EP0243896A2

One-piece crankshaft for piston machines, especially for internal combustion multi-cylinder engines.

Abstract

1. A one-piece crank-shaft for reciprocating piston engines, especially multi-cylinder internal combustion engines, in which a crank pin (2) of radius (r) and a bearing pin (3) of radius (R) are arranged with their axes (4, 5) in one plane of reciprocation (EH ) and are connected by a crank arm (6) directed with its width transversely of the plane of reciprocation (EH ), and the thickness of the crank arm increases externally from the crank pin to the bearing pin, while, in the region of an overlap (7) of crank pin and bearing pin or of abutment collars (8, 9) allocated to the respective pins (2, 3) on the crank arm, there is a maximum arm thickness (a), and the degree of the overlap (7) is determined by a spacing dimension (b) fixed in the plane of reciprocation between the upper edge (10) of the crank pin and an upper edge (11) of the bearing pin or its abutment collar (9), characterised in that an external transition (12, 12') of the crank arm (6) from the crank pin (2) to the bearing pin (3) is determined essentially by the curve "y" = (x/2)**n and the exponent (n) from n = loga/2 b, where the curve "y" extends between a wall thickness xWD = 2.(0.2.r)**1/n ascertained at the distance y = 0.2.r from the upper edge (10) of the crank pin (2) and in accordance with the abovementioned converted equation and the maximum arm thickness (a) fixed by the upper edge (10) of the crank pin according to a distance y = b at the upper edge (11) of the abutment collar (9) on the bearing pin side.

EP0243896A2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 11

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Projected expiry passed 24 April 2007, 19.4 years ago.

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8 claims: 5 independent, 3 dependent

  1. 1
    Einteilige Kurbelwelle für Hubkolbenmaschinen, insbesondere mehrzylindrige Brennkraftmaschinen, - bei der ein Hubzapfen (2) vom Radius (r) und ein Lagerzapfen (3) vom Radius (R) mit ihren Achsen (4,5) in einer Hubebene (E H ) angeordnet und - durch eine mit ihrer Breite quer zur Hubebene (E H ) gerichteten Kurbelwange (6) verbunden sind, und - die Dicke der Kurbelwange außenseitig vom Hubzapfen zum Lagerzapfen hin zunimmt, - wobei im Bereich einer Überdeckung (7) von Hub- und Lagerzapfen bzw. von den jeweiligen Zapfen (2,3) zugeordneten Anlaufbunden (8,9) an der Kurbelwange eine maximale Wangendicke (a) gegeben ist, und - der Grad der Oberdeckung (7) durch ein in der Hubebene zwischen einer Oberkante (10) des Hubzapfens und einer Oberkante (11) des Lagerzapfens oder dessen Anlaufbundes (9) festgelegtes Abstandsmaß (b) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, - daß ein außenseitiger Übergang (12) der Kurbelwange (6) vom Hubzapfen (2) zum Lagerzapfen (3) im wesentlichen durch die Kurve "y" = ( ) n und - der Exponent (n) aus n = log b bestimmt ist, - wobei die Kurve "y" zwischen einer im Abstand y = 0,2 r von der Oberkante (10) des Hubzapfens (2) und nach o.g., umgestellter Gleichung ermittelten Wangendicke x WD = 2 (0,2 r) und - der von der Oberkante (10) des Hubzapfens entsprechend einem Abstand y = b an der Oberkante (11) des lagerzapfenseitigen Anlaufbundes (9) festgelegten maximalen Wangendicke (a) verläuft.
  2. 2
    Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - d aß der Übergang (12) an der Stelle der Wangendicke xWD = 2 (0,2 r) n durch eine über die Breite der Kurbelwange 6 verlaufende Kante (13) begrenzt ist, - an die ein freigestaltbarer Fortsatz (16) anschließt, - dessen im wesentlichen radiale Erstreckung durch den Radius des hubzapfenseitigen Anlaufbundes (8) bestimmt ist.
  3. 3
    Kurbelwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - daß eine ebenflächige Schräge einen Übergang (12') bildet, - wobei sich die Schräge von der durch die Wangendicke x WD = 2 (0,2 r) n festgelegten Kante (13) aus erstreckt und - die Oberkante (11) bzw. einen Umfangsbereich des lagerzapfenseitigen Anlaufbundes (9) tangiert.
  4. 4
    Kurbelwelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, - daß der Übergang (12,12') - in außenseitiger Stirnansicht der Kurbelwange (6) gesehen - in beiderseits zur Hubebene (E H ) angeordnete, als Kegelmantelabschnitte gestaltete und zur Achse (5) des Lagerzapfens (3) rotationssymmetrische Bereiche (15) übergeht derart, - daß die Kante (13) in ihrer Länge als Sehne über dem den Hubzapfen (2) vom Radius (r) begrenzenden Kreis verbleibt.
  5. 5
    Kurbelwelle nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Basis "a 2" der Logarithmus von "b" ein Wertebereich von a•(0,45 - 0,55) gilt.
  6. 6
    Kurbelwelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, - wobei die Dicke der Kurbelwange (6) innenseitig vom Hubzapfen (2) zum Lagerzapfen (3) abnimmt, dadurch gekennzeichnet, - daß ein Teil der Verjüngung über eine ebene Schräge (17) bewirkt ist, - die - in Seitenansicht der Kurbelwelle (1) gesehen - mit einer in der Hubebene (EH ) verlaufenden Verbindungsgeraden (18) gleichgerichtet ist, - wobei die Verbindungsgerade (18) einerseits den Lagerzapfen
  7. 7
    (3) auf halber Länge an der Unterkante (19) schneidet, und - andererseits den hubzapfenseitigen Anlaufbund (8) an seiner Unterkante (20) bzw. seinem Umfangsbereich tangiert, und - daß die Schräge (17) ferner im Bereich der Achse (5) des Lagerzapfens (3) durch eine über die Breite der Kurbelwange (6) sich erstreckende Verrundung (21) in ein an der Kurbelwange (6) angeordnetes Gegengewicht (22) übergeht.
  8. 8
    7. Kurbelwelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, - daß die Schräge (17) - in innenseitiger Stirnansicht der Kurbelwange (6) gesehen - in beiderseits zur Hubebene (E H ) angeordnete, als Kegelmantelabschnitte gestaltete und zur Achse (4) des Hubzapfens (2) rotationssymmetrische Bereiche (23) übergeht derart, - daß eine Anschlußstelle (24) der Verrundung (21) an die Schräge (17) in einer etwa dem Durchmessermaß (2 R) des Lagerzapfens (3) entsprechenden Breite verbleibt.