DE3438805A1

DE3438805A1 - Engine crankshaft

Info

Publication number: DE3438805A1
Application number: DE19843438805
Authority: DE
Inventors: Susumu Fukazawa; Eiji Ito
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1983-05-17
Filing date: 1984-10-23
Publication date: 1986-04-24
Also published as: JPH036383B2; JPS59212554A; DE3438805C2

Abstract

A crankshaft construction is disclosed, the crank arms being connected adjacent to one another to a crankshaft between a multiplicity of connecting-rod pins and bearing pins which are arranged both in front of and behind the most central crank arm between a respective bearing pin at the front end and at the rear end of the crankshaft. The crank arm on the front crankshaft end and the crank arm on the rear crankshaft end are provided with respective counterweights which are identical to one another in design, mass and moment of resistance, so that they compensate one another. A crank arm placed forwards and rearwards, respectively, from the most central crank arm is provided with a counterweight, and these are axially contrary to one another and are identical to one another in design, mass and moment of resistance, so that they can compensate the counterweight of the most central arm. At least one of the crank arms located in front of the most central crank arm and at least one of the crank arms located behind the most central crank arm are arranged contrary to one another in respect of the longitudinal direction of the crankshaft and are provided with no counterweight, thereby reducing the weight of the crankshaft. The centre of gravity of the counterweight of the arm which is nearest to the arm without a counterweight forwards from the most central arm is placed low in respect of the plane of the crankshaft axis when the first connecting-rod pin is in its highest position, whilst the centre of gravity of the counterweight of the arm ... Original abstract incomplete.

Description

Motor-Kurbelwelle Engine crankshaft

Die Erfindung bezieht sich auf Techniken zur Verminderung des Gewichts und zur Erhöhung der Festigkeit einer Kurbelwelle, die in einem Motor der V6-Bauart für Klein-, Mittel-und Großkraftwagen eingebaut ist.The invention relates to techniques for reducing weight and to increase the strength of a crankshaft used in a V6-type engine for small, medium and large vehicles is built in.

Wie bestens bekannt ist, sind Kraftfahrzeuge mit verschiedenen Motortypen oder -bauarten ausgestattet. Ein Klein-, Mittel- oder Großkraftwagen ist beispielsweise mit einem Motor der V6-Bauart versehen, bei dem sechs Zylinder so angeordnet sind, daß benachbarte Zylinder eine V-Form mit einem Winkel von 60° bilden. Die Kurbelwelle eines solchen Motortyps ist so ausgestaltet, wie es die beigefügten Fig. 1 und 2 zeigen.As is well known, automobiles have various types of engines or designs. A small, medium or large car is for example fitted with a V6-type engine with six cylinders arranged in such a way that that adjacent cylinders form a V-shape with an angle of 60 °. The crankshaft Such a motor type is designed as shown in the attached FIGS. 1 and 2 demonstrate.

Im einzelnen ist die Kurbelwelle 1 mit 1. - 4. Lagerzapfen 21, 22, 23 und 24 - gesehen von links nach rechts in Fig. 1 - ausgestattet, die den jeweiligen Lagern im Zylinderblock entsprechen. Den jeweiligen Kolbenstangen entsprechende Pleuelzapfen 41, 42, 43, 44, 45 und 46 sind einstückig in die Kurbelwelle 1 zwischen jeweils benachbarten Lagerzapfen über 1. - 9. Kurbelarme 31, 32, 33, 34, 35 36, 37, 38 und 39 eingegliedert.In detail, the crankshaft 1 with 1st - 4th bearing journals 21, 22, 23 and 24 - seen from left to right in Fig. 1 - equipped, the respective Bearings in the cylinder block correspond. Corresponding to the respective piston rod Connecting rod journals 41, 42, 43, 44, 45 and 46 are integral with the crankshaft 1 between adjacent bearing journals via 1st - 9th crank arms 31, 32, 33, 34, 35 36, 37, 38 and 39 incorporated.

Es ist zu bemerken, daß am rückwärtigen Teil des 4. Lagerzapfens 24, der das Ende der Kurbelwelle 1 bildet, ein Befestigungsflansch 6 zum Anbau eines Schwungrades 5 einstückig ausgestaltet ist.It should be noted that on the rear part of the 4th bearing pin 24, which forms the end of the crankshaft 1, a mounting flange 6 for mounting a Flywheel 5 is designed in one piece.

Die Neuner-Ausgleichanordnung - betrachtet in der Längsrichtung der Kurbelwelle 1 -, wobei neun Gegengewichte zur Anwendung kommen, ist schematisch in Fig. 2 dargestellt, während die schematische Anordnung in der Stirnansicht oder Axialrichtung der Kurbelwelle 1 in Fig. 3 gezeigt ist.The nine-balancing arrangement - viewed in the longitudinal direction of the Crankshaft 1 -, with nine counterweights being used, is schematic shown in Fig. 2, while the schematic arrangement in the front view or Axial direction of the crankshaft 1 is shown in FIG. 3.

Die Masse eines jeden der Gegengewichte, die, wie Fig. 2 zeigt, vorgesehen sind, um die von der drehenden sowie hin- und hergehenden Masse erzeugten Massenkräfte auszugleichen, ist durch den Vektor einer Trägheitskraft in Fig. 3 dargestellt. Im einzelenn sind das 1. und 9. Gegengewicht 61 bzw. 69, deren Vektoren zueinander entgegengerichtet sind, miteinander gleichwertig ausgeglichen. Das 2., 5. und 8. Gegengewicht 62, 65 und 68 sind in äquivalenter Weise so angeordnet, daß sie sich untereinander unter 1200 schneiden, weshalb sie in gleichartiger Weise miteinander ausgeglichen sind. Ferner sind das 3. und 6.The mass of each of the counterweights shown in Fig. 2 is provided are about the inertial forces generated by the rotating and reciprocating mass balance is represented by the vector of an inertial force in FIG. In detail, the 1st and 9th counterweights 61 and 69, respectively, are their vectors to one another are opposed, balanced with each other equally. The 2nd, 5th and 8th Counterweights 62, 65 and 68 are equivalently arranged so that they are cut between each other below 1200, which is why they are in a similar manner to each other are balanced. Furthermore, the 3rd and 6th

Gegengewicht 63 und 66 sowie das 4. und 7. Gegengewicht 64 und 67 gleichwertig axialsymmetrisch zueinander mit Bezug zum Kurbelarm 35 so angeordnet, daß sich das 3.Counterweight 63 and 66 as well as the 4th and 7th counterweight 64 and 67 equivalently axially symmetrical to one another with respect to the crank arm 35 so arranged, that the 3rd

und 7. Gegengewicht 63, 67 unter 600 sowie das 4. und 6.and 7th counterweight 63, 67 under 600 as well as the 4th and 6th

Gegengewicht 64, 66 ebenfalls unter 600 schneiden; deshalb sind die Gegengewichtpaare 63, 66 und 64, 67 gleichartig zueinander ausgeglichen. Somit wird das Gleichgewicht zwischen einander entsprechenden Gegengewichten zuverlässig beibehalten.Counterweight 64, 66 also cut below 600; that's why they are Counterweight pairs 63, 66 and 64, 67 balanced to one another in the same way. Thus becomes reliably maintain the balance between corresponding counterweights.

Wie erläutert wurde, ist die herkömmliche Konstruktion einer Kurbelwelle insofern von Vorteil, als das Gleichgewicht zwischen den einander entsprechenden Gegengewichten in idealer Weise eingehalten wird und als die Kurbelwellenkonstruktion gut dazu geeignet ist, großen Flächendruck aufzunehmen und auch einer großen Biege- sowie Scher- oder Schubspannung zu widerstehen. Eine Kurbelwelle herkömmlicher Konstruktion hat jedoch ein extrem hohes Gewicht, was auf der Tatsache beruht, daß alle Kurbelarme mit Gegengewichten ausgestattet sind, um einen völligen Gewichts- oder Massenausgleich zu erhalten. Aus diesem Grund kann die Eigenfrequenz einer Drehschwingung nicht adäquat angehoben werden, was in nachteiliger Weise einen Anstieg in der Drehschwingung im hohen Drehzahlbereich des Motors zum Ergebnis hat. Darüber hinaus ist die Tatsache, daß die Kurbelwelle ein großes Gewicht hat, in bezug auf ein Ansprechen auf eine Beschleunigung ungünstig und verschlechtert nachteilig den Kraftstoffverbrauch.As has been explained, the conventional construction is a crankshaft beneficial in that the balance between the corresponding Counterweights are adhered to in an ideal manner and than the crankshaft design is well suited to absorb large surface pressure and also a large bending as well as resisting shear or shear stress. A crankshaft of conventional construction however, it is extremely heavy due to the fact that all of the crank arms are equipped with counterweights for a complete weight or mass balance to obtain. For this reason, the natural frequency of a torsional vibration cannot can be raised adequately, which disadvantageously increases the torsional vibration in the high speed range of the engine. In addition, the fact that the crankshaft has a large weight in terms of response to one Acceleration unfavorable and adversely worsens fuel consumption.

Im Hinblick auf das oben herausgestellte, dem Stand der Technik in bezug auf die übergroße Masse der an der Kurbelwelle eines Kraftwagenmotors vorgesehenen Gegengewichte eigene Problem ist es die primäre Aufgabe der Erfindung, eine ausgezeichnete, überlegene Kurbelwellenkonstruktion zu schaffen, die für das Gebiet der Antriebssysteme in der AutOnobilindustrie von Nutzen ist, indem von dem oben erwähnten Vorteil der üblichen Kurbelwellenkonstruktion, daß sie einen großen Flächendruck aufnehmen sowie einer großen Biege- und Schubbeanspruchung gut widerstehen kann, bester Gebrauch gemacht wird und indem die Zahl der Gegengewichte, durch die der notwendige Gleichgewichtszustand eingehalten werden kann, auf ein Minimum gebracht wird, so daß es möglich ist, das Gewicht der Kurbelwelle so weit wie möglich zu verringern, und wobei der Schwerpunkt eines jeden Gegengewichts an eine optimale Stelle gebracht wird, um den Drehschwingungspegel auf bessere Wert zu bringen.In view of the above-mentioned prior art in in relation to the oversized mass provided on the crankshaft of a motor vehicle engine Counterweights own problem, it is the primary object of the invention to provide an excellent, to create superior crankshaft design relevant to the field of drive systems in the automotive industry is of benefit by taking advantage of the above-mentioned usual crankshaft construction, that they have a large surface pressure and can withstand great bending and shear stresses well, Best use is made and by increasing the number of counterweights by which the necessary state of equilibrium can be maintained, brought to a minimum so that it is possible to increase the weight of the crankshaft as much as possible decrease, and with the center of gravity of each counterweight at an optimal one Place is brought to bring the torsional vibration level to better value.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Kurbelwelle; Fig. 2 eine schematische Darstellung für die Anordnung der Lagerzapfen, Pleuelzapfen, Kurbel arme und Gegengewichte bei einer Kurbelwelle gemäß dem Stand der Technik in einer Seitenansicht, wobei der Ausgleich zwischen den Gegengewichten zu erkennen ist; Fig. 3 eine schematische Darstellung der Kurbelarme und Gegengewichte der Kurbelwelle von Fig. 2 in einer Stirn- oder Axialansicht, wobei der Ausgleich zwischen den Gegengewichten zu erkennen ist; Fig. 4 eine zu Fig. 3 äquivalente schematische Darstellung; Fig. 5 bis 13 Schnittdarstellungen nach den Linien V - V bis XIII - XIII in der Fig. 1.The subject matter of the invention is explained with reference to the drawings. It 1 shows a partially sectioned side view of a crankshaft; Fig. 2 a schematic representation of the arrangement of the bearing journals, connecting rod journals, Crank arms and counterweights in a crankshaft according to the prior art in a side view, showing the balance between the counterweights is; 3 shows a schematic representation of the crank arms and counterweights of the crankshaft of Fig. 2 in a front or axial view, the balance between the counterweights can be seen; FIG. 4 shows a schematic representation equivalent to FIG. 3; FIG. Fig. 5 to 13 sectional views along the lines V - V to XIII - XIII in FIG. 1.

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 erläutert, wobei zu den Fig. 1 - 3 gleiche Teile in Fig. 4 mit denselben Bezugszahlen bezeichnet sind.An embodiment according to the invention is illustrated with reference to FIG Fig. 4 explains, parts identical to those in Figs. 1-3 in Fig. 4 with the same Reference numerals are indicated.

Bei der Ausführungsform von Fig. 4 sind der 3., 4., 6. und 7. Arm 33, 34, 36 und 37 von den neun Kurbelarmen nicht mit Gegengewichten versehen. Die am 1. sowie 9. Arm 31 bzw.39 befindlichen Gegengewichte weisen die gleiche Ausgestaltung, die gleiche Masse und das gleiche Widerstandsmoment auf, so daß sie selbstausgleichend sind. Was den 2., 5. und 8. Kurbelarm 32, 35 und 38 angeht, so sind der 2. und 8. Arm 32 und 38 axialsymmetrisch zueinander in bezug auf den Arm 35 angeordnet und mit Gegengewichten 62 sowie 68 ausgestattet, die in ihrer Ausgestaltung, ihrer Masse und ihrem Widerstandsmoment gleich sind, so daß sie mit Bezug zum 5. Arm 35 und dessen Gegengewicht 65 selbstausgleichend sind.In the embodiment of Figure 4, the 3rd, 4th, 6th and 7th arms are 33, 34, 36 and 37 of the nine crank arms are not counterbalanced. the on the 1st and 9th arm 31 and 39 respectively, the counterweights have the same design, have the same mass and the same section modulus, making them self-balancing are. As for the 2nd, 5th and 8th crank arms 32, 35 and 38, the 2nd and 8th are Arm 32 and 38 arranged axially symmetrical to each other with respect to arm 35 and equipped with counterweights 62 and 68, which in their design, their mass and their section modulus are equal, so that they are related to the 5th arm 35 and whose counterweight 65 are self-balancing.

Im Gegensatz zur herkömmlichen, in Fig. 3 gezeigten Anordnung, wobei die Gegengewichte 61, 62, 63, 69, 68, 67 mit einem Winkel von 300 beabstandet sind, ist somit die Anordnugn gemäß der Erfindung nicht mit den Gegengewichten 63 und 67 versehen. Aus diesem Grund werden die Werte für die Biegebeanspruchungen in bezug auf die Kurbelarme 32 und 38 unerwünscht erhöht, wenn die Lagen und Richtungen der Gegengewichte 62 und 68 - In der Axialrichtung der Kurbelwelle 1 gesehen - so belassen werden, wie Fig. 3 zeigt.In contrast to the conventional arrangement shown in FIG. 3, wherein the counterweights 61, 62, 63, 69, 68, 67 are spaced at an angle of 300, is thus the arrangement according to the invention not with the counterweights 63 and 67 provided. For this reason, the values for the bending stresses are referred to on the crank arms 32 and 38 undesirably increased when the locations and directions of the Counterweights 62 and 68 - seen in the axial direction of the crankshaft 1 - leave this way as Fig. 3 shows.

Gemäß der Erfindung wird deshalb, wie Fig. 6 zeigt, das Gegengewicht 62 derart angeordnet, daß es sich mit bezug zur Horizontalebene der Achse der Kurbelwelle 1 um 150, d.h. um den halben Winkel von 300, zur Anordnung der herkömmlicherweise vorgesehenen Gegengewichte 63 und 67, wenn der 1. Pleuelzapfen 41 in seiner obersten Lage ist, aufwärts befindet. Andererseits wird das Gegengewicht 68, wie Fig. 12 zeigt, so angeordnet, daß es sich mit Bezug zur Horizontalebene der Kurbelwelle 1, wenn der 1. Pleuelzapfen 41 in seiner höchsten Lage ist, um 150 abwärts befindet. Durch diese Anordnung wird es möglich, die Arme mit einem Niveau in der Biegebeanspruchung auszugleichen, das dem in einer herkömmlichen, in Fig. 3 gezeigten Kurbelwelle mit einer Neuner-Ausgleichanordnung gleichartig ist.According to the invention, therefore, as shown in FIG. 6, the counterweight 62 arranged so that it is with respect to the horizontal plane of the axis of the crankshaft 1 by 150, i.e. by half the angle of 300, to the arrangement of the conventional provided counterweights 63 and 67, when the 1st connecting rod pin 41 in its uppermost Location is located upwards. On the other hand, the counterweight 68 becomes like FIG. 12 shows, arranged so that it is with respect to the horizontal plane of the crankshaft 1, when the 1st connecting rod pin 41 is in its highest position, is 150 downwards. This arrangement makes it possible to use the arms with a level to compensate in the bending stress, that in a conventional, in Fig. 3 is similar to the crankshaft shown with a nine balancing arrangement.

Die jeweiligen Richtungen und Ausgestaltungen der Kurbelarme und ihrer Gegengewichte sind derart, wie sie in den Frontansichten der Fig. 5 - 13 gezeigt sind.The respective directions and configurations of the crank arms and their Counterweights are as shown in the front views of Figures 5-13 are.

Das Gegengewicht 62 ist, wie Fig. 6 zeigt, so angeordnet, daß es im 4. Quadranten an der Stellung 62 von 1350 ist, wenn sich der Pleuelzapfen 41 in seiner höchsten Stellung befindet. Andererseits ist das Gegengewicht 68 so angeordnet, wie Fig. 12 zeigt, daß es sich im 1. Quadranten an der Stellung 88 um 450 befindet, wenn der Pleuelzapfen 41 in seiner höchsten Lage ist.The counterweight 62 is, as shown in FIG. 6, arranged so that it is in 4th quadrant is at position 62 of 1350 when connecting rod pin 41 is in its highest position. On the other hand, the counterweight 68 is arranged so that as Fig. 12 shows that it is in the 1st quadrant at position 88 around 450, when the connecting rod pin 41 is in its highest position.

Es ist zu bemerken, daß die Winkel der Gegengewichte 62 und 68 entsprechend der besonderen Konstruktion bestimmt werden können, wobei vorausgesetzt wird, daß sich die Gegengewichte 62, 68 jeweils im 4. und 1. Quadranten befinden, wenn der Pleuelzapfen 41 in seiner höchsten Stellung ist, und daß sie fähig sind, das Gleichgewicht zwischen den betroffenen Kurbelarmen trotz des Fehlens der Gegengewichte 63 und 67 zu halten.It should be noted that the angles of the counterweights 62 and 68 are corresponding the particular construction can be determined, provided that the counterweights 62, 68 are in the 4th and 1st quadrants, respectively, if the Connecting rod pin 41 is in its highest position and that they are able to balance between the affected crank arms despite the lack of counterweights 63 and 67 to keep.

Die Fig. 7, 8, 10 und 11 zeigen jeweils die Anordnungen der Kurbelarme 33, 34, 36 und 37, die keinerlei Gegengewichte haben.7, 8, 10 and 11 show the arrangements of the crank arms, respectively 33, 34, 36 and 37, which do not have any counterweights.

Zur Masse eines jeden der Gegengewichte ist zu sagen: die Massen des 1. und 9. Gegengewichts sind einschließlich ihrer zugeordneten Kurbelarme die größten; die Massen des 3., 4., 6. und 7. Gegengewichts, die allein von den Kurbelarmen gebildet werden, sind die kleinsten; die Massen des 6., 5. und 8. Gegengewichts sind einschließlich der zugeordneten Arme auf einem Zwischenwert zwischen den größten und kleinsten Massen.Regarding the mass of each of the counterweights, one can say: the masses of the 1st and 9th counterweights, including their associated crank arms, are the largest; the masses of the 3rd, 4th, 6th and 7th counterweights, formed solely by the crank arms are the smallest; the crowds of 6th, 5th and 8th counterweight including the assigned arms are at an intermediate value between the largest and smallest dimensions.

Mit der oben beschriebenen Anordnung sind, wenn der (nicht gezeigte) Motor arbeitet und demzufolge die Kurbelwelle 1 gedreht wird, die jeweiligen Kurbelarme und Gegengewichte, wie oben gesagt wurde, genau ausgeglichen. Hieraus folgt, daß die Kurbelwelle 1 auf einem Pegel in bezug auf eine Biegebeanspruchung gehalten werden kann, der demjenigen bei einer Kurbelwelle mit Neuner-Ausgleichanordnung gleichartig ist, und deshalb wird sie ohne jegliche Abnormität oder Regelwidrigkeit gedreht.With the above-described arrangement, when the (not shown) The engine is working and, as a result, the crankshaft 1 is rotated, the respective crank arms and counterweights, as said above, precisely balanced. It follows from this that the crankshaft 1 is maintained at a level with respect to bending stress that of a crankshaft with a nine balancer arrangement is the same, and therefore it becomes without any abnormality or irregularity turned.

Da der 3., 4., 6. und 7. Kurbelarm 33, 34, 36 und 37 nicht mit irgendeinem Gegengewicht versehen sind, wird die Eigenfrequenz der Drehschwingung der Kurbelwelle 1 entsprechend erhöht, so daß es möglich ist, die Drehzahl des Motors bis zum hohen Drehzahlbereich hinauf ruhig und glatt zum Ansteigen zu bringen.Since the 3rd, 4th, 6th and 7th crank arms 33, 34, 36 and 37 are not connected to any Counterweight are provided, the natural frequency of the torsional vibration of the crankshaft 1 increased accordingly, so that it is possible to increase the speed of the engine up to the high To bring the speed range up quietly and smoothly to increase.

Ferner ist die Kurbelwelle 1 bei richtiger konstruktiver Auslegung gut dazu geeignet, einen großen Flächendruck aufzunehmen sowie einer hohen Biege- und Schubbeanspruchung standzuhalten, und zwar auch im hohen Drehzahlbereich.Furthermore, the crankshaft 1 is with the correct structural design well suited to absorb a large surface pressure as well as a high bending and to withstand thrust, even in the high speed range.

Da darüber hinaus die drehende Masse des 2. sowie 8. Gegengewichts und die des 5. Gegengewichts ausgeglichen sind, wird die Kurbelwelle in Übereinstimmung mit den Erwartungen einer speziellen Auslegung oder Gestaltung ohne jegliche Abnormität gedreht.There is also the rotating mass of the 2nd and 8th counterweight and those of the 5th counterweight are balanced, the crankshaft becomes in agreement with expectations of a particular design or configuration without any abnormality turned.

Aus dem obigen gehen für den Erfindungsgegenstand die folgenden Merkmale und vorteilhaften Wirkungen hervor.From the above, the following features go for the subject matter of the invention and beneficial effects.

Grundsätzlich wird durch die Erfindung ermöglicht, die Zahl der an der Kurbelwelle angebrachten Gegengewichte zu vermindern, wodurch eine beträchtliche Gewichtsreduzierung für die Kurbelwelle zu erreichen ist. Demzufolge- kann die Drehschwingungs-Eigenfrequenz der Kurbelwelle erhöht werden, so daß es in vorteilhafter Weise möglich wird, den Motor in einem höheren Drehzahlbereich zu betreiben.In principle, the invention enables the number of the counterweights attached to the crankshaft, creating a considerable Weight reduction for the crankshaft can be achieved. As a result, the natural frequency of the torsional vibration the crankshaft can be increased, so that it is possible in an advantageous manner, the To operate the engine in a higher speed range.

Ferner ist die Möglichkeit geboten, mit einer Gewichtsreduzierung der Kurbelwelle die Dämpfungsmasse herabzusetzen, und dank der Gewichtsverminderung in diesen beiden Punkten werden die Materialkosten gesenkt, was sich in vorteilhafter Weise in einer Senkung der Produktionskosten niederschlägt.There is also the option of weight reduction of the crankshaft to reduce the damping mass, and thanks to the reduction in weight In these two points, the material costs are reduced, which turns out to be more advantageous Way is reflected in a reduction in production costs.

Durch eine Gewichtsverminderung der Kurbelwelle wird ferner nicht nur die Motorleistungsfähigkeit verbessert, sondern auch der Kraftstoffverbrauch gesenkt. Des weiteren ist es mit Vorteil möglich, das Übergangsbetriebsverhalten des Motors während einer Beschleunigung und die Dämpfungsleistung des Motors zu verbesern.Furthermore, by reducing the weight of the crankshaft only improves engine efficiency, but also improves fuel economy lowered. Furthermore, it is advantageously possible to control the transitional operating behavior of the motor during acceleration and the damping performance of the motor improve.

Durch die Erfindung wird auch erreicht, daß selbst dann, wenn kein Gegengewicht an wenigstens einem von mehreren Kurbelarmen, die vor und hinter dem mittigsten Kurbelarm zwischen den Lagerzapfen, die jeweils am vorderen sowie am rückwärtigen Ende der Kurbelwelle vorgesehen sind, angebracht ist, das Gleichgewicht zwischen einem Trägheitskräftepaar oder Massenkräften nicht verlorengeht, wobei der Ausgleich zwischen Drehmomenten als Ganzes überhaupt nicht verlorengeht. Somit tritt in vorteilhafter Weise keine Anderung in der Wirkungsweise der Kurbelwelle ein.The invention also ensures that even if no Counterweight on at least one of several crank arms in front of and behind the central crank arm between the bearing journals, each on the front and on the rear end of the crankshaft are provided, is attached to the balance between an inertial force couple or mass forces is not lost, whereby the balance between torques as a whole is not lost at all. Consequently there is advantageously no change in the operation of the crankshaft a.

Da die Kurbelwelle des weiteren eine einfache Konstruktion darstellt, können Wartungs- und Inspektions- oder Oberprüfungstätigkeiten ohne Schwierigkeiten ausgeführt werden, weshalb die Kurbelwelle vorteilhafte Auswirkungen in bezug auf verbesserte Tauglichkeit und Wartungsmöglichkeit bietet.Since the crankshaft is also a simple construction, can carry out maintenance and inspection or verification activities without difficulty run, which is why the crankshaft beneficial effects in terms of offers improved usability and maintenance options.

Ein weiterer Vorteil ist durch die Erfindung insofern zu erreichen, als durch die Verschiebung der Motordrehzahl in einen höheren Bereich die Möglichkeit besteht, das Geräusch von Karosserie und Fahrzeugraum zum Nieder- und Mittelfrequenzbereich hin zu beruhigen oder zu vermindern.Another advantage can be achieved by the invention insofar as than by shifting the engine speed to a higher range consists, the noise from the body and vehicle compartment to the low and medium frequency range to calm down or to decrease.

Ferner ist das GeCqwicht des Kurbelarmes, das sich außerhalb desjenigen Armes befindet, der auf der vorderen Seite der Kurbelwelle liegt sowie ohne jedes Gegengewicht ist, und diesem Arm am nächsten ist, so angeordnet, daß es sich mit Bezug zur horizontalen Ebene der Kurbelwellenachse, wenn der erste Pleuelzapfen in seiner höchsten Lage ist, abwärts befindet, während das Gegengewicht des Armes, der sich außen von demjenigen Arm befindet, der auf der hinteren Seite der Kurbelwelle liegt sowie ohne jedes Gegengewicht ist, und diesem Arm am nächsten ist, so angeordnet ist, daß es sich mit Bezug zur horizontalen Ebene der Kurbelwellenachse, wenn der erste Pleuelzapfen in seiner höchsten Lage ist, aufwärts befindet. Damit wird die Biegebeanspruchung der Arme in ihren Werten herabgesetzt, so daß es in vorteilhafter Weise möglich ist, dieselbe ruhige Drehung der Kurbelwelle wie bei einer solchen herkömmlichen Bauart, bei der alle Kurbelarme mit je einem Gegengewicht versehen sind, zu gewährleisten.Furthermore, the weight of the crank arm, which is outside of the one Arm is located, which lies on the front side of the crankshaft as well as without any Counterweight is, and is closest to this arm, so that it is located with Relation to the horizontal plane of the crankshaft axis when the first connecting rod pin is in its highest position, downwards, while the counterweight of the arm, which is on the outside of the arm that is on the rear of the crankshaft is as well as without any counterweight, and is closest to that arm, so arranged is that it is with reference to the horizontal plane of the crankshaft axis when the first connecting rod pin is in its highest position, located upwards. This will make the Flexural stress on the arms is reduced in their values, so that it is more advantageous Way is possible, the same smooth rotation of the crankshaft as with such conventional design in which all crank arms are each provided with a counterweight are to be guaranteed.

Es wird eine Kurbelwellenkonstruktion offenbart, wobei Kurbelarme einander benachbart mit einer Kurbelwelle zwischen einer Mehrzahl von Pleuelzapfen und Lagerzapfen, die sowohl vor wie hinter dem mittigsten Kurbelarm zwischen je einem Lagerzapfen am vorderen sowie am hinteren Ende der Kurbelwelle angeordnet sind, verbunden sind. Der Kurbelarm am vorderen Kurbelwellenende und der Kurbelarm am hinteren Kurbelwellenende sind jeweils mit Gegengewichten versehen, die in ihrer Ausgestaltung,inihrer Masse und ihrem Widerstandsmoment einander gleich sind, so daß sie miteinander ausgeglichen sind. Je ein vom mittigsten Kurbelarm nach vorne sowie nach hinten gelegener Kurbelarm ist mit einem Gegengewicht versehen, die axial kon-trär zueinander sind, in ihrer Gestaltung, ihrer Masse und ihrem Widerstandsmoment einander gleich sind, so daß sie das Gegengewicht des mittigsten Armes ausgleichen können. Wenigstens einer der vor dem mittigsten und einer der hinter dem mittigsten Kurbelarm liegenden Kurbelarme sind konträr zueinander mit bezug auf die Längsrichtung der Kurbelwelle angeordnet und mit keinerlei Gegengewicht versehen, wodurch das Gewicht der Kurbelwelle herabgesetzt wird. Der Schwerpunkt des Gegengewichts des Armes, der dem Arm ohne Gegengewicht vorwärts vom mittigsten Arm zunächst ist, ist mit Bezug zur Ebene der Kurbelwellenachse, wenn der erste Pleuelzapfen in seiner höchsten Lage ist, tief gelegen, während der Schwerpunkt des Gegengewichts des Armes, der dem Arm ohne Gegengewicht rückwätts vom mittigsten Kurbelarm zunächst ist, mit Bezug zur Ebene der Kurbelwellenachse, wenn der erste Pleuelzapfen in seiner höchsten Lage ist, hoch gelegen ist, so daß der Schwingungspegel gegenüber einer üblichen Kurbelwelle mit Neuner-Ausgleichanordnung unverändert gehalten werden kann.A crankshaft construction is disclosed wherein crank arms adjacent to each other with a crankshaft between a plurality of connecting rod journals and journals that are both in front of and behind the most central crank arm between ever one Bearing journals at the front and rear ends of the crankshaft are arranged, are connected. The crank arm at the front end of the crankshaft and the crank arm at the rear end of the crankshaft are each provided with counterweights, which are identical in their design, in their mass and their moment of resistance are so that they are balanced with each other. One each from the central crank arm forward and backward crank arm is provided with a counterweight, which are axially con-trary to one another in terms of their design, their mass and their moment of resistance are equal to each other so that they balance the counterweight of the most central arm can. At least one of those in front of the most central and one of those behind the most central Crank arms lying on the crank arm are contrary to one another with respect to the longitudinal direction arranged on the crankshaft and not provided with any counterweight, whereby the Weight of the crankshaft is reduced. The center of gravity of the counterweight of the The arm closest to the counterbalanced arm is forward from the most central arm with reference to the plane of the crankshaft axis when the first connecting rod pin is in its highest position is low, while the center of gravity of the counterweight of the arm, which is next to the arm without a counterweight backwards from the most central crank arm, with Relation to the plane of the crankshaft axis when the first connecting rod pin is at its highest Location is high, so that the vibration level is opposite to a usual one Crankshaft with nine-compensation arrangement can be kept unchanged.

Claims

Patent claims 1. Engine crankshaft in which a plurality of connecting rods and Trunnions are connected to each other by crank arms that move forward as well like backwards from the central crank arm between a bearing pin on the front as well a bearing pin are arranged at the rear end of the crankshaft, characterized in that that at least one (33) of the plurality of forward from the central crank arm (35) lying crank arms (31-34) and at least one (37) from the plurality of crank arms (36-39) lying backwards from the most central crank arm in axial symmetry arranged to each other with respect to the most central crank arm and without any The counterweights attached to the other arms (31, 32, 35, 38, 39) are weighted (61, 62, 65, 68, 69) are arranged so that they are with respect to the crankshaft (1) are balanced and that the center of gravity of the counterweight (62) is on the arm (32), which is on the outer side of the front of the central crank arm (35) located and not provided with any counterweight arm (33), with reference to the plane of the axis of the crankshaft when the first connecting rod pin (41) is in its is the highest position, is low, while the center of gravity of the counterweight (68) is on the arm (38), which is on the outer side of the rear of the central crank arm (35) located crank arm (37) which is not provided with any counterweight, with reference to the plane of the axis of the crankshaft when the first connecting rod pin (41) is in its highest position, is high.

2. Crankshaft according to claim 1, characterized in that the crank arms, which have no counterweight, the third (33), fourth (34) and seventh (37) Crank arm are.

3. Crankshaft according to claim 1, characterized in that the counterweights (61, 69) of the first and ninth crank arms (31, 39) in their design, in their Mass and their moment of resistance are equal to each other, so that they are self-balancing are.

4. Crankshaft according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the counterweights (62, 66) of the second and sixth crank arms (32, 36) equal to each other in their design, in their mass and in their moment of resistance and arranged in axial symmetry with one another with respect to the fifth crank arm (35) are so that they are balanced with the counterweight (65) of the fifth crank arm are.

5. Crankshaft according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the counterweight (62) of the second crank arm (32) is arranged such that it is the highest position of the first connecting rod pin (41) in the fourth quadrant is located, and that the counterweight (68) of the eighth crank arm (38) is arranged in such a way is that the highest position of the first connecting rod pin is in the first quadrant is located.

6. Crankshaft according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the masses of the counterweights (61, 69) of the first and ninth crank arms (31, 39) including these arms are the greatest, that the masses of the third, fourth, sixth and seventh crank arms (33, 34, 36, 37) are the smallest and that the masses of the counterweights (62, 65, 68) of the second, fifth and eighth crank arms (32, 35, 38) including these arms between the largest and smallest masses lie.