DE3744755A1

DE3744755A1 - Kurbeltrieb einer brennkraftmaschine der v-bauart

Info

Publication number: DE3744755A1
Application number: DE19873744755
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl Ing Werner; Walter Kerschbaum
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1987-08-22
Filing date: 1987-08-22
Publication date: 1989-03-02
Also published as: DE3744755C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb einer Brennkraft maschine der V-Bauart gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei einem in der DE-OS 35 41 903 aufgezeigten Kurbeltrieb werden durch die Verwendung einer Zwischenwange zwischen den versetzten Hubzapfen die fertigungstechnisch nicht un problematischen Radienverschneidungen sowie die dabei auf tretenden hohen Kerbspannungen vermieden.

Ferner ist bei diesem Kurbeltrieb vorgesehen, zur Vermeidung von Spannungsrissen die Übergangsradien zu den Kurbel- und Zwischenwangen umfangszuhärten.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kurbel trieb der im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschriebenen Art zu schaffen, bei welchem bei maximaler Tragfähigkeit der Pleuellager eine maximale Festigkeit in den kritischen Über gangsbereichen gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Um eine Verbesserung der Tragfähigkeit der Pleuellager zu erzielen, werden diese in Richtung der Zwischenwange ver breitert. Dies ist dadurch möglich, daß die zwischenwangen seitigen Hubzapfenübergangsradien kleiner ausgebildet sind als die kurbelwangenseitigen Radien. Einerseits entspricht dies der Beanspruchungsverteilung längs der Kröpfungsan ordnung, bei der aufgrund der Formfaktoren Maximalspannungen im Bereich der Grundzapfenhohlkehlen auftreten. Andererseits wird die Tragsicherheit der Kurbelwelle im zwischenwangen- nahen Bereich dadurch verbessert, daß die kleineren und da durch kerbwirkungsempfindlicheren Übergangsradien zur Zwischen wange trotz deren Schmalheit einer umlaufenden Radienhärtung mit geringer Einhärtetiefe unterzogen werden. Diese ist so ausgeführt, daß beide Härtezonen rechts- und linksseitig der Zwischenwange einander nicht schneiden, sondern im Überdeckungs querschnitt der Hubzapfen eine weiche Zone verbleibt. Die durch eine geringe Breite der Zwischenwange niedrigere Einhärte tiefe der zwischenwangenseitigen Übergangsradien gegenüber den Grundwangenradien läßt einen gleichmäßigen Übergang des Härteverlaufs längs der Zapfenlänge sinnvoll erscheinen. Eine zusätzliche Sicherheit gegen Umfangshärterisse in der Zwischenwange im Übergang von den gehärteten zu den nicht gehärteten Bereichen ist durch eine Ausgestaltung nach Anspruch 3 erzielbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs gemäßen Kurbeltriebs dargestellt.

Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kurbeltrieb in einer ausschnittsweisen Darstellung,

Fig. 2 die Härtebereiche des erfindungsgemäßen Kurbel triebs der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den längs der Linie III- III geschnittenen Kurbeltrieb der Fig. 2,

Fig. 4 die Härtebereiche des nach einer weiteren Variante gehärteten Kurbeltriebs der Fig. 2 und

Fig. 5 eine Draufsicht auf den längs der Linie V-V geschnittenen Kurbeltrieb der Fig. 4.

Fig. 1 zeigt eine Kröpfung 32 einer in einem V-Motor ein gesetzten Kurbelwelle, zwischen deren beider Kurbelwangen 33 und 34 zwei um ca. 30° zueinander versetzte Hubzapfen 35 und 36 angeordnet sind. Da der Hubzapfenversatz hier so groß gewählt ist, daß Pleuelstangen mit gegeneinander geführten Axialanlaufflächen und schmalen Lagerdeckeln bei bestimmten Kurbelstellungen aus der gemeinsamen Axial anlaufüberdeckung austauchen, dort also axial nicht mehr ausreichend durch die benachbarten Pleuel geführt werden können, ist zwischen den beiden Hubzapfen 35 und 36 eine schmale Zwischenwange 37 vorgesehen, die als Axial anlauf für je ein Pleuelauge 38 bzw. 39 eines auf jedem Hubzapfen 35 bzw. 36 über eine Lagerschale 40 bzw. 41 drehbar gelagerten Pleuels 42 bzw. 43 dient. Auf der je weiligen der Zwischenwange 37 abgewandten Seite sind die beiden Pleuelaugen 38 und 39 durch die beiden Kurbelwangen 33 und 34 axial geführt. Im Axialanlaufbereich ist die Zwi schenwange 37 beidseitig mit je einem Axialanlaufbund 44 bzw. 45 versehen, so daß bei der Fertigung der Kurbelwelle bzw. der Zwischenwange 37 nur deren Axialanlaufbünde 44 und 45 feinstzubearbeiten sind.

Um die Pleuellagerschalen 40 und 41 in Richtung der Zwischen wange 37 weiter verbreitern zu können, sind die Radien in den Zwischenwangenübergängen 53 kleiner ausgebildet als die jenigen der Kurbelwangenübergänge 54.

Aus der Fig. 2, die eine längsgeschnittene Darstellung der Kurbelkröpfung 32 der Fig. 1 zeigt, ist ersichtlich, daß sowohl die Übergangsradien 54 zu den Kurbelwangen 33 bzw. 34 als auch die 53 zu der Zwischenwange 37 einer umlaufenden Induktivradienhärtung unterzogen sind, wobei die Einhärte tiefe in den Übergängen 54 zu den Kurbelwangen 33 bzw. 34 aufgrund der an diesen Stellen höheren Beanspruchung tiefer ausgeführt ist als in den Zwischenwangenübergängen 53. Entsprechend hierzu weisen die beiden Hubzapfen 35 und 36 eine gehärtete Oberfläche 68 und 69 auf, deren Einhärte tiefe sich ausgehend von den Kurbelwangenübergängen 54 bis hin zu den Zwischenwangenübergängen 53 kontinuierlich ver ringert.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer Draufsicht auf eine in Höhe der gedachten Radienverschneidung (Fig. 2, Linie III-III) längsgeschnittene Kröpfung. In dieser Dar stellung ist zu sehen, daß die Einhärtetiefe an den Über gangsradien 53 zur Zwischenwange 37 jedoch nur so tief ge wählt ist, daß zwischen den ausgehärteten Zonen 70 und 71 noch eine weiche nicht ausgehärtete Zone 72 verbleibt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeigt die Fig. 4 mit einer Kröpfung 32′, die der der Fig. 2 entspricht, nur daß hierbei die Induktivhärtung im Zwischenwangenbe reich 53′ nicht nur auf die Übergangsradien beschränkt bleibt, sondern sich über die gesamten Axialanlaufbunde 44′ und 45′ erstreckt. Durch diese Maßnahme wird im ge fährdeten Bereich, nämlich im freien Teil der Zwischenwange 37′ im Übergangsgefüge vom gehärteten zum nichtgehärteten Werkstoff, einer eventuellen Entstehung von Umfangshärte rissen vorgebeugt.

Auch bei dieser Ausführungsform verbleibt im gedachten Ver schneidungsbereich zwischen den beidseitigen Härtezonen 70′ und 71′ eine weiche, nicht ausgehärtete Zone 72′ (siehe Fig. 5 analog zu Fig. 3), wobei zudem die Einhärtetiefe der Axialanlaufbünde 44′ bzw. 45′ geringer ist als die Breite der Zwischenwange 37′.

Claims

1. Kurbeltrieb einer Brennkraftmaschine der V-Bauart mit einer Kurbelwelle, die zwischen jeweils zwei Kurbelwangen zwei zueinander versetzt angeordnete Hubzapfen aufweist, auf denen je ein Pleuel mit seinem großen Pleuelauge gelagert ist, wobei jedes Pleuel auf einer ersten Seite durch eine Kurbelwange und auf der zweiten Seite über eine am pleuel schaftseitigen Teil des großen Pleuelauges angeordnete Axial anlauffläche an einer die beiden Hubzapfen miteinander ver bindenden, nichttragenden Zwischenwange axial geführt ist und welche Kurbelwelle in den Kurbel- und Zwischenwangenüber gängen eine umlaufende Radienhärtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsradien in den Kurbelwangenübergängen (54) größer sind als in den Zwischenwangenübergängen (53) und daß die Über gangsradien derart induktiv umfangsgehärtet sind, daß die Einhärtetiefe in den Kurbelwangenübergängen (54) größer ist als die in den Zwischenwangenübergängen (53).

2. Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubzapfen (35 und 36) eine Oberflächenhärtung (68 und 69) aufweisen, deren Einhärtetiefe sich ausgehend von den Kurbelwangenübergängen (54) bis hin zu den Zwischen wangenübergängen (53) kontinuierlich verringert.

3. Kurbeltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zwischenwangenseitige Umfangshärtung auf die gesamte Oberfläche der Axialanlaufbunde (44′ bzw. 45′) er streckt, wobei die Einhärtetiefe der Axialanlaufbunde (44′ bzw. 45′) geringer ist, als die Breite der Zwischenwange (37′).

4. Kurbeltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhärtetiefe im Zwischenwangenübergang (53 oder 53′) derart bemessen ist, daß in Höhe der gedachten Radienver schneidung eine schmale nicht ausgehärtete Zone (72 oder 72′) verbleibt.