DE2020212C3 - Kurbelwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kurbelwelle, bei der im Anschluß an ein letztes Wellenlager ein Antriebszahnrad für die Steuerung und ein Schwungradflansch angeordnet sind.

Aus der AT-PS 2 75 969 ist eine Kurbelwelle bekannt, bei welcher im Anschluß an ein letztes Lager ein Antriebszahnrad für die Steuerung und ein Schwungradflansch vorgesehen sind. Hierbei ist sowohl das Antriebszahnrad ai- auch der Schwungradflansch auf dem im Durchmesser abgesetzten Wellenende der Kurbelwelle aufgeschrumpft Nachteilig wirkt sich die Schrumpfverbindung für die Nabe des Zahnrades aus, da diese eine Dehnung erfährt, die bei dem angestrebten, möglichst kleinen Zahnraddurchmesser alsbald die Streckgrenze erreicht In diesem Fall wird einerseits die Zahngeometrie so verändert, daß Reibung beim Abwälzen entsteht und andererseits die Schrumpfverbindung das notwendige übertragbare Drehmoment nicht mehr übertragen kann. Daraus folgt, daß das übertragbare Drehmoment von der Haftkraft des Schrumpfverbaiides abhängt. Die Haftkraft des Schrumpfverbandes steigt mit der Nabenstärke, so daß nur eine angemessen dicke Nabe das notwendige Drehmoment übertragen kann. Ebenso besitzt die Schrumpfverbindung für den Schwungradflansch Nachteile, da sich — bedingt durch die Wechselmomente eines Kolbenmotors — durch Schwingungsbeanspruchung Passungsrost in den Schrumpfflächen bildet. Um die Schrumpfflächen beim Zusammenfügen sauber zu halten, ist bei hohen Schrumpftemperaturen zur Vermeidung von Verzunderung der Schrumpfvorgang unter Schutzgas durchzuführen. Dies bedingt aber hohe Kosten, die diese Art der Befestigung unwirtschaftlich machen.

Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die eingangs genannten Nachteile zu vermeiden und eine Befestigungsmöglichkeit eines Antriebszahnrades und eines Schwungradflansches auf einer Kurbelwelle vorzuschlagen, welche eine sichere Dreh* moftiefliübertragung gestattet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bohrung int Zahnrad und im Schwungradflansch den gleichen Durchmesser wie der Lagerzapfen der Kurbelwelle aufweist und daß das Schwungrad und der Schwungradflansch mit der durchgehenden Verlängerung des Lagerzapfens durch Elektronenstrahlschweig mit einem axial ausgerichteten Elektronenstrahl verbunden sind. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß zum einen der Lagerzapfen der Kurbelwelle in einem Arbeitsgang hergestellt werden kann, da er keine Einstiche oder Durchmesserverjüngungen aufweist, zum anderen wird durch die Schweißverbindung der Bauelemente mit dem Lagerzapfen der Vorteil erreicht, daß eine drehmomentsichere Verbindung geschaffen wurde, die keinen Verzug für das Zahnrad

ίο oder den Schwungradflansch sowie die Kurbelwelle mit sich bringt Damit ist es möglich, daß die Nabe des Zahnrades wesentlich dünner ausgeführt werden kann, als bei einem Schrumpfverband. Ein Zahnrad mit kleinem Durchmesser wird aber angestrebt, weil das Ncckenwellenzahnrad den doppelten Durchmesser benötigt und dadurch fast immer über Querschnittskontur des Motors hinausbaut Die verzugsfreie Schweißverbindung des Zahnrades mit der Kurbelwelle erlaubt so kleine Nabendurchmesser des Zahnrades wie sie bisher bei keiner Befestigungsart möglich war.

Durch die Schweißverbindung ergibt sich eine Festigkeit, die der einen einteiligen Ausführung von Zahnrad- bzw. Schwungradflansch und Kurbelwelle vergleichbar ist Zugleich ergeben sich damit die Vorteile einer Kurbelwellenfertigung ohne Zahnrad und Schwungradflansch mit weniger kostspieligem Ausschuß als bei Fertigungsfehlern am Zahnrad oder am Schwungradflansch, die einstückig mit der Kurbelwelle verbunden sind.

Werden — wie Anspruch 2 vorschlägt — die Gewindelöcher für die Befestigungsschrauben des Schwungrades im Bereich der Schweißnaht des Flansches gelegt, so wird dadurch die Elektronenstrahlschweißung wesentlich erleichtert da es vorteilhaft ist den Elektronenstrahl bei Beginn der Schweißung von einer öffnung in den Werkstoff zu führen und nicht sofort in dem Werkstoff selbst zu beginnen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung nachfolgend beschrieben.

A b b. 1 zeigt eine Ansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Kurbelwellenendes.

Abb.2 zeigt eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Kurbelwellenendes gemäß der Erfindung.

Wie aus A b b. 1 hervorgeht, befindet sich am Ende einer Kurbelwelle mit Kurbelzapfen 1, Kurbelwange 2 und Lagerzapfen 3 auf einer Verlängerung 4 ein Zahnrad 5. Im Anschluß an das Zahnrad 5 ist auf die Wellenverlängerung 4 ein Flansch 6 aufgesetzt und wie

so das Zahnrad 5 mit der Wellenverlängerung 4 durch eine konzentrische Elektronenstrahlschweißnaht 8 verbunden. Eine solche Art der Verbindung hat den Vorteil, daß eine praktisch spannungsfreie Verbindung geschaffen wird, die keinerlei unerwünschte Verformungen der zu verbindenden Teile verursacht. Es ist nun möglich, den Lochkreisdurchmesser der für die Befestigungsschrauben des Schwungrades vorgesehenen Gewindebohrungen 7 so groß auszubilden, daß das gewünschte Drehmoment aufgenommen werden kann. In vielen Fällen wird es genügen, nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Gewindebohrungen 7 so anzuordnen, daß sie sich im Dereich der Schweißnaht β des Flansches 6 befinden. Wie A b b. 2 zeigt kann jedoch bei höheren aufzunehmenden

es Drehmomenten der Lochkreisdurchmesser derart vergrößert werden, daß sich die Gewindelöcher 7 ausschließlich im Material des Flansches 6 befinden.
Durch die erfindungsgemäße Bauart ist es möglich,

IS q

§ das Zahnrad 5 so klein zu halten, wie es aus

H konstruktiven Gründen erwünscht ist, Pabei ist der

I besondere Vorteil erreicht, daß der auf die We||enver-

|f längerung auszunutzende Flansch ohne die Gefahr

β nachteiliger Verformungen der Kurbelwelle so groß

p ausgebildet werden kann, daß die Befestigung des

(I Schwungrades ohne Schwierigkeiten auf die aufzuneh-

i mende Drehmomente dimensioniert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   I, Kurbelwelle, bei der im Anschluß an ein letztes Wellenlager ein Antriebszahnrad für die Steuerung und ein Schwungradflansch angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung im Zahnrad (5) und im Schwungradflansch (6) den gleichen Durchmesser wie der Lagerzapfen (3) aufweist und daß das Zahnrad (5) und der Schwungradflansch (6) mit der durchgehenden Verlängerung des Lagerzapfens (3) durch eine Elektronenstrahlschweißung mit einem axial gerichteten Elektronenstrahl verbunden sind.

   Z Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindelöcher (7) für die Befestigungsschrauben des Schwungrades sich im Bereich der Schweißnaht (8) des Flansches (6) befinden.