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DE102006009152A1 - Built up crankshaft for four stroke diesel internal combustion engine has friction or form locked components with defined relative dimensions - Google Patents

Built up crankshaft for four stroke diesel internal combustion engine has friction or form locked components with defined relative dimensions Download PDF

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Publication number
DE102006009152A1
DE102006009152A1 DE102006009152A DE102006009152A DE102006009152A1 DE 102006009152 A1 DE102006009152 A1 DE 102006009152A1 DE 102006009152 A DE102006009152 A DE 102006009152A DE 102006009152 A DE102006009152 A DE 102006009152A DE 102006009152 A1 DE102006009152 A1 DE 102006009152A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
journal
connecting rod
built
crankshaft
lifting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102006009152A
Other languages
German (de)
Inventor
Maximilian Bierl
Robert Stocker
Niels Lange
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Everllence SE
Original Assignee
MAN Diesel SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Diesel SE filed Critical MAN Diesel SE
Priority to DE102006009152A priority Critical patent/DE102006009152A1/en
Priority to JP2007029749A priority patent/JP5280636B2/en
Priority to KR1020070013164A priority patent/KR101249086B1/en
Priority to FI20070152A priority patent/FI122867B/en
Priority to CN2007100059984A priority patent/CN101025185B/en
Publication of DE102006009152A1 publication Critical patent/DE102006009152A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • F16C3/10—Crankshafts assembled of several parts, e.g. by welding by crimping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

The built-up crankshaft for a four stroke Diesel engine has the components form or friction locked together. The contact geometry for the crankshaft components is such that the main bearings and crankpins overap in the radial direction of the crankshaft, so that the crank radius is smaller than the sum of the added radii of the main bearings and the crankpins. The crank can have three main components including a crankpin, a main bearing and a web.

Description

Die Erfindung betrifft eine gebaute Kurbelwelle gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a built crankshaft according to the features of the preamble of claim 1

Grundsätzlich besteht eine Kurbelwelle aus den Kröpfungen, mit den in Grundlagern laufenden Wellenzapfen, dem Kurbel(Hub-)zapfen, den verbindenden Wangen mit daran befindlichen Gegenmassen.Basically exists a crankshaft from the cranks, with the shaft journal running in basic bearings, the crank (lifting) pin, the connecting cheeks with opposing masses.

An der Kurbelwelle vollzieht sich die Umwandlung der oszillierenden in die rotierende Bewegung. Größere Kurbelwellen werden frei vorgeschmiedet, dann mit in die richtige Lage gedrehten Kröpfungen fertig geschmiedet und fertig bearbeitet.At the crankshaft undergoes the transformation of the oscillating in the rotating motion. Larger crankshafts are freely forged, then with cranks turned into the right position finished forged and finished.

Die allgemein bekannten einstückigen Kurbelwellen für Verbrennungsmotoren sind meist aus einem geschmiedeten Stück gefertigt und bedürfen aufwändiger spanender Bearbeitung. Die einstückige Bauart verleiht Kurbelwellen in der Größe, wie sie für mittelschnell laufende Dieselmotoren benötigt werden, zwar eine gute Stabilität, lässt aber eine nachträgliche Reparatur schadhafter Abschnitte sowie den Einsatz von hoch belastbaren Lagern nur schwer zu.The commonly known in one piece Crankshafts for Internal combustion engines are usually made of a forged piece and require elaborate chipper Processing. The one-piece design gives crankshafts in size, like she for medium speed running diesel engines needed be, although a good stability, but lets an afterthought Repair of damaged sections and the use of heavy duty Storage difficult.

Ein Pleuellagerzapfen (Kurbel) mit sehr kleinem Hubradius (Kurbelradius) kann in der Bauform eines Exzenters ausgeführt werden. Der Schwerpunkt eines Pleuellagerzapfens liegt außerhalb der Kurbelwellenmitte, es treten daher radial nach außen gerichtete Fliehkräfte auf. Zum Ausgleich sind in der Regel deshalb an den Hubwangen Gegengewichte angebracht.One Connecting rod journal (crank) with very small stroke radius (crank radius) can be executed in the design of an eccentric. The focus a connecting rod journal is outside the crankshaft center, It therefore occur radially outward centrifugal forces on. To compensate counterweights are therefore usually attached to the lifting jaws.

Insbesondere bei großen Hubkolbenbrennkraftmaschinen, wie sie in Schiffen oder Kraftwerken zum Einsatz kommen, ist es üblich, einen Motortyp mit unterschiedlichen Zylinderzahlen anzubieten. Es muss daher für jede Zylinderzahl eine spezielle Kurbelwelle geschmiedet werden. Dies erfordert nicht nur einen hohen Ferti gungsaufwand, sondern auch relativ lange Beschaffungszeiträume, da es unwirtschaftlich wäre, alle irgendwann benötigten Kurbelwellen auf Lager zu halten.Especially at big Reciprocating internal combustion engines, as used in ships or power plants for Use come, it is common to offer an engine type with different cylinder numbers. It must therefore be for Each cylinder number will be forged a special crankshaft. This not only requires a high manufac turing effort, but also relatively long procurement periods, as it is uneconomical would be, everyone someday needed Keep crankshafts in stock.

Bei mittelschnell laufenden Viertakt-Dieselmotoren ist das Verhältnis von Hublänge s zur Zylinderbohrung D verglichen mit langsam laufenden Zweitakt-Motoren klein und der Zylinderdruck PZyl in der Regel höher, so dass sich die Querschnitte der Grundlager- und Kurbelzapfen immer überlappen, weswegen bisher in diesem Bereich gebaute Kurbelwellen in der Praxis nicht realisiert wurden.In medium-speed four-stroke diesel engines, the ratio of stroke length s to cylinder bore D compared to slow-running two-stroke engines is small and the cylinder pressure P Zyl usually higher, so that the cross sections of the base and crank pins always overlap, so far in this Area built crankshafts were not realized in practice.

Es wurden jedoch schon Kurbelwellen vorgeschlagen, bei der die einzelnen Wellenabschnitte, Gegengewichte und Kurbelzapfen unabhängig von den anderen Elementen getrennt und wieder zusammengefügt werden können. Diese Kurbelwellen sollen aus vorrätigen Teilen leicht herstellbar und ohne besondere Kenntnisse zusammenbaubar sein.It However, crankshafts have already been proposed, in which the individual Shaft sections, counterweights and crankpins regardless of the Separate and rejoin other elements can. These crankshafts should be easily manufactured from stock parts and be buildable without special knowledge.

Bekannt und in der Praxis bereits ausgeführt sind Konzepte gebauter Kurbelwellen, bei denen die Kurbelwange als Scheibe ausgeführt ist, deren Ausdehnung so groß gewählt ist, dass sie gleichzeitig auch die Lagerung der Grundlagerzapfen mit übernehmen kann. Die Pleuellagerzapfen sind, als separate Teile hergestellt, in diese Scheibe eingeschrumpft, eingeschraubt oder anderweitig mit dieser verbunden.Known and already executed in practice Concepts of built crankshafts in which the crank arm as a disc accomplished whose size is so large, that at the same time they also take over the storage of the basic journals can. The connecting rod trunnions are manufactured as separate parts, Shrunk into this disc, screwed or otherwise connected to this.

Gemäß der DE-PS 347 103 sind die in die Wangen eingesetzten Zapfen derart exzentrisch an die Wellenstücke angesetzt, so dass ihre Mittenentfernung größer ist als der Kurbelradius (= halber Kolbenhub). Außerdem sind die Geometrien der Verbindungselemente zur Kurbelwange kleiner als die Zapfendurchmesser. Damit in den Wangen zwischen den Bohrungen für die Zapfen genügend Zwischenwandstärke bleibt, muss man entweder einen größeren Hub wählen, oder aber Kurbel und Welle einteilig ausführen. Jedenfalls ist hier der Hub so groß, dass keine Überlappungen der Querschnitte von Grundlager- und Kurbelzapfen in radialer Richtung der Kurbelwelle auftreten.According to the DE-PS 347 103, the pins inserted in the cheeks are so eccentric to the wave pieces set so that their center distance is greater than the crank radius (= half piston stroke). Furthermore the geometries of the connecting elements to the crank web are smaller as the pin diameter. With it in the cheeks between the holes for the Spigot enough Between wall thickness remains, you must either choose a larger stroke, or crank and Execute shaft in one piece. Anyway, here the hub is so big that no overlaps the cross sections of basic bearing and crank pin in the radial direction the crankshaft occur.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Aufbau für eine gebaute Kurbelwelle mit verglichen mit langsam laufenden Zwei-Takt-Motoren kleinem Hubradius zu schaffen, der eine einfache, kostengünstige Herstellung mit beliebiger Länge für eine bestimmte Anzahl von Hubkolben ermöglicht und die Anwendungsfälle ermöglicht, bei denen das Verhältnis des Kolbenhubs s zur Summe der addierten Durchmesser von Grund- und Pleuel-/Kurbellagerzapfen < 1 ist (s < (DGLZ + DPLZ); GLZ = Grundlagerzapfen, PLZ = Pleuellagerzapfen).Proceeding from this, the present invention seeks to provide a structure for a built crankshaft compared with low-speed two-stroke engines small Hubradius that allows a simple, cost-effective production of any length for a certain number of reciprocating and allows the applications in which the ratio of the piston stroke s to the sum of the added diameters of the base and conrod / crank journal is <1 (s <(D GLZ + D PLZ ); GLZ = basic journal, PLZ = connecting rod journal).

Dies geht in den meisten praktischen Anwendungsfällen einher mit einem Verhältnis des Kolbenhubs s zum Kolbendurchmesser D von deutlich unter 2. Langsam laufende Zwei-Takt-Dieselmotoren, bei denen in überwiegender Zahl gebaute Kurbelwellen zum Einsatz kommen, weisen in der Praxis s/D ~ 2 oder sogar größer auf.This goes in most practical applications with a ratio of Piston stroke s to piston diameter D of well below 2. Slow running two-stroke diesel engines, in which predominantly built crankshafts for Use, in practice have s / D ~ 2 or even larger.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die einzelnen Elemente zum Aufbau von Grundlager-, Pleuellagerzapfen und Kurbelwangen nach dem Baukastenprinzip reibschlüssig oder formschlüssig oder reib- und formschlüssig verbunden sind, derart, dass sich durch Wahl geeigneter Kontaktgeometrien für die einzelnen Elemente die Querschnitte der Grundlager- und Kurbelzapfen in radialer Richtung der Kurbelwelle überlappen können, so dass der Kurbelradius kleiner oder gleich der Summe der addierten Radien eines Grundlager- und eines Pleuellagerzapfens sein kann.According to the invention this is achieved in that the individual elements for the construction of basic bearing, connecting rod journal and crank webs are connected according to the modular principle frictionally or positively or frictionally and positively, such that by selecting suitable contact geometries for the individual elements, the cross sections of Grundlager- and crankpins can overlap in the radial direction of the crankshaft, so that the crank radius may be less than or equal to the sum of the added radii of a base bearing and a connecting rod journal.

Natürlich können die erfindungsgemäßen Maßnahmen durch entsprechende Dimensionierungen auch für gebaute Kurbelwellen angewendet werden, deren Kurbelradius größer als die Summe der addierten Radien eines Grund- und Pleuellagerzapfens sein kann.Of course they can inventive measures applied by appropriate dimensions for built crankshafts whose crank radius is greater than the sum of the added radii of a base and connecting rod journal can be.

Hierdurch ergibt sich eine hohe Flexibilität und eine kurze Beschaffungszeit, da der Kurbelwellenrohling sehr schnell aus lagerhaltigen Einzelstücken aufgebaut werden kann.hereby results in a high degree of flexibility and a short procurement time since the crankshaft blank is very fast from stocked individual pieces can be built.

Ein derartiger Zusammenbau einer Kurbelwelle aus mehreren leicht handhabbaren Einzelelementen eignet sich allgemein für jede Art von Hubkolbenmaschinen, wie Brennkraftmaschinen, Pumpen, Verdichter und Kompressoren.One Such assembly of a crankshaft of several easy to handle Single elements is generally suitable for any type of reciprocating engine, such as internal combustion engines, pumps, compressors and compressors.

Für die Beschaffung der Einzelelemente in Form von Halbzeugen kommt ein wesentlich größerer Kreis an Lieferanten in Frage. Außerdem, da der Herstellprozess einer gebauten Kurbelwelle sich stark von einer herkömmlichen geschmiedeten Kurbelwelle unterscheidet, lassen sich Produktionsengpässe vermeiden und deren Auswirkungen zumindest stark abmildern.For the procurement the individual elements in the form of semi-finished products comes a much larger circle to suppliers in question. in addition, because the manufacturing process of a built crankshaft is very strong a conventional one forged crankshaft, can avoid production bottlenecks and at least greatly mitigate their effects.

Die Einführung neuer Lagertechnologien, die im Bereich vom PKW- und LKW-Bau bereits serienmäßig eingesetzt werden, sind bisher bei mittelschnell laufenden Dieselmotoren nicht einsetzbar, da diese gehärtete Kurbelzapfen voraussetzen. Bei einteiligen Kurbelwellen dieser Größenordnung werden die Zapfen weich gelassen, da eine Nacharbeitsreserve für Lagerschäden vorgehalten werden muss. Weiterhin wird im Falle einer Induktivhärtung der Zapfen eine weitere Zunahme der Fertigungskomplexität befürchtet, die eigentlich sowieso schon als eher zu hoch angesehen wird.The introduction new warehouse technologies already in the field of car and truck construction used as standard are so far not in medium-speed diesel engines can be used as this hardened Presuppose crankpins. For one-piece crankshafts of this size the pins are left soft because a rework reserve for storage damage held must become. Furthermore, in the case of inductive hardening the pin feared a further increase in manufacturing complexity, which actually anyway already considered too high.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.in the The invention will be explained in more detail with reference to some embodiments.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt:In the associated Drawing shows:

1 bis 4 ein Baukastenprinzip, das drei unterschiedliche Elemente in Form eines Pleuellagerzapfens, eines Grundlagerzapfens und einer Hubwange umfasst, 1 to 4 a modular principle comprising three different elements in the form of a connecting rod journal, a journal journal and a jaw,

5 ein Baukastenprinzip, bei dem für die reib- und formschlüssige Verbindung in der Hubwange eine Unterstützung mittels mehrerer Zwischenstücke mit passgerechten Auflageflächen vorgesehen ist, 5 a modular principle, in which for the frictional and positive connection in the lifting cheek support by means of several intermediate pieces is provided with matching support surfaces,

6 ein Baukastenprinzip, bei dem die Grundlager- und Pleuellagerzapfen mittels mind. zweier unterschiedlicher, in eine Hubwange steckbare Einzelelemente aufgebaut ist, 6 a modular principle in which the basic bearing and connecting rod journal is constructed by means of at least two different individual elements which can be plugged into a lifting jaw,

7 bis 8 ein Baukastenprinzip, bei dem die Einzelelemente der Kurbelwelle im Wesentlichen einen Grundlagerzapfen und eine einstückige Kurbelkröpfung aus zwei Hubwangen und einem Pleuellagerzapfen umfassen, 7 to 8th a modular principle in which the individual elements of the crankshaft essentially comprise a base journal and a one-piece crank projection of two lifting jaws and a connecting rod journal,

9 bis 11 ein Baukastenprinzip, bei dem sowohl dem Grundlager, als auch dem Pleuellagerzapfen beidseitig ein Teilstück einer Hubwange angeformt ist und 9 to 11 a modular principle in which both the basic bearing, and the connecting rod journal on both sides a portion of a lifting cheek is formed and

12 ein Baukastenprinzip, bei dem sowohl der Grundlager-, als auch der Pleuellagerzapfen beidseitig mit Steckvenbindungselementen ausgeführt ist. 12 a modular principle, in which both the basic bearing, and the connecting rod journal pin is executed on both sides with Steckvenbindungselementen.

Das Baukastenprinzip einer Kurbelwelle 8 der 1 umfasst drei unterschiedliche Elemente in Form eines Pleuellagerzapfens 1, eines Grundlagerzapfens 2 und einer Hubwange 3.The modular principle of a crankshaft 8th of the 1 comprises three different elements in the form of a connecting rod journal 1 , a base journal 2 and a lifting cheek 3 ,

Sowohl die Pleuellagerzapfen 1 als auch die Grundlagerzapfen 2 weisen beidseitig kreiszylindrische Schrumpfverbindungselemente 1a, b; 2a, b auf, die außermittig an die Lagerzapfen 1, 2 angeformt sind, so dass in den Hubwangen 3 eine kreiszylindrische, reibschlüssige Schrumpfverbindung hergestellt ist, wobei die Aufnahmebohrungen 4, 5 für die Schrumpfverbindungselemente 1a, b; 2a, b in den Hubwangen 3 als zwei völlig voneinander getrennte kreiszylindrische Schrumpffügeflächen 6, 7 ausgeführt sind.Both the connecting rod journal 1 as well as the basic journals 2 have both sides circular cylindrical shrink connection 1a , b; 2a , b on, the eccentric to the journals 1 . 2 are molded so that in the Hubwangen 3 a circular cylindrical, frictional shrink connection is made, wherein the receiving bores 4 . 5 for the shrink connection elements 1a , b; 2a , b in the jaws 3 as two completely separate circular cylindrical shrink joint surfaces 6 . 7 are executed.

Eine weitere besonders vorteilhafte Variante des Baukastenprinzips zeigt 2. Sowohl die Pleuellagerzapfen 10, als auch die Grundlagerzapfen 11 weisen beidseitig Schrumpfverbindungselemente 10a, b; 11a, b auf, die paarweise in einer entsprechenden Passbohrung 12 in der Hubwange 13 aufeinander gelegt sind, derart, dass korrespondierende Auflageflächen 14, 15 komplementär an den Schrumpfverbindungselementen 10a, b; 11a, b vorgesehen sind, so dass in einer Hubwange 13 jeweils ein Pleuellager- 10 und ein Grundlagerzapfen 11 reib- und formschlüssig verbunden sind und über die jeweilige Ausrichtung bzgl. der Achse der Kurbelwelle 16 der komplementär ausgerichteten Auflageflächen 14, 15 zumindest die Winkelstellung der Hubbewegung variierbar ist.Another particularly advantageous variant of the modular principle shows 2 , Both the connecting rod journal 10 , as well as the basic journals 11 have shrink connectors on both sides 10a , b; 11a , b on, in pairs in a corresponding fitting hole 12 in the lifting cheek 13 are placed on each other, such that the corresponding bearing surfaces 14 . 15 complementary to the shrink connection elements 10a , b; 11a , b are provided so that in a jaw 13 each a connecting rod bearing 10 and a base journal 11 frictionally and positively connected and on the respective orientation with respect. The axis of the crankshaft 16 the complementary aligned bearing surfaces 14 . 15 at least the angular position of the lifting movement is variable.

3 zeigt eine Variante der Ausführung von 2, weshalb auch die gleichen Bezugszeichen verwendet sind. Zusätzlich sind des Weiteren an den Hubwangen 13 die Massenausgleichselemente 18 angeformt. 3 shows a variant of the embodiment of 2 , which is why the same reference numerals are used. In addition, are also on the Hubwangen 13 the mass balance elements 18 formed.

Eine weitere besonders vorteilhafte Variante zeigt 4. Die Schrumpfverbindungselemente 10a, b; 11a, b weisen jeweils eine halbzylindrische Ausbildung auf und bilden beim Zusammenlegen zweier korrespondierender Auflageflächen 14, 15 im Wesentlichen eine kreiszylindrische Geometrie aus, so dass jeweils ein Pleuellager 10 und ein Grundlagerzapfen 11 in einer kreiszylindrischen Bohrung 12 in einer Hubwange 13 reib- und formschlüssig zusammengefügt sind.Another particularly advantageous variant shows 4 , The shrink connection elements 10a , b; 11a , b each have a semi-cylindrical design and form when folding two corresponding bearing surfaces 14 . 15 essentially a circular cylindrical geometry, so that in each case a connecting rod bearing 10 and a base journal 11 in a circular cylindrical bore 12 in a lifting cheek 13 frictionally and positively joined together.

Eine Kurbelwelle 8, 16 einer beispielsweise 18 V-Brennkraftmaschine würde unter Verwendung des oben beschriebenen Baukastenprinzips 37 Einzelteile benötigen (einen Wellenstummel auf der Kupplungsseite, einen Wellenstummel auf der Kupplungsgegenseite, 18 Wangen 3, 13, acht Grundlagerzapfen 2, 11 und neun Pleuellagerzapfen 1, 11).A crankshaft 8th . 16 one example 18 V-engine would be using the modular principle described above 37 Items need (a stub shaft on the clutch side, a stub shaft on the clutch side, 18 Wangen 3 . 13 , eight base journals 2 . 11 and nine connecting rod trunnions 1 . 11 ).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der 5 wird die reib- und formschlüssige Verbindung in der Hubwange 13 durch ein oder mehrere Zwischenstücke 19, 20 mit passgerechten Auflageflächen unterstützt.According to one embodiment of the 5 is the frictional and positive connection in the lifting cheek 13 through one or more intermediate pieces 19 . 20 supported with matching support surfaces.

Gemäß der 6 sind die Grundlager- 21 und Pleuellagerzapfen 22 mittels mind. zweier unterschiedlicher in eine Hubwange 23 steckbare Einzelelemente aufgebaut, die die Mitten der Zapfen 21, 22 in paralleler Richtung zueinander versetzen und die Einzelelemente zusätzlich in der Hubwange 23 miteinander verschrauben.According to the 6 are the basic 21 and connecting rod journal 22 by means of at least two different in a lifting cheek 23 pluggable individual elements that are the centers of the pins 21 . 22 offset in parallel to each other and the individual elements in the lifting cheek 23 bolt together.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zeigt 7; dass die einzelnen Elemente einer Kurbelwelle 30 im Wesentlichen einen Grundlagerzapfen 31 und eine einstückige Kurbelkröpfung 32 aus zwei Hubwangen 33 und einen Pleuellagerzapfen 34 umfassen können, wobei ein Grundlagerzapfen 31 durch eine kreiszylindrische Bohrung 35 oder eine kreiszylinderförmige becherartige Vertiefung in der Hubwange 33 reibschlüssig mit der Kurbelkröpfung 32 verbindbar ist.According to a further advantageous embodiment of the invention shows 7 ; that the individual elements of a crankshaft 30 essentially a base journal 31 and a one-piece crank throw 32 from two lifting jaws 33 and a connecting rod journal 34 may include, wherein a base journal 31 through a circular cylindrical bore 35 or a circular cylindrical cup-like depression in the lifting cheek 33 frictionally engaged with the crank throw 32 is connectable.

8 zeigt als weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, dass die Einzelelemente einer Kurbelwelle 40 im Wesentlichen eine Kurbelkröpfung 41, die sowohl als Grundlagerzapfen, als auch als Pleuellagerzapfen verwendbar ist, und einen Schrumpfring 42 umfassen, womit jeweils zwei Kurbelkröpfungen 41 reibschlüssig verbindbar sind. 8th shows as a further advantageous embodiment that the individual elements of a crankshaft 40 essentially a crank throw 41 , which is useful both as a base journal, and as a connecting rod journal, and a shrink ring 42 include, which in each case two crankcases 41 frictionally connected.

9 zeigt eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung. Sowohl dem Grundlager- 50 als auch dem Pleuellagerzapfen 51 ist beidseitig ein Teilstück 50a, 51a, b einer Hubwange angeformt. Diese Teilstücke weisen Auflageflächen 52, 53 auf, so dass jeweils ein Grundlager- 50 und ein Pleuellagerzapfen 51 an komplementär ausgebildeten Auflageflächen 52, 53 zusammensetzbar ist und jeweils ein Teilstück-Paar 50a, 51b mittels Dehnschrauben 54 verbindbar ist. Des Weiteren sind an den Teilstück-Paaren 50a, 51b Massenausgleichselemente 55 anschraubbar. 9 shows a further advantageous variant of the invention. Both the basic 50 as well as the connecting rod journal 51 is a section on both sides 50a . 51a , b formed on a lifting jaw. These sections have bearing surfaces 52 . 53 so that in each case a basic 50 and a connecting rod journal 51 on complementarily shaped bearing surfaces 52 . 53 is composable and each a pair of parts 50a . 51b by means of expansion screws 54 is connectable. Furthermore, on the section pairs 50a . 51b Mass balancing elements 55 screwed.

10 und 11 zeigen zwei weitere Varianten der Ausführungsform der 9, die ohne nähere Erklärungen einfach aus den Figs. entnehmbar sind. 10 and 11 show two further variants of the embodiment of the 9 which, without further explanation, are simply taken from Figs. are removable.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt 12. Sowohl der Grundlager- 60 als auch der Pleuellagerzapfen 61 ist beidseitig mit Steckverbindungselementen 60a, 61a, b ausgeführt, so dass jeweils zwei miteinander komplementär wirkende Steckverbindungselemente 60a, 61a unter Ausbildung jeweils einer Hubwange ineinander gesteckt sind und jeweils an eine Hubwange ein Ausgleichsgewicht 62 anschraubbar ist. Die Steckverbindung ist zusätzlich mittels Dehnschrauben 65 fixierbar.Another embodiment shows 12 , Both the basic 60 as well as the connecting rod journal 61 is on both sides with connector elements 60a . 61a , B, so that in each case two mutually complementary acting connector elements 60a . 61a under training in each case a lifting cheek are inserted into each other and each to a lifting cheek a balance weight 62 can be screwed. The plug connection is additionally by means of expansion screws 65 fixable.

Weiterhin ist es auf Grund des beschriebenen Aufbaues von aus mehreren Baukastenteilen zusammengesetzten Kurbelwellen leichter möglich, auch bei Kurbelwellen für mittelschnell laufende Dieselmotoren gehärtete Zapfen einzusetzen, und damit moderne Gleitlagertypen zu verwenden, die dies erfordern und deshalb bisher bei Motoren dieser Kategorie nicht in nennenswertem Umfang zum Einsatz gekommen sind. Weiterhin ist es auf Grund des beschriebenen Aufbaues von aus mehreren Baukastenteilen zusammengesetzten Kurbelwellen leichter möglich, Probleme mit Kurbelwellenpartien, die während des Fertigungs- oder Prüfprozesses als fehlerhaft identifiziert worden sind, durch Einsatz eines anderen Bauteils, zu beheben. Weiterhin ist es auf Grund des beschriebenen Aufbaues von aus mehreren Baukastenteilen zusammengesetzten Kurbelwellen leichter möglich, bei im Motorbetrieb, durch Lagerfresser oder ähnlichem entstandenen massiven Schäden an der Kurbelwelle Reparaturen, womöglich auch durch ausschließlichen Ersatz des schadhaften Teiles, durchzuführen.Farther it is due to the described construction of several components composite crankshafts lighter possible, even with crankshafts for medium speed running diesel engines hardened Use pegs, and thus to use modern journal bearing types, which require it and therefore so far for engines of this category have not been used to any appreciable extent. Farther it is due to the described construction of several components composite crankshafts easier, problems with crankshaft parts, the while of the manufacturing or testing process identified as being defective by using another Component, to fix. Furthermore, it is due to the described Construction of assembled from several parts of the building block crankshafts easier possible, in case of engine operation, by camp eaters or the like caused massive damage to the Crankshaft repairs, possibly also by exclusive Replacement of the defective part to perform.

Claims (12)

Gebaute Kurbelwelle, insbesondere für mittelschnell laufende Viertakt-Dieselmotoren, die aus einzelnen Elementen zum lösbaren Zusammenfügen von mehreren Grundlager-, Pleuellagerzapfen und Kurbelwangen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelelemente nach dem Baukastenprinzip reibschlüssig oder formschlüssig oder reib- und formschlüssig verbunden sind, derart, dass sich durch Wahl geeigneter Kontaktgeometrien für die einzelnen Elemente die Querschnitte der Grundlager- und Kurbelzapfen in radialer Richtung der Kurbelwelle überlappen können, so dass der Kurbelradius kleiner oder gleich der Summe der addierten Radien eines Grundlager- und eines Pleuellagerzapfens sein kann.Built crankshaft, especially for medium-speed four-stroke diesel engines, which is composed of individual elements for detachable assembly of several basic bearing, connecting rod journal and crank webs, characterized in that the individual elements are frictionally or positively or frictionally and positively connected according to the modular principle, such in that, by selecting suitable contact geometries for the individual elements, the cross sections of the basic bearing and crank pins can overlap in the radial direction of the crankshaft so that the crank radius is less than or equal to the sum of the added radii of a base bearing and a connecting rod journal can be. Gebaute Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastenprinzip drei unterschiedliche Elemente in Form eines Pleuellagerzapfens, eines Grundlagerzapfens und einer Hubwange umfasst.Built crankshaft according to claim 1, characterized in that that the modular principle has three different elements in shape a connecting rod journal, a journal pin and a jaw includes. Gebaute Kurbelwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Pleuellagerzapfen (1) als auch die Grundlagerzapfen (2) beidseitig kreiszylindrische Schrumpfverbindungselemente (1a, b; 2a, b) aufweisen, die außermittig an die Lagerzapfen angeformt sind, so dass in den Hubwangen (3) eine kreiszylindrische, reibschlüssige Schrumpfverbindung hergestellt ist, wobei die Aufnahmebohrungen (4, 5) für die Schrumpfverbindungselemente (1a, b; 2a, b) in den Hubwangen (3) als zwei völlig voneinander getrennte, kreiszylindrische Schrumpffügeflächen (6, 7) ausführbar sind (1).Built crankshaft according to claim 2, characterized in that both the connecting rod journal ( 1 ) as well as the base journal ( 2 ) on both sides circular cylindrical shrink connection elements ( 1a , b; 2a , b), which are formed off-center on the bearing pins, so that in the Hubwangen ( 3 ) a circular cylindrical, frictional shrink connection is produced, wherein the receiving bores ( 4 . 5 ) for the shrink connection elements ( 1a , b; 2a , b) in the lifting jaws ( 3 ) as two completely separate, circular cylindrical shrink surfaces ( 6 . 7 ) are executable ( 1 ). Gebaute Kurbelwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Pleuellagerzapfen (10) als auch die Grundlagerzapfen (11) beidseitig Schrumpfverbindungselemente (10a, b; 11a, b) aufweisen, die paarweise in einer entsprechenden Passbohrung (12) in der Hubwange (13) aufeinander gelegt sind, derart, dass korrespondierende Auflageflächen (14, 15) komplementär an den Schrumpfverbindungselementen (10a, b; 11a, b) vorgesehen sind, so dass in einer Hubwange (13) jeweils ein Pleuellager- (10) und ein Grundlagerzapfen (11) reib- und formschlüssig verbunden sind und über die jeweilige Ausrichtung bzgl. der Achse der Kurbelwelle (16) der komplementär ausgebildeten Auflageflächen (14, 15) zumindest die Winkelstellung der Hubbewegung variierbar ist (2).Built crankshaft according to claim 2, characterized in that both the connecting rod journal ( 10 ) as well as the base journal ( 11 ) on both sides shrink connection elements ( 10a , b; 11a , b) in pairs in a corresponding fitting bore ( 12 ) in the lifting cheek ( 13 ) are placed on each other, such that corresponding bearing surfaces ( 14 . 15 ) complementary to the shrink connection elements ( 10a , b; 11a , b) are provided so that in a lifting cheek ( 13 ) each a connecting rod bearing ( 10 ) and a base journal ( 11 ) frictionally and positively connected and on the respective orientation with respect. The axis of the crankshaft ( 16 ) of the complementarily formed bearing surfaces ( 14 . 15 ) at least the angular position of the lifting movement is variable ( 2 ). Gebaute Kurbelwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrumpfverbindungselemente (10a, b; 11a, b) jeweils eine halbzylindrische Ausbildung aufweisen und beim Zusammenlegen zweier korrespondierender Auflageflächen (14, 15) im Wesentlichen eine kreiszylindrische Geometrie ausbilden und so jeweils ein Pleuellager- (10) und ein Grundlagerzapfen (11) in einer kreiszylindrischen Bohrung in einer Hubwange (13) reib- und formschlüssig zusammengefügt sind (4).Built crankshaft according to claim 4, characterized in that the shrink connection elements ( 10a , b; 11a , b) each having a semi-cylindrical design and when folding two corresponding bearing surfaces ( 14 . 15 ) form essentially a circular cylindrical geometry and so each a connecting rod bearing ( 10 ) and a base journal ( 11 ) in a circular cylindrical bore in a lifting jaw ( 13 ) are frictionally and positively joined together ( 4 ). Gebaute Kurbelwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die reib- und formschlüssige Verbindung in der Hubwange (13) durch eine oder mehrere Zwischenstücke (19, 20) mit passgerechten Auflageflächen unterstützt wird (5).Built crankshaft according to claim 4, characterized in that for the frictional and positive connection in the lifting cheek ( 13 ) by one or more intermediate pieces ( 19 . 20 ) is supported with matching bearing surfaces ( 5 ). Gebaute Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundlager- (21) und Pleuellagerzapfen (22) mittels mind. zweier unterschiedlicher, in eine Hubwange (23) steckbare Einzelelemente aufgebaut ist, die die Mitte der Zapfen (21, 22) in paralleler Richtung zueinander versetzen und die einzelnen Elemente zusätzlich in der Hubwange (23) miteinander verschraubbar sind (6).A built-up crankshaft according to claim 1, characterized in that the basic bearing ( 21 ) and connecting rod journal ( 22 ) by means of at least two different, in a lifting cheek ( 23 ) plug-in individual elements is constructed, which is the center of the pins ( 21 . 22 ) offset in parallel direction and the individual elements in addition in the lifting cheek ( 23 ) are screwed together ( 6 ). Gebaute Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Elemente der Kurbelwelle (3) im Wesentlichen einen Grundlagerzapfen (31) und eine einstückige Kurbelkröpfung (32) aus zwei Hubwangen (33) und einem Pleuellagerzapfen (34) umfassen, wobei ein Grundlagerzapfen (31) durch eine kreiszylindrische Bohrung (34) oder eine kreiszylinderförmige, becherartige Vertiefung in der Hubwange (33) reibschlüssig mit der Kurbelkröpfung (32) verbindbar ist (7).Built crankshaft according to claim 1, characterized in that the individual elements of the crankshaft ( 3 ) essentially a base journal ( 31 ) and a one-piece crank throw ( 32 ) from two lifting jaws ( 33 ) and a connecting rod journal ( 34 ), wherein a base journal ( 31 ) through a circular cylindrical bore ( 34 ) or a circular cylindrical, cup-like depression in the lifting cheek ( 33 ) frictionally engaged with the crank throw ( 32 ) is connectable ( 7 ). Gebaute Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Elemente der Kurbelwelle (40) im Wesentlichen eine Kurbelkröpfung (41), die sowohl als Grundlagerzapfen, als auch als Pleuellagerzapfen verwendbar ist, und einen Schrumpfring (42) umfassen, womit jeweils zwei Kurbelkröpfungen (41) reibschlüssig verbindbar sind (8).Built crankshaft according to claim 1, characterized in that the individual elements of the crankshaft ( 40 ) essentially a crank throw ( 41 ), which can be used both as a base journal and as a connecting rod journal, and a shrink ring ( 42 ), whereby two crankcases ( 41 ) are frictionally connectable ( 8th ). Gebaute Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl dem Grundlager- (50) als auch dem Pleuellagerzapfen (51) beidseitig ein Teilstück (50a, 51a, b) einer Hubwange angeformt ist, diese Teilstücke Auflageflächen (52, 53) aufweisen, so dass jeweils ein Grundlager- (50) und ein Pleuellagerzapfen (51) an komplementär angeformten Auflageflächen (52, 53) zusammensetzbar ist und jeweils ein Teilstück-Paar mittels Dehnschrauben (54) verbindbar ist (9).A built crankshaft according to claim 1, characterized in that both the basic bearing ( 50 ) and the connecting rod journal ( 51 ) on both sides a section ( 50a . 51a , b) a lifting jaw is formed, these parts bearing surfaces ( 52 . 53 ), so that in each case a basic storage ( 50 ) and a connecting rod journal ( 51 ) on complementary molded contact surfaces ( 52 . 53 ) is composable and in each case a pair of pieces by means of expansion screws ( 54 ) is connectable ( 9 ). Gebaute Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Grundlager- (60) als auch der Pleuellagerzapfen (61) beidseitig mit Steckverbindungselementen (60a, 61a, b) ausgeführt ist, so dass jeweils zwei miteinander komplementär wirkende Steckverbindungselemente (60a, 61a) unter Ausbildung jeweils einer Hubwange ineinander gesteckt sind und jeweils an eine derartige Hubwange ein Ausgleichsgewicht (62) anschraubbar ist (12).A built crankshaft according to claim 1, characterized in that both the basic bearing ( 60 ) and the connecting rod journal ( 61 ) on both sides with plug connection elements ( 60a . 61a , b) is executed, so that in each case two mutually complementary plug connection elements ( 60a . 61a ) are plugged into each forming a Hubwange each forming and in each case on such a lifting cheek a balance weight ( 62 ) is screwed ( 12 ). Gebaute Kurbelwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese durch entsprechende Dimensionierungen der einzelnen Elemente auch für gebaute Kurbelwellen angewendet werden kann, deren Kurbelradius größer als die Summe der addierten Radien eines Grund- und Pleuellagerzapfens sein kann.Built crankshaft according to one of the preceding Claims, characterized in that this by appropriate dimensions of the individual elements also for built crankshafts can be applied, whose crank radius is greater than may be the sum of the added radii of a parent and conrod journal.
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