DE3225975C1 - Compound crankshaft - Google Patents

Compound crankshaft

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DE3225975C1
DE3225975C1 DE19823225975 DE3225975A DE3225975C1 DE 3225975 C1 DE3225975 C1 DE 3225975C1 DE 19823225975 DE19823225975 DE 19823225975 DE 3225975 A DE3225975 A DE 3225975A DE 3225975 C1 DE3225975 C1 DE 3225975C1
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DE19823225975
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Rolf 7056 Weinstadt Heinrich
Helmut 7031 Holzgerlingen Klinkhammer
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Abstract

A compound crankshaft has a gear wheel which is arranged between two component pieces and serves to drive one or more auxiliary units. In the case of an internal combustion engine, this may, for example, be a mass-balancing system or a lubricating oil pump. The body of the gear wheel is connected by screws to the end faces of two mutually opposite component pieces of the crankshaft. The body is designed in such a way that, with normal cylinder spacings, the connection leaves space for an adjacent bearing journal of the crankshaft. The gear rim is arranged laterally offset without impairing the support of the crankshaft on the bearing journal. The body can also merge into a counterweight. The connection of the gear wheel to the component pieces of the crankshaft is distinguished by a compact construction and simple assembly as well as ease of disassembly.

Description

Das Zahnrad 14 dient dem Antrieb eines Massenausgleiches zweiter Ordnung. Dazu treibt dieses über ein nicht dargestelltes Zwischenzahnrad eine Ausgleichsmasse mit der doppelten Drehzahl der Kurbelwelle 11 an. Das Zahnrad 14 kann statt dessen oder zusätzlich auch zum Antrieb weiterer Aggregate, beispielsweise einer Schmierölpumpe, benutzt werden. The gear 14 is used to drive a mass balance second Order. To do this, this drives over a intermediate gear, not shown a balancing mass with twice the speed of the crankshaft 11. The gear 14 can instead or in addition to drive other units, for example a lubricating oil pump.

Das Zahnrad 14 besteht im wesentlichen aus einem ringförmigen inneren Teil 27 und einem ringförmigen äußeren Teil 28 eines Radkörpers 29 sowie einem seitlich versetzten Zahnkranz 30. The gear 14 consists essentially of an annular inner one Part 27 and an annular outer part 28 of a wheel body 29 and one laterally offset ring gear 30.

Der verhältnismäßig schmal ausgebildete innere Teil 27 dient der Verbindung des Zahnrades 14 mit dem Teilstück 12 der Kurbelwelle 11. Dazu sind Dehnschrauben 31 die durch Bohrungen 32 im inneren Teil 27 des Radkörpers 29 geführt sind, in Gewindebohrungen 33 im Flansch 26 eingeschraubt. Die Schraubenköpfe 34 der Dehnschrauben 31 tauchen in Ausnehmungen 35 in der Kurbelwange 22 des Teilstückes 13 ein. Bei dieser Befestigung können der gleiche Teilkreis und die gleichen Schrauben wie bei der Befestigung des Schwingungsdämpfers und des Schwungrades verwendet werden. Dies vereinfacht die Herstellung und die Lagerhaltung. The relatively narrow inner part 27 is used Connection of the gear 14 with the section 12 of the crankshaft 11. There are expansion screws for this purpose 31 which are guided through bores 32 in the inner part 27 of the wheel body 29, in Threaded bores 33 are screwed into the flange 26. The screw heads 34 of the expansion screws 31 dip into recesses 35 in the crank web 22 of the section 13. at this attachment can have the same pitch circle and the same screws as for the mounting of the vibration damper and the flywheel. this simplifies production and storage.

Der äußere Teil 28 des Radkörpers 29 dient der Verbindung des Zahnrades 14 mit dem Teilstück 13 der Kurbelwelle 11. Dazu sind Dehnschrauben 36, die durch Bohrungen 37 im äußeren Teil 28 geführt sind, in Gewindebohrungen 38 in der Kurbelwange 22 und dem Gegengewicht 25 eingeschraubt. Der äußere Teil 28 des Radkörpers 29 ist auf der dem Kurbelzapfen 23 gegenüberliegenden Seite als Gegengewicht 39 ausgebildet. Die Gegengewichte 39 und 25 am Radkörper 29 bzw. an der Kurbelwange 22 die mit ihren einander zugewandten Stirnseiten 40 bzw. 41 dicht aneinanderliegen und deren Außenräder 42 bzw. 43 den gleichen Umriß aufweisen, wirken damit wie ein einheitliches Gegengewicht. The outer part 28 of the wheel body 29 is used to connect the gear 14 with the section 13 of the crankshaft 11. These are expansion screws 36, which through Bores 37 are guided in the outer part 28, in threaded bores 38 in the crank web 22 and the counterweight 25 screwed. The outer part 28 of the wheel body 29 is formed as a counterweight 39 on the side opposite the crank pin 23. The counterweights 39 and 25 on the wheel body 29 and on the crank web 22 with their facing end faces 40 and 41, respectively, lie tightly against one another and their outer gears 42 and 43 have the same outline, so act as a single counterweight.

Der am Radkörper 29 seitlich versetzt angeordnete Zahnkranz 30 des Zahnrades 14 umgibt mit Abstand den Flansch 26 am Lagerzapfen 20. Der Zahnkranz 30 grenzt an einer durch das dem Lagerzapfen 20 benachbarte Ende des Flansches 26 gelegte Querebene. The gear rim 30 of the laterally offset arranged on the wheel body 29 Gear 14 surrounds the flange 26 at a distance on the bearing pin 20. The ring gear 30 adjoins an end of the flange 26 which is adjacent to the bearing journal 20 laid transverse plane.

Durch diese Maßnahme wird der Ein- und Ausbau der Kurbelwelle 11 in das Kurbelgehäuse durch das Zahnrad 14 nicht behindert.By this measure, the installation and removal of the crankshaft 11 in the crankcase is not obstructed by the gear 14.

Der in F i g. 2 dargestellte Ausschnitt aus einer aus Teilstücken 44 und 45 zusammengesetzten ähnlichen Kurbelwelle 46 läßt zwischen einem einen Lagerzapfen 47 begrenzenden Flansch 48 und einer Kurbelwange 49 mit einem Gegengewicht 50 angeordnetes Zahnrad 51 erkennen. Der Radkörper 52 des Zahnrades 51 weist einen sehr schmalen ringförmigen inneren Teil 53 und einen ringförmigen äußeren Teil 54 auf, an dem seitlich versetzt ein Zahnkranz 55 angeordnet ist. Schrauben 56 und 57 dienen der Verbindung des Zahnrades 51 mit den Teilstücken 44 und 45. Im Gegensatz zu dem vorangehenden Beispiel geht der Radkörper 52 des Zahnrades 51 nicht in ein Gegengewicht über. Da der Radkörper 52 den Flansch 48 und der äußere Teil des an der Kurbelwange 49 gebildeten Gegengewichts 50 zum größten Teil den Radkörper 52 umgeben, ergibt sich im Bereich der Verbindung der Teilstücke 44 und 45 eine sehr gedrängte Bauweise. The in F i g. 2 shown excerpt from one of parts 44 and 45 assembled similar crankshaft 46 leaves between a journal 47 delimiting flange 48 and a crank web 49 with a counterweight 50 arranged Recognize gear 51. The wheel body 52 of the gear 51 has a very narrow one annular inner part 53 and an annular outer part 54 on which A toothed ring 55 is arranged laterally offset. Screws 56 and 57 are used Connection of the gear 51 with the sections 44 and 45. In contrast to the preceding For example, the wheel body 52 of the gear 51 does not merge into a counterweight. Since the wheel body 52, the flange 48 and the outer part of the on the crank web 49 formed counterweight 50 surround the wheel body 52 for the most part, results in the area of the connection of the sections 44 and 45 a very compact design.

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Claims (13)

Patentansprüche: 1. Zusammengesetzte Kurbelwelle mit einem zwischen zwei Teilstücken der Kurbelwelle angeordneten Zahnrad, gekennzeichnet dadurch, a) daß das Zahnrad (14) einen Radkörper (29) mit einem ringförmigen inneren Teil (27) und einem ringförmigen äußeren Teil (28) aufweist, und daß der mit dem Radkörper verbundene Zahnkranz (30) in einer zur Ebene des Radkörpers seitlich versetzten Ebene angeordnet ist, b) daß das Zahnrad zwischen einem einen Lagerzapfen (20) seitlich begrenzenden Flansch (26) des einen Teilstückes (12) und einer Kurbelwange (22) des anderen Teilstückes (13) angeordnet ist, c) daß es über den ringförmigen inneren Teil des Radkörpers mit Schrauben (31) am Flansch befestigt ist, wobei die Schraubenköpfe (34) in Ausnehmungen (35) in der Kurbelwange eintauchen, d) daß es über den ringförmigen äußeren Teil des Radkörpers mit Schrauben (36) an der Kurbelwange und dem zugehörigen Gegengewicht (25) befestigt ist, und e) daß der Zahnkranz an eine Querebene angrenzt, die durch das dem Lagerzapfen benachbarte Ende des Flansches gelegt ist. Claims: 1. Compound crankshaft with an intermediate two parts of the crankshaft arranged gear, characterized in, a) that the gear wheel (14) has a wheel body (29) with an annular inner part (27) and an annular outer part (28), and that with the wheel body connected ring gear (30) in a laterally offset to the plane of the wheel body Level is arranged, b) that the gear between a bearing pin (20) laterally delimiting flange (26) of one section (12) and a crank web (22) of the other portion (13) is arranged, c) that it is over the annular inner Part of the wheel body is attached to the flange with screws (31), the screw heads (34) dip into recesses (35) in the crank web, d) that it is over the annular outer part of the wheel body with screws (36) on the crank web and the associated Counterweight (25) is attached, and e) that the ring gear adjoins a transverse plane, which is placed through the end of the flange adjacent to the journal. 2. Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige äußere Teil (28) des Radkörpers (29) seitlich vom Zahnkranz (30) in ein Gegengewicht (39) übergeht, das mit dem an der benachbarten Kurbelwange (22) angeordneten Gegengewicht (25) durch Schrauben (36) verbunden ist. 2. Crankshaft according to claim 1, characterized in that the annular outer part (28) of the wheel body (29) to the side of the ring gear (30) in a counterweight (39) passes over to the counterweight arranged on the adjacent crank web (22) (25) is connected by screws (36). Die Erfindung bezieht sich auf eine zusammengesetzte Kurbelwelle mit einem zwischen zwei Teilstücken der Kurbelwelle angeordneten Zahnrad. Bei einer bekannten derartigen Kurbelwelle (W.-D. Bensinger und A. The invention relates to a composite crankshaft with a gear arranged between two sections of the crankshaft. At a known such crankshaft (W.-D. Bensinger and A. Maier: »Kolben, Pleuel und Kurbelwelle bei schnellaufenden Verbrennungsmotoren«, Springer Verlag Berlin, 2. Aufl. 1961, Seite 94, Abb. 132) ist das Zahnrad zwischen den Kurbelwangen zweier Pleuellager angeordnet und nimmt dabei verhältnismäßig viel Raum ein, so daß bei normalen Zylinderabständen für einen Lagerzapfen der Kurbelwelle kein ausreichender Raum verbleibt.Maier: »Pistons, connecting rods and crankshafts in high-speed internal combustion engines«, Springer Verlag Berlin, 2nd edition. 1961, page 94, Fig. 132) is the gear between the crank webs of two connecting rod bearings and takes a relatively large amount Space, so that with normal cylinder distances for a bearing journal of the crankshaft there is not enough space left. Bei einer weiteren bekannten Kurbelwelle (DE-OS 19 51 097) sind zwei Teilstücke an Wellenzapfen zusammengeschweißt, die zu diesem Zweck mit je einem Flansch versehen sind. Auf dem Außenrand von einem der beiden Flansche ist ein Zahnkranz befestigt, der den Außenrand des anderen Flansches mit Spiel so umgibt, daß er an eine Querebene angrenzt, die durch das dem zugehörigen Wellenzapfen benachbarte Ende dieses Flansches gelegt ist. Eine solche Verbindung hat den Nachteil, daß sie sich nicht mehr lösen läßt. In another known crankshaft (DE-OS 19 51 097) are two Sections welded together on shaft journals, each with one for this purpose Flange are provided. There is a ring gear on the outer edge of one of the two flanges attached, which surrounds the outer edge of the other flange with play so that it is on a transverse plane is adjacent, through the adjacent to the associated shaft journal End of this flange is placed. Such a connection has the disadvantage that it can no longer be solved. Außerdem verbleibt auch bei dieser Ausführung durch die Anordnung des Zahnkranzes in der Mitte zwischen zwei Kurbelwangen kein ausreichender Raum für ein Kurbelwellenlager.In addition, the arrangement also remains in this embodiment of the ring gear in the middle between two crank webs not enough space for a Crankshaft bearings. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel zu beheben und eine zusammengesetzte Kurbelwelle zu schaffen, bei der das eingebaute Zahnrad, ohne die Verbindung der Teilstücke zu beeihträchtigen, genügend Raum für einen anschließenden Lagerzapfen frei läßt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Ein solches Zahnrad, das in dieser Weise unmittelbar an eine Kurbelwange angrenzt, läßt genügend Raum für einen anschließenden Lagerzapfen der Kurbelwelle. Es ermöglicht ferner eine wirksame und raumsparende Verbindung der an das Zahnrad angrenzenden Teilstükke. Die Verbindung hat außerdem den Vorzug, daß sie sich leicht zusammenfügen und wieder lösen läßt. The object of the invention is to remedy this deficiency and to create a composite crankshaft in which the built-in gear, without interfering with the connection of the sections, enough space for a subsequent one Bearing pin is free. According to the invention, this object is achieved by the characteristics of claim 1 listed features solved. One such gear that is in this Way directly adjoins a crank arm, leaves enough space for a subsequent one Crankshaft journal. It also enables an effective and space-saving Connection of the parts adjoining the gear. The connection also has the advantage that they can be easily put together and detached again. Bei ungeteilten Kurbelwellen sind auch Ausführungen von Zahnrädern bekannt, die durch einen auf einer Kurbelwange angeordneten Zahnkranz gebildet werden (DE-OS 19 31 444). Dies führt jedoch zu einem großen Durchmesser des Zahnrades. Dies gilt bei einem gegebenen Übersetzungsverhältnis auch für das mit dem Antriebsrad kämmende Zahnrad, dessen verhältnismäßig großer Durchmesser einer gedrängten Bauweise entgegensteht Auch das Auswechseln eines solchen Zahnkranzes ist mit Schwierigkeiten verbunden. Diese Nachteile werden bei dem erfindungsgemäß angeordneten Zahnrad vermieden. In the case of undivided crankshafts, there are also versions of gears known, which are formed by a ring gear arranged on a crank web (DE-OS 19 31 444). However, this leads to a large diameter of the gear. At a given gear ratio, this also applies to the one with the drive wheel meshing gear, whose relatively large diameter of a compact design opposed to the replacement of such a ring gear is difficult tied together. These disadvantages are avoided in the gear wheel arranged according to the invention. Der Anspruch 2 gibt eine Ausgestaltung der Erfindung an, bei der ein Teil des Gegengewichts in raumsparender Weise vom Radkörper übernommen wird. Die größere Fläche des Radkörpers ermöglicht eine einfachere und durch den möglichen größeren Mittenabstand der äußeren Schrauben wirkungsvollere Befestigung des Zahnrades an der Kurbelwange und dem Gegengewicht des angrenzenden Teilstückes der Kurbelwelle. Claim 2 specifies an embodiment of the invention in which part of the counterweight is taken over by the wheel body in a space-saving manner. The larger area of the wheel body allows a simpler and through the possible larger center-to-center distance of the outer screws more effective fastening of the gearwheel on the crank web and the counterweight of the adjacent section of the crankshaft. Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Abschnitt einer Kurbelwelle, teils in der Ansicht, teils im Längsmittelschnitt, und Fig.2 einen Ausschnitt aus einer ähnlichen Kurbelwelle. The invention is illustrated below with the aid of exemplary embodiments, which are shown in the drawing, explained in more detail. It shows F i g. 1 one Section of a crankshaft, partly in elevation, partly in longitudinal center section, and FIG. 2 shows a section from a similar crankshaft. Die in Fig. 1 dargestellte Kurbewelle 11 einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine ist aus zwei Teilstükken 12 und 13 zusammengesetzt, zwischen denen etwa in der Mitte der Kurbelwelle 11 ein Zahnrad 14 angeordnet ist. Ein zylindrischer Ansatz 15 an der Stirnseite 16 des Teilstückes 13 und eine entsprechende zylindrische Ausnehmung 17 an der Stirnseite 18 des Teilstückes 12, in das der Ansatz 15 eingreift, dienen der Zentrierung der beiden Teilstücke 12 und 13. Auf dem Ansatz 15 ist außerdem das Zahnrad 14 mit einer zentralen Bohrung 19 zentriert. The illustrated in Fig. 1 crankshaft 11 of a four-cylinder internal combustion engine is composed of two parts 12 and 13, between which approximately in the middle the crankshaft 11 a gear 14 is arranged. A cylindrical extension 15 on the end face 16 of the section 13 and a corresponding cylindrical recess 17 on the end face 18 of the section 12, in which the projection 15 engages, are used the centering of the two sections 12 and 13. On the approach 15 is also the gear 14 is centered with a central bore 19. Ein Lagerzapfen 20 für die Kurbelwelle 11 am Teilstück 12 liegt zwischen einer Kurbelwange 21 am gleichen Teilstück 12 und einer Kurbelwange 22 am Teilstück 13. Ein Kurbelzapfen 23 für ein nicht dargestelltes Pleuellager liegt zwischen der Kurbelwange 22 und einer weiteren Kurbelwange 24 am Teilstück A journal 20 for the crankshaft 11 on the section 12 lies between a crank web 21 on the same section 12 and a crank web 22 on the section 13. A crank pin 23 for a connecting rod bearing, not shown, is located between the Crank web 22 and a further crank web 24 on the section 13. Auf der dem Kurbelzapfen 23 gegenüberliegenden Seite geht die Kurbelwange 22 in ein Gegengewicht 25 über. An das von der Kurbelwange 21 abgewandte Ende des Lagerzapfens 20 schließt sich ein Flansch 26 zur Befestigung des Zahnrades 14 an.13. On the the crank pin 23 on the opposite side, the crank web 22 merges into a counterweight 25. The end of the bearing pin 20 facing away from the crank web 21 closes a flange 26 for fastening the gear 14 to.
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