KR101255889B1

KR101255889B1 - 크랭크 샤프트

Info

Publication number: KR101255889B1
Application number: KR1020100095550A
Authority: KR
Inventors: 고트프리드 브라운
Original assignee: 만 디젤 앤 터보 에스이
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2013-04-17
Also published as: JP5363436B2; JP2011106668A; CN102062141B; FI20106108A; CN102062141A; FI20106108A0; DE102009046745A1; KR20110055379A

Abstract

본 발명은 크랭크 하우징에 크랭크 샤프트를 지지하기 위한 샤프트 저널들(11), 커넥팅 로드 베어링들을 수납하기 위한 크랭크 저널들, 샤프트 저널들과 크랭크 저널들을 연결하기 위한 크랭크 웨브들(12), 및 질량 분포 설정을 위해 크랭크 저널들과 대향되어 크랭크 웨브들에 부속된 밸런싱 웨브들(13)을 구비하는 내연 엔진용, 특히 선박 디젤 내연 엔진용 크랭크 샤프트(10)에 관한 것으로, 적어도 하나의 밸런싱 웨브(13)는 굽힘 탄성 스프링 요소(14)에 의해 각각의 크랭크 웨브(12)에 각각 지지된다.

Description

크랭크 샤프트{CRANKSHAFT}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 크랭크 샤프트에 관한 것이다.

DE 10 2006 009 152 A1로부터 크랭크 샤프트의 기본 구조가 공지되어 있는데, 그 선행 기술은 조립된 크랭크 샤프트에 관한 것이다. 즉, 크랭크 샤프트는 크랭크 케이스에 크랭크 샤프트를 지지하는 역할을 하는 샤프트 저널을 포함한다. 또한, 크랭크 샤프트는 커넥팅 로드 베어링을 수납하기 위한 크랭크 저널을 구비하는데, 크랭크 저널들은 커넥팅 로드 베어링 저널이라 지칭되기도 한다. 크랭크 저널과 샤프트 저널은 크랭크 칙(crank cheek)이라 지칭되기도 하는 크랭크 웨브(crank web)를 통해 서로 연결된다. 크랭크 샤프트의 질량 분포를 설정할 수 있는 밸런싱 웨브(balancing web)가 크랭크 저널 또는 커넥팅 로드 베어링 저널과 대향되어 크랭크 웨브에 부속된다. 샤프트 저널, 크랭크 저널, 및 크랭크 웨브에는 오일 구멍들이 마련되고, 그 오일 구멍들을 통해 오일이 크랭크 저널에 수납된 커넥팅 로드 베어링 쪽으로 급송될 수 있다.

그러한 크랭크 샤프트가 장착되는 내연 엔진은 전형적으로 내연 엔진의 측면에 장착되어 내연 엔진의 구조 형태를 길게 만드는 별개의 비틀림 진동 댐퍼를 구비한다. 좀더 짧은 내연 엔진의 구조 형태가 요망되는 경우에는, 그러한 비틀림 진동 댐퍼가 단점이 된다.

그로부터 출발된 본 발명의 과제는 엔진의 구조 길이를 단축시킬 수 있는 크랭크 샤프트를 제공하는 것이다.

그러한 과제는 청구항 1에 따른 크랭크 샤프트에 의해 해결된다. 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 밸런싱 웨브가 적어도 하나의 굽힘 탄성 스프링 요소에 의해 각각의 크랭크 웨브에 각각 지지된다.

본 발명에 따른 크랭크 샤프트에서는, 적어도 하나의 굽힘 탄성 스프링 요소에 의해 각각의 크랭크 웨브에 지지되거나 걸리는 적어도 하나의 밸런싱 웨브가 진동 댐퍼의 기능을 떠맡는다. 즉, 내연 엔진의 구조 형태를 길게 만드는 별개의 진동 댐퍼가 생략될 수 있다. 따라서, 본 발명은 내연 엔진의 길이를 단축시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 부가의 구성에 따르면, 각각의 크랭크 웨브에 굽힘 탄성이 있게 지지되는 밸런싱 웨브에 오일 댐핑 요소가 부속될 수 있다. 그러한 오일 댐핑 요소를 통해, 각각의 크랭크 웨브에 지지되는 밸런싱 웨브의 영역에 진동 댐핑 작용이 설정될 수 있다.

종속 청구항들 및 이후의 상세한 설명으로부터 본 발명의 바람직한 부가의 구성들을 명확히 알 수 있을 것이다.

본 발명은 엔진의 구조 길이를 단축시킬 수 있는 크랭크 샤프트를 제공한다. 구체적으로, 적어도 하나의 밸런싱 웨브가 적어도 하나의 굽힘 탄성 스프링 요소에 의해 각각의 크랭크 웨브에 각각 지지되도록 함으로써, 적어도 하나의 밸런싱 웨브가 진동 댐퍼의 기능을 떠맡고, 그에 따라 내연 엔진의 구조 형태를 길게 만드는 별개의 진동 댐퍼가 생략될 수 있어 내연 엔진의 길이가 단축될 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예들을 그에 본 발명을 한정함이 없이 첨부 도면들에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면들 중에서,
도 1은 부분적으로 절취된 본 발명에 따른 크랭크 샤프트의 일부의 측면도이고,
도 2는 도 1의 II-II 절단 방향을 따른 크랭크 샤프트의 단면도이다.

본 발명은 내연 엔진용, 특히 선박 디젤 내연 엔진용 크랭크 샤프트(10)에 관한 것이다. 그러한 크랭크 샤프트(10)가 도 1에 부분 측면도로 도시되어 있는데, 도 1은 도시된 크랭크 샤프트(10)의 부분적인 횡단면을 나타내고 있다.

크랭크 샤프트(10)는 도시되지 않은 크랭크 케이스에 크랭크 샤프트(10)를 지지할 수 있는 샤프트 저널들(11)을 구비한다. 샤프트 저널들(11)에 추가하여, 크랭크 샤프트는 커넥팅 로드 베어링들을 수납하는 역할을 하는 도 1에서 보이지 않는 크랭크 저널들을 구비한다. 또한, 크랭크 샤프트(10)는 샤프트 저널들과 크랭크 저널들을 연결하기 위한 크랭크 웨브들(12)을 구비하는데, 각각의 크랭크 웨브(12)에는 크랭크 샤프트(10)의 질량 분포를 설정할 수 있는 밸런싱 웨브(13)가 부속된다.

본 발명의 의미에서 제안되는 바는 적어도 하나의 밸런싱 웨브(13)가 굽힘 탄성 스프링 요소(14)에 의해 각각의 크랭크 웨브(12)에 각각 이동 가능하게 지지되거나 걸리는 것이다. 그럼으로써, 비틀림 진동 기능이 굽힘 탄성 스프링 요소(14)에 의해 각각의 크랭크 웨브(12)에 걸리거나 지지되는 밸런싱 웨브 또는 각각의 밸런싱 웨브(13)에 속하게 하는 것이 가능하다.

도 1에 도시된 구성 타입에서는, 도시된 밸런싱 웨브(13)가 2개의 측방 굽힘 탄성 스프링 요소들(14)에 의해 각각의 크랭크 웨브(12)에 지지된다. 하지만, 밸런싱 웨브(13)를 크랭크 웨브(12)에 이동 가능하게 걸거나 지지하는 것은 단일의 굽힘 탄성 스프링 요소에 의해 이뤄질 수도 있다는 것을 언급하고자 한다.

본 발명의 의미에서는, 원칙적으로 단일의 밸런싱 웨브(13) 또는 모든 밸런싱 웨브들(13)이 적어도 하나의 굽힘 탄성 스프링 요소(14)에 의해 각각의 크랭크 웨브(12)에 이동 가능하게 지지되거나 걸리는 것이 가능하다. 바람직한 본 발명의 타입은 매 2번째 밸런싱 웨브(13) 또는 매 3번째 밸런싱 웨브(13) 또는 매 4번째 밸런싱 웨브(13)마다 적어도 하나의 굽힘 탄성 스프링 요소(14)에 의해 각각의 크랭크 웨브(12)에 이동 가능하게 지지되거나 걸리는 것이다.

굽힘 탄성 스프링 요소들(14)은 바람직하게는 고강도 강 또는 티타늄-알루미늄 합금으로 된 굽힘 스프링들로서 제작될 수 있다.

본 발명의 바람직한 부가의 구성에 따르면, 각각의 크랭크 웨브(12)에 굽힘 탄성 있게 지지되는 각각의 밸런싱 웨브(13)에 오일 댐핑 요소가 부속된다. 그러한 오일 댐핑 요소는 오일 댐핑 챔버(16) 내로 돌출된 오일 댐핑 피스톤(15)에 의해 형성되는데, 도 1에 따르면 오일 댐핑 피스톤(15)은 밸런싱 웨브(13)의 일체적 구성 요소이고, 오일 댐핑 챔버(16)는 별개의 유닛으로 구성되어 크랭크 웨브(12)에 나사 체결되는 요소(17)에 의해 형성된다. 그와는 달리, 오일 댐핑 챔버(16)를 구획하는 요소(17)가 크랭크 웨브(12)의 일체적 구성 요소인 것도 역시 가능하다.

이미 설명된 바와 같이, 밸런싱 웨브(13)에 부속된 오일 댐핑 피스톤(15)은 오일 댐핑 챔버(16) 내로 돌출되는데, 오일 댐핑 챔버(16) 내의 오일의 양은 크랭크 웨브(12)를 관통하는 오일 라인(18)을 통해 설정될 수 있다. 오일 댐핑 챔버(16) 내의 오일의 양을 통해, 밸런싱 웨브(13)에 의해 구현될 수 있는 비틀림 진동 댐핑의 정도가 설정되게 된다.

각각의 오일 댐핑 챔버(16)에 오일을 급유하는 역할을 하는 오일 라인(18)은 크랭크 웨브(12)의 오일 구멍들로부터 분기되는데, 그 오일 구멍들을 통해 오일이 크랭크 저널들 또는 크랭크 저널들에 작용하는 커넥팅 로드 베어링들에 공급될 수 있다.

각각의 오일 댐핑 챔버(16)를 구획하는 요소(17)는 각각의 밸런싱 웨브(13)에 대한 기계적 스토퍼를 또한 형성하여 크랭크 웨브(12)에 대한 밸런싱 웨브(13)의 상대 이동을 제한한다. 그러한 스토퍼는 도 1에 따르면 요소(17)에 의해 제공되고 오일 댐핑 챔버(16)를 옆에서 한정하는 측벽들(19)에 의해 형성된다.

각각의 오일 댐핑 챔버(16)는 측방 밀봉 요소(20)(도 2를 참조)에 의해 밀폐되지 않게 밀봉된다.

밸런싱 웨브(13)가 비틀림 진동 댐핑 기능을 떠맡는 것으로 인해, 별개의 비틀림 진동 댐퍼가 생략될 수 있다. 그럼으로써, 내연 엔진의 구조 형태를 단축시키는 것이 가능해진다. 오일 댐핑 및 굽힘 탄성 스프링 요소의 선택을 통해, 비틀림 진동 댐핑이 개별적으로 설정될 수 있다.

10: 크랭크 샤프트 11: 샤프트 저널
12: 크랭크 웨브 13: 밸런싱 웨브
14: 굽힘 탄성 스프링 요소 15: 오일 댐핑 피스톤
16: 오일 댐핑 챔버 17: 요소
18: 오일 라인 19: 측벽
20: 밀봉 요소

Claims

크랭크 하우징에 크랭크 샤프트를 지지하기 위한 샤프트 저널들, 커넥팅 로드 베어링들을 수납하기 위한 크랭크 저널들, 샤프트 저널들과 크랭크 저널들을 연결을 위한 크랭크 웨브들, 및 질량 분포 설정을 위해 크랭크 웨브들과 대향되어 크랭크 저널들에 부속된 밸런싱 웨브들을 구비하는 내연 엔진용 크랭크 샤프트에 있어서,
적어도 하나의 밸런싱 웨브(13)는 굽힘 탄성 스프링 요소(14)에 의해 각각의 크랭크 웨브(12)에 각각 지지되고,
각각의 크랭크 웨브(12)에 굽힘 탄성이 있게 지지되는 각각의 밸런싱 웨브(13)에 오일 댐핑 요소가 부속되며,
오일 댐핑 요소는 각각의 밸런싱 웨브(13)의 오일 댐핑 피스톤(15)과 각각의 크랭크 웨브(12)의 오일 댐핑 챔버(16)에 의해 제공되되, 오일 댐핑 피스톤(15)은 각각의 오일 댐핑 챔버(16) 내로 돌출되고, 오일 댐핑 챔버(16) 내의 오일의 양은 크랭크 웨브(12)를 관통하는 오일 라인(18)에 의해 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 크랭크 샤프트.
제1항에 있어서, 각각의 크랭크 웨브(12)에 굽힘 탄성이 있게 지지되는 각각의 밸런싱 웨브(13)는 적어도 2개의 굽힘 탄성 스프링들(14)에 의해 각각의 크랭크 웨브(12)에 이동 가능하게 걸리는 것을 특징으로 하는 크랭크 샤프트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 매 2번째 밸런싱 웨브(13)마다 적어도 하나의 굽힘 탄성 스프링 요소(14)에 의해 각각의 크랭크 웨브(12)에 이동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 크랭크 샤프트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 매 4번째 밸런싱 웨브(13)마다 적어도 하나의 굽힘 탄성 스프링 요소(14)에 의해 각각의 크랭크 웨브(12)에 이동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 크랭크 샤프트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 모든 밸런싱 웨브들(13)이 적어도 하나의 굽힘 탄성 스프링 요소(14)에 의해 각각의 크랭크 웨브(12)에 지지되는 것을 특징으로 하는 크랭크 샤프트.
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제1항에 있어서, 각각의 오일 댐핑 챔버(16)에 오일을 급유하는 오일 라인(18)은 크랭크 웨브(12)의 오일 구멍들로부터 분기되고, 그 오일 구멍들을 통해 오일이 크랭크 저널들 또는 크랭크 저널들에 작용하는 커넥팅 로드 베어링들에 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 크랭크 샤프트.
제1항에 있어서, 오일 댐핑 챔버(16)의 측벽들(19)은 더불어 각각의 밸런싱 웨브(13)에 대한 기계적 스토퍼를 또한 형성하여 그 밸런싱 웨브(13)의 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 크랭크 샤프트.
제1항에 있어서, 밀봉 요소(20)는 오일 댐핑 챔버(16)를 밀폐되지 않게 밀봉하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 크랭크 샤프트.