[发明专利]组合式曲轴以及生产组合式曲轴的方法

说明书

本发明涉及一种生产内燃机用的组合式曲轴的方法，其中带有接收孔(4)的曲柄臂(1)以及在其端部具有固定部(3)的曲柄销(2)被提供作为结合匹配件，其中接收孔(4)或固定部(3)设有沿曲轴纵向方向x延伸的齿结构，其中固定部(3)的横截面在某些区域中通过齿结构延伸超过所分配接收孔(4)的内横截面，从而在结合匹配件连接时，在曲柄臂(1)的接收孔(4)处或在曲柄销(2)的固定部(3)处发生材料移位和轮廓变形，并且结合匹配件因此通过形式配合的方式被连接。根据本发明，固定部(3)被压入接收孔(4)中，从而结合匹配件在没有纵向方向x上的额外连接以及没有另外固定装置的情况下，以力配合的方式被可操作地可靠固定在一起。

技术领域

本发明涉及一种生产内燃机用的组合式曲轴的方法，其中带有接收孔的曲柄臂以及在其端部带有固定部的曲柄销被提供作为结合匹配件，其中接收孔或固定部提供有沿曲轴纵向延伸的齿结构，其中固定部的横截面通过齿结构在某些区域中延伸超过所分配接收孔的内横截面，从而在结合匹配件连接时，在曲柄臂的接收孔处或在曲柄销的固定部处发生材料移位和轮廓变形，并且结合匹配件因此通过形式配合的方式连接在一起，并且其中固定部被压入接收孔中，从而结合匹配件以力配合连接的方式被可操作地可靠固定在一起，而不需要不需要纵向上的额外连接以及另外的固定装置。

内燃机的曲轴由于其具有曲柄销的偏心布置的曲柄形式，可以将通过连杆连接到曲轴的活塞的往复运动转换为旋转运动。由于内燃机的曲轴是力传递的中心元件，因此发生非常高的力矩和弯矩以及时间和局部剧烈变化的力。因此曲轴必须具有适当的稳定性和强度。

背景技术

在现有技术已知的曲轴中，材料选择和生产方法取决于负载。高负载曲轴通常是锻造而成的，而对于小引擎来说，出于成本和重量的原因使用铸造的曲轴(Bosch,Automotive Handbook,26th Edition,2007,page 477.ff)。

为了使曲轴更多用途、更简单以及更便宜，现有技术还提出了组合式曲轴，其由曲柄臂和布置在曲柄臂之间的曲柄销构成。这首先具有以下优势，即不需要生产完整的紧密结合曲轴，而是需要生产小的元件，为此还可以使用相应更小的锻造或铸造模具。此外，由于模块化结构，多用途组件是可行的。

DE822036已知一种组合式曲轴。在其端部，曲柄螺栓具有进入曲柄臂上所分配孔的齿，其中齿结构切入所分配的接收孔中。齿结构的切入获得了形式配合的连接，其中曲柄销通过螺栓被固定到曲柄臂。这里的主要优点是，最终的曲轴可以在任意希望的点处被再次分拆。在后续再组装时，必须确保每个齿与其此前形成的缺口相重合，从而确保平滑推动。

DE822036已知的组合式曲轴的设计构造相对来说很复杂，因为具有不同尺寸的固定部的齿结构、带有垫圈的固定螺栓以及曲柄销的相邻柱形部分必须在接收孔内侧被接收。为此，接收孔具有逐步变化的横截面，其中获得了形式配合的区域相对很短。固定螺栓的安装很复杂。已知曲轴的机械承载能力有限。

DE10038857A1和DE891641公开了用于内燃机的组合式曲轴，其包括具有接收孔的曲柄臂和在其端部具有固定部的曲柄销。获得了形式配合以及力配合的连接，因为接收孔和固定部具有偏离圆形的互补形式，其中曲柄臂缩紧到曲柄销上。根据DE10038857A1，还提出曲柄销具有中心部和与中心部偏心布置的连接部，从而在连接到曲柄臂时，通过曲柄销的布置可以改变升降高度。利用两个公开文件中描述的收缩工艺的缺点是，材料选择受限，并且工艺也非常复杂。

GB747742公开了一种曲轴，其由至少两个工件制成并且适于分拆。分拆能力指的是曲轴可以被方便地安装以及再次移除。为了允许所描述的单独部件的生产，设置的销是被压到所分配的曲柄臂中的或者是与相应的曲柄臂一同生产的。这些销随后简单地啮合到其他曲柄臂的孔中，从而可以方便地进行分离与连接。缺点是这种松散连接构成了薄弱点。GB747742中描绘的曲轴特别适用于小引擎或类似的型号。