DE4138159C2

DE4138159C2 - Detachable connection of a crank pin to the end of a crank shaft

Info

Publication number: DE4138159C2
Application number: DE19914138159
Authority: DE
Original assignee: EICHELHARDTER WERKZEUG und MAS
Current assignee: EICHELHARDTER WERKZEUG und MAS
Priority date: 1991-11-21
Filing date: 1991-11-21
Publication date: 2001-08-16
Anticipated expiration: 2011-11-22
Also published as: DE4138159A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die lösbare Verbindung eines Kurbelzapfens mit dem Ende einer Kurbelwelle, bei der der Kur belzapfen radial in einer Aufnahme am Ende der Kurbelwelle, verschraubbar ist.The invention relates to the releasable connection of a Crank pin with the end of a crankshaft at which the cure radially journal in a recess at the end of the crankshaft, is screwable.

Der Kurbelzapfen ist exzentrisch zur Achse der Kurbelwelle an geordnet, um eine rotierende Bewegung in eine hin- und herge hende Bewegung bzw. umgekehrt umzusetzen. Einstückig ausgebil dete Kurbelwellen, die entweder von einem Pleuel angetrieben werden oder ein solches antreiben, sind seit langem bekennt. Dabei besteht in den meisten Fällen die Lagerung der Welle und auch die Lagerung des Pleuels aus geteilten Lagern, die mit einander verschraubt werden. Die Lager sind also geteilt, weil es nicht möglich ist, beispielsweise ein geschlossenes Kugel lager auf eine Kurbel wegen der die Lagerstelle flankierenden Kurbelwangen aufzuziehen.The crank pin is eccentric to the axis of the crankshaft ordered to make a rotating movement back and forth movement or vice versa. Trained in one piece dete crankshafts, either driven by a connecting rod will, or drive such, have long been known. In most cases there is the bearing of the shaft and also the bearing of the connecting rod from split bearings with are screwed together. So the camps are divided because it is not possible, for example a closed ball bearing on a crank because of the flanking the bearing To open the crank webs.

Doch auch bei Kurbelzapfen, die nur einseitig eine Kurbelwange aufweisen, ist es in vielen Fällen notwendig, den Kurbelzapfen mit dem Pleuellager zu lösen, um eine von der Kurbel hin und her bewegte Einheit, beispielsweise einen Kolben, der in einen Zylinder aus- oder einfährt, lösen zu können, ohne daß die ganze Kurbelwelle demontiert werden muß.But also with crank pins that only have a crank cheek on one side in many cases, it is necessary to use the crank pin with the connecting rod bearing to loosen one from the crank back and forth forth moving unit, for example a piston which in a Extending or retracting the cylinder to be able to loosen without the whole crankshaft must be dismantled.

Es ist daher eine Vielzahl von Konstruktionen bekannt gewor den, bei der Kurbelwellen teilzerlegbar sind, um ein geschlos senes Lager auf der Lagerstelle und ferner eine für die Monta ge bzw. Demontage hinderliche Lagerstelle lösbar zu befesti gen.A large number of constructions have therefore become known the one, in which crankshafts can be partially dismantled, by one closed senes camp on the camp site and also one for the Monta ge or disassembly hindering bearing point releasably fastened gene.

Bei Kurbellagerstellen zwischen zwei die Lagerstelle flankie renden Kurbelwangen ist die Befestigung einfacher, weil die auf die Kurbellagerstelle einwirkenden Kräfte beidseitig der Lagerstelle auf die Kurbelwangen übertragen werden.For crank bearings between two the bearing flankie Fixing the crank webs is easier because the forces acting on the crank bearing point on both sides of the Bearings are transferred to the crank cheeks.

Eine solche Art der Montage ist beispielsweise aus der DE-PS 802 774 bekannt, bei der die Enden eines Kurbelzapfens an den flankierenden Wangen mittels Bügeln befestigt sind. Eine sol che Lösung beschreibt auch die CH-PS 275 545.Such a type of assembly is known for example from DE-PS 802 774 known in which the ends of a crank pin on the flanking cheeks are attached using brackets. A sol The solution is also described in CH-PS 275 545.

In gleicher Art ist auch eine zerlegbare Kurbelwelle gemäß der DE 37 38 717 A1 aufgebaut. Auch bei dieser bekannten Konstruk tion werden die Enden der Kurbelzapfen mit den flankierenden Wangen verschraubt.A dismountable crankshaft according to FIG DE 37 38 717 A1 constructed. Even with this known construct tion, the ends of the crankpin are flanking Screwed cheeks.

Die CH-PS 291 588 zeigt eine Kurbelwelle bei der die Kurbel zapfen beidseitig in Bohrungen der ringförmigen Spannelemente befestigt sind.The CH-PS 291 588 shows a crankshaft in which the crank journal on both sides in bores of the ring-shaped clamping elements are attached.

Bei allen vorgenannten bekannten Konstruktionen sind die Kur belzapfen jeweils beidseitig gehalten, wobei die auf die La gerstelle einwirkenden Kräfte auf die Kurbelwangen übertragen werden, so daß keine Kippkräfte auf die Kurbelzapfen einwir ken.In all the above known constructions are the cure spigot held on both sides, with the La transferred forces acting on the crank webs be so that no tilting forces act on the crank pin ken.

In der GB-PS 1,063,943 ist eine Verbindung beschrieben, bei der ein abgeflachter Zapfen mit zwei Schrauben exzentrisch an einer Welle verschraubt ist. Der abgeflachte Bereich des Zap fens greift in eine Gabel ein und bildet mit dieser zusammen eine Lagerstelle für ein Pleuel. Ein Halter ist dabei keilför mig mit unterschiedlich langen Keilflanken ausgebildet, der mit einer Scheibe mit entsprechender Ausnehmung verschraubbar ist. Bei dieser Konstruktion entstehen keine Kippkräfte, da sich die Belastung auf zwei Wellen verteilt. Die zur Fixierung keilförmige Ausbildung der Verbindungsstelle ist zur Aufnahme von Kippkräften auch nicht geeignet, da keine Anlagefläche be steht, die allseitig auf den Zapfen einwirkende Kräfte abstüt zen kann. Kippkräfte müssten bei dieser Konstruktion allein von den Schrauben aufgefangen werden.A connection is described in GB-PS 1,063,943 the one flattened pin with two screws eccentrically a shaft is screwed. The flattened area of the Zap fens reaches into a fork and forms with it a bearing for a connecting rod. A holder is wedge-shaped mig with wedge flanks of different lengths, the screwable with a washer with a corresponding recess is. With this construction there are no tipping forces, because the load is distributed over two waves. The one for fixation wedge-shaped design of the connection point is for inclusion of tilting forces also not suitable, since there is no contact surface stands, the forces acting on the pin on all sides zen can. Tipping forces would have to be used alone with this construction to be caught by the screws.

Die DE-PS 712 124 beschreibt eine Verbindung, bei der ein Kur belzapfen in eine Bohrung einer Wange eingepreßt ist. Die Wan ge ist mit einer Welle durch eine Kombination von Quer- und Längskeilen fest aber lösbar verbunden. Um die Wange aber von der Welle zu lösen, muß sie axial von der Welle abgezogen wer den. Dafür fehlt aber in vielen Anwendungsfällen der notwendi ge Arbeitsraum. Ein auf den Kurbelzapfen aufgezogenes Lager müsste erst demontiert werden, um dann den Kurbelzapfen mit der Wange von der Welle zu lösen.DE-PS 712 124 describes a connection in which a cure belzapfen is pressed into a bore in a cheek. The wan ge is with a shaft through a combination of cross and Longitudinal wedges firmly but releasably connected. But around the cheek of to solve the shaft, it must be withdrawn axially from the shaft the. In many applications, however, the necessary is missing ge workspace. A bearing mounted on the crank pin would have to be disassembled first and then the crank pin with to release the cheek from the shaft.

Ferner sind einfache Flanschverbindungen bekannt, wie sie bei spielsweise für eine zusammengesetzte Kurbelwelle in der US-PS 1,651,465 beschrieben sind, wobei ebenfalls keine Kippkräfte abgefangen werden müssen. Furthermore, simple flange connections are known, as in for example for a composite crankshaft in US Pat. No. 1,651,465 are described, also no tilting forces must be intercepted.

Alle diese Konstruktionen eignen sich nicht zur lösbaren Ver bindung eines Kurbelzapfen 5 mit einer Kurbelwelle, bei der der Kurbelzapfen fliegend nur über eine Wange mit einer Kur belwelle verbunden ist und dessen Demontage ohne axiale Bewe gung möglich ist.All of these constructions are not suitable for releasable connection of a crank pin 5 to a crankshaft, in which the crank pin is connected to a cure belwelle only over a cheek and its disassembly is possible without axial movement.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Verbindung eines Kur belzapfens mit einer Kurbelwelle zu schaffen, bei der sich aus allen Richtungen wirkende Kippkräfte an der Kurbelwelle ab stützen, und der Kurbelzapfen lösbar bzw. befestigbar ist, oh ne daß er gegenüber der Kurbelwelle axial verschoben werden muß und ohne daß ein Pleuellager vom Kurbelzapfen abgezogen werden muß.The object of the invention is therefore to combine a cure to create belzapfens with a crankshaft from which tipping forces acting in all directions on the crankshaft support, and the crank pin is detachable or attachable, oh ne that it can be moved axially relative to the crankshaft must and without a connecting rod bearing being removed from the crank pin must become.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Ende der Kurbelwelle eine Stirnplatte angebracht ist, die mit zwei Schenkeln einstückig ausgebildet ist, daß der Kurbelzapfen ebenfalls mit einer Stirnplatte versehen ist, die einen Steg aufweist, der zwischen den Schenkeln aufnehmbar ist, und vom Steg abstehende, mit diesem eine T- oder Kreuzform bildende Flügel aufweist, die sich gegen die Stirnflächen der Schenkel anlegen, und daß die Flügel mit den Schenkeln, die Achse von Kurbelzapfen und Kurbelwelle mit Abstand rechtwinklig kreu zend, verschraubbar sind.This object is achieved in that at the end an end plate is attached to the crankshaft, with two Legs are integrally formed that the crank pin is also provided with an end plate that has a web has, which is receivable between the legs, and from Web protruding, with this forming a T or cross shape Has wings that are against the end faces of the legs and that the wings with the legs, the axis of Cross the crankpin and crankshaft at a right angle zend, screwable.

Die Schenkel der Stirnplatte an der Kurbelwelle und die Flügel der T-förmigen Stirnplatte am Kurbelzapen sind dabei als Mut ter-Vaterteil so keilförmig ausgebildet, daß sich die Stirn platte des Kurbelzapfens nicht nur radial gegen die Schenkel der Stirnplatte der Kurbelwelle, sondern auch axial gegen die se verpresst, wenn die Schrauben angezogen werden.The legs of the face plate on the crankshaft and the wings the T-shaped end plate on the crank pin are courageous ter father part so wedge-shaped that the forehead plate of the crank pin not only radially against the legs the end plate of the crankshaft, but also axially against the se pressed when the screws are tightened.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Stirnplatte am Kurbelzapfen statt T-förmig, kreuzförmig ausgebildet ist. Dabei entsteht eine noch bessere Abstützung nach allen Richtungen, ohne daß die Schraubenköpfe der Verbindungs schrauben die Abmaße der Verbindung erhöhen.It has proven to be particularly advantageous if the End plate on the crank pin instead of T-shaped, cross-shaped is. This creates an even better support in all directions without the screw heads of the connection screws increase the dimensions of the connection.

Eine erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.A solution according to the invention is described below using the Drawings explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Seitenansicht der beiden zu verbindenden Bauein heiten der Verbindung vor dem Verbinden, Fig. 1 is a side view of the two units to be connected Bauein of the compound prior to bonding,

Fig. 2 eine Unteransicht zu Fig. 1, Fig. 2 is a bottom view of FIG. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht beider Bauteile in fest montier tem Zustand, Fig. 3 is a side view of both components in fixed montier system state,

Fig. 4 eine Unteransicht zu Fig. 3, Fig. 4 is a bottom view of FIG. 3,

Fig. 5 einen Kurbelzapfen mit kreuzförmiger Stirnplatte vor dem Verbinden mit der Kurbelwelle und Fig. 5 shows a crank pin with a cross-shaped end plate before connecting to the crankshaft and

Fig. 6 eine Seitenansicht zu Fig. 5 im montierten Zustand. Fig. 6 is a side view of Fig. 5 in the assembled state.

Die Baueinheiten 1 und 2 bilden im verbundenen Zustand eine Kurbel. Die Baueinheit 1 besteht aus der Kurbelwelle 3 und der Stirnplatte 4 mit den beiden Schenkeln 5, die einstückig mit der Stirnplatte 4 ausgebildet sind und in denen die Bohrungen 6 die Achse der Kurbelwelle 3 mit Abstand kreuzend angeordnet sind. Die Bohrungen 6 können sowohl mit, als auch ohne Gewinde vorgesehen sein. Die Schenkel 5 sind jeweils mit einer Stirn fläche 7 versehen, die gegenüber der Grundfläche 8 einen spitzen Winkel bilden. Der Winkel kann variieren, je nachdem wel cher axiale Anpreßdruck beim Verschrauben der beiden Bauein heiten 1, 2 gefordert wird.The units 1 and 2 form a crank in the connected state. The assembly 1 consists of the crankshaft 3 and the end plate 4 with the two legs 5 which are formed in one piece with the end plate 4 and in which the bores 6 are arranged at a distance crossing the axis of the crankshaft 3 . The holes 6 can be provided with or without a thread. The legs 5 are each provided with an end face 7 , which form an acute angle with respect to the base 8 . The angle can vary, depending on what cher axial contact pressure when screwing the two units 1 , 2 is required.

Die Baueinheit 2 besteht aus der T-förmigen Stirnplatte 10 mit dem Kurbelzapfen 11. Die beiden Flügel 12 der Stirnplatte 10 weisen Verbindungsflächen 13 auf, die im gleichen Winkel zur Grundfläche 14 abgeschrägt sind wie die Stirnflächen 7 an der Baueinheit 1. An der Baueinheit 1 entsteht dabei eine negativ keilförmige Aufnahme und an der Baueinheit 2 eine positiv ge formte Keilform der beiden Flügel 12. Die beiden Flügel 12 sind jeweils mit einer die Achse der Kurbelwelle rechtwinklig mit Abstand kreuzenden Bohrung 15 versehen. Der Steg 16 der Stirnplatte 10 der Baueinheit 2 wird bei dem Verbinden der beiden Baueinheiten 1, 2 zwischen die beiden Schenkel 5 der Baueinheit 1 geschoben. Werden jetzt die beiden Baueinheiten 1, 2 durch die Schrauben 17 miteinander verschraubt, entsteht durch die Keilwirkung der schräg verlaufenden Stirnflächen 7 und Verbindungsflächen 13 eine Kraft, die die beiden Grundflä chen 8 und 14 der Stirnplatten 4 und 10 gegeneinander preßt. Diese Kraft wird um so größer, je spitzer der Winkel ist, un ter dem die Stirnflächen 7 und die Verbindungsflächen 13 zur jeweiligen Grundfläche 8 bzw. 14 verlaufen. Durch die T- förmige Stirnplatte 10 werden alle radial, z. B. durch ein Pleuel, auf den Kurbelzapfen 11 wirkenden Kräfte auf die Bau einheit 1 übertragen, ohne daß auf die Schrauben 17 eine Scherkraft wirkt. Die Schrauben 17 werden daher nur auf Zug beansprucht.The assembly 2 consists of the T-shaped end plate 10 with the crank pin 11 . The two wings 12 of the end plate 10 have connecting surfaces 13 which are chamfered at the same angle to the base surface 14 as the end surfaces 7 on the structural unit 1 . On the unit 1 there is a negative wedge-shaped receptacle and on the unit 2 a positively shaped wedge shape of the two wings 12th The two vanes 12 are each provided with a bore 15 crossing the axis of the crankshaft at right angles at a distance. The web 16 of the end plate 10 of the assembly 2 is pushed between the two legs 5 of the assembly 1 when the two assemblies 1 , 2 are connected . If the two units 1 , 2 are screwed together by the screws 17 , the wedge effect of the inclined end faces 7 and connecting faces 13 creates a force that presses the two surfaces 8 and 14 of the end plates 4 and 10 against one another. This force becomes greater, the more acute the angle is, under which the end faces 7 and the connecting faces 13 extend to the respective base area 8 or 14 . Through the T-shaped end plate 10 are all radial, for. B. by a connecting rod, forces acting on the crank pin 11 to the construction unit 1 without the shear force acting on the screws 17 . The screws 17 are therefore only subjected to tension.

Aus den Fig. 3 und 4 sind die radial auf den Kurbelzapfen 11 wirkenden Kräfte und deren Übertragung auf die Baueinheit näher ersichtlich. From Figs. 3 and 4, the radially to the crank pin 11 and forces the transmission more apparent to the structural unit.

Wirkt die Kraft aus Richtung A, stützt sich die Berührlinie der Kante 20 der Baueinheit 2 an der Stirnplatte 4 ab und gleichzeitig die der Kante 21 in Richtung E an der schräg zur Achsrichtung gelegenen Verbindungsstelle 22.If the force acts from direction A, the line of contact of the edge 20 of the structural unit 2 is supported on the end plate 4 and at the same time that of the edge 21 in the direction E at the connection point 22 lying obliquely to the axial direction.

Wirkt die Kraft aus Richtung B, wird das Kippmoment durch Ab stützung der Kante 23 des Stegs 16 an der Stirnplatte 4 der Baueinheit 1 und bei 21 in Richtung E durch die schräge Ver bindungsstelle 22 abgefangen.Acts the force from direction B, the tilting moment is intercepted by supporting the edge 23 of the web 16 on the end plate 4 of the unit 1 and at 21 in the direction E by the oblique connection point 22 .

Wirkt die Kraft aus Richtung C, stützt sich der gegenüberlie gende Flügel der Baueinheit 2 bei 24 an der Stirnplatte 4 ab und der andere Flügel bei 21 an der schrägen Verbindungsstelle 22. Wirkt die Kraft aus Richtung D, entsteht die umgekehrte Kraftverteilung.If the force acts from direction C, the opposite wing of the unit 2 is supported at 24 on the end plate 4 and the other wing at 21 at the oblique connection point 22 . If the force acts from direction D, the reverse force distribution occurs.

Bei dieser Ausbildung gemäß der Erfindung liegt die Mittelli nie 25 des Kurbelzapfens 11 zweckmäßigerweise auf der Mitte bzw. in etwa der Mitte der Verbindungslinie 22 um alle Kräfte optimal zu übertragen.In this embodiment according to the invention, the Mittelli never lies 25 of the crank pin 11 expediently on the center or approximately the center of the connecting line 22 in order to optimally transmit all forces.

Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und 6 ist die Stirnplatte 30 der Baueinheit 2 kreuz förmig ausgebildet. Dabei kann die Mittellinie 25 mit der Mit tellinie 26 der Flügel 12 auf einer Höhe liegen. Diese kreuz förmige Ausbildung der Stirnplatte der Baueinheit 2 hat den Vorteil, daß die Schraubenköpfe 32 in den Kreuzwinkeln 31 ge schützt liegen und nicht über den Rotationskreis der Kurbel vorstehen.In a particularly advantageous embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the end plate 30 of the assembly 2 is cross-shaped. The center line 25 may be at the same level as the wing line 12 with the tell line 26 . This cross-shaped design of the end plate of the unit 2 has the advantage that the screw heads 32 in the cross angles 31 protects ge and do not protrude beyond the rotation circle of the crank.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen steht die Welle 3 der Baueinheit 1 die zentrisch sich drehende Kurbelwelle und der Kurbelzapfen 11 der Baueinheit 2 den sich exzentrisch drehenden Zapfen dar. Auf die Darstellung eines auf dem Zapfen gelagerten Lagers mit daran befestigter Pleuelstange wurde verzichtet.In the exemplary embodiments described, the shaft 3 of the assembly 1 represents the centrically rotating crankshaft and the crank pin 11 of the assembly 2 represents the eccentrically rotating pin.

Es versteht sich von selbst, daß die beschriebene Art einer Kurbelverbindung auch in einer gegenüber der beschriebenen um gekehrten Ausführung vorgesehen werden kann. Es kann demnach auch der Kurbelzapfen 11 die sich zentrisch drehende Kurbel wellenlagerung halten und ein Wellenstumpf 3 das sich exzen trisch drehende Pleuellager.It goes without saying that the type of crank connection described can also be provided in an opposite configuration to that described. It can therefore also hold the crank pin 11, the centrically rotating crank shaft bearing and a stub shaft 3, the eccentrically rotating connecting rod bearing.

Claims

1. Connection of a crank pin ( 11 ) with the end of a cure belwelle ( 3 ), in which the crank pin ( 11 ) can be screwed radially into a receptacle at the end of the crankshaft ( 3 ), characterized in that at the end of the crankshaft ( 3 ) an end plate ( 4 ) is introduced, which is integrally ausgebil det with two legs ( 5 ) that the crank pin ( 11 ) is also provided with an end plate ( 10 ) having a web ( 16 ) on, between the legs ( 5 ) is receivable, and projecting from the web ( 16 ), which forms a T-shape or cross-shape with wings ( 12 ) which lie against the end faces ( 7 ) of the legs ( 5 ), and that the wings ( 12 ) with the legs ( 5 ), the axis of the crank pin ( 11 ) and crankshaft ( 3 ) crossing at a right angle, can be screwed.

2. Connection according to claim 1, characterized in that the two to rest on the end faces ( 7 ) certain th connecting surfaces ( 13 ) of the wing ( 12 ) and the end faces ( 7 ) of the two legs ( 5 ) at such an angle parallel to the screws ( 17 ) for connection, the base surfaces ( 8 , 14 ) of the two end plates ( 4 , 10 ) run obliquely so that the two base surfaces ( 8 , 14 ) can be braced against one another by the screws ( 17 ).