DE602005004827T2

DE602005004827T2 - Lageranordnung

Info

Publication number: DE602005004827T2
Application number: DE602005004827T
Authority: DE
Inventors: Tsuneo Wako-shi ENDOH; Hidemi Wako-shi Kimura; Kengo Wako-shi Ishimitsu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2025-04-05
Also published as: EP1591681B1; JP2005315269A; US20050238269A1; DE602005004827D1; EP1591681A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung für eine Verbrennungskraftmaschine.
Eine herkömmliche Lageranordnung, wie z.B. in JP-A-7-127632 offenbart ist, enthält ein Gleitlager und einen Rotationsring, der mehrere miteinander verbundene Teile enthält, die innerhalb eines ringförmigen Raumes angeordnet sind, der zwischen einem Außenumfang einer Kurbelwelle und einem Innenumfang des Gleitlagers definiert ist. Die in JP-A-7-127632 offenbarte Lageranordnung wird mit Bezug auf 8 erläutert.
In 8 ist ein zylinderblockseitiger Lagerhalteabschnitt 201 eines (nicht gezeigten) Zylinderblocks gezeigt. Am Halteabschnitt 201 ist ein, (nicht gezeigter) Lagerdeckel angebracht. Ein Gleitlager 202 ist gegen eine Innenoberfläche des zylinderblockseitigen Lagerhalteabschnitts 201 und eine Innenoberfläche des Lagerdeckels verstemmt. Das Gleitlager 202 weist einen Innenumfang auf, mit dem ein erstes Lagerelement 203 mittels Druckschweißen verbunden ist. Eine Kurbelwelle 204 ist innerhalb des ersten Lagerelements 203 angeordnet. Ein Raum 206 ist zwischen dem ersten Lagerelement 203 und der Kurbelwelle 204 definiert. Ein Rotationsring 207 ist innerhalb des Raums 206 angeordnet. Ein zweites Lagerelement 208 ist integral mit einem Innenumfang des Rotationsrings 207 vorgesehen. Der Rotationsring 207 ist drehbar innerhalb des Raums 206 angeordnet.
Der Rotationsring 207 ist in ein erstes Rotationsringelement 211 und ein zweites Rotationsringelement 212 halbiert. Das Bezugszeichen 213 bezeichnet einen ersten Eingriffsabschnitt, der auf dem ersten Rotationsringelement 211 ausgebildet ist, während das Bezugszeichen 214 einen zweiten Eingriffabschnitt bezeichnet, der auf dem zweiten Rotationsringelement 212 ausgebildet ist.
Für den Betrieb einer Maschine mit einer hohen Drehzahl rotiert eine Kurbelwelle der Maschine mit einer erhöhten Drehzahl, weshalb die Reibungsverluste erhöht sind. Um dieses mit dem Reibungsverlust einhergehende Problem zu lösen, ist in der in JP-A-7-127632 offenbarten Lageranordnung der Rotationsring 207 drehbar innerhalb des Raumes 206 angeordnet, um für eine reduzierte Drehzahl des Rotationsringes 207 zu sorgen.
Für die in JP-A-7-127632 offenbarte herkömmliche Lageranordnung ist der Rotationsring 207 in zwei Teile unterteilt, nämlich die ersten und zweiten Rotationsringelemente 211, 212, wie oben beschrieben worden ist. Das erste Rotationsringelement 211 und das zweite Rotationsringelement 212 werden zusammengefügt, wobei der erste Eingriffabschnitt 213 mit dem zweiten Eingriffabschnitt 214 in Eingriff gelangt. Dieser Fügevorgang ist jedoch schwierig durchzuführen. Ferner weist der Rotationsring 207 eine eigene Form und Struktur auf, die kompliziert sind, und erfordert daher hohe Kosten.
Ferner weist der Rotationsring 207 eine geringe Steifigkeit auf, da der Ring 207 in das erste Rotationsringelement 211 und das zweite Rotationsringelement 212 unterteilt ist. Der Rotationsring 207 mit der geringen Steifigkeit kann unter der Wirkung einer radialen Last stark verformt werden, wobei ein Druck der Ölfilme verringert werden kann, mit dem Ergebnis, dass der Rotationsring 207 unerwünschter Weise keine große Last tragen kann.
Wenn die Kurbelwelle 204 für den Betrieb einer Maschine mit einer hohen Drehzahl dünn gemacht wird, kann die Reibung zwischen der Kurbelwelle 204 und dem Rotationsring 207 reduziert werden. Die dünne Kurbelwelle 204 weist jedoch eine so niedrige Eigenfrequenz auf, dass eine Resonanz der Kurbelwelle 204 leicht während des Gebrauchs der Hochdrehzahlmaschine auftreten kann. Wenn daher die Kurbelwelle 204 dünn gemacht wird, wird die Haltbarkeit der Kurbelwelle 204 nachteilig beeinflusst. Wenn andererseits die Kurbelwelle 204 bezüglich Durchmesser und Steifigkeit größer gemacht wird, um die Eigenfrequenz der Kurbelwelle 204 anzuheben, tritt die Resonanz der Kurbelwelle 204 kaum auf. Da jedoch die Drehzahl der Kurbelwelle zunimmt, nimmt eine Reibung oder ein Verschleißmaß der Kurbelwelle 204 unerwünscht zu.
GB-A-2 021 701 offenbart eine Lageranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Hier erstreckt sich eine Ölbohrung durch die Kurbelwelle, um dem Lager Öl zuzuführen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine leicht zusammenzufügende, kostengünstige Lageranordnung zu schaffen, die für eine niedrige Drehzahl eines Lagers sorgen kann und die Steifigkeit einer Kurbelwelle erhöhen kann, um zwei einander entgegenstehende Anforderungen zu erfüllen, eine für eine Rotation der Kurbelwelle mit einer hohen Drehzahl, und die andere für die Reduktion der Reibungsverluste der Kurbelwelle.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Lageranordnung geschaffen, die umfasst: Lagerabschnitte; Wellenabschnitte einer Kurbelwelle, die einen Teil einer Verbrennungskraftmaschine bildet, wobei die Wellenabschnitte an Abschnitten entsprechend den Lagerabschnitten angeordnet sind; und Loslager, die jeweils als Einzelteil ausgebildet sind und zwischen dem Wellenabschnitt und dem Lagerabschnitt angeordnet sind, wobei die Loslager jeweils Ölfilme aufweisen, die auf einer Seite des Wellenabschnitts bzw. auf einer Seite der Lagerabschnitte ausgebildet sind, wobei ein Wellenabschnitt ein Kurbelzapfen der Kurbelwelle ist und der Lagerabschnitt ein großes Ende eines Pleuels ist; und wobei zwei weitere Wellenabschnitte Lagerzapfen der Kurbelwelle sind und die Lagerabschnitte Hauptlagerabschnitte sind, die auf einer Seite eines Zylinderblocks vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass hohle Abschnitte in jedem Wellenabschnitt definiert sind, und mehrere kleine Öllöcher sich von einer Außenumfangsoberfläche jedes Wellenabschnitts nach innen erstrecken und in den entsprechenden hohlen Abschnitt münden, wobei jeder Wellenabschnitt ein Durchgangsloch aufweist, das an einem spitzen Endabschnitt desselben ausgebildet ist und in den hohlen Abschnitt mündet, sowie ein Ölloch, das auf dem gegenüberliegenden spitzen Endabschnitt desselben ausgebildet ist und sich in den hohlen Abschnitt erstreckt, so dass die hohlen Abschnitte miteinander verbunden sind.
Da das zwischen dem Wellenabschnitt der Kurbelwelle und dem Lagerabschnitt angeordnete Loslager als ein Einzelteil ausgebildet ist, kann die Lageranordnung einfach aufgebaut sein, d.h. die Lageranordnung kann aus einer kleiner Anzahl von Bauteilen gefertigt sein und kann leicht zusammengefügt werden. Da ferner das Loslager als Einzelteil ausgebildet ist, weist das Loslager eine erhöhte Steifigkeit auf. Mit anderen Worten, das Loslager kann nur um ein kleines Maß verformt werden und kann somit eine erhöhte Last tragen. Da ferner das Loslager derart wirkt, dass es den Reibungsverlust oder das Verschleißmaß des Zapfenabschnitts und des Lagerabschnitts reduziert, selbst wenn der Wellenabschnitt der Kurbelwelle und der Lagerabschnitt im Durchmesser vergrößert sind, um eine erhöhte Steifigkeit zur Verfügung zu stellen, kann die Verbrennungskraftmaschine eine erhöhte Lebensdauer aufweisen und mit einer hohen Drehzahl arbeiten.
Da der eine Wellenabschnitt ein Kurbelzapfen der Kurbelwelle ist und der Lagerabschnitt ein großes Ende eines Pleuels ist, wird es möglich, die Reibungsverluste des Kurbelzapfens der Kurbelwelle und des großen Endes des Pleuels zu reduzieren, während die Verbrennungskraftmaschine mit hoher Drehzahl arbeitet.
Da zwei weitere Wellenabschnitte Lagerzapfen der Kurbelwelle sind und die Lagerabschnitte Hauptlagerabschnitte sind, die auf einer Seite des Zylinderblocks vorgesehen sind, wird es möglich, die Reibungsverluste der Lagerzapfen der Kurbelwelle und des Hauptabschnitts zu reduzieren.
Im Folgenden wird eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in welchen:
1 eine Querschnittsansicht einer Verbrennungskraftmaschine ist, die eine Lageranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
2 eine Ansicht ist, die einen Querschnitt einer in 1 gezeigten Kurbelwelle genauer zeigt;
3 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung eines Kolbens, eines Pleuels und der in 1 gezeigten Kurbelwelle ist;
4A und 4B in einer Seitenansicht jeweils Wellen der Kurbelwelle zeigen;
5 ein um den in 1 gezeigten Kurbelzapfen gesetztes Loslager zeigt;
6 eine Teilansicht ist, die im vergrößerten Maßstab zeigt, wie das in 5 gezeigte Loslager um den Kurbelzapfen gesetzt wird;
7A bis 7C eine Art der Zusammenfügung der Kurbelwelle gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen; und
8 eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Lageranordnung ist.
Anfangs wird auf 1 Bezug genommen, die eine Verbrennungskraftmaschine 10 zeigt, welche eine Lageranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Verbrennungskraftmaschine 10 enthält einen Zylinderblock 11, einen innerhalb einer Zylinderbohrung 12 des Zylinderblocks 11 beweglich eingesetzten Kolben 13, ein über ein sphärisches Gelenk 14 mit den Kolben 13 verbundenes Pleuel 16, und eine zusammengefügte Kurbelwelle 18, die drehbar am unteren Abschnitt des Zylinderblocks 11 angebracht ist und einen durch das Pleuel 16 unterstützten hohlen Kurbelzapfen 17 aufweist.
Der Zylinderblock 11 enthält einen Zylinderabschnitt 21, der in einem oberen Teil desselben vorgesehen ist, eine rohrförmige Hülse 22, die in den Zylinderabschnitt 21 eingesetzt ist und die Zylinderbohrung 12 definiert, und ein oberes Kurbelgehäuseelement 23, das an einem Boden des Zylinderabschnitts 21 angebracht ist.
Das Pleuel 16 ist als Einzelteil ausgebildet, das ein mit dem Kolben 13 verbundenes kleines Ende 24, ein mit dem Kurbelzapfen 17 verbundenes großes Ende 25 und einen Stangenabschnitt 26 aufweist, der das kleine Ende 24 und das große Ende 25 verbindet. Das große Ende 25 des Pleuels 16 ist über ein Loslager 31 mit dem Kurbelzapfen 17 verbunden.
Die Kurbelwelle 18 weist ein Gegengewicht 32 auf. Ein Zylinderkopf 33 ist über eine (nicht gezeigte) Zylinderkopfdichtung an einer Oberseite des Zylinderblocks 11 angebracht. Das Bezugszeichen 34 bezeichnet ein Einlassventil, das Bezugszeichen 36 bezeichnet ein Auslassventil, und das Bezugszeichen 37 bezeichnet eine Brennkammer. Ein unteres Kurbelgehäuseelement 38 ist an einem Boden des oberen Kurbelgehäuseelements 23 über mehrere Bolzen 41 angebracht, um ein Kurbelgehäuse zu bilden. Eine Ölwanne (Sumpf) 42 ist über mehrere Bolzen 44 an einem Boden des unteren Kurbelgehäuses 38 angebracht.
2 zeigt im Querschnitt die Kurbelwelle 18. Die Kurbelwelle 18 wird hergestellt, indem erste, zweite, dritte und vierte Wellen 51, 52, 53, 54, die in der Reihenfolge in einer Richtung von einem Ende der Kurbelwelle 18 zum gegenüberliegenden Ende der Kurbelwelle 18 angeordnet sind, zusammengefügt werden. Die zweite und die dritte Welle 52, 53 weisen Umrisse auf, die zum Zweck eines leichteren Verständnisses ihrer Formen mit dicken Linien gezeigt sind.
Die erste Welle 51 enthält einen ersten Zapfen 61, der über ein Loslager 58 mittels eines ersten Hauptlagerabschnitts 56 unterstützt wird, der am unteren Teil des Zylinderblocks 11 (1) vorgesehen ist, sowie einen Lagerabschnitt 57, der im unteren Kurbelgehäuseelement 38 (1) vorgesehen ist. Es ist zu beachten, dass das Loslager 58 einen Querschnitt aufweist, der für ein leichteres Verständnis mittels Querschraffierung gezeigt ist. Die erste Welle 51 enthält ferner einen ersten Stoßstift (Kegelstift) 112 (7A), der in einen spitzen Endabschnitt des ersten Zapfens 61 geschlagen ist. Der erste Zapfen 61 weist einen hohlen Abschnitt 62 auf.
Der erste Lagerzapfen 61 weist ein Durchgangsloch 64 auf, das im spitzen Endabschnitt desselben ausgebildet ist und in den hohlen Abschnitt 62 mündet. Die erste Welle 51 weist ein darin ausgebildetes Ölloch 65 parallel zu einer Axiallinie 66 der Kurbelwelle 18 auf. Das Ölloch 65 steht mit dem hohlen Abschnitt 62 des ersten Lagerzapfens 61 in Verbindung. Mehrere kleine Öllöcher 67 erstrecken sich von einer äußeren Umfangsoberfläche 61a des ersten Lagerzapfens 61 nach innen und münden in den hohlen Abschnitt 62.
Das Loslager 58 ist drehbar um die Außenumfangsoberfläche 61a des ersten Lagerzapfens 61 und innerhalb eines Lagerloches 68, das zwischen dem ersten Hauptlagerabschnitt 56 und dem Lagerabschnitt 57 definiert ist, angesetzt. Das Bezugszeichen 69 bezeichnet mehrere kleine Öllöcher, die im Loslager 58 ausgebildet sind.
Die zweite Welle 52 enthält einen Armabschnitt 71, der mit dem ersten Lagerzapfen 61 der ersten Welle 51 eingesetzt ist, den hohlen Kurbelzapfen 17, der integral mit dem Armabschnitt 71 ausgebildet ist und radial gegenüber der Axiallinie 66 versetzt oder verschoben ist, das Gegengewicht 32, das integral mit dem Armabschnitt 71 ausgebildet ist und an einer Seite der Axiallinie 66 gegenüberliegend dem Kurbelzapfen 17 angeordnet ist, sowie einen zweiten Stoßstift (Kegelstift) 114 (7B), der in einen spitzen Endabschnitt des Kurbelzapfens 17 geschlagen ist. Die zweite Welle 51 ist am ersten Kurbelzapfen 61 der erste Welle 51 über mehrere Bolzen 73 angebracht. Im Armabschnitt 71 und im Kurbelzapfen 17 ist ein hohler Abschnitt 75 definiert.
Das Bezugszeichen 77 bezeichnet ein Durchgangsloch, das sich vom spitzen Endabschnitt des Kurbelzapfens 17 nach innen erstreckt und in den hohlen Abschnitt 75 mündet. Die zweite Welle 52 weist ein Ölloch 78 auf, das mit dem in der ersten Welle 51 ausgebildeten Durchgangsloch 64 in Verbindung steht. Der Kurbelzapfen 17 weist mehrere kleine Öllöcher 81 auf, die sich von einer Außenumfangsoberfläche 17a des Kurbelzapfens 17 nach innen erstrecken und in den hohlen Abschnitt 75 münden.
Die erste Welle 51 und die zweite Welle 52 werden in Stellung gebracht, wobei der erste Lagerzapfen 61 in ein Passloch 52a eingesetzt wird, das in der zweiten Welle 52 ausgebildet ist. Der erste Stoßstift 112 hindert die erste Welle 51 und die zweite Welle 52 daran, relativ zueinander zu rotieren.
Das Loslager 31 ist drehbar um die Außenumfangsoberfläche 17a des Kurbelzapfens 17 und innerhalb eines Großendloches 25a, das im großen Ende 25 des Pleuels 16 ausgebildet, angesetzt. Das Bezugszeichen 84 bezeichnet mehrere kleine Öllöcher, die im Loslager 31 ausgebildet sind.
Die dritte Welle 53 enthält einen Armabschnitt 87, der an dem Kurbelzapfen 17 der zweiten Welle 52 angesetzt ist, einen zweiten Lagerzapfen 93, der integral mit dem Armabschnitt 87 ausgebildet ist, das Gegengewicht 32, das integral mit dem Armabschnitt 87 ausgebildet ist, und dritte Stoßstifte 122, 122 (7C), die in einen spitzen Endabschnitt des zweiten Lagerzapfens 93 geschlagen sind. Die dritte Welle 53 ist über mehrere Bolzen 94 am Kurbelzapfen 17 der zweiten Welle 52 angebracht.
Der zweite Lagerzapfen 93 ist über ein Loslager 92 durch einen Hauptlagerabschnitt 88, der am unteren Teil des Zylinderblocks 11 (1) vorgesehen ist, und einen Lagerabschnitt 91, der im unteren Kurbelgehäuseelement 38 vorgesehen ist, unterstützt.
Im Armabschnitt 87 und im zweiten Lagerzapfen 93 ist ein hohler Abschnitt 96 definiert. Der zweite Lagerzapfen 93 weist ein Durchgangsloch 98 auf, das im spitzen Endabschnitt des zweiten Lagerzapfens 93 ausgebildet ist und mit dem hohlen Abschnitt 96 in Verbindung steht. Der hohle Abschnitt 96 steht mit dem Durchgangsloch 77 der zweiten Welle 52 über ein im Armabschnitt 87 ausgebildetes Ölloch 101 in Verbindung. Der-zweite Lagerzapfen 93 weist mehrere kleine Öllöcher 102 auf, die sich von einer Außenumfangsoberfläche 93a des zweiten Lagerzapfens 93 nach innen erstrecken und mit dem hohlen Abschnitt 96 in Verbindung stehen.
Die zweite Welle 52 und die dritte Welle 53 werden in Stellung gebracht, wobei der Kurbelzapfen 17 in ein Passloch 53a eingesetzt wird, das in der dritten Welle 53 ausgebildet ist. Der zweite Stoßstift 114 hindert die zweite Welle 52 und die dritte Welle 53 daran, relativ zueinander zu rotieren.
Das Loslager 92 ist identisch mit dem Loslager 58 und ist drehbar um die Außenumfangsoberfläche 93a des zweiten Lagerzapfens 93 und innerhalb eines Lagerloches 103 angesetzt, das zwischen dem zweiten Hauptlagerabschnitt 88 und dem Lagerabschnitt 91 definiert ist.
Die vierte Welle 54 enthält einen Flanschabschnitt 105 und einen Wellenabschnitt 106, der integral mit dem Flanschabschnitt 105 ausgebildet ist. Der Flanschabschnitt 105 weist ein Passloch 105a auf. Die vierte Welle 54 wird in Stellung gebracht, wobei der zweite Lagerzapfen 93 in das Passloch 105a eingesetzt wird. Die dritten Stoßstifte 122, 122 hindern den Flanschabschnitt 105 und den zweiten Lagerzapfen 93 daran, relativ zueinander zu rotieren. Die vierte Welle 54 ist über mehrere Bolzen 108 am zweiten Lagerzapfen 93 angebracht.
Die Lageranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist insofern vorteilhaft, als, da die ersten und zweiten Lagerzapfen 61, 93 der Kurbelwelle 18 durch die Loslager 58, 92 zwischen den Zylinderblock 11 und dem unteren Kurbelgehäuseelement 38 unterstützt sind und der Kurbelzapfen 17 durch das Loslager 31 mittels des Pleuels 16 unterstützt ist, die Reibung der Kurbelwelle 18 während der Rotation der Kurbelwelle 18 klein ist. Somit können Reibungsverluste reduziert werden, während die Kurbelwelle 18 mit einer hohen Drehzahl rotieren kann.
Außerdem kann die Steifigkeit der Kurbelwelle 18 erhöht werden, indem die Durchmesser der ersten und zweiten Lagerzapfen 61, 93 groß gemacht werden (genauer weisen die ersten und zweiten Lagerzapfen 61, 93 Durchmesser von 067 auf, während ein herkömmlicher Lagerzapfen einen Durchmesser von 045 bis 055 aufweist) sowie des Kurbelzapfens 17 (genauer weist der Kurbelzapfen 17 einen Durchmesser von 054 auf, während ein herkömmlicher Kurbelzapfen einen Durchmesser von 230 bis 040 aufweist). Die Kurbelwelle 18 kann somit eine verbesserte Lebensdauer aufweisen und mit einer hoher Drehzahl rotieren.
3 zeigt den Kolben 13, das Pleuel 16 und die Kurbelwelle 18. Das Pleuel 16 ist schwenkbar auf der Kurbelwelle 18 montiert (auf der zweiten Welle 52 und der dritten Welle 53). Das Pleuel 16 ist am Kolben 13 angelenkt. Das Loslager 58 ist um den ersten Lagerzapfen 61 angesetzt (2). Das Loslager 92 ist um den zweiten Lagerzapfen 93 angesetzt.
4A und 4B zeigen die zweite Welle 52 bzw. die dritte Welle 53.
Der Armabschnitt 71 der in 4A gezeigten zweiten Welle 52 weist mehrere Bolzenlöcher 111 auf, durch die die Bolzen 73 (2) geführt sind, um den Armabschnitt 71 an der ersten Welle 51 anzubringen (2). Der Armabschnitt 71 weist ein erstes Stoßstiftloch 112A auf, das an seiner Rückseite ausgebildet ist (der ersten Welle 51 zugewandt). In das Stoßstiftloch 112A ist der erste Stoßstift 112 (7A) eingesetzt, um die erste Welle 51 und die zweite Welle 52 daran zu hindern, relativ zueinander zu rotieren. Der Kurbelzapfen 17 weist mehrere Innengewinde 113 auf, die sich von einer Stirnfläche 17b desselben nach innen erstrecken. In die Innengewinde 113 sind die Bolzen 94 geschraubt, um mit den Innengewinden 113 verschraubt zu werden und die dritte Welle 53 am Kurbelzapfen 17 anzubringen (2). Die zweiten Stoßstifte 114, 114 (durch Schraffierung gezeigt) hindern die zweite Welle 52 und die dritte Welle 53 daran, relativ zueinander zu rotieren.
Wie in 2 gezeigt ist, weist der erste Lagerzapfen 61 der ersten Welle 51 mehrere Innengewinde 116 auf, die sich von einer Stirnfläche 61b desselben nach innen erstrecken. In die Innengewinde 116 sind die Bolzen 73 geschraubt, um mit den Innengewinden 116 verschraubt zu sein.
Der Armabschnitt 87 der in 4B gezeigten dritten Welle 53 weist mehrere Bolzenlöcher 118 auf, durch die die Bolzen 94 (2) geführt sind, um den Armabschnitt 87 der dritten Welle 53 an der zweiten Welle 52 anzubringen (4A). Der zweite Lagerzapfen 93 weist mehrere Innengewinde 121 auf, die sich von einer Stirnfläche 93b desselben nach innen erstrecken. In die Innengewinde 121 sind die Bolzen 108 (2) geschraubt, um mit den Innengewinden 121 verschraubt zu sein und die vierte Welle 54 (2) am zweiten Lagerzapfen 93 anzubringen. Die dritten Stoßstifte 122, 122 hindern die dritte Welle 53 und die vierte Welle 54 daran, relativ zueinander zu rotieren. Der zweite Lagerzapfen 93 weist mehrere Bolzenlöcher 123 auf, die auf der Stirnfläche 93b des zweiten Lagerzapfens 93 ausgebildet sind. Die Bolzen 94 sind durch die Bolzenlöcher 123 geführt, um die dritte Welle 53 an der zweiten Welle 52 anzubringen.
Die Bolzenlöcher 118 und die Bolzenlöcher 123 sind auf demselben Kreis angeordnet.
Wie in 5 gezeigt ist, ist das Loslager 31 zwischen der Außenumfangsoberfläche 17a des Kurbelzapfens 17 und einer Innenumfangsoberfläche des großen Endes 25, das das Großendloch 25a definiert, eingesetzt.
Das Loslager 31 weist mehrere kleine Öllöcher 84 auf, die in gleichmäßigen Intervallen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Öl wird vom hohlen Abschnitt 75 des Kurbelzapfens 17 durch die kleinen Öllöcher 81 (2) in die kleinen Öllöcher 84 des Loslagers 31 geleitet. Das Öl wird einer Oberfläche des Loslagers 31 zugeführt.
Wie in 6 gezeigt ist, ist ein Ölfilm 127 innerhalb eines Raumes oder Spielraums 126 angeordnet, der zwischen der Außenumfangsoberfläche 17a des Kurbelzapfens 17 und einer Innenumfangsoberfläche 31a des Loslagers 31 definiert ist. Ein Ölfilm 132 ist in einem Raum oder Spielraum 131 angeordnet, der zwischen einer Außenumfangsoberfläche 31b des Loslagers 31 und der Innenumfangsoberfläche des großen Endes 25, das das Großendloch 25a definiert, definiert ist. Somit ist das Loslager 31 in einem schwimmenden Zustand zwischen dem Kurbelzapfen 17 und dem großen Ende 25 des Pleuels 16 angeordnet. Mit dieser Anordnung rotiert während der Rotation des Kurbelzapfens 17 relativ zum großen Ende 25 das Loslager 31 mit einer Geschwindigkeit, die näherungsweise gleich der Hälfte der Rotationsgeschwindigkeit des Kurbelzapfens 17 ist, so dass die Reibung zwischen dem Loslager 31 und dem großen Ende 25 sowie zwischen dem Loslager 31 und dem Kurbelzapfen 17 kleiner ist im Vergleich z.B. zu dem Fall, in dem der Kurbelzapfen 17 relativ zu einem am großen Ende des Pleuels befestigten Gleitlager rotiert. Der Reibungsverlust des großen Endes 25 und des Kurbelzapfens 17 ist somit reduziert.
Im Folgenden wird die Art der Montage der Kurbelwelle 18 mit Bezug auf die 7A bis 7C beschrieben.
Wie in 7A gezeigt ist, wird zuerst das Loslager 58 um den ersten Lagerzapfen 61 der ersten Welle 51 angesetzt. Der Armabschnitt 71 der zweiten Welle 52 wird mit dem ersten Lagerzapfen 61 so angesetzt, dass der erste Stoßstift 112 in den spitzen Endabschnitt des ersten Lagerzapfens 61 stößt und aus der Stirnfläche 61b des ersten Lagerzapfens 61 in Richtung zur zweiten Welle 52 hervorsteht und in das erste Stoßstiftloch 112A eingesetzt wird, das im Armabschnitt 71 der zweiten Welle 52 ausgebildet ist, so dass der spitze Endabschnitt des ersten Lagerzapfens 61 in das Passloch 52a der zweiten Welle 52 eingesetzt wird.
Anschließend werden die Bolzen 73 durch das Bolzenloch 111 der zweiten Welle 52 eingesetzt und in das Innengewinde 116 der ersten Welle 51 geschraubt, um mit dem Innengewinde 116 verschraubt zu werden und die zweite Welle 52 mit der ersten Welle 51 zusammenzufügen.
Wie in 7B gezeigt ist, wird als Nächstes das Loslager 31 um den Kurbelzapfen 17 der zweiten Welle 52 angesetzt. Anschließend wird das große Ende 25 des Pleuels 16 um das Loslager 31 angesetzt, woraufhin der Armabschnitt 87 der dritten Welle 53 mit dem Kurbelzapfen 17 angesetzt wird, so dass der zweite Stoßstift 114 der zweiten Welle 52 in ein zweites Stoßstiftloch 114a eingesetzt wird, das im Armabschnitt 87 der dritten Welle 53 ausgebildet ist, so dass der spitze Endabschnitt des Kurbelzapfens 17 in das Passloch 53a der dritten Welle 53 eingesetzt wird.
Anschließend werden die Bolzen 94, die durch die Bolzenlöcher 118, 123 (4B) der dritten Welle 53 eingesetzt worden sind, in die Innengewinde 113 der zweiten Welle 52 geschraubt, um mit den Innengewinden 113 verschraubt zu werden und die dritte Welle 53 mit der zweiten Welle 52 zusammenzufügen.
Wie in 7C gezeigt ist, wird als Nächstes das Loslager 92 um den zweiten Lagerzapfen 93 der dritten Welle 53 angesetzt. Der Flanschabschnitt 105 der vierten Welle 54 wird mit dem zweiten Lagerzapfen 93 so angesetzt, dass die dritten Stoßstifte 122, 122 in den spitzen Endabschnitt des zweiten Lagerzapfens 193 schlagen und in die dritten Stoßstiftlöcher 122a, 122a, die im Flanschabschnitt 105 der vierten Welle 54 ausgebildet sind, eingesetzt werden, so dass der spitze Endabschnitt des zweiten Lagerzapfens 93 in das Passloch 105a der vierten Welle 54 eingesetzt wird.
Schließlich werden die Bolzen 108, die durch mehrere Bolzenlöcher 135 eingesetzt worden sind, die im Flanschabschnitt 105 der vierten Welle 54 ausgebildet sind, in die Innengewinde 121 der dritten Welle 53 geschraubt, um mit den Innengewinden 121 verschraubt zu werden und die vierte Welle 54 mit der dritten Welle 53 zusammenzufügen.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass: (1) das Loslager 31 als Einzelteil zwischen dem großen Ende 25, das als Lagerabschnitt dient, und dem Kurbelzapfen 17, der als Wellenabschnitt der zusammengefügten Kurbelwelle 18 dient, die als eines der Bauteile dient, die die Hochgeschwindigkeits-Verbrennungskraftmaschine 10 (1) bilden, eingesetzt ist und die Ölfilme 127, 132 aufweist, die auf einer Seite des Kurbelzapfens 17 bzw. auf einer Seite des großen Endes 25 ausgebildet sind; (2) das Loslager 58 als Einzelteil ausgebildet und zwischen dem ersten Lagerzapfen 61, der als Wellenabschnitt der Kurbelwelle 18 dient, und sowohl dem Lagerabschnitt 57 als auch dem ersten Hauptlagerabschnitt 56, der als ein Lagerabschnitt dient, eingesetzt ist und die Ölfilme 127, 132 aufweist, die auf einer Seite des ersten Lagerzapfens 61 bzw. auf einer Seite des ersten Hauptlagers 56 und des Lagerabschnitts 57 ausgebildet sind; und (3) das Loslager 92 als Einzelteil ausgebildet und zwischen dem zweiten Lagerzapfen 93, der als Wellenabschnitt der Kurbelwelle 18 dient, und sowohl dem Lagerabschnitt 91 als auch dem zweiten Hauptlagerabschnitt 88, der als Lagerabschnitt dient, eingesetzt ist und die Ölfilme 127, 132 aufweist, die auf einer Seite des zweiten Lagerzapfens 93 bzw. auf einer Seite des zweiten Hauptlagerabschnitts 88 und des Lagerabschnitts 91 ausgebildet sind.
Mit der obigen Anordnung weist die Lageranordnung einen einfachen Aufbau auf, der aus einer reduzierten Anzahl von Komponenten besteht. Somit wird es möglich, die Montage der Lageranordnung zu erleichtern. Da die Loslager 31, 58, 92 jeweils als ein Einzelteil ausgebildet sind, weisen die jeweiligen Loslager eine solch hohe Steifigkeit auf, dass sie ein kleines Verformungsmaß aufweisen und erhöhte Lasten tragen können. Außerdem können die Wellenabschnitte 17, 61, 93, das Großendloch 25a des Lagerabschnitts 25, das Lagerloch 68, das zwischen den Lagerabschnitten 56, 57 definiert ist, und das Lagerloch 103, das zwischen den Lagerabschnitten 98, 91 definiert ist, vergrößerte Durchmesser für eine erhöhte Steifigkeit aufweisen, während die Reibung oder das Verschleißmaß der Wellenabschnitte und der Lagerabschnitte mittels der Loslager 31, 58, 92 reduziert werden können. Die Verbrennungskraftmaschine 10 kann daher eine erhöhte Lebensdauer aufweisen und mit einer hohen Drehzahl arbeiten. Die Lageranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere dann nützlich, wenn eine Verbrennungskraftmaschine mit einer hohen Drehzahl arbeitet.
Es wird eine Lageranordnung für eine Kurbelwelle (18) und ein Pleuel (16) einer Verbrennungskraftmaschine geschaffen. Ein einteiliges erstes Loslager (31), das darauf ausgebildete Ölfilme (127, 132) aufweist, ist zwischen einem Kurbelzapfen (17) der Kurbelwelle und einem großen Ende (25) des Pleuels angeordnet. Ein einteiliges zweites Loslager (58) mit darauf ausgebildeten Ölfilmen ist zwischen einem ersten Lagerzapfen (61) der Kurbelwelle und einem ersten Hauptlagerabschnitt (56), der in einem Zylinderblock vorgesehen ist, angeordnet. Ein einteiliges drittes Loslager (92) mit darauf ausgebildeten Ölfilmen ist zwischen einem zweiten Lagerzapfen (93) der Kurbelwelle und einem zweiten Hauptlagerabschnitt (88), der im Zylinderblock vorgesehen ist, angeordnet.

Claims

Lageranordnung, umfassend: Lagerabschnitte (25, 56, 88); Wellenabschnitte (17, 61, 93) einer Kurbelwelle (18), die einen Teil einer Verbrennungskraftmaschine bildet, wobei die Wellenabschnitte an Abschnitten entsprechend den Lagerabschnitten angeordnet sind; und Loslager (31, 58, 92), die jeweils als Einzelteil ausgebildet sind und zwischen dem Wellenabschnitt und dem Lagerabschnitt angeordnet sind, wobei die Loslager jeweils Ölfilme (127, 132) aufweisen, die auf einer Seite des Wellenabschnitts bzw. auf einer Seite der Lagerabschnitte ausgebildet sind, wobei ein Wellenabschnitt ein Kurbelzapfen (17) der Kurbelwelle (18) ist und der Lagerabschnitt ein großes Ende (25) eines Pleuels (16) ist; und wobei zwei weitere Wellenabschnitte Lagerzapfen (61, 93) der Kurbelwelle sind und die Lagerabschnitte Hauptlagerabschnitte (56, 88) sind, die auf einer Seite eines Zylinderblocks vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass hohle Abschnitte (75, 62, 96) in jedem Wellenabschnitt (17, 61, 93) definiert sind, und mehrere kleine Öllöcher (81, 67, 102) sich von einer Außenumfangsoberfläche (17a, 61a, 93a) jedes Wellenabschnitts (17, 61, 93) nach innen erstrecken und in den entsprechenden hohlen Abschnitt (75, 62, 96) münden, wobei jeder Wellenabschnitt (61, 17, 93) ein Durchgangsloch (64, 77, 98) aufweist, das an einem spitzen Endabschnitt desselben ausgebildet ist und in den hohlen Abschnitt (62, 75, 96) mündet, sowie ein Ölloch (65, 78, 101), das auf dem gegenüberliegenden spitzen Endabschnitt desselben ausgebildet ist und sich in den hohlen Abschnitt (62, 75, 96) erstreckt, so dass die hohlen Abschnitte (62, 75, 96) miteinander verbunden sind.
Lageranordnung nach Anspruch 1, wobei jedes der kleinen Öllöcher (81, 57, 102) ein Ende aufweist, das an der entsprechenden Außenumfangsoberfläche (17a, 61a, 93a) der Wellenabschnitte (17, 61, 93) mündet.
Lageranordnung nach Anspruch 1, wobei die Kurbelwelle (18) eine zusammengefügte Kurbelwelle ist, die aus vier Wellen (51, 52, 53, 54) besteht, die der Reihe nach in einer Richtung von einem Ende der Kurbelwelle zum gegenüberliegenden Ende der Kurbelwelle zusammengefügt werden, so dass ein Wellenabschnitt (61, 17, 93) in ein Passloch (52a, 53a, 105a) einer benachbarten Welle (52, 53, 54) eingesetzt wird.