaren, jedoch einfach konturierten Bauteil vorgesehen, so daß sie leicht mit hoher Genauigkeit und Festigkeit hergestellt werden kann.
Zu einer hohen Festigkeit der erfindungsgemäßen Kurbelwelle trägt es bei, wenn der Lagerzapfen und der Steckzapfen einstückig init der zugehörigen Teilwelle ausgebildet sind. Auch die Herstellung ist dann besonders einfach.
Weiter ist es zur Erzielung einer hohen Robustheit und Belastbarkeit der Kurbelwelle zweckmäßig, wenn das dritte Wellenlager ein Gleitlager ist Mit einem Gleitlager können stoßartige Belastungen besser beherrscht werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.
F i g. 1 ist eine schematische Längsschnitt-Darstellung einer erfindungsgenäßen Kurbelwelle in einer Dreizylindermaschine.
F i g. 2 bis 4 zeigen in schematischen Querschnitt-Darstellungen die Positionen der Pleuelzapfen in bezug auf die Kurbelwellen-Drehachse. In diesen Fig. 2 bis 4 sind die Pleuel nicht dargestellt.
Die Figuren zeigen ein Kurbelgehäuse 1 einer Reihen-Dreizylinder-Brennkraftmaschine mit einem Maschinengehäuse 1. einer darin drehbar gelagerten geteilten Kurbelwelle 3. auf die ungeteilte Pleuel 5, 7, 9 auf Pleuelzapfen 11, 13, 15 aufschiebbar sind. Die Kurbelwelle 3 besteht aus zwei Teilwellen 17 und 19, die über eine exzentrisch zur Kurbelwellen-Drehachse 21 liegende Steckverbindung 23 miteinander verbunden sind. Jede der Teilwellen 17,19 ist in einem verbindungsfernen Bereich in einem ersten bzw. zweiten Wellenlager 25 jo bzw. 27 und in einem verbindungsnahen Bereich drehbar gelagert. Die Wellenlager 25 und 27 sind als Kegelrollen-Wälzlager ausgeführt und in Außenwänden des Gehäuses 1 angeordnet. Die Steckverbindung 23 besteht aus einem Steckzapfen 29, der an dem verbindungsseitigen Ende der ersten Teilwelle 17 exzentrisch vorgesehen ist, und einer zu dem Steckzapfen 29 passenden und mit ihr einen Gleitsitz bildenden exzentrischen Stecköffnung 31, die in dem verbindungsseitigen Ende der zweiten Teilwelle 19 vorgesehen ist. Der Gleitsitz kann mit hoher Genauigkeit und enger Passung ausgeführt sein und ist dennoch bei guter Schmierung durch Handdruck verschiebbar und somit leicht montierbar und zerlegbar. Der Steckzapfen 29 ist so ausgebildet und angeordnet, daß über ihn der ungeteilte Pleuel 7 auf den benachbarten Pleuelzapfen 13 geschoben werden kann. Der Steckzapfen 29 ist bei der dargestellten Ausführungsform als einstückiger zylindrischer Ansatz der ersten Teilwelle 17 ausgeführt und verläuft achsparallel mit der Kurbelwellen-Drehachse 21. Die beiden Teilwellen 17,19 sind verbindungsseitig in einem gemeinsamen dritten Wellenlager 33 drehbar gelagert, das als Gleitlager ausgeführt ist. Die Steckverbindung 23 ist im Axialbereich dieses dritten Wellenlagers 33 angeordnet. Die erste Teil welle 17 hat zwischen dem ersten Wellenlager 25 und dem dritten Wellenlager 33 die schon beschriebenen zwei Pleuelzapfen 11 und 13 und dazwischen einen Zwischenabschnitt 35, der mit hoher Festigkeit ausgeführt und zwischen den für die beiden Pleuelzapfen 11 und 13 erforderlichen Kröpfun- to gen stark gekrümmt verläuft und aus diesen Gründen nicht so dünn ist, daß der ungeteilte Pleuel 5 für den verbindungsfernen Pleuelzapfen 11 der ersten Teilwelle 17 über den Zwischenabschnitt 35 geschoben werden könnte. Die zweite Teilwelle 19 weist zwischen dem μ zweiten Wellenlager 27 und dem gemeinsamen dritten Wellenlager 33 einen einzigen Pleuelzapfen 15 auf. der eeeen jeden der beiden Pleuelzanfen 11 und 13 um 120f versetzt ist. Die Teilwellen 17 und 19 sind zu ihren verbindungsfernen Enden hin so ausgebildet, daß von dort aus je ein ungeteilter Pleuel 5 bzw. 9 auf einen Pleuelzapfen 11 bzw. 15 schiebbar ist. Man kann deshalb bei der ersten Teilwelle 17 zwei Pleuelzapfen vorsehen und bei der zweiten Teilwelle 19 das verbindungsseitige Ende frei gestalten.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist zum Lagern der zweiten Teilwelle 19 in dem gemeinsamen dritten Wellenlager 33 ein Lagerzapfen 37 an dem verbindungsseitigen Ende der zweiten Teilwelle 19 einstückig vorgesehen und in dem dritten Wellenlager 33 drehbar gelagert. Die Stecköffnung 31 ist in diesem Lagerzapfen 37 im Axialbereich des dritten Wellenlagers 33 ausgebildet. Der Lagerzapfen 37 weist eine äußere Lagerfläche 39 seif, die einen die Stecköffnung 33 enthaltenden Querschnitt des Lagerzapfens 37 umgibt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Geteilte Kurbelwelle für eine Mehrzylindermaschine, wobei die Kurbelwelle zwei über eine exzentrisch zur Kurbelwellen-Drehachse liegende Steckverbindung miteinander verbundene Teilwellen aufweist und die Teilwellen in ihren verbindungsfernen Bereichen in je einem Wellenlager und in einem verbindungsnahen Bereich drehbar gelagert sind, und wobei die Steckverbindung einen an dem verbindungsseitigen Ende der ersten Teilwelle exzentrisch vorgesehenen Steckzapfen und eine in dem verbindungsscitigen Ende der zweiten Teilwelle vorgesehene, zu dem Steckzapfen passende exzentrische Stecköffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilwellen (1/, 19) im Axialbereich der Steckverbindung in einem gemeinsamen dritten Wellenlager (33) gelagert sind, daß die erste TeiJwelJe (17) zwischen ihren Wellenlagern (25 und 33) zwei Pleuelzapfen (11, 13) und die zweite Teilwelle (19) zwischen ihren Wellenlagern (27 und 33) einen Pleuelzapfen (15) aufweist
2. Kurbelwelle nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Teilwellen (17, 19) zum Aufschieben ungeteilter Pleuel ausgebildet sind.
3. Kurbelwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem gemeinsamen dritten Wellenlager (33) ein am Ende der zweiten Teilwelle (19) vorgesehener Lagerzapfen (37) gelagert ist, und daß die Stecköffnung (31) in diesem Lagerzapfen (37) im Axialbereich des dritten Wellenlagers (33) ausgebildet ist.
4. Kurbelwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (37) mit der zweiten Teilwelle (19) einstückig ist.
5. Kurbelwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame dritte Wellenlager (33) ein Gleitlager ist.
6. Kurbelwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten Teilwelle (17) der Steckzapfen (29) einstückig ausgebildet ist.
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