DE364371C - Aus einzelnen Wellen-, Wangen- und Kurbelzapfenstuecken unter Verzapfung zusammengesetzte Kurbelwelle - Google Patents

Description

• Aus einzelnen Wellen-, Wangen- und Kurbelzapfenstücken unter Verzapfung zusammengesetzte Kurbelwelle. Im Großmaschinenbau ist man aus bekannten Gründen gezwungen, die Kurbelwellen aus einzelnen Wellenstücken und Zapfen zusammenzusetzen, die durch die aufgeschrumpften Kurbelwangen miteinander verbunden sind. Es treten nun durch die hohen Beanspruchungen, denen die Wellen- bzw. Kurbelzapfen besonders an der Eintrittsstelle in die Wangenflächen ausgesetzt sind, gerade hier häufig Rißbildungen und Brüche auf, die meist auf Kerbwirkungen an der Übergangsstelle zurückgeführt werden. Man hat schon versticht, diesen gefährlichen Übelstand durch Ausrundung der Übergangsstellen vom Wellen- bzw. Kurbeldurchmesser zum. Zapfendurchmesser oder durch in die ringförmigen Stirnflächen der Übergangsstellen eingedrehte Ringnuten zu beseitigen.
• Gegenstand der Erfindung ist nun ein Wellen- oder Kurbelzapfen für zusammengesetzte Kurt-elwellen, der darüber hinaus die Sicherheit gegen kißbildung und Bruch an den stärkstgefährdeten Zapfenstellen wesentlich erhöht. Es wird dies dadurch erreicht, daß der in die Kurbelwange ragende Zapfen des Wellen- bzw. Kurbelendes außer an der Eintrittsfläche in den ihn umschließenden Körper auch noch innerhalb derselben ein oder mehrere Male stufenförmig abgesetzt ist. Die Übergangsstellen der einzelnen Zapfenstufen können außerdem noch in an sich bekannter Weise durch Ausrundung, Anordnung von U-förmigen Ausdrehungen o. dgl. derart ausgebildet sein, daß Kerbwirkungen nur schwer eintreten können. Bei dem neuen Zapfen gehen die Flächen größten Durchmessers allmählich in die Flächen kleineren Durchmessers über, so daß bei der Herstellung kein Durchschneiden oder scharfes Knicken der Gefügelängsfasern in so starkem Maße nötig ist wie bei den bisherigen Bauarten. Dieser Umstand trägt wesentlich zur Erhöhung der Festigkeit bei.
• Bei der durch die schwierige Wirtschaftslage bedingten Umstellung auf größere Wirtschaftlichkeit aller Betriebe zwingt die Rücksieht auf möglichste Ausnutzung vorhandener Baulichkeiten und Anlagen häufig zum Ersatz veralteter Maschinen durch neue, wirtschaftlicher ari:eitende und leistungsfähigere unter Innehaltung der Raummaße der alten Maschinen. Jede Verkürzungsmöglichkeit der neuen :Maschine bedeutet dann einen Gewinn an Steigerungsmöglichkeit ihrer Leistung, Namentlich dort, wo es sich um Großmaschinen handelt, spielt die Verringerungsmöglichkeit des Hul=es oft eine entscheidende Rolle für die Frage ihrer Verwendbarkeit unter gegebenen Verhältnissen. Hier erhält die neue Zapfenausbildung einen ganz besonderen Wert. Denn bisher ergaben sich beim Bau schwerer kurzhubiger Kurbelwellen dadurch Schwierigkeiten und eine Begrenzung des Hubes, daß der zwischen den Kurbel- bzw. Wellenzapfen in den Kurbelflanschen verbleil'ende Steg leicht übermäßig geschwächt wurde. In diesen Fällen hat man sich z. B. durch exzentrische Anordnung der Zapfen am Wellen- bzw. Kurbelende zu helfen versucht, um den Zapfen im Kurbelflansch einen größeren Abstand voneinander geben zu können. Es ist dies aber nur ein Notbehelf, der den Vorteil größeren Flanschstegquerschnittes mit anderen schwerwiegenden Nachteilen erkauft, z. B. mit Schwierigkeiten der Zentrierung und mit Auftreten von starken, auf die Zapfen wirkenden Drehkräften. Die neue Zapfengestaltung erlaubt einen engen Zusammenhau vcin Kurbel- und Wellenzapfen, ohne daß man auf die günstige Gleichachsigkeit von Welle und Wellenzapfen bzw. von Kurbel und Kurbelzapfen verzichten muß.
• Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auch noch darauf, daß der Schrumpfdruck auf die Umflächen der einzelnen Zapfenstufen mit abnehmendem Zapfendurchmesser derart zunimmt, daß keine Verringerung des Reibungsmomentes eintritt. Diese Schrumpfdrucksteigerung kann infolge der eigenartigen neuen Zapfenform ohne besondere äußere Verstärkung der Wange vorgenommen werden, weil die Verringerung des Zapfendurchiressers gleichzeitig eine entsprechende Zunahme des entsprechenden Zangenquer- j Schnitts in der Zapfenl,ohrung bedeutet.
• Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele.
• Die Zapfen der Wellenenden a und der Kur'Lelwellen h ragen in bekannter Weise in die Kurbelwangen c, mit denen sie durch Schrumpfung fest verbunden sind. Sie sind außer in bekannter Weise an der Eintrittsstelle d in die Stirnfläche der Wangen c noch 1 esonders innerhalb der Wangen bei e abgesetzt. Die Übergangstellen d und e können in ,ler für Zapfenschultern tekannten Weise durch Ausrundung oder allmähliche Überg än, e i so ausgebildet sein, daß Kerbwirkungen nicht auftreten können (vgl. Abt. z und 3). Die Ausführungsform der Abb. i könnte auch z. B. in bekannter Weise durch Eindrehung von U-förmigen Rillen in die ringförmigen Stirnflächen d und e bruchsicherer gemacht werden.
• Wie aus den Abb. 3 und 4. ersichtlich ist, liegen den Stufen größeren Durchmessers des einen Zapfens Stufen kleineren Durchmessers des anderen Zapfens gegenüber. Es können demnach ]-ei gegebenem Mindestquerschnitt des Wangenstegstückes zwischen beiden Zapfen letztere näher zusammengerückt, die Maschine also kürzerhubig gebaut werden als '-ei den bisher üblichen Zapfenformen; oder aber es ergibt sich bei gleichem Zapfenabstand eine größere Stegstärke.
• Abb. 3 zeigt in gestrichelten Linien die bisher vielfach übliche Zapfenform f. Man erkennt, daß demgegenüber ohne gleichzeitige Verkleinerung des Wangenstegquerschnitts zwischen den Zapfen gerade der meistgefährdete Zapfenquerschnitt in der Ebene d durch die neue Zapfenform wesentlich stärker wird. Trotzdem wird durch die Verdickung der Zapfen zwischen den Schulternd und e zwar der Wangenstegquerschnitt um die Flächenstärke g verringert, gleichzeitig aber um die mindestens ebenso großen. Flächenstücke h vergrößert.

Claims (3)

1. PATPNT-ANSPRÜCHE: i. Aus einzelnen Wellen-, Wangen-und Kurtelzapfenstücken unter Verzapfung zusammengesetzte Kurbelwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen der mit den Zangenstücken zu verbindenden Wellen- oder Kurbelzapfenenden außer an der Stirnfläche des sie umschließenden Zangenstückes auch noch innerhalb dessell en stufenförmig ' abgesetzt sind.
2. 2.- Kurbelwelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsstellen der einzelnen Zapfenstufen in an sich 1;ekannter Weise ausgerundet sind.
3. 3. Kurbelwelle nach Anspruch i, daclurch gekennzeichnet, daß der Schrumpfdruck für die einzelnen Zapfenstufen mit al:nehmendem Zapfendurchmesser derart zunimmt, daß keineVerringerung des Reibungsmomentes eintritt.