KR810001456B1

KR810001456B1 - Crank shaft welded together from individual elements

Info

Publication number: KR810001456B1
Application number: KR7502754A
Authority: KR
Inventors: 마이어 칼
Original assignee: 한스 알벤호프; 마쉰엔화브릭 아우스버그-뉘른 베르그 아크티엔게젤샤프트
Priority date: 1975-12-17
Filing date: 1975-12-17
Publication date: 1981-10-22

Abstract

The crank-shaft is formed from several pieces each of which has a bearing portion forming part of a main or crank pin journal(3). Some of these pieces are web pieces(1) each of which has a passage(8) for a journal lubricant. Each journal comprises two bearing portions welded together, which are centered by a pin received in adjacent end face sockets. An annular oil duct is defined between the end faces and joined to the passage and adjacent end faces have an annular recess around the oil duct to accommodate weld flash.

Description

Assembly Crankshaft

제1도는 본 발명에 따른 크랭크 샤프트의 일부 종단면도.1 is a partial longitudinal sectional view of a crankshaft according to the invention.

제2도는 제1도의 선Ⅱ-Ⅱ의 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.

본 발명은 각개의 부분품을 용접시켜 형성되는 크랭크샤프트에 관한 것으로서, 상기 크랭크샤프트에 있어서, 각개의 부품은 한 개의 크랭크웨브(web)와 두 개의 반쪽 크랭크핀 또는 한 개의 반쪽 크랭크핀과 한 개의 반쪽 주샤프트 저어널을 포함하며 반쪽핀 또는 저어널(Journal)들의 단면들에는 각각 센터링(centering) 장치와 슬랙링(Slagring)홈이 제공되며, 상기 각개의 부분품에는 용접되기에 앞서 필요한 모든 윤활통로가 제공된다.The present invention relates to a crankshaft formed by welding individual parts, wherein each part comprises one crank web and two half crankpins or one half crankpin and one half. A centering device and slag ring grooves are provided on the cross-sections of the half pins or journals, respectively, including the main shaft journal, and each of the parts has all the necessary lubrication channels before welding. Is provided.

이와같이 구성되고 제작된 크랭크샤프트는 독일연방공화국 특허출원공개 제2,107,130호에서 이미 공지되어 있다.The crankshaft constructed and manufactured in this way is already known from German Patent Application Publication No. 2,107,130.

이 공지의 크랭크샤프트에 있어서, 반쪽 링핀과 주샤프트 저어널의 서로 용접되어야 할 양쪽단면 중 한쪽 단면은 다른쪽 단면의 구멍내로 삽입되는 센터링돌기를 갖는다.In this known crankshaft, one end face of both ends of the half ring pin and the main shaft journal to be welded to each other has a centering protrusion inserted into the hole of the other end face.

그렇지만, 단면들의 상이한 현상은 낙하단조 중은 물론이고 가공작업 중에 불리한 영향을 끼친다는 것을 알았다. 센터링장치에 바로 인접한 주위에는 슬랙링홈이 제공된다. 한쪽 베어링지역으로부터 크랭크샤프트를 관통해 다른쪽 베어링지역으로 연장되는 윤활통로는 두 개의 부분품으로 구성되는 각개의 크랭크 샤프트 부분품내에 형성된다.However, it has been found that different phenomena of the cross sections adversely affect during machining as well as during drop forging. Slack ring grooves are provided in the immediate vicinity of the centering device. Lubrication passages extending from one bearing area through the crankshaft to the other bearing area are formed in each crankshaft part consisting of two parts.

한편, 각개의 부분품의 단면에는 크랭크샤프트의 축선에 대해 평행하게 연장되어 중앙에 형성되는 센터링구멍을 갖는 센터링돌기가 제공된다.On the other hand, a cross section of each part is provided with a centering projection having a centering hole extending in parallel to the axis of the crankshaft and formed at the center thereof.

또한, 인접용접합부의 센터링구멍으로부터 크랭크웨브를 통해 경사지게 통로가 연장된다.Further, the passage extends obliquely through the crank web from the centering hole of the adjacent welded portion.

전기의 양 통로는 각각의 크랭크샤프트 부분품의 내부에서 서로 만나 율활통로를 형성한다.Both passages of electricity meet each other inside of each crankshaft part to form a sliding passage.

이와같은 형태의 제작은 정확한 천공작업을 요구하기 때문에 비용이 많이 든다.This type of fabrication is expensive because it requires accurate drilling.

더욱, 각개의 구멍들은 왕왕 길게 되어야 하며, 그 때문에 정확도가 결여되어 아주 불리한 영향을 끼친다. 한편 크랭크샤프트의 크랭크를 통과하는 경사통로를 단일통로로 할 수 없기 때문에 복잡한 윤활통로를 만들 필요가 자주 존재한다.Moreover, each hole must be long, and therefore lack accuracy and have a very adverse effect. On the other hand, the inclined passage through the crankshaft of the crankshaft cannot be a single passage, so it is often necessary to make a complicated lubrication passage.

비록 이것이 가능 해진다 하더라도, 구멍들은 비교적 길게 될 것이다.Although this is possible, the holes will be relatively long.

최종적으로, 상기 언급된 형태에서, 베어링면으로 안내되는 윤활통로는 반쪽 저어널들 중 단지 한 개의 반쪽 저어널의 용접면에 인접되게 배치되는 구멍들로서 설계되며, 상기 구멍들은 축상구멍들과 교차되어야만 한다.Finally, in the above-mentioned form, the lubrication passage guided to the bearing surface is designed as holes arranged adjacent to the welding surface of only one of the half journals, which holes must intersect with the axial holes. do.

그러므로, 본 발명은 상기 언급된 형태의 크랭크샤프트를 개선시켜 각개의 부분품은 물론이고 그의 조립체의 제작을 단순화시키고 그림으로써 가격을 저렴하게 하며, 특히 윤활통로를 더욱 쉽게 제작하며 다량생산을 가능하게 하는 것이다.Therefore, the present invention improves the crankshaft of the above-mentioned form, which simplifies the production of each part as well as its assembly and lowers the cost by drawing, in particular making the lubrication passage easier to manufacture and allowing mass production will be.

발명의 이러한 목적들 및 이점들 그리고 다른 목적 및 이점들은 첨부된 도면에 관련된 하기의 명세서에서 더욱 명확해질 것이다.These and other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.

본 발명의 크랭크샤프트는 각개의 부분품을 용접시켜 형성되며, 각개의 부분품은 한 개의 크랭크웨브와 두 개의 반쪽 크랭크핀 또는 한 개의 반쪽 크랭크핀과 한 개의 반쪽 주샤프트 저어널을 포함하며, 반쪽핀 또는 저어널의 단면에는 각각 센터링장치와 슬랙링홈이 제공되며, 상기 각개의 부분품에는 용접되기에 앞서 필요한 모든 윤활통로가 제공된다.The crankshaft of the present invention is formed by welding each part, each part comprising one crankweb and two half crankpins or one half crankpin and one half main shaft journal, and half pins or Each section of the journal is provided with a centering device and a slack ring groove, each of which is provided with all the lubrication passages required prior to welding.

전기한 바는 주되게, 센터링장치가 반쪽 크랭크핀 또는 주샤프트 저어널의 각각의 단면에 중심적으로 형성된 적어도 한 개 이상의 구멍을 포함하며, 또한 두 인접 구멍들내로 삽입되도록 채택된 센터링핀을 포함하며, 더욱 슬랙링 홈과 센터링장치 사이에는 한쪽부는 한쪽 단면에 제공되고 다른쪽 부는 인접단면에 제공되는 환상의 윤활유홈이 제공된다는 점에서 특징된다.The bar described above mainly comprises at least one hole in which the centering device is formed centrally in each cross section of the half crank pin or main shaft journal, and also includes a centering pin adapted to be inserted into two adjacent holes. It is further characterized in that an annular lubricating oil groove is provided between the slack ring groove and the centering device, with one side provided in one end face and the other side provided in the adjacent end face.

본 발명의 크랭크샤프트는 각각의 베어링면에 대해 반경 방향으로 연장된 윤활통로들은 물론이고 크랭크웨브에 제공되는 모든 윤활통로들이 환상의 윤활유홈으로 안내되거나 상기홈으로부터 연장된다는 점에서 더욱 특징된다.The crankshaft of the present invention is further characterized in that all lubricating passages provided in the crank web, as well as radially extending lubricating passages for each bearing surface, are guided to or extend from the annular lubricating oil grooves.

센터링핀으로 이루어지는 센터링장치의 설계로, 크랭크샤프트의 모든 각개의 부분품은 동일한 형태를 가지게 되며, 그림으로써 단조다이스로 제작할 수 있고 이 단조다이스로 크랭크웨브의 평면내에서 분할하는 경우에는 현저하게 소형화될 수 있다.With the design of the centering device, which consists of a centering pin, all parts of the crankshaft have the same shape, which can be manufactured by forging dies by drawing, which can be remarkably miniaturized when the forging dies are divided in the plane of the crank web. Can be.

이 단조 방식에 의하여 적합한 조직이 형성될 수 있다. 이것은 평형추로 함께 제작되는 크랭크샤프트의 모든 부품에 적용되며, 원한다면 필요하게 되는 중량상의 변화는 구멍의 설비에 의해 보완될 수 있다.By the forging method, a suitable tissue can be formed. This applies to all parts of the crankshaft manufactured together with counterweights, and the desired weight change can be compensated for by the installation of the holes if desired.

또한, 모든 단면의 가공작업은 항상 동일하여 기계들의 연속적인 재조정은 필요치 않을 것이다. 환상윤활유홈의 설비는 제작을 쉽게 해준다는 이점 외에도 한 분할지역으로부터 크랭크웨브를 통해 다른 분할지역으로 안내되는 윤활유 통로가 가장 적합한 지역에 형성될 수 있어 길이가 최소로 될 수 있으며, 달리 필요로 되는 굴곡부가 제거될 수 있다는 중요한 이점을 갖는다.Also, the machining of all cross sections is always the same so that no continuous readjustment of the machines is necessary. In addition to the advantages of making the cyclic lube grooves easy to manufacture, the length of the lubricating oil which leads from one division to the other through the crank web can be formed in the most suitable area, so the length can be minimized. An important advantage is that the bend can be removed.

용접평면에 반경방향의 윤활통로를 형성시킴으로써 제작 공정이 단순화 되며 더욱, 뒤에 설명될 바와같이 전자비임 용접을 이용할 경우에는 비임이 통로에서 시작될 수 있으며 예정된 깊이로 구멍을 미리 천공시킬 필요가 없다는 이점이 제공된다.By forming radial lubrication paths in the welding plane, the fabrication process is simplified, and furthermore, the advantages of using electron beam welding, as described later, are that the beam can be started in the aisle and there is no need to predrill the hole to a predetermined depth. Is provided.

이러한 윤활통로는 슬랙링홈과 부분적으로 교차하므로 적절한 통기가 이루어진다.These lubrication passages partially intersect the slack ring grooves for proper ventilation.

더욱 발명에 따라, 서로 정해진 각개의 크랭크핀 또는 주샤프트 저어널의 단면들에서 슬랙링 홈과 환상 윤활유홈의 외축에 크랭크웨브들을 서로에 대해 정확히 위치시키기 위한 보조고정볼트를 제공함으로써, 크랭크웨브의 정확한 각도위치가 가능해질 수 있게 되며 추후에 시간을 소비해 크랭크샤프트를 정열시킬 필요가 없다.Further, according to the invention, by providing an auxiliary fixing bolt for accurately positioning the crank webs with respect to each other on the outer axis of the slack ring groove and the annular lubricant groove in the cross sections of each crank pin or main shaft journal defined with each other, Accurate angular position is possible and there is no need for time consuming alignment of the crankshaft.

발명에 따른 크랭크샤프트의 제작방법은, 각개의 부분품들을 대칭적으로 설계하여 바람직하게 낙하단조시키며, 크랭크핀부 및 그의 단면을 모두 가공하며, 모든 반쪽 주샤프트 저어널들을 미리 제작하며, 모든 윤활유통로들을 천공시키며, 각개의 두 반쪽 크랭크핀을 서로 인접되게 위치시키고 또 어긋남을 수정하며, 각개의 두 반쪽 크랭크핀을 전자비임용접에 의하여 서로 접합하고 더욱 이 경우에 전자비임을 반경방향의 윤활통로로 향하게 하여 이것을 기점으로 하여 용접헤드를 1회전 시킨후 전자비임을 다시 상기 윤활통로로 돌아가게해 용접을 마치도록 함과 동시에 전자비임을 슬랙링홈에까지 미치는 깊이 또는 이 슬랙링 홈을 약간 넘는 깊이로 조정하여 용접을 행하며, 반쪽 주샤프트 저어널 및 그 단면을 가공하며, 각개의 두 반쪽 주샤프트 저어널을 서로 인접되게 위치시키고 또 어긋남을 수정하며, 각개의 두 반쪽 주샤프트 저어널을 전자비임용접에 의하여 서로 접합하고 더욱 이 경우에 전자비임을 반경방향의 윤활통로로 향하게 하여 이것을 기점으로 하여 용접헤드를 1회전 시킨후 전자비임이 다시 상기 윤활통로로 돌아와 용접을 마치도록 함과 동시에 또 전자비임을 슬랙링홈에까지 미치는 깊이 또는 이슬랙링 홈을 약간 넘는 깊이로 조정하여 용접을 행하며, 크랭크핀 및 주샤프트 저어널을 정밀 연삭하고 또 반경 방향의 윤활통로의 단부를 1회의 작업단계에서 기계적으로 둥그렇게 하는 것을 특징으로 한다.The manufacturing method of the crankshaft according to the invention, by symmetrically designing the respective parts, preferably drop forging, processing both the crank pin portion and its cross section, prefabrication of all the half main shaft journals, and all the lubrication channels Perforations, positioning each two half crankpins adjacent to each other and correcting the misalignment, joining the two half crankpins together by electron beam welding and in this case directing the electron beams to the radial lubrication channel. After this, the welding head is rotated once, and the electron beam is returned to the lubrication passage to complete the welding. At the same time, the electron beam reaches the slack ring groove or the depth of the slack ring groove is slightly exceeded. Welds, machined half main shaft journal and its cross-section, each of two half main shafts Position the journals adjacent to each other and correct the misalignment.The two half main shaft journals are joined to each other by electron beam welding, and in this case, the electron beams are directed to the radial lubrication channel. After turning the welding head once, the electron beam returns to the lubrication passage to complete the welding, and at the same time, the welding is performed by adjusting the depth of the electron beam to the slack ring groove or the depth slightly above the dew slack groove. The main shaft journal is precisely ground and the end of the radial lubrication passage is mechanically rounded in one working step.

이 제작방법에 의하면 크랭크핀은 즉석에서 가공되고 용접공정은 극히 단시간 중에 실시되고 또 크랭크샤프트의 외면에는 단지 반경방향의 윤활통로가 배치되기 때문에 그 단부는 하나의 작업단계에서 기계적으로 둥글게 될 수 있다.According to this manufacturing method, the end can be mechanically rounded in one working step because the crank pin is processed on the fly, the welding process is carried out in a very short time, and only the radial lubrication passage is arranged on the outer surface of the crankshaft. .

그러므로 주샤프트 저어널의 가공은 단지 크랭크핀이 용접된 후에 행할 수 있고 나아가서는 약간이라고는 하지만 허용불능이 길이 편차도 피할 수 있다.Therefore, the machining of the main shaft journal can only be done after the crank pin is welded, and even slightly but unacceptable length variations can be avoided.

이후는 도면을 참조해 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described an embodiment of the present invention;

제1도에는 발명에 따라, 크랭크웨브 1과, 반쪽 또는 주샤프트저어널 2와 반쪽 크랭크핀 3들을 갖는 크랭크샤프트와 일부가 도시된다. 각개의 크랭크웨브 1과 두 개의 크랭크핀 3 또는 한 개의 크랭크핀부 3과 한 개의 주샤프트 저어널 2은 함께 한부분품으로 형성되며 바람직하게 낙하단조된다.1 shows a crankshaft and part with a crankweb 1 and a half or main shaft journal 2 and a half crankpin 3 according to the invention. Each crankweb 1 and two crankpins 3 or one crankpin section 3 and one main shaft journal 2 together are formed in one piece and are preferably forged by dropping.

주샤프트 저어널 2부와 크륜크핀 3부의 단면에는 치심핀 5가 삽입되는 센터링구멍 4가 제공된다. 센터링핀 주위에는 환상의 윤활유홈이 제공되는데 상기 홈의 한쪽부는 크랭크핀 저어널 2에 제공되며 다른쪽부는 인접한 크랭크핀부 3에 제공된다.The centering hole 4 into which the chi shim pin 5 is inserted is provided in the end face of the main shaft journal 2 and the crank pin 3. An annular lube groove is provided around the centering pin, one side of which is provided to crankpin journal 2 and the other to adjacent crankpin section 3.

환상의 윤활유홈은 상당히 작은 단면적을 갖는 환상슬랙링홈 7에 의해 에워싸여진다.The annular lubricating oil groove is surrounded by the annular slack ring groove 7 with a fairly small cross-sectional area.

윤활유통로 8은 부분품 2, 또는 3의 환상윤활유 홈 6으로부터 동일부분품에 포함되는 다른 핀부까지 연장되어, 윤활유통로 8은 두환상홈들 사이의 최단통로를 형성한다. 최종적으로, 윤활통로 9는 환상윤활유 홈 6으로부터 반경방향으로 각각의 베어링면 10까지 연장된다.The lubrication flow path 8 extends from the annular lubricant groove 6 of the part 2 or 3 to another pin part included in the same part, so that the lubrication flow path 8 forms the shortest path between the two annular grooves. Finally, the lubrication passage 9 extends from the annular lubricant groove 6 to each bearing face 10 in the radial direction.

이 윤활통로 9들은 각각 핀부에 절반씩 밀(mill)되어 있고 슬랙링홈과 교차됨으로써 슬랙링홈의 통기가 가능하다. 제2도에 도시된 바와같이, 환상슬랙링홈 7의 외측에는 두 개의 크랭크웨브 사이의 각도 위치를 정확하게 설정하기 위한 고정볼트 11을 설치하는 것도 가능하다.Each of these lubrication passages 9 is half-milled in the pin portion and intersects with the slack ring grooves to allow aeration of the slack ring grooves. As shown in FIG. 2, it is also possible to install a fixing bolt 11 for accurately setting the angular position between two crank webs on the outer side of the annular slack ring 7.

한 개 또는 한 개 이상의 센터링 볼트들을 편심적으로 배치하는 것도 본 발명의 사상의 범위에 속하고 있으나 배치에 대해서는 이것이 보다 복잡하고 비용이 많이 들기 때문에 언급을 할 수 없었다.Eccentrically arranging one or more centering bolts is also within the scope of the present invention but could not be addressed for placement as this is more complex and expensive.

Claims

Each crankshaft part comprises one crank web and two half crankpins or one crankpin and a half main shaft journal, and a cross section of the half crankpin and half main shaft journal, respectively, with a centering device and the centering device. In the pre-assembled crankshaft provided with a slack ring provided around the crankshaft and each of the crankshaft parts is provided with all necessary lubrication passages before assembly welding, the centering device is provided with a half crank pin (3) and a half main shaft journal. At least one hole 4 concentrically disposed in each cross section of (2) and at least one center ring 5 inserted into each of the two holes 4 joined to each other, said centering device 4 ), (5) and the slack ring groove (7) has a larger cross section than the slack ring groove and each half formed in the adjacent both end surfaces Is formed with semicircular grooves cut in two adjacent sections of both journals (2) or both crank pins (3) and radially with respect to each bearing surface (10). An assembled joint crankshaft, characterized in that the extended lubrication passage (9) and all lubrication passages (8) installed in the crank web (1) have an outlet to the lubrication oil groove (6).