JP4744825B2 - Crankshaft - Google Patents

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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
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Description

本発明は、少なくとも1つの軸受ピン、およびこれに対し径方向にずれた、少なくとも1つのクランクピンを有し、軸受ピンおよびクランクピンが、それらを結合するクランクウェブから反対方向に突出しており、軸受ピンおよび/またはクランクピンが、クランクウェブに設けた穴と噛み合い、収縮結合によってクランクウェブと結合されており、挿入方向に見て後方に当る、比較的大きな直径を持つ後部領域と、それとは違い、挿入方向に沿って先細の前部領域とを備える、係合ストラットを有する、特に大型ディーゼルエンジンとして構成された短行程エンジン用のクランクシャフトに関する。   The present invention has at least one bearing pin and at least one crankpin radially offset thereto, the bearing pin and the crankpin projecting in the opposite direction from the crank web connecting them, A rear region having a relatively large diameter, in which the bearing pin and / or the crankpin are engaged with a hole provided in the crank web and are connected to the crank web by a shrinkage connection and hit rearward in the insertion direction; In particular, it relates to a crankshaft for a short stroke engine, in particular configured as a large diesel engine, having an engaging strut with a tapered front region along the insertion direction.

この種のクランクシャフトは特許文献1から公知である。大型エンジンの場合では、仕上り重量を低減するために、すべてのシリンダを貫通するクランクシャフトを小型の構造部材から組み立てることがしばしば必要である。その場合、収縮結合により対応するクランクウェブに結合されている同種類だけのピン(通例は軸受ピン)と、対応するクランクウェブに適合させて形成されている別なピン(通例ではクランクピン)とからなるクランクシャフトと、軸受ピンもクランクピンもクランクウェブの対応穴で収縮しているクランクシャフトとでは区別される。   This type of crankshaft is known from US Pat. In the case of large engines, it is often necessary to assemble the crankshaft that penetrates all cylinders from small structural members in order to reduce the finished weight. In that case, the same type of pins (usually bearing pins) that are connected to the corresponding crank web by shrinkage coupling, and another pin (usually a crank pin) that is formed to fit the corresponding crank web And a crankshaft in which both the bearing pin and the crankpin are contracted in the corresponding holes of the crank web.

短行程エンジンの場合、軸受ピンとクランクピンの径方向距離はピン半径の和の領域内、あるいはそれ以内であることを前提としなければならない。しかし、上記特許文献1から読み取れる配置によると、クランクウェブが係合ストラットに対応する穴によって余りにも弱体化しないように、係合ストラットの後部領域と前部領域は、前部領域の方が後部領域より直径が小さくなるように相互間で段階的に寸法調整されている。ところが、収縮結合を実現するには、ピン径を対応の穴直径より大きめにする必要があり、それが穴直径に対して一定の割合に相当するので、相対的に大きな後部直径およびそれに相応して大きめになった係合ストラットの領域が収縮結合後にクランクウェブの対応領域を拡大させ、その結果、図6に示されるように、前部領域において、比較的余剰分の少ない小さめの直径を持つ係合ストラットの前部領域とこの領域に対応するクランクウェブ穴の間に隙間が生じる危険がある。それにより、負荷がかかる場合、力の流れ全体が係合ストラットの後部領域を通り抜けるので、トルク伝達強度の点で好ましくない影響を及ぼすことになる。
DK-PS 122 682
In the case of a short stroke engine, it must be assumed that the radial distance between the bearing pin and the crank pin is within or within the region of the sum of the pin radii. However, according to the arrangement that can be read from Patent Document 1, the rear region and the front region of the engagement strut are arranged in the rear region so that the crank web is not weakened by the hole corresponding to the engagement strut. The dimensions are adjusted step by step so that the diameter is smaller than the region. However, in order to achieve shrinkage coupling, the pin diameter needs to be larger than the corresponding hole diameter, which corresponds to a certain percentage of the hole diameter, and therefore a relatively large rear diameter and correspondingly. Enlarged engagement strut area expands the corresponding area of the crank web after contraction coupling, resulting in a smaller diameter in the front area with a relatively small excess, as shown in FIG. There is a risk that a gap will form between the front region of the engaging strut and the crank web hole corresponding to this region. Thereby, when a load is applied, the entire force flow passes through the rear region of the engaging strut, which has an undesirable effect on torque transmission strength.
DK-PS 122 682

以上の状況より、本発明の課題は、公知の配置による欠陥を回避しながら、比較的大きいトルクの伝達ができるように、上記種類のクランクシャフトを簡易でコスト的に有利な手段により改良することにある。   From the above situation, the object of the present invention is to improve the above kind of crankshaft by simple and cost-effective means so that a relatively large torque can be transmitted while avoiding defects due to the known arrangement. It is in.

この課題は、本発明に基づき、挿入方向に見て係合ストラットの前部領域を係合ストラットの後部領域に接続する、挿入方向に見て先細の円錐体に構成すること、およびクランクウェブに対する係合ストラットの軸方向移動を防止するための止めリングを装着することによって解決される。   This object is based on the invention in that the front region of the engagement strut as viewed in the insertion direction is connected to the rear region of the engagement strut, which is formed into a tapered cone as viewed in the insertion direction and to the crank web This is solved by mounting a stop ring for preventing the engagement strut from moving in the axial direction.

このような対策によって、上述した従来技術の欠点が、長所は保持したまま、完全に回避される。係合ストラットの後部領域に続くのが円錐体なので、係合ストラットも、したがってそれに対応するクランクウェブ穴も段階的な寸法調整が必要なく、隙間のできる恐れがなく、係合ストラットの全長にわたって確実な収縮結合が保証される。しかも、前部円錐体の先端では比較的小さな直径が達成可能なので、腕側は比較的多くの材料が残り、クランクウェブの弱体化が避けられる。また他方、円錐体の平均直径は前部先端直径より基本的に大きく、それが達成可能な伝達トルクの点では有利に作用する。係合ストラットの円錐形態は、確かに軸方向の作用力を引き起こす。それにより生じる軸方向の運動は、係合ストラットの後部領域における噛合わせ幅を縮小させ、前部領域においては収縮結合を実現し得なくするが、それは制止装置の設置によって確実に解消される。   By such measures, the above-mentioned drawbacks of the prior art are completely avoided while maintaining the advantages. Since the cone follows the rear region of the engagement strut, neither the engagement strut nor the corresponding crank web hole need to be stepped in size, there is no risk of gaps, and it is ensured over the entire length of the engagement strut. Secure contraction. Moreover, since a relatively small diameter can be achieved at the tip of the front cone, a relatively large amount of material remains on the arm side, and weakening of the crank web is avoided. On the other hand, the average diameter of the cone is essentially larger than the front tip diameter, which is advantageous in terms of the transfer torque that it can achieve. The conical form of the engaging struts certainly causes an axial acting force. The resulting axial movement reduces the meshing width in the rear region of the engaging strut and makes it impossible to achieve a contraction connection in the front region, but this is reliably eliminated by the installation of a restraining device.

プレアンブル記載の対策において、有利な実施形態および合目的的な改良形態は従属請求項に記載されている。   In the measures described in the preamble, advantageous embodiments and suitable improvements are described in the dependent claims.

特に好ましい実施形態として、制止装置は、噛合わせピンの外周側切欠き溝およびクランクウェブの穴側に開いた切欠き溝に噛合う、少なくとも1つの止めリングを含む形態をとることができる。止めリングは、有利なことに、軸方向に働く圧力が比較的小さくなるように、その幅を比較的大きくすることができる。その他、止めリングはクランクウェブ材料とは異なる、嵌め込むのに非常に適した材料で構成することができ、それによって極めて高い安定性が保証されるという利点も認められる。   As a particularly preferred embodiment, the restraining device may take a form including at least one retaining ring that meshes with the outer circumferential cutout groove of the engagement pin and the cutout groove opened on the hole side of the crank web. The stop ring can advantageously have a relatively large width so that the axially acting pressure is relatively small. In addition, it is recognized that the retaining ring can be made of a material that is very suitable for fitting, which is different from the crank web material, thereby ensuring a very high stability.

止めリングは、スリット付き開放リングとして構成すれば有用になることがある。この場合、止めリングはピストンリング状の形態となり、ピストンリング式の簡易組立が保証される。   The stop ring may be useful if configured as an open ring with a slit. In this case, the retaining ring is in the form of a piston ring, and simple assembly of the piston ring type is guaranteed.

さらにまた別な合目的的対策として、穴側切欠き溝の深さを、少なくとも想定収縮幅を差し引いたリング径に相当するように構成することができる。この対策により、組立時に止めリングを穴側切欠き溝に挿入することができ、係合ストラットの腕側穴への導入が容易になる。   As yet another appropriate countermeasure, the depth of the hole-side notch groove can be configured to correspond to a ring diameter obtained by subtracting at least the assumed contraction width. With this measure, the retaining ring can be inserted into the hole-side notch groove during assembly, and the engagement strut can be easily introduced into the arm-side hole.

プレアンブル記載の対策において、その他有利な実施形態として、制止装置の構成は、係合ストラットまたは腕側穴の壁面に適合させて形成された、それぞれ対応構成部の切欠き溝と噛合い、その高さがせいぜい想定収縮幅に相当する程度の、少なくとも部分的に旋回するウェブが、少なくとも1つ含まれるようにすることができる。この実施形態では、有利なことに、追加の構成部材は必要でない。   In the measures described in the preamble, as another advantageous embodiment, the structure of the restraining device is configured so as to mesh with a notch groove of a corresponding component formed in conformity with the wall surface of the engaging strut or the arm side hole, and its height. It is possible to include at least one web that is at least partly swiveled to the extent that corresponds at most to the expected shrinkage width. In this embodiment, advantageously no additional components are required.

いずれの場合でも、制止装置は係合ストラットの前部領域と後部領域との間の境界領域に設置するのが有利である。それにより、制止装置の作用機構に働く曲げ応力の低レベル維持状態が確保される。実験からも、この対策を採り入れた場合にはクランクウェブ領域に顕著な応力集中が起こらないことが明らかになった。   In any case, it is advantageous to install the restraining device in the boundary region between the front region and the rear region of the engaging strut. Thereby, a low level maintenance state of the bending stress acting on the action mechanism of the restraining device is ensured. Experiments also revealed that no significant stress concentration occurred in the crank web region when this measure was adopted.

さらに別な実施形態として、制止装置形成のために、係合ストラットに、挿入方向に沿って上げ勾配となり、その勾配が最大でも想定収縮幅に相当する円錐体を構成することができる。この場合には、好ましくも、軸方向の力によって追加的に径方向の力が生成され、それが伝達可能なトルクの大きさに関して有利に作用する。   As yet another embodiment, for the formation of the restraining device, the engaging strut can be formed with a rising slope along the insertion direction, and a cone corresponding to the assumed contraction width can be formed even if the slope is maximum. In this case, preferably, an additional radial force is also generated by the axial force, which has an advantageous effect on the magnitude of the torque that can be transmitted.

プレアンブルに記載の対策において、その他有利な実施形態および合目的的な改良形態は残りの従属請求項に記載されており、それらについては下記実施形態の説明から、また図面を手掛かりに詳細に考察することができる。   In the measures described in the preamble, other advantageous embodiments and suitable improvements are described in the remaining dependent claims, which will be considered in detail from the following description of the embodiments and with reference to the drawings. be able to.

本発明の主要適用領域は、大型エンジン、特に船舶原動装置などとして使用される、ピストン直径の大きな短行程の2サイクルディーゼルエンジンである。大きさの規模の例としては、気筒穴直径980mmの12気筒大型ディーゼルエンジンを挙げることができる。この場合は回転数を引き上げるために、行程は従来の2400mmから約1200mmに短縮されている。これは代表例であるが、もちろんこの数字に限定されることはない。   The main application area of the present invention is a short stroke two-stroke diesel engine having a large piston diameter, which is used as a large-sized engine, in particular, a ship prime mover. As an example of the size, a 12-cylinder large diesel engine having a cylinder hole diameter of 980 mm can be cited. In this case, in order to increase the rotation speed, the stroke is shortened from the conventional 2400 mm to about 1200 mm. This is a representative example, but of course it is not limited to this number.

図1に基づくクランクシャフトは、クランクウェブ1を有しており、そこから離れた一方の側には軸受ピン2が、反対側のもう一方の側にはこれとは径方向にずれたクランクピン3が存在する。軸受ピン2とクランクピン3の径方向距離は、ピン直径の和の半分より小さい。図1には軸受ピン2とクランクピン3とが描かれている。大型エンジン用のクランクシャフトの場合は、自明のように、相前後して同軸配置された複数の軸受ピンと、所定の点火順序に応じて互いに位置シフトさせた、軸に平行な複数のクランクピンが配備されている。   The crankshaft according to FIG. 1 has a crank web 1 with a bearing pin 2 on one side away from it and a crankpin radially offset on the other side on the other side. There are three. The radial distance between the bearing pin 2 and the crank pin 3 is smaller than half the sum of the pin diameters. FIG. 1 shows a bearing pin 2 and a crankpin 3. In the case of a crankshaft for a large engine, as is obvious, there are a plurality of bearing pins arranged coaxially one after the other and a plurality of crankpins parallel to the shaft that are shifted in position according to a predetermined ignition sequence. Has been deployed.

図に描かれた軸受ピン2は、収縮結合によりクランクウェブ1と結合している。同図のクランクピン3は、クランクウェブ1に一体形成されている。当然のことながら、クランクピン3だけが、あるいは軸受ピン2とクランクピン3の双方が収縮結合によりクランクウェブ1と結合している実施形態も考えられる。最後に挙げたような実施形態は、部品重量が非常に大きい特別な大型エンジンの場合には優先的に適用すべきである。   The bearing pin 2 depicted in the figure is coupled to the crank web 1 by shrinkage coupling. The crankpin 3 in the same figure is integrally formed with the crank web 1. As a matter of course, an embodiment in which only the crank pin 3 or both the bearing pin 2 and the crank pin 3 are connected to the crank web 1 by contraction connection is also conceivable. The last-mentioned embodiment should be applied preferentially in the case of special large engines with a very high part weight.

収縮結合により隣接クランクウェブと結合している各ピンについて、この場合、軸受ピン2は、クランクウェブ1の対応穴4と噛み合う収縮結合によりその内部で固定される係合ストラット5を備えている。これは、矢印6で示す挿入方向に見て後部に当る、この場合には円柱形の領域7を有するが、この領域は略軸受ピン2の直径に相当する比較的大きな直径を有し、また挿入方向に見て前部に当る領域8も有するが、その前部先端直径は後部領域7の直径に比べて小さいので、軸受ピン2の係合ストラット5の前部先端とクランクピン3の接続領域の間の部分ではクランクウェブ1は十分に肉厚な幅を有している。図1に基づく実施形態では、係合ストラット5の前部領域8は円錐台状に形成された外周輪郭を有している。この部分は、以下では簡易化のため円錐体9と称する。円錐体9は常に、係合ストラット5の後部領域7に無段接続する円錐部分領域と係合ストラットの前部先端の間に位置している。クランクウェブ1の穴4は対応した輪郭になっていて、後部領域7に対応した円柱切断面と前部領域8に対応した円錐切断面を有している。係合ストラット5の前部領域8は、円錐体9の形態如何で、後部領域7と同等の直径から、それよりも小さい前部先端の直径に到るまで均等な先細形態になっている。   For each pin that is connected to the adjacent crank web by contraction connection, in this case the bearing pin 2 is provided with an engagement strut 5 that is fixed inside by a contraction connection that meshes with the corresponding hole 4 of the crank web 1. This corresponds to the rear as viewed in the insertion direction indicated by the arrow 6 and in this case has a cylindrical region 7, which has a relatively large diameter approximately corresponding to the diameter of the bearing pin 2, and It also has a region 8 that hits the front as viewed in the insertion direction, but its front tip diameter is smaller than the diameter of the rear region 7, so that the front tip of the engaging strut 5 of the bearing pin 2 and the connection of the crank pin 3 In the portion between the regions, the crank web 1 has a sufficiently thick width. In the embodiment according to FIG. 1, the front region 8 of the engagement strut 5 has an outer peripheral contour formed in the shape of a truncated cone. This portion is hereinafter referred to as a cone 9 for simplicity. The cone 9 is always located between the conical part region which is continuously connected to the rear region 7 of the engagement strut 5 and the front tip of the engagement strut. The hole 4 of the crank web 1 has a corresponding contour, and has a cylindrical cutting surface corresponding to the rear region 7 and a conical cutting surface corresponding to the front region 8. The front region 8 of the engagement strut 5 has a uniform tapered shape from the same diameter as the rear region 7 to a smaller front tip diameter, depending on the form of the cone 9.

円錐体9に勾配があるので、収縮過程で生じた径方向の力に起因して挿入方向とは反対向きに軸方向の力が発生する。この軸方向力による係合ストラット5の押し戻しを防止するために、係合ストラット5の軸方向移動を阻止する制止装置が取り付けられている。図1に示された実施形態の場合では、これは、係合ストラット5の外周側切欠き溝11と、および同時に、共平面であるクランクウェブ1の穴側に開いた切欠き溝12とも噛合う取り巻き止めリング10を含んでいる。止めリング10は、クランクシャフトのベース材料よりも硬質の材料、好ましくはバネ鋼で作られているのが目的に沿うが、これは径方向に比較的幅広に構成されている。   Since the cone 9 has a gradient, an axial force is generated in the direction opposite to the insertion direction due to the radial force generated in the contraction process. In order to prevent the engagement strut 5 from being pushed back by this axial force, a restraining device for preventing the axial movement of the engagement strut 5 is attached. In the case of the embodiment shown in FIG. 1, this meshes with the notch groove 11 on the outer peripheral side of the engaging strut 5 and simultaneously with the notch groove 12 opened on the hole side of the crank web 1 which is coplanar. Includes mating detent ring 10. The purpose of the retaining ring 10 is to be made of a material harder than the base material of the crankshaft, preferably spring steel, which is relatively wide in the radial direction.

止めリング10は、図2から明らかなように、周辺にスリット13が入っている。したがって、止めリング10は組立の際ピストンリング式に広げることができる。止めリング10は、組立の際、加熱クランクウェブ1の穴側に開いた切欠き溝12に差し込むのが目的に適っており、そうすれば噛合いピン5を押し込んだ際に、そのバネ作用により噛合いピン5の外周側切欠き溝11に嵌まり込む。この操作過程を可能にするため、切欠き溝12は、切欠き溝12の領域において生じる径方向の収縮幅を差し引いた止めリング10の径方向の幅に少なくとも相当する深さを有している。クランクウェブ1は組立の際に加熱されるので、この収縮幅を差し引くことが可能である。本例の止めリング10は、係合ストラット5の後部円柱領域7と前部円錐領域8の境界領域に配置されているので、止めリング10の曲げ応力もクランクウェブ1の領域における応力集中も非常に小さいものと想定することができる。   As is clear from FIG. 2, the retaining ring 10 has a slit 13 in the periphery. Accordingly, the retaining ring 10 can be expanded into a piston ring type during assembly. The retaining ring 10 is suitable for the purpose of being inserted into the notch groove 12 opened on the hole side of the heating crank web 1 during assembly, so that when the engagement pin 5 is pushed in, the spring action is applied. The engagement pin 5 is fitted into the outer peripheral cutout groove 11. In order to enable this process of operation, the notch groove 12 has a depth corresponding at least to the radial width of the retaining ring 10 minus the radial shrinkage width occurring in the region of the notch groove 12. . Since the crank web 1 is heated at the time of assembly, it is possible to subtract this contraction width. Since the retaining ring 10 of this example is disposed in the boundary region between the rear cylindrical region 7 and the front conical region 8 of the engaging strut 5, both the bending stress of the retaining ring 10 and the stress concentration in the region of the crank web 1 are extremely high. Can be assumed to be small.

図3に基づく実施形態では、制止機構として、係合ストラット5に適合するように形成された、完全旋回式または部分旋回式のウェブ14が取り付けられており、これに対応するクランクウェブ1の穴側に開いた切欠き溝15と噛み合っている。ウェブ14が係合ストラット5の最大直径から、この場合には係合ストラット5の後部領域7の直径からはみ出した隆起高hは、最大でもせいぜい、腕1の切欠き溝15領域で想定できる収縮幅程度である。それにより、ウェブ14を持つ係合ストラット5を加熱されたクランクウェブの対応穴4に挿入する場合、確実な作業性が確保される。ウェブ14は、クランクウェブ1の冷却過程でこれと共平面の切欠き溝15と噛み合わされる。この切欠き溝は、強制力の作用を回避するために少なくとも径方向については大きめにすることができる。図に描かれた例では軸方向の幅が僅かに大きめになっている。   In the embodiment according to FIG. 3, a full or partial swivel web 14 is fitted as a restraining mechanism, which is shaped to fit the engagement strut 5 and the corresponding hole in the crank web 1 is attached. It meshes with a notch groove 15 opened to the side. The ridge height h that the web 14 protrudes from the maximum diameter of the engaging strut 5, in this case the diameter of the rear region 7 of the engaging strut 5, is at most a contraction that can be assumed in the notch groove 15 region of the arm 1. It is about the width. Thus, when the engaging strut 5 having the web 14 is inserted into the corresponding hole 4 of the heated crank web, reliable workability is ensured. The web 14 is engaged with the notch groove 15 coplanar with the web 14 during the cooling process of the crank web 1. This notch groove can be made larger at least in the radial direction in order to avoid the action of a forcing force. In the example depicted in the figure, the axial width is slightly larger.

ウェブ15は、切欠き部の応力負荷を回避するために側方の溝16で側面補助されている。その他の点については、図3の実施形態は図1の実施形態に相応している。このことは、係合ストラット5の後部領域7と前部領域8間の境界領域における制止装置形成ウェブ14の配置についても当てはまる。   The web 15 is laterally assisted by lateral grooves 16 to avoid stress loading at the notch. In other respects, the embodiment of FIG. 3 corresponds to the embodiment of FIG. This is also true for the arrangement of the restraining device forming web 14 in the boundary region between the rear region 7 and the front region 8 of the engaging strut 5.

また別な実施形態が図4に描かれている。この場合には、挿入方向に見て係合ストラット5の後部に当る後部領域7は、挿入方向に沿って上り勾配の円錐台状の側面(以下では円錐体17と称する)を有している。したがって、円錐体17は係合ストラット5の前部領域8に配置された円錐体9とは反対向きの先細形態になっている。同じことは、係合ストラット5に対応するクランクウェブ1の穴4にも当てはまる。穴4には、切欠き部応力負荷の回避のため、係合ストラット5の後部領域7と前部領域8に対応する両部分間の境界領域に周回溝18が設けられている。   Another embodiment is depicted in FIG. In this case, the rear region 7 corresponding to the rear portion of the engagement strut 5 when viewed in the insertion direction has a truncated cone-shaped side surface (hereinafter referred to as a cone 17) that is inclined upward along the insertion direction. . Accordingly, the cone 17 has a tapered shape opposite to the cone 9 disposed in the front region 8 of the engaging strut 5. The same applies to the holes 4 in the crank web 1 corresponding to the engaging struts 5. In the hole 4, a circumferential groove 18 is provided in a boundary region between both portions corresponding to the rear region 7 and the front region 8 of the engagement strut 5 in order to avoid a notch stress load.

係合ストラット5の後部領域7における後方直径に対する円錐体17の隆起高h'、つまり係合ストラット5の後部領域7における最大半径と最小半径との差は、最大でもクランクウェブ1の穴4の後部領域における想定収縮幅に相当する程度なので、係合ストラット5を、加熱したクランクウェブ1の穴4に挿入することが可能である。円錐体17の勾配が円錐体9の勾配とは反対向きなので、係合ストラット5がクランクウェブ1に対して軸方向に移動する事態が防止される。円錐体9の領域で生成される軸方向の力により、円錐体17の領域で働く有効な半径方向の力が高められ、その結果収縮結合の耐負荷性が高められる。   The raised height h ′ of the cone 17 with respect to the rear diameter in the rear region 7 of the engagement strut 5, that is, the difference between the maximum radius and the minimum radius in the rear region 7 of the engagement strut 5 is at most that of the hole 4 of the crank web 1. The engagement strut 5 can be inserted into the hole 4 of the heated crank web 1 since it corresponds to the assumed contraction width in the rear region. Since the gradient of the cone 17 is opposite to the gradient of the cone 9, the engagement strut 5 is prevented from moving in the axial direction with respect to the crank web 1. The axial force generated in the region of the cone 9 increases the effective radial force acting in the region of the cone 17 and consequently increases the load resistance of the contraction coupling.

図5に基づくまた別の実施形態では、係合ストラット5の前部領域8が2つの部分に分かれている。すなわち、挿入方向に沿って先細の円錐台状に形成された(以下では円錐体19と称する)、後部領域7に接続する第1区間と、挿入方向に沿って上り勾配になっている円錐台状に形成された(以下では円錐体20と称する)、円錐体19に接続する第2区間である。円錐体19とは反対向きの円錐体20は、この場合、係合ストラット5のクランクウェブ1に対する軸方向の動きを止める制止装置として機能する。両円錐体19,20の最小半径と挿入方向に見て前方に当たる係合ストラット5の前部正面に対応する円錐体20の最大直径との差、つまり上り勾配の高さh'は、最大でも円錐体19,20に対応するクランクウェブ1の穴4の両部分間の境界領域における想定収縮幅に相当する程度である。係合ストラット5の後部領域7は、この場合には円柱形にすることができる。   In a further embodiment based on FIG. 5, the front region 8 of the engagement strut 5 is divided into two parts. That is, a truncated cone shape that is tapered along the insertion direction (hereinafter referred to as a cone 19), a first section connected to the rear region 7, and a truncated cone that is inclined upward along the insertion direction A second section connected to the cone 19 (hereinafter referred to as the cone 20). In this case, the cone 20 facing away from the cone 19 functions as a restraining device that stops the axial movement of the engagement strut 5 relative to the crank web 1. The difference between the minimum radius of both cones 19 and 20 and the maximum diameter of the cone 20 corresponding to the front face of the engaging strut 5 that hits the front in the insertion direction, that is, the height h 'of the upslope is at most This is a degree corresponding to an assumed contraction width in a boundary region between both portions of the hole 4 of the crank web 1 corresponding to the cones 19 and 20. The rear region 7 of the engaging strut 5 can in this case be cylindrical.

本発明の実施形態について詳しく説明したのは、確かに上記の通り数例であるが、実施形態はそれですべてというわけではない。詳しくは述べないが、例えば制止装置構成のためのバネ式制止ピンの使用など、別な実施形態も考えられる。それぞれの係合ストラット5の領域に同種または異種の複数制止装置を配備することも同様に考えられよう。したがって、本発明は記載された実施形態に限定されるものではない。   While the embodiments of the present invention have been described in detail in several examples, as described above, the embodiments are not exhaustive. Although not described in detail, other embodiments are also conceivable, such as the use of a spring-loaded stop pin for a stop device configuration. It would be equally conceivable to provide a plurality of stop devices of the same or different kind in the area of each engaging strut 5. Accordingly, the invention is not limited to the described embodiments.

本発明に基づくクランクシャフトの一部分の部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view of a portion of a crankshaft according to the present invention. 図1の実施形態に基づく制止装置を形成する止めリングの部分図である。2 is a partial view of a stop ring forming a stop device according to the embodiment of FIG. 係合ストラットに適合するように形成された制止ウェブを持つ、図1および図2の実施形態に対する代替手段を示す図である。FIG. 3 shows an alternative to the embodiment of FIGS. 1 and 2 with a restraining web formed to fit the engaging struts. 係合ストラットの後部領域に適合するように形成された、制止装置形成のための円錐体を持つ別の実施形態の図である。FIG. 6 is an illustration of another embodiment having a cone for forming a restraining device formed to fit the rear region of the engaging strut. 係合ストラットの前部領域が反対向きの2つの円錐体を持つ別な代替手段の図である。FIG. 10 is an illustration of another alternative means that the front region of the engaging strut has two cones with opposite orientations. 従来技術による先細の係合ストラットの部分図である。1 is a partial view of a tapered engagement strut according to the prior art. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 クランクウェブ
2 軸受ピン
3 クランクピン
4 腕穴
5 係合ストラット
6 矢印
7 後部領域
8 前部領域
9 円錐体
10 止めリング
11 外周側切欠き溝
12 穴側に開いた切欠き溝
13 スリット
14 ウェブ
15 切欠き溝
16 溝
17 円錐体
18 周回溝
19 円錐体
20 円錐体

1 Crank web
2 Bearing pin
3 Crankpin
4 Arm hole
5 engaging struts
6 arrows
7 Rear area
8 Front area
9 Cone
10 Retaining ring
11 Outer groove
12 Notch groove opened on the hole side
13 Slit
14 Web
15 Notch groove
16 groove
17 cone
18 Circumferential groove
19 cone
20 cones

Claims (8)

少なくとも1つの軸受ピン(2)と、それに対して径方向にずれた、少なくとも1つのクランクピン(3)とを有し、前記軸受ピン(2)およびクランクピン(3)が、それらを結合するクランクウェブ(1)から反対方向に突出しており、前記軸受ピン(2)および/またはクランクピン(3)が、クランクウェブ(1)に設けた穴(4)に噛み合い、収縮結合によってクランクウェブ(1)と結合されており、挿入方向に見て後方に当る、比較的大きな直径を持つ後部領域(7)と、それとは違い、挿入方向に沿って先細の前部領域(8)とを備える、係合ストラット(5)を有する、特に大型ディーゼルエンジンとして構成された短行程エンジン用のクランクシャフトであって、
係合ストラット(5)の挿入方向に見て前方に当る前部領域(8)が、係合ストラットの後部領域(7)に接続する、挿入方向に沿って先細の円錐体(9,19)を備えること、およびクランクウェブ(1)に対する係合ストラット(5)の軸方向移動を防止するための制止装置を備え
前記制止装置が、係合ストラット(5)の外周側切欠き溝(11)およびクランクウェブ(1)の穴側に開いた切欠き溝(12)に噛み合う、少なくとも1つの止めリング(10)を含み、
前記止めリング(10)がクランクシャフトのベース材料よりも硬質の材料からなり、
穴側に開いた前記切欠き溝(12)の深さが、少なくとも、該切欠き溝(12)の領域における想定収縮幅を除いた前記止めリング(10)の径方向幅に相当することを特徴とするクランクシャフト。
Having at least one bearing pin (2) and at least one crankpin (3) radially offset thereto, said bearing pin (2) and crankpin (3) connecting them Projecting in the opposite direction from the crank web (1), the bearing pin (2) and / or the crank pin (3) mesh with a hole (4) provided in the crank web (1), and the crank web ( 1) and a rear region (7) having a relatively large diameter, which is rearward when viewed in the insertion direction and, unlike it, a tapered front region (8) along the insertion direction. A crankshaft for a short stroke engine, in particular configured as a large diesel engine, with an engaging strut (5),
A front region (8) that hits the front when viewed in the insertion direction of the engagement strut (5) is connected to a rear region (7) of the engagement strut, and the tapered cone (9, 19) along the insertion direction. And a stop device for preventing the axial movement of the engagement strut (5) relative to the crank web (1) ,
The stop device engages at least one stop ring (10) which engages with a notch groove (11) on the outer peripheral side of the engaging strut (5) and a notch groove (12) opened on the hole side of the crank web (1). Including
The retaining ring (10) is made of a material harder than the base material of the crankshaft;
The depth of the notch groove (12) opened on the hole side corresponds to at least the radial width of the retaining ring (10) excluding the assumed contraction width in the region of the notch groove (12). A featured crankshaft.
前記止めリング(10)が、径方向スリット(13)付きの開放リングとして構成されていることを特徴とする請求項に記載のクランクシャフト。 Crank shaft according to claim 1, wherein the retaining ring (10), characterized in that it is configured as an open ring with a radial slit (13). 前記止めリング(10)がバネ鋼からなることを特徴とする請求項に記載のクランクシャフト。 Crank shaft according to claim 1, wherein the retaining ring (10) is characterized in that it consists of spring steel. 前記制止装置が、係合ストラット(5)または腕側の穴(4)の壁面に適合するように形成され、少なくとも部分的に旋回し、それぞれ相対する構成部の対応する切欠き溝(15)に噛み合い、その径方向高さ(h)が最大でも切欠き溝(15)の領域における想定収縮幅に相当するウェブ(14)を有することを特徴とする請求項1に記載のクランクシャフト。   The restraining device is formed to fit the wall of the engaging strut (5) or the arm-side hole (4) and is at least partially pivoted to the corresponding notch groove (15) of each opposing component. 2. The crankshaft according to claim 1, comprising a web (14) corresponding to an assumed contraction width in the region of the notch groove (15) at the maximum in the radial direction (h). 前記制止装置が、係合ストラット(5)の後部領域と前部領域(7,8)の間の境界領域に設けられることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載のクランクシャフト。 The restraining device, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that provided in the boundary region between the rear area and the front area (7, 8) engaging the strut (5) Crankshaft. 前記係合ストラット(5)が、前記制止装置を形成するために、挿入方向に沿って上り勾配になっている円錐体(17または20)を備えており、その勾配の高さ(h’)が、最大でも腕穴(4)の対応領域の収縮幅に相当する程度であることを特徴とする請求項1に記載のクランクシャフト。   The engagement strut (5) is provided with a cone (17 or 20) which is inclined upward in the insertion direction to form the restraining device, the height of the gradient (h ′) 2. The crankshaft according to claim 1, wherein is at most a degree corresponding to a contraction width of a corresponding region of the arm hole. 前記係合ストラット(5)の後部領域(7)に、挿入方向に沿って上り勾配になっている円錐体(17)が少なくとも部分的に設けられることを特徴とする請求項に記載のクランクシャフト。 Crank according to claim 6 , characterized in that the rear region (7) of the engagement strut (5) is at least partly provided with a cone (17) which is inclined upward in the insertion direction. shaft. 前記係合ストラット(5)の前部領域(8)は挿入方向に沿って上り勾配となった円錐体(20)を備え、該円錐体(20)は挿入方向に沿って先細の円錐体(19)と、該先細の円錐体の挿入方向前方側において接続されていることを特徴とする請求項に記載のクランクシャフト。 The front region (8) of the engagement strut (5) comprises a cone (20) which is inclined upward in the insertion direction, the cone (20) being tapered in the insertion direction ( The crankshaft according to claim 7 , wherein the crankshaft is connected to the front side in the insertion direction of the tapered cone.
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