-
Zusammengesetzte Kurbelwelle, insbesondere für Verbrennungsmotoren.
Im Hauptpatent ist ein neuer Aufbau von Kurbelachsen beschrieben worden, der besonders
in Verbindung mit Kugel- oder Rollenlagern große Vorzüge aufweist und unter Benutzung
von geeigneten Sondereinrichtungen genauere Herstellung gestattet, als dies bei
den gebräuchlichen, aus einem Stück bestehenden, mehrfach gekröpften Kurbelwellen
möglich ist. Es sind nämlich die Lagerzapfen, Kurbelzapfen und Achsschenkel je für
sich als besondere Teile hergestellt und diese Teile zwecks Übertragung der Drehmomente
miteinander über unrunde Flächen, z. B. Verzahnungen, verbunden. .
-
Im besonderen ist in den Abb. 6 und 7 des Hauptpatentes gezeigt, wie
die Sitzflächen für die Kurbel- oder Lagerzapfen in den Achsschenkeln durch kegelartig
verjüngte Zahnkränze gebildet sind.
-
Eine weitere Ausbildung und Verbesserung dieser Ausführungsform bildet
den Gegenstand der vorliegenden zusätzlichen. Erfindung.
-
Die Herstellung einer Innenverzahnung in der Bohrung des Achsschenkels
bietet nämlich insofern einige Schwierigkeit, als zum Ausschleifen der Zähne ein
verhältnismäßig kleiner -Schleifstein benutzt werden muß, da ja sein Durchmesser
geringer sein muß als die kleinste Bohrung im Achsschenkel. Ein derart kleiner Stein
nutzt sich nun schnell ab, so daß er zur Erhaltung der Genauigkeit der Verzahnung
oft ausgewechselt werden muß.
-
Richtet man die Verzahnung so ein, daß sie nicht ganz durch die Bohrung
hindurchgeht, so läßt sich ein bedeutend größerer und daher entsprechend längere
Zeit verwendbarer Schleifstein benutzen. Je stumpfer der Kegelwinkel der Verzahnung
wird, desto größer kann der Schleifstein werden. Ein Grenzfall tritt ein, wenn die
Zähne am Achsschenkel so angeordnet werden, daß der Schleifstein sich in einer Ebene
parallel zur Seitenfläche des Achsschenkels bewegen kann, während der Umriß der
Verzahnung kegelförmig bleibt.
-
Was hier bezüglich der Schleifarbeit gesagt ist, gilt in gleicher
Weise auch für das Fräsen, falls die Innenverzahnung durch Fräsen vorgearbeitet
wird. Auch hierbei ist die Benutzung eines möglichst großen Fräsers vorteilhaft
für die lange Erhaltung genauer Zahnform.
-
Ein Ausführungsbeispiel ist in schematischer Weise in der Zeichnung
veranschaulicht. Abb. i zeigt eine Kurbelwelle in Seitenansicht, teilweise im Mittelschnitt
durch Lagerzapfen, Kurbelzapfen und Achsschenkel.
-
Abb. 2 ist "ein Schnitt nach Linie A-B der Abb. i.
-
Abb. 3 zeigt an einer der Abb. i entsprechenden Schnittdarstellung
ein Beispiel für die Herstellung der Verzahnung.
-
Abb. q. ist eine Schnittdarstellung einer besonderen Ausführungsform
des Bolzens.
-
Als Lagerstellen sowohl "für die Kurbelwelle selbst als auch für die
Kurbelzapfen dienen Laufbüchsen i bzw. 2, die als Innenlaufringe für Rollen- oder
Kugellager ausgebildet und an ihren Stirnflächen oder Endflächen mit je einer Verzahnung
6 ausgerüstet sind, mit denen sie in eine entsprechende Verzahnung der Achsschenkel
q. eingreifen. Zur Verbindung der einzelnen Teile der Kurbelwelle miteinander dienen
in die Laufbüchsen und
die Achsschenkel genau eingepaßte hohle Bolzen
7 und in ein Innengewinde dieser Bolzen eingeschraubte Schrauben B.
-
Sowohl die Köpfe io der Bolzen 7 als auch die Köpfe der Schrauben
8 sind zweckmäßig in die Achsschenkel, versenkt.
-
Gemäß der Erfindung ist die Verzahnung der Achsschenkel aus der Achsschenkelbohrung
heraus auf die Seitenfläche der Achsschenkel verlegt und dadurch ihre genaue Herstellung
mit Fräsern und Schleifscheiben von großem Durchmesser wesentlich erleichtert.
-
Von verhältnismäßig untergeordneter Bedeutung ist der Winkel, in welchem
der die Verzahnung herstellende Fräser zur Seitenfläche der Achsschenkel bewegt
wird.
-
Die in Abb. x dargestellte Verzahnung der Achsschenkel kann gewonnen
werden, indem gemäß Abb. 3 der Fräser ii auf einer Mittellinie parallel zur Seitenfläche
des Achsschenkels 4 bewegt wird.
-
Die neue Anordnung hat u. a. auch noch den Vorteil, daß die Laufbüchsen,
die als Innenlaufringe für die Rollen- oder Kugellager verwendet sind, sehr kurz
ausfallen, so daß eine entsprechende Ersparnis an dem dafür -erforderlichen hochwertigen
Stahl eintritt, sowie den Vorteil, daß die Breite der Achsschenkel geringer ausfällt
wie bei einer durch die Bohrung der Achsschenkel hindurchgeführten Verzahnung, da
der Außendurchmesser des Bolzens 7. kleiner ist als der Außendurchmesser einer solchen
Verzahnung. Infolge der jetzt möglichen Versenkung des Kopfes io und der Schraube
8 wird ferner der ganze Aufbau glatter und gefälliger.
-
Statt der gezeichneten Kopfschraube 7 sind noch verschiedene andere
Verbindungsmöglichkeiten denkbar, deren Anwendung für Einzelfälle in Betracht kommen
kann.
-
So z. B. könnte statt eines mit einem Kopfe versehenen hohlen Bolzens
ein glatter, rohraxtiger Bolzen verwendet werden, der an beiden Enden entweder ein
Innen- oder Außengewinde besitzt. Diese Anordnung hätte den Vorteil, daß beim Zusammensetzen
und Zerlegen der Kurbelachse der Laufring --
fest auf den Bolzen 7 aufgepreßt
verbleiben könnte.
-
Die zum Festziehen des Bolzens dienenden Schrauben oder bei Außengewinde
entsprechende Ringmuttern können j e nach Wahl entweder in die Achsschenkel eingelassen
oder außen aufliegend angebracht werden.
-
Der Bolzen als solcher kann auch ganz vermieden werden, d. h. die
Lauffläche kann in einem Stück mit seitlichen Verlängerungen ausgebildet werden,
die in die Achsschenkelbohrungen passen und entweder Außen- oder Innengewinde haben,
wie Abb. 4 darstellt.
-
Die Verzahnung braucht nicht unbedingt parallel zur Fläche der Achsschenkel
eingeschnitten zu sein, ebenso braucht die Stirnfläche der Laufbüchsen nicht rechtwinklig
zu sein. Wichtig ist dagegen, daß die beiden Zahnkränze genau ineinanderpassen und
ihre Flächen sich innig berühren. Der verhältnismäßig große Außendurchmesser der
Verzahnung bietet den Vorteil, daß der zwischen den Verzahnungen gelegene freie
Teil des Achsschenkels sehr kurz ist. Da gerade dieser Teil des Achsschenkels unter
den einwirkenden -Kräften den größten elastischen Formänderungen ausgesetzt ist,
so wird das Maß dieser Durchbiegungen infolge der stützenden Wirkung der verzahnten
Flächen äußerst verringert und -dadurch die Lebensdauer einer derart aufgebauten
Achse wesentlich erhöht.
-
Auch bei der neuen Anordnung der Verzahnung kann deren Form und Teilung
beliebig gewählt werden, so wie es eben im einzelnen Falle besonders zweckmäßig
ist. Die Teilung wird man auch hier derart auswählen, daß sie den Winkeln entspricht,
unter denen die einzelnen Kurbeln der Kurbelachse gegeneinander versetzt sein können.