DE2228635A1

DE2228635A1 - Hubkolbenmaschine mit einer kurbelwelle

Info

Publication number: DE2228635A1
Application number: DE19722228635
Authority: DE
Inventors: Berhard Medenus
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1972-06-13
Filing date: 1972-06-13
Publication date: 1974-01-03

Description

5 Köln 80, den 24- Mai 1972 KHD ^ünser Zeichen* AP So, 2228635

KLÖCKNER-HUMBOLDT-OEUTZ AG · KÖLN Hubkolbenmaschine mit einer Kurbelwelle

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine mit einer Kurbelwelle, an deren verlängertem Endlager-Zapfen ein Zahnrad zum Antrieb von Steuerrädern und HilfsmaBchinen und ein Schwungrad befestigt sind.

Bei Brennkraftmaschinen in Reihenbauart wird die Kurbelwelle durch die periodischen Kraftimpulee der Kolben zu Drehschwingungen angeregt. Der größte Ausschlag dieser Schwingungen tritt an dem Kurbelwellenende auf, das dem Schwungrad ge· genüberliegt. Die geringsten Schwingungaaussobläge treten dagegen in der Nähe des am verlängerten Endlagerzapfen angebauten Schwungrad auf. Um für die Steuerung»teile einen möglichst gleichförmigen Antrieb au erhalten, wird deren Antrieb bevorzugt am schwungradseitigen Kurbelwellenende mittels Zahnrad abgenommen. Sie bei Viertaktmaschinen notwendig· Untersetzung zwischen Kurbelwellen- und Nockenwellendrehzahl bedingt eine Durchmeseerdifferenz der Zahnräder im Verhältnis 1 : 2 oder mehrere Untereetzungestufen mit gleicher Wirkung, so daß das Getriebegehäuse mitunter über die Kontur der Maschine hinausbaut und damit einen unerwünscht großen Bauraum einnimmt. Aus diesem Grunde wird das Zahnrad auf der Kurbelwelle im Durchmesser möglichst klein gehalten, was jedoch einen höheren Verschleiß zur Folge hat, der zugleich ein

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austauschbares Zahnrad notwendig macht. Diese erwünschte Austauschbarkeit des Zahnrades bedingt wiederum einen lösbaren Plansch auf der Kurbelwelle für die Schwungradbefestigung. Zur Übertragung des hohen Drehmomentes muß die Verbindung des Flansches mit der Kurbelwelle sehr stark dimensioniert werden, so daß z.B. bei Schraubverbindungen größere Wellenzapilndurehmesser erforderlich werden, die wiederum größere Zahnraddurehmesser bedingen. Bei einem aufgeschrumpften Plansch ergaben sich sehr große Planschaußendurchmesser, weil die Flanschlöoher öae Schrumpfband schwächen und darum außerhalb des rechnerischen Schrumpfdurchmessers angebracht werden müssen. Da zugleich auf dem Planach bevorzugt die Wellendichtung zur Abdichtung des Kurbelgehäuses angeordnet wird, ergeben sich mit zunehmendem Planschdurchmeseer höhere Umfangsgeecbwißdigk®iten_f die im Material teure und im Gebrauch empfindliche Dichtungen ergeben. Die Anwendung von Konusverbindungen zwischen dem Schwungrad und den verlängerten Lagerzapfen erfordert axial eine größere Baulänge als sie sich bei Pianachwerfeindungen ergibt, ao daß diese Befestigungsart auf kleinere Maschinen beschränkt bleibt.

Bs ist Aufgabe der Erfindung, für das Zahnrad und den Schwungrad fleas oh auf der Kurbelwelle eine austauschbare Verbindung zu schaffen, die möglichst kleine Abmessungen des Zahnrades und des Schwungradflaueones euläßt. Dieses wird bei einer Hubkolbenmaschine der eingange genannten Art dadurch erreicht,

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daß das Zahnrad und ein Plansch zur Schwungradbefestigung auf der Verlängerung des Lagerzapfens mit zylindrischer Passung und kleinem Spiel sitzen und mittels einer Klebeverbindung befestigt sind. Eine solche Klebeverbindung, die beispielsweise mit dem Klebemittel "Loctite" ausgeführt ist, ermöglicht ein austauschbares Zahnrad, so daß bei starkem Verschleiß desselben die Kurbelwelle nicht unbrauchbar wird, wie dieses bei Zahnrädern die mit der Kurbelwelle einteilig ausgeführt sind, der Fall ist. Zugleich kann das Zahnrad unmittelbar neben dem Plansch für das Schwungrad angetrdnet werden, so daß der bei einteiliger Ausführung notwebdige Abstand zum Auslauf des Verzahnungswerkzeuges zwischen dem Zahnrad und dem benachbarten Plansch an Baulänge der Maschine eingespart wird. Als vorteilhaft wirken sich auch die wesentlich geringeren Ausschußquoten bei der mehrteiligen Ausführung aus, die bei einteiliger Ausführung die gesamte Kurbelwelle betreffen.

Der Plansch istiim Verhältnis zu aufgeschrumpften Ausführungen im Durchmesser wesentlich kleiner, so daß sich für den WeI-lendichtring kleine Umfangsgeschwindigkeiten und damit eine größere Betriebssicherheit ergibt. Da für die Klebeverbindung je nach Klebemittel bestimmte Pügespaltweiten in Betracht kommen, wird zur Ausrichtung der zu klebenden Teile vorgeschlagen, daß ein Teil der zylindrischen Passung ale Zentrier-

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sitz ausgebildet ist. Bei größeren Teilen oder hohen (Jenauigkeitsanforderungen wird die Lagesicherung durch zwei Zentrierungen, die nahe der beiden Stirnflächen des Zahnrades und des Flansches angeordnet sind, erreicht. Um bei zwei Zentrieungen das Klebemittel in den Fügespalt einbringen zu können, wird vorgeschlagen, daß in den Fügespalt zwischen den Zentriersitzen radiale Bohrungen einmünden, durch die das Klebemittel unter Druck zugeführt wird. Dadurch iet es möglich, unabhängig von der Viskosität des Kelbemittels, dieses in kleinste Fügespalten einzubringen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispie}.e der E_rfindung schematisch dargestellt.

Die Abb. 1 zeigt ein Kurbelwellenende mit Schwungrad. Die Abb. 2 zeigt ein Kurbelwellenende mit Schwungrad.

In der Abb. 1 ist das Schwungradseitige Ende einer Kurbelwelle 1 mit Zahnrad 2, Schwungradflansch 3 und Schwungrad dargestellt. Das Zahnrad 2 für den Antrieb von Hilfsmaschinen und Steuerungsteilen der Maschine ist auf dem verlängerten zylindrischen Lagerzapfen 5 mit geringem Spiel gelagert. Der Fügespalt 6 ist mit einem Klebemittel ausgefüllt, daß das Zahnrad 2 mit dem verlängerten Lagerzapfen 5 fest verbindet In gleicher Weiee ist der Flansch 3 mit dem verlängerten

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Lagerzapfen 5 verbunden. Zugleich gleitet auf dem Außendurchmesser 7 dee Flansohea 3 eine Wellendichtung 8, die das Kurbelgehäueeinnere 9 abdichtet. Durch die Klebeverbindung ergibt sich in vorteilhafter Weise ein sehr kleiner Flanschaußendurchmeaser .7 mit geringer Umfangsgeschwindigkeit für den Wellendichtung 8. Zur Vergrößerung der Klebefläche ist der Plansch 3 im Bereich der Schwungradzentrierung 10 bis etwa zur vollen Zentrierbreite verlängert. Die Kraftübertragung vom Plansch 3 auf das Schwungrad 4 erfolgt durch die Schraubverbindung 11. Um eine genaue Lage des Zahnrades und des Flansches 3 auf dem verlängerten Lagerzapfen 5 während des Erhärtens des Kleber« zu behalten, sind, wie die untere Hälfte der Abb. 1 zeigt, beide Teile mit einer kurzen Zentrierung 12 mit einem engen Paßsitz ausgerichtet. Hierdurch werden Pluehtfehler, die durch Verlagern der Teile während' des Aushärtevorganges des Klebers entstehen können, vermieden.

In Abb. 2 1st eine besondere Ausführung der Klebefuge für Teile, von denen eine hohe Lagegenauigkeit verlangt wird, dargestellt. Die Klebefuge liegt zwischen zwei Zentrierungen 12, die nahe den Stirnseiten der Teile 2, 3 angeordnet sind und so den Teilen eine stabile Lage geben. Zur Beschickung der Klebefuge mit dem Klebemittel dient eine Querbohrung 13, die vom verlängerten Lagerzapfen 5 ausgeht. Ebenso kann die Querbohrung 13 vom Nabenteil ausgehen. Durch diese Querbohrung 13 kann das Klebemittel unter Druck der Klebefuge

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zugeführt werden, ao daß diese nicht an die Viskosität des Klebers angepaßt werden muß. Es kann also ein zähflüssiger Kleber in eine sehr enge Klebefuge eingebracht werden, womit je nach Klebemittel eine besonders gute Verbindung erreicht wird.

Bei einem notwendigen Austausch des Zahnrades oder des Schwungradflansehes erfolgt der Austausch durch Überhitzen oberhalb der für das Klebemittel zulässigen Höchsttemperatur. Diese ist beispielsweise bei "Loctite" etwa 180 ° C. Oberhalb dieser Temperatur nimmt die Warmfestigkeit der Klebemasse schnell ab, so daß ein Losreißen möglich wird ohne Temperaturen anwenden zu müssen, die die Härte der Welle gefährden. Ebenso kann die Klebeverbindung mechanisch durch Abdrehen oder Abschleifen der betreffenden Teile gelöst werden.

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Claims

5 Köln 80, den 24. Mai 1972 Unser 2&2&6G5 7?/46 - AP So/Bu P_a_t_e_n_t_a_n_8_r2_r_ü_c_h_e

1. ) Hubkolbenmaechine mit einer Kurbelwelle, an deren vedängerten Endlagerzapfen ein Zahnrad zum Antrieb von Steuerrädern und Hilfemaechinen und ein Schwungrad befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (2) und ein Flansch (3) zur Schwungradbefestigung auf der Verlängerung des Lagerzapfens (5) mit zylindrischer Paeeung (6) und kleinem Spiel sitzen und mittels einer Klebeverbindung befestigt sind.

2. Hubkolbenmaechine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der zylindrischen Passung als Zentriersitz (12) ausgebildet ist.

3· Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung (12) nahe der beiden Stirnflächen des Zahnrades (2) und des Flansches (3) angeordnet ist.

4· Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß in den Fügespalt zwischen den Zentriersitzen (12) radiale Bohrungen (13) münden, durch die das Klebemittel unter Druck zugeführt wird.

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ORIGINAL INSPECTED