DE1625579A1

DE1625579A1 - Zusammengeschweisste,hohle Kurbelwelle fuer eine mehrzylindrige Hubkolbenmaschine

Info

Publication number: DE1625579A1
Application number: DE19671625579
Authority: DE
Inventors: Karl Just; Richard Seifert
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH; Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1967-11-29
Filing date: 1967-11-29
Publication date: 1970-08-06
Also published as: CH482124A; DE1625579B2

Description

Zusammengeschweißte, hohle Kurbelwelle für eine mehrzylindrige Hubkolbenmaschne Die Erfindung bezieht sich auf eine hohle, Schmieröl von innen zu den Schmierstellen nach außen führende Kurbelwelle für eine mehrzylindrige Hubkolbenmaschine, besonders für eine Brennkraft-' Kolbenmaschine, die auf den als Scheiben ausgebildete, mit Lagerlaufringen überzogenen Kurbelwangen gelagert ist; sie ist mit Tulpen (U)-Nähten zusammengeachweißt aus zwischen den Wellenendlagern im wesentlichen gleichen TeilstUQken, die je bestehen aus einem Kurzelzapfen sowie je einer dem Kurbelzapfen benachbar- ten Scheibenwangenhälfte und die zum Zusammenschweißen mit*einem Ring zentriert sind. -i Die Hohlräume der bishe@.@jekannten Kurbelwellen dieser Art (öster . Patentschrift 223 879) konnten deswegen zum Führen von Schmieröl nicht verwendet werden, weil sich beim Zusammenschweißen auf der Innenseite Zunder bildet, der nur schwer zu entfernen ist. Durch die Erfindung wird dieser Nachteil durch die Vereinigung folgender Merkmale beseitigt; .
a) die Wangenhälfte hat auf der Innenseite im wesentlichen die Form einer Kugelkalotte, die in einen ringförmigen Ansatz als Auflage für den Zentrierring übergeht; b) anschließend an den Ringansatz ist radial nach außen zu-in der Wangenhälfte eine den Zentrierrng radial und axial mit Abstand umgebende Rille angeordnet, die von der einen Schweiß- lippe für die Tulpen (U)-Naht begrenzt wird; o) die Außenseite der Wangenhälften ist flagh kegelig gestaltet, und die liegt etwa in der Kurbelzapfen- bzw. Wellenachse; d) mindestens die eine Wangenhällte hat einen etwa rioheltörmigen Ausglelohgswiohtansats, an den weitere Gewicht* anbringbar sind; e) mindestens die eine Wangenhältte einer Kurbelscheibe ent- hält mehrere, vorzugsweise zwei, Reinigungalöoher,. von denen eines vorzugsweise in Richtung den an der Gegen-Wangenhältte anschließenden Kurbelzapfens angeordnet ist.
Nach einer Ausbildung einer Kurbelwelle gemäß der Erfindung ist die Mittelachse der Kugelkalotte auf der Innenseite der. dangenhältte etwas geneigt zur Kurbelwellen-Achse angeordnet. Hierdurch wird ein größerer tssenauagleioheeftekt erreicht.
Dieser $ftekt wird noch dadurch vergrößert, daß die Radien der Innenseite von dem Kalotten-Radius ausgehend nach außen zu klei- ner werden.
Hie Ausbildung der Kurbelwelle ergibt auch besonders einen günsti- gen Krattsohlug von der Sohrumptverbindung der Kurbelscheibe mit dem Innenlaufring den Wellenlagerne besonders wenn es sich na den lagerlautring eines Wälzlagern handelt.
Zur Erzielung möglichst großer Sohlamutaaohen haben vorteilhaft die nach der Kurbelwellenmitte-zu exzentrisch hohlen Kurbelwellenzapfen außen diametral gegenüberliegende Sohrterblauntritteöttnungen, die mit diametral gegenüberliegenden ßohMerüleintrittsöftnungen innen verbunden sind.
Eine Kurbelwelle wird gemgi der Erfindung nach folgenden ihrrahren hergestellte a) außen Abdrehen de® rohgeschmiedeten TeilstUokta, und zwar den Kurbelzaprens und der Wangenhrltten in einer Autaprunnun_ um eine-Mittelaohn®f b) vergüten des TeilatUakeni o) fertigbearbeiten der Innenobertlüohe, Uber die das ßohnieröl streiohtf d) anbringen des Z®ntrierringen an gner Wangenhältte und fixieren, :.B. durch vier ßohweißpunkte, gegen Verdrehen) e) einfügen der Osgen-Wangenhäitte auf den Zentrierrini) t) suaamenaohweißen dar benaohbarten ToilatUoke durch Tul# . pen (u)-Näbto, g) glatten der Nahtstollen- urid aufziehen der 1aaer-Innenlau!-ringe. -Ein weiterer besonderer Vorzug der Kurbelwelle gemäß der Erfindung besteht darin, da$ sie In aloh masienmgßig ausgeglichen iat.-Heim Auswuchten brauchen daher nur noph Doarbeitungaunteraohiede ausgegliohon-werden.
Die Kurbelwelle gemäß der Erfindung ist anhand einet AualUhrungabeispielee in den Figuren 1 bis 4 dargestellt und in der nachstehenden Beschreibung naher erläuterte Es zeigen s Fig. 1 einen Längsmittelaohnitt durch ein Zwisoheneiistuok der Kurbelwelle, -Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2 In f. 1, -Fig. 3 den Endabschnitt einer Kurbelwelle In IXnasmittelsohnitt, eingebaut im Kurbelgehäuse,-und - -Fig. 4 einen LängsmittelsohnItt In größere» Watab, wie im Kreis nach Fis. 3 umrissen.

Das Zwisohenteilsttiok 11 besteht- aus einem nach der -Kurbelwellenmitto zu exzentrisch hohlen Kurbelzapren 12 sowie zwei Wangenhälrten 13 und 14. Die Waugenhälften 13 und 14 haben zur den Innenseiten Im wesentlichen die Form einer Kugelkalotte 1.5, die. in einen ringförmigen Ansatz 1 6 tbergeht. tsohließend &n diesen Ringansatz 16 ist radial nach außen zu eine-Rille 17' ange-

ordnet, die von einer Schweißlippe 18,begrenzt wie Die Iti.tt®l-

aahse der Kugelkalotte 15 auf den natsoiten -der Wangenh# Itt#sa

13-und-14. et a t1@1@@ geneigt zur Nurbelwellenaohee angeorat#

Wie durch den HeigungewinkeL K « z"n. k0 angedeutet irL. 31.e

Radien der Innenseite gehen von den I'alatten-Radiut K in k@e:.K

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a ah@eioht----

wangenhäifte 14 hat einen etwa sicl*telfMri ',Eau.. Aua#r

ansatz 2a, in dem Gewindelöcher 21 angeordnet: Bind. Die Wangenhälfte 14 enthält Zwei Reinigungeldoher 22, die durch Deckel vorm schließbar sind.-Iiiervon ist das eine Loch in Richtung den an der anderen Wangenhälfte anschließenden Kurbelzapfens angeordnet.

Der aua Fig. 3 ersichtliche Endabschnitt der fertig bearbeiteten Kurbelwelle besteht aus dem Teilstück *11, einem Teilstück 23 und dem Endstück 24 mit dem Wellenendzapfen 25.
Nach Fig. 4 ist in das Endstück 24 ein Zentrierring 26 eingelegt. Dieser wird an mehreren Punkten den Umtangen durch Sohweißung fixiert. Das Teilstück 11 wird über den Zentrierring 26 eingefügt. In den nunmehr gebildeten tulpenförmigen Raum 27 wird die übliche Tulpen- oder U-Naht 28 (Fig.3) eingelegt. Da die Rille 17 erfindungsgemäß den Zentrierring 26 radial und axial mit Abstand um- gibt, wird.beim Schweißen die Wärmt in die Wangenhälften abge- leitet, so daß sich sui' der Innenoberfläche kein Zunder bildet. Später innen durch die Welle fließendes Schmieröl wird daher nicht verunreinigt.
Das Ausgleichgewiaht 20 ist durch weiteren Gewicht 29 vergrößert, das mit Schrauben 30 befestigt wird. Die aus den Teil:tüoken 11/24 bzw. 11/23 gebildeten Kurbelscheiben sind mit Imenlaufringen 31 von Rollenlagern 32 überzogen, deren Außenlaufringe 33 im Gehäuse 34, z.B. einer Hubkolben#Brennkraftmasohine, in üblicher Weise befestigt sind. Die Kurbelwelle kann reit den Kgfigen der Wälzlager 32 in diesen Gehäuse 34 in- den durch die Außenlautringe 33 gebildeten Tunnel senkrecht eingefahren werden.
Das Schmieröl wird unter Druck durch den hohlen Weilenzapten 35 zugeleitet und fließt durch die völlig reinen zundertreien Hohl- räume 36 der Endscheibe und 37 des Kurbelzapfens 12 weiter in den Hohlraum 38 der folgenden Soheibi in den Kurbolsapfen-Hohlraum 39 desansohließenden Zapfens usw.
Die Hohlräume 37 und 39 der Kurbelwellenzapten sind erfindungege# mäß exzentrisch nach außen versetzt. In dem Kurbelzapfen sind zwei gegenüberliegende SoruoIerbohrungen 40 angebracht, deren Öffnungen 41 und Öffnungen 42 je diametral gegenüberliegen. Durch die Dohr%4-Atellung wird .eine größere Sohlamtasohr 43 in Mwrbelsapfenriiohlrauen 37 und 39 zwischen den üttu41 gebildet. Zum Reinigen der Hohlräume der Kurbelwelle werden die Deckel 44 (Fig.3) herausgeschraubt,. und gegebenenralls angesammelter Schlamat wird ausgespitlt.
Den Verfahrensschritt b) "vergüten dea@Teilstiickes« kann man sich bei der Herstellung zunächst ersparen, wenn die fertig zusammengeaohweißte Kurbelwelle nach den äahutzgasverfahren patent (Aktenzeichen M 6»5 854 VZa/1ßa) behandelt wird* Nach diesem Verfagren zur Wärmebehandlung wird das Sohutsf lediglich im Hohlraum der Kurbelwelle während der Wärnrbehaaadlung eingesohfossen gehalten und an:ohlitäeniä abgelae»ax . .

Claims

P a t e n t an s p r lt o h e 3, Hohle, Bohmierßl fUhrende-Kurbelwelle fUr eine mehrzylindrige Hubkolbenmasahine, besonders fair eine die tut den als Scheiben ausgebildeten, mit äagerlautringen überzogenen Kurbelwangen gelagert ist, mit Tulpen (U)-Nähten zusammengeschweißt aus zwischen den Wellenendlagern ia wesentlichen gleichen Teilatüaken, die ja bestehen aus einen Kurbelzapten sowie je einer dem Kurbelzapfen benachbarten Scheibenwangenhälfte ünd die zum Zusammenschweißen mit einem Ring Zentriert sind, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Berkmalet a) die Wangenhältten (13,14) haben tut der Innenseite in wesentlichen die Form eie%er Kugelkalotte (15), die in einen rin$-Lärmigen Ansatz (16) als Auflage tüf den zenarierring (26) Ubergehti b) anschließend en den Ringansats (16) ist radial nach außen $u in der Wangenhältte (1j,14) iinr den Zentrierring (a6) radial und axial mit Abitand umgebende Rille (17) angiordnet, die von der einen Schweißlippe (1$) tUr die Tulpen (f)-Naht (28) begrenzt wirdi s . r. r o ) die Außenseite (19) der Wangenhälrten (13,1 ist alaoh kege- lig gestaltet, dnd die Kegsl-Dreehaohae"liegt- etwa in der Kure beizapten- bzw. Vsllenaoheei - d) mindestens die eine:WBngenhültte (14) hat einen etwa aiohel- förmigen Ausglelohgewichtats (2ü); an des weitere üexiab- . to (29) anbringbar sindi e mindestens die eine Wangeahltltte (23) einer Kurbelaoheibe (13s23) enthUlt »hre»s vorzugawiiae Zwei, ReinIgunga18- . eher (22), von denen eines voraugaweise in Richtung den an der anderen Wangenhälate (1j) anaohiiegenden Kurbelsaptons (12) angeordnet ist*

2. Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse der Kugelkalotte auf der Innenseite der Wangen hälfte etwas geneigt (OL) zur Kurbelwellen-Achat angeordnet ist. 3. Kurbelwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB die Radien der Innenseite von dem Kalotten-Radiua (R) ausgehend nach außen zu kleiner (r) werden. 0 Kurbelwelle nach einem Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeiohnet, daß die nach der Kurbolwollenmitte zu exzentrieoh-hohlen (37,o39) Kurbelwellenzapfen außen diametral gegenUberliegende Sohmierölaustrittsöffnungon (42) haben, die mit diametral gegen-Uberliegenden eohmierüleintrittsöttnungen (41) verbunden sind. g. Verfahren zur Herstellung einer Kurbelwelle nach einem oder mehreren AnsprUahen 1 bi® 4, gekenazeiohnet-durch tolgende Vorfahrensachrittat _ a) außen Abdrehen des rohgeeohmiedeten TeilatUckee, und zwar dos Kurbelzapfene und der Wangenbältten in einer Autspannung um eine Mittelachse] b) vergUten des TeilatUokenj o) tertigbearbeiten der Imenobertlüahe, Uber die das ßohmierdl streicht] d) anbringen den Zentrierringes an ebner *Wangenhältte und ti:ieren,-"s.B: durch vier -Sohweißpunkte, gegen Verdrehen] . e) einfUgen der.Uegen#Wangenhältte auf den Zentrierringj f) zunammensohweinen der benachbarten TeiletUoke durch Tulpen (tl)-Nähtej, -g) . ,. glät ten. der liahtete111b und aufsehen der Lager-Imenlaut# . ringe. . . . .