DE2435332A1

DE2435332A1 - Built-up crankshaft for piston engine - has pressed in crank pins between joined webs of adjacent cylinders

Info

Publication number: DE2435332A1
Application number: DE2435332A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Berger Lothar & Sohn
Current assignee: Berger Lothar & Sohn
Priority date: 1974-07-23
Filing date: 1974-07-23
Publication date: 1976-02-12

Abstract

The crankshaft is constructed from a number of discs (1) which form the journals for the main bearings (3). These discs (1) are bolted between the crank webs. The crankpins (2) are in the form of short cylinders also bolted between the crank webs. The diameters of the discs (1) and crankpins (2) are chosen so that the bolts (15) pass through one pair of crank webs through the adjacent discs (1) and through the crank web on the other side of the main bearing (2). The connecting rod (13) is made in one piece and is fitted with a roller bearing (19). The outer crank webs are provided with holes (20) for fitting the bolts to the inner crank webs.

Description

Kurbeltrieb für Kolbenmotoren Die erfindung betrifft einen Kurbeltrieb für Kolbenmotoren, vorzugsweise Fahrzeug-Dieselmotoren, dessen Kurbelwelle aus einzelnen Hauptlagerzapfen, Kurbelwangen und Pleuelzapfen zusammengebaut ist, dessen Pleuelstangen einteilig sind und dessen Kurbelgehäuse an den hauptlagern ungeteilt ist. Crank drive for piston engines The invention relates to a crank drive for piston engines, preferably vehicle diesel engines, the crankshaft from individual Main bearing journal, crank webs and connecting rod journals are assembled, the connecting rods of which are in one piece and the crankcase is undivided on the main bearings.

Die heute üblichen Kurbeltriebe für Kolbenmotoren haben über = wiegend einteilige Kurbelwelle, geteilte Pleuelstengen und an aen iauptlagern geteilte Kurbelgehäuse.The crank drives for piston engines commonly used today have predominantly One-piece crankshaft, split connecting rods and split crankcase on main bearings.

Ä15 Ausnahme gibt es bei Dieselmotoren z. . zum Antrieb von Lokomotiven die sogenannte Tunnelbauweise, bei der die Kur = belwelle aus Minzelteilen zusamengebaut is und die Kurbel = wangen gleichzeitig die Hauptlagerzapfen bilden und so großen burohmesser naben, daß man die zusammengebaute Kurbelwelle axial durch die Hauptlager in das ungeteilte Kurbelgehäuse einführen Kann. Die Pleuelstangen sind geteilt.Ä15 There is an exception in the case of diesel engines, e.g. . for driving locomotives the so-called tunnel construction, in which the crankshaft is assembled from individual pieces of mint is and the crank = cheeks at the same time form the main bearing journals and so large burohmesser hub that the assembled crankshaft axially through the main bearings Can insert into the undivided crankcase. The connecting rods are split.

Weiterhin gibt es einen Kurbeltrieb für Motorradmotoren mit aus binzelteilen zusammengebauter Kurbelwelle, einteiliger Pleuelstange und iwrbelgehäuse aus zwei Hälften.There is also a crank drive for motorcycle engines with individual parts Assembled crankshaft, one-piece connecting rod and swivel housing made of two Halves.

( siehe: buschmann / Koessler, Handbuch für den Kraftfahr = zeug - ingenieur, dva, achte auflage, Seiten 265 bis 268.(see: buschmann / Koessler, manual for the motor vehicle - engineer, dva, eighth edition, pages 265 to 268.

Es gict such einen Kurbeltrieb für Flugzeug- oder Rennwagen = motoren, bei dem die Kurbel-elle aus Mizzelteilen mit Stirn = verzahnungen zusamgiengebaut ist, die Pleuelstangen einteilig sind und das Kurbelgehäuse aus zwei dalften besteht oder ge = teilte Hauptlager hat. ( siehe: Zeitschrift TZ, 1967, Heft 6, Selten 224 bis 227.) Die bekannten Kurbeltriebe für Kolbenmotoren haben immer nur eines der Hauptteile - Kurbelwelle, Pleuelstange, Kurbelge = häuse - einteilig. Die Trennung der Bauteile erfolgt immer an hochbeanspruchten Stellen.There is a need for a crank drive for aircraft or racing car engines, in which the crank-elle is assembled from Mizzel parts with front teeth is, the connecting rods are in one piece and the crankcase consists of two dalften or has shared main camps. (see: Zeitschrift TZ, 1967, issue 6, rare 224 to 227.) The known crank mechanisms for piston engines always have only one of the Main parts - crankshaft, connecting rod, crankcase - in one piece. The separation of the components is always made in highly stressed areas.

Kurbeltrieb für Kolbenmotoren Die bekannten Ausführungen zusaminengebauter Kurbelwellen werden nur in Ausnahmefällen verwendet, weil sie sehr teuer herzustellen sind. Die überwiegend verwendeten Kurbeltriebe gestatten auch nicht den einbau von Wälzlagern als naupt-und lJleuellager. Crankshaft drive for piston engines The known versions assembled together Crankshafts are only used in exceptional cases because they are very expensive to manufacture are. The predominantly used crank drives also do not allow the installation of Rolling bearings as main and shaft bearings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwei der hauptteile des Kurbeltrieb, nämlich Pleuelstangen und Kurbelgehäuse einteilig zu machen und die Moglichkeit zu schaffen, älz = lager als haupt- d Pleuellager einzubauen.The invention is based on the object of two of the main parts of the Crank drive, namely to make connecting rods and crankcase in one piece and the To create the possibility of installing älz = bearings as the main d connecting rod bearings.

kiese Aufgabe wira erfindungsgemäß folgendermaßen gelöst: Die Hauptlagerzapfen und die Pleuelzapfen der surbelwelle sind zylindrische Körper mit ebene Stirnflächen und über = decken sich axial gesehen teilweise. In diesen Überdeckungen geht jeweils eine zur riauptlagerachse parallele Bohrung durch benachbarte Hauptlagerzapfen, Kurbelwangen, Pleuelzapfen und Kurbelwellenenden. Außerhalb des Hauptlageraußendurchmessers gehen zur Hauptlagerachse parallele Bohrungen durch jeden Pleuelzapfen und seine Kurbelwangen. lin gleichen Abstand von der ilauptlagerachse wie diese bohrungen ist in jeder querwand des Kurbelgehäuses ein l.och oder ein Durchbruch außerhalb der hauptlagerbohrung als çlontageóffnung, mit dem ich die Bohrungen in den Pleuelzapfen zur Deckung bringen lassen. Wenn der als Gegengewicht erweiterte Teil der kurbelwangen in der Verlängerung dieser Bohrungen liegt, dann naben die Kurbebvangen aort Löcher oder Aussparungen als montageöffnungen. Zusammen mit diesen Montageöfnungen fluchten die bohrungen in den Kurbelwellenenden, haupt lager = zapien, Kurbelwangen und Pleuelzapfen auf der ganzen Länge des rotors. Durch die bohrungen gehen Schrauben, die an den Kurbelwellenenden oder den Kurbelwangen befestigt sind. Die durch die hauptlagerzapfen gehenden, also innenliegenden Schrauben, gehen entweder vom xurbelwellenende bis zu der = jenigen Kurbelwange, an der sie nicht auf eine Pleuelzapen = bohrung treffen, oder sie gehen von Kurbelwange zu Kurbel = wange bis sie nicht auf eine Pleuelzapfenbohrung treffen.This task is solved according to the invention as follows: The main bearing journals and the connecting rod journals of the surbelwelle are cylindrical bodies with flat end faces and over = partially overlap viewed axially. In each of these overlaps a hole parallel to the main bearing axis through adjacent main bearing journals, Crank webs, connecting rod journals and crankshaft ends. Outside the main bearing outer diameter bores parallel to the main bearing axis go through each connecting rod pin and its Crank webs. lin the same distance from the main bearing axis as these holes There is a hole in each transverse wall of the crankcase or a breakthrough outside the main bearing bore as an çlontageóffnung, with which I drill the bores in the connecting rod pin to be brought to cover. If the part of the crank webs that is extended as a counterweight lies in the extension of these bores, then the crankshaft aortic holes or recesses as mounting openings. Align together with these mounting openings the bores in the crankshaft ends, main bearings = zapien, crank webs and connecting rod journals along the entire length of the rotor. Screws that are attached to the Crankshaft ends or the crank webs are attached. The through the main bearing journals going, i.e. internal screws, go either from the xurbelwelleende to to the = that crank web on which they do not meet a connecting rod pin = bore, or they go from crank cheek to crank cheek until they don't touch a connecting rod journal bore meet.

Kurbeltrieb für Kolbenmotoren Die außerhalb des Hauptlageraußendurchmessers, also außenliegenden Schrauben, verbinaen immer einen Pleuelzapfen mit seinen zugehörigen sulbelwangen. Crankshaft drive for piston engines The outside of the main bearing outer diameter, so external screws, always connect a connecting rod pin with its associated sultry cheeks.

zusammen mit der bedingung, daß immer eine bohrung iri der tberdeckung der flapfen liegt , bestimmen die bekannten nurbelwellenanordnungen des jeweiligen Motors das Lochbild für die Schrauben in den Hauptlagerzapfen. (siene: Bussien.together with the condition that there is always a hole in the cover the flapfen is determined by the well-known nurbel wave arrangements of the respective Motors the hole pattern for the screws in the main bearing journal. (siene: Bussien.

Automobiltechnisches Handbuch, Techn. Verl. herbert Gram, 1965, band 1, Seite 74.) Der Vierzylinder - Reihenmotor bekommt das lochbild 2 x 180 dem man zwei Bohrungen hinzufügt zu 4 x 90 °.Automobiltechnisches Handbuch, Techn. Verl. Herbert Gram, 1965, volume 1, page 74.) The four-cylinder in-line engine is given the 2 x 180 hole pattern two holes adds to 4 x 90 °.

Der Fünfzylinder - £ieihenmotor bekommt das Lochbild 5 x 72 °.The five-cylinder in-line engine has a 5 x 72 ° hole pattern.

er Sechszylinder- Xeinenmotor bekommt das Lochbild 3 x 120 °, das man in manchen Fällen auch verdoppeln kann zu 6 x 6u °.he six-cylinder single engine gets the hole pattern 3 x 120 °, the in some cases it can be doubled to 6 x 6u °.

V - motoren erhalten sinngemäße Lochbilder, z. m.: Der Achtzylinder - V - rotor bekommt das Lochbild 4 x 90 °.V - engines receive analogous hole patterns, e.g. m .: The eight-cylinder - V - rotor gets the hole pattern 4 x 90 °.

Zwischen Hauptlagerzapfen una Kurbelwangen sind wenigstens zwei Paßverbindungen je Anlagefläche, die die Lage der Kurbel = kröpfungen zueinander fixieren und Schub übertragen. Zwischen Pleuelzapien und Kurbelwangen werden besonders vorteilhaft zwei außenliegende Schrauben verwendet, die zusammen mit der in der Überdeckung liegenden Schraube ein symmetrisches Dreierlochbild haben und die als Paßchrauben zusammen mit den außenliegenden Bohrungen so ausgebildet sind, daß eine Schraube die Fixierung an einer Anlagefläche und die andere die Fixierung an der anderen Anlagefläche desselben Pleuelzapfens übernimmt, daß also an jeder Anlagefläche mit Dreierlochbild nur eine außenliegende Verschraubung Paßsitz hat und daß sich die beiden Paßsitze eines Pleuelzapfens diagonal gegenüberliegen.There are at least two fitting connections between the main bearing journals and the crank webs each contact surface, which fix the position of the crank bends to each other and thrust transfer. Between connecting rods and crank webs are particularly advantageous two external screws are used, which together with the one in the overlap lying screw have a symmetrical three-hole pattern and those as fitting screws are designed together with the outer holes so that a screw the fixation on one contact surface and the other fixation on the other The contact surface of the same connecting rod pin takes over, so that with each contact surface Dreierlochbild only one external screw connection has a snug fit and that the two fitting seats of a connecting rod pin are diagonally opposite.

können jedoch auch mehr oder weniger außenliegende Schrauben verwendet werden, und man kann auch eine Fixierung zwischen Pleuelzapfen und Kurbelwangen machen, bei der Paßbolzen in der Pleuelzapienachse liegen. Dann ist es zweckmäßig, eine Anlage = fläche spielfrei und die andere mit geringem Spiel zu fixieren.however, more or less external screws can also be used and you can also fix it between the connecting rod pin and the crank webs make, where the dowel pins lie in the connecting rod pin axis. Then it is useful One system = surface free of play and the other to be fixed with little play.

Kurbeltrieb für Kolbenmotoren taupt- und sleuellager sind vorzugsweise Wälzlager mit Hollen als Wälzkörper. Crank drives for piston engines main and sleuell bearings are preferred Rolling bearings with lobes as rolling elements.

Der wurbeltrieb nach Erfindung hat gegenüber den üblichen und bekannten Ausfuhrungen folgende Vorteile: Die surbelwelle läßt sich aus Einzelteilen, die in der eri-lndu1gsgemäßen Art zusammengebaut werden, einfacher her = stellen.The vortex according to the invention has compared to the usual and known Executions have the following advantages: The surbelwelle can be made up of individual parts be assembled in the proper manner, easier to manufacture.

Die Anlageflächen der Einzelteile der Kurbelwelle stehen durch die Verschraubung unter hoher Druckvorspannung, wodurch hohe Dauerwechselfestigkeit erreicht wird. Die Verwendung von Wälzlagern gestaltet es, größere Zapfendurchmesser zu wählen, Die Fixierung der Pleuelzapfen mit den Kurbelwangen aurch die außenliegenden Schrauben wechselseitig paßt sich den unver = meidlichen nerstellungstoleranzen der Einzelteile an und verhindert Verspannungen zwischen den nauptlagern, überträgt aber beim Zünddruckmaximum die Querkraft auf die Kurbelwelle formschlüssig.The contact surfaces of the individual parts of the crankshaft are through the Screw connection under high pressure preload, resulting in high fatigue strength is achieved. The use of roller bearings made it possible to use larger journal diameters to choose, The fixation of the connecting rod pin with the crank webs by the external ones Screws alternately adapts to the inevitable manufacturing tolerances of the individual parts and prevents tension between the main bearings but at the ignition pressure maximum the transverse force on the crankshaft is positively locked.

Die einteiligen Pleuelstangen sind fester, leichter und billiger.The one-piece connecting rods are stronger, lighter, and cheaper.

Das einteilige Kurbelgehäuse ist fester, steifer, leichter und billiger.The one-piece crankcase is stronger, stiffer, lighter and cheaper.

xylit wälzlagern wird der mechanische Wirkungsgrad des rotor wegen kleinerer Lagerreibung, weniger Pantschen und geringerer Schmierölpumpenleistung verbessert, sodaß man mit etwa 5 So mehr Nutzleistung und 5 > niedrigerem spezifischem Verbrauch rechnen kann. Der Schmierölkühler kann.kleiner sein. Das Kaltstartverhalten ist besser.xylit rolling bearings is because of the mechanical efficiency of the rotor lower bearing friction, less slipping and lower lubricating oil pump performance improved, so that with about 5 so more useful power and 5> lower specific Consumption can count. The lubricating oil cooler can be smaller. The cold start behavior is better.

Kurbeltrieb für Kolbenmotoren Fig. 1 und ig. 2 zeigen axial gesehen zwei Beispiele für die Lochbilder der Kurbelwelle. Crank drive for piston engines Fig. 1 and ig. 2 show seen axially two examples of the hole patterns on the crankshaft.

dig. 1 gehört zur Sechszylinder- oder Dreizylinder -Kurbelwelle.dig. 1 belongs to the six-cylinder or three-cylinder crankshaft.

Fig. 2 gehört zur Vierzylinder - Kurbelwelle. Die Haupt = lagerzapfen 1 und die Pleuelzapfen 2 überdecKen sich teilweise.Fig. 2 belongs to the four-cylinder crankshaft. The main = bearing journals 1 and the connecting rod pin 2 partially cover each other.

In den Überdeckungen liegen die Bohrungen 4. Außerhalb der Hauptlager 3 liegen die Bohrungen 5 im Abstand 6 von der Hauptlagerachte. Die Bohrungen 7 in Fig. 2 vervollständigen das Lochbild zu 4 x 90 °.The holes 4 are located in the overlaps. Outside the main bearings 3 the holes 5 are at a distance 6 from the main storage bay. The holes 7 in Fig. 2 complete the hole pattern to 4 x 90 °.

'ig. 3 zeigt einen querschnitt durch das einteilige Kurbel = gehäuse 8 mit der Querwand 9, in der ein nauptlager 3 liegt.'ig. 3 shows a cross section through the one-piece crankcase 8 with the transverse wall 9 in which a main bearing 3 is located.

Sin Loch 10 oder ein Durchbruch 11 am Radius 6 dient als Montageöffnung. Im nauptlagerzapfen 1 ist 12 eine der wenigstens zwei Zentrierbohrungen.A hole 10 or an opening 11 on the radius 6 serves as an assembly opening. In the main bearing journal 1, 12 is one of the at least two centering bores.

vig. 4 stellt einen Vierzylinderkurbeltrieb im Längsschnitt dar. Jede Querwand 9 trägt ein Hauptlager 3.vig. 4 shows a four-cylinder crank drive in longitudinal section. Each Transverse wall 9 carries a main bearing 3.

Am zweiten Zylinder ist eine Pleuelstange 13 mit dem Wälzlager 19 dargestellt.A connecting rod 13 with the roller bearing 19 is located on the second cylinder shown.

Auf den iviittellinien 15, 16 und 14 vorn und hinten liegen die Bohrungen 4 und 7 durch die Hauptzapfen. Zur Veranschau = lichung der Verschraubung ist die Kurbelwelle durchsichtig gedacht. jede der innenliegenden Schrauben geht, wie sig.The holes are located on the center lines 15, 16 and 14 at the front and rear 4 and 7 through the main tenons. To illustrate the screw connection, the Crankshaft thought transparent. each of the internal screws goes like sig.

4 zeigt, entweder vom surbelwellenende bis zu derjenigen Kurbelwange, an der sie nicht auf eine Sleuelzapfenbohrung trifft, oder von Kurbelwange zu Kurbelwange bis sie nicht auf eine kleuelzapfenbohrung trifft.4 shows, either from the surbel wave end to that crank arm, where it does not meet a sleeve pin bore, or from crank web to crank web until it doesn’t meet a kleuelzapfenbohrung.

Auf den ,wittellinien 17 und 18 vorn und hinten in dieser Ansicht sind die außenliegenden Bohrungen 5. Die außenliegenden Schrauben verbinden immer einen Pleuelzapfen mit seinen zugehörigen hurbelwangen. Zur montage dieser Schrauben dienen die Montageöffnungen 10 oder 11 in sig. 3 oder gegebenenfalls 20 in Fig. 4. Diese außenliegenden Schrauben bilden als Paßachrauben die diagonal gegenüberliegenden Fixierungen zwischen Pleuelzapfen und Kurbelwangen.On the center lines 17 and 18 in front and behind in this view are the outer holes 5. The outer screws always connect a connecting rod pin with its associated crank cheeks. To mount these screws serve the assembly openings 10 or 11 in sig. 3 or optionally 20 in Fig. 4. These external screws form the diagonally opposite screws as fitting screws Fixations between connecting rod journals and crank webs.

kurbeltrieb für Kolbenmotoren Das Kurbelgehäuse ist wie üblich in Richtung Y offen, sodaß die einzelteile der Kurbelwelle eingelegt werden können. Es ist auch möglich, die vormontierten Kolben, rleuelstangen und Pleuellager in Richtung Y einzubauen. crank drive for piston engines The crankcase is, as usual, in Direction Y open so that the individual parts of the crankshaft can be inserted. It is also possible to put the pre-assembled pistons, connecting rods and connecting rod bearings in To be installed in the Y direction.

Claims

Crank drive for piston engines

Claims 1. Crank drive for piston engines, preferably vehicle diesel engines, whose crankshaft is screwed together iEt from individual, axially partially overlapping Main = bearing journals and connecting rod journals with flat end faces and individual crank webs, and whose connecting rods and crankcase are undivided, characterized in that that parallel to the main bearing axis in the covers of the journals (1, 2) a hole (4) through adjacent main bearing journals, crank cheeks, bleuelzapien or crank = shaft ends goes, and that outside of the main bearing outside = diameter Bores (5) parallel to the main bearing axis through the connecting rod pin and the associated Go crank webs, and that seen axially at the same distance (6) from the main bearing axis in each transverse wall (9) of the crankcase outside the main bearing bore Hole (10) or breakthrough (11) with which the holes in the connecting rod pin to Allow to cover, and that through the holes (4, 7) screws from the crankshaft end go as far as the crank web on which it is not on a connecting rod pin bore hit and screws go from crank cheek to crank cheek until they don't touch one Connecting rod pin = hit the hole, and that through the holes (5) screws from the crank web go to the crank web through the associated connecting rod pin.

2. Crank drive according to claim 1, characterized in that in the as a counterweight effective part of the crank webs in the extension of the bores (5), holes or openings (20) are available as mounting openings.

Crank drive for piston engines 3. Crank drive according to claim 1 and , characterized in that between the connecting rod pin and associated crank webs two barrel screws going through the bores (5) are arranged so that one of them the fixation on a contact surface and the other fixation on the other Causes contact surface of the same connecting rod pin.

4. crank drive according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the main bearings and connecting rod bearings of the crankshaft are roller bearings.