Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb einer Brennkraft
maschine der V-Bauart gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.
Bei einem in der DE-OS 35 41 903 aufgezeigten Kurbeltrieb
werden durch die Verwendung einer Zwischenwange zwischen den
versetzten Hubzapfen die fertigungstechnisch nicht un
problematischen Radienverschneidungen sowie die dabei auf
tretenden hohen Kerbspannungen vermieden.
Ferner ist bei diesem Kurbeltrieb vorgesehen, zur Vermeidung
von Spannungsrissen die Übergangsradien zu den Kurbel- und
Zwischenwangen umfangszuhärten.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kurbel
trieb der im Oberbegriff des Hauptanspruches beschriebenen
Art zu schaffen, bei welchem bei maximaler Tragfähigkeit der
Pleuellager eine maximale Festigkeit in den kritischen Über
gangsbereichen gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Hauptanspruches gelöst.
Um eine Verbesserung der Tragfähigkeit der Pleuellager zu
erzielen, werden diese in Richtung der Zwischenwange ver
breitert. Dies ist dadurch möglich, daß die zwischenwangen
seitigen Hubzapfenübergangsradien kleiner ausgebildet sind
als die kurbelwangenseitigen Radien. Einerseits entspricht
dies der Beanspruchungsverteilung längs der Kröpfungsan
ordnung, bei der aufgrund der Formfaktoren Maximalspannungen
im Bereich der Grundzapfenhohlkehlen auftreten. Andererseits
wird die Tragsicherheit der Kurbelwelle im zwischenwangen
nahen Bereich dadurch verbessert, daß die kleineren und da
durch kerbwirkungsempfindlicheren Übergangsradien zur Zwischen
wange trotz deren Schmalheit einer umlaufenden Radienhärtung
mit geringer Einhärtetiefe unterzogen werden. Diese ist so
ausgeführt, daß beide Härtezonen rechts- und linksseitig der
Zwischenwange einander nicht schneiden, sondern im Überdeckungs
querschnitt der Hubzapfen eine weiche Zone verbleibt. Die
durch eine geringe Breite der Zwischenwange niedrigere Einhärte
tiefe der zwischenwangenseitigen Übergangsradien gegenüber
den Grundwangenradien läßt einen gleichmäßigen Übergang des
Härteverlaufs längs der Zapfenlänge sinnvoll erscheinen.
Eine zusätzliche Sicherheit gegen Umfangshärterisse in der
Zwischenwange im Übergang von den gehärteten zu den nicht
gehärteten Bereichen ist durch eine Ausgestaltung nach Anspruch
3 erzielbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den
übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs
gemäßen Kurbeltriebes dargestellt.
Im einzelnen zeigt
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kurbeltrieb
in einer ausschnittsweisen Darstellung,
Fig. 2 die Härtebereiche des erfindungsgemäßen Kurbel
triebes der Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf den längs der Linie III-
III geschnittenen Kurbeltrieb der Fig. 2,
Fig. 4 die Härtebereiche des nach einer weiteren
Variante gehärteten Kurbeltriebes der
Fig. 2 und
Fig. 5 eine Draufsicht auf den längs der Linie V-V
geschnittenen Kurbeltrieb der Fig. 4.
Fig. 1 zeigt eine Kröpfung 32 einer in einem V-Motor ein
gesetzten Kurbelwelle, zwischen deren beider Kurbelwangen
33 und 34 zwei um ca. 30° zueinander versetzte Hubzapfen
35 und 36 angeordnet sind. Da der Hubzapfenversatz hier
so groß gewählt ist, daß Pleuelstangen mit gegeneinander
geführten Axialanlauffflächen und schmalen Lagerdeckeln
bei bestimmten Kurbelstellungen aus der gemeinsamen Axial
anlaufüberdeckung austauchen, dort also axial nicht mehr
ausreichend durch die benachbarten Pleuel geführt
werden können, ist zwischen den beiden Hubzapfen 35 und 36
eine schmale Zwischenwange 37 vorgesehen, die als Axial
anlauf für je ein Pleuelauge 38 bzw. 39 eines auf jedem
Hubzapfen 35 bzw. 36 über eine Lagerschale 40 bzw. 41
drehbar gelagerten Pleuels 42 bzw. 43 dient. Auf der je
weiligen der Zwischenwange 37 abgewandten Seite sind die
beiden Pleuelaugen 38 und 39 durch die beiden Kurbelwangen
33 und 34 axial geführt. Im Axialanlaufbereich ist die Zwi
schenwange 37 beidseitig mit je einem Axialanlaufbund 44
bzw. 45 versehen, so daß bei der Fertigung der Kurbelwelle
bzw. der Zwischenwange 37 nur deren Axialanlaufbünde 44 und
45 feinstzubearbeiten sind.
Um die Pleuellagerschalen 40 und 41 in Richtung der Zwischen
wange 37 weiter verbreitern zu können, sind die Radien in
den Zwischenwangenübergängen 53 kleiner ausgebildet als die
jenigen der Kurbelwangenübergänge 54.
Aus der Fig. 2, die eine längsgeschnittene Darstellung der
Kurbelkröpfung 32 der Fig. 1 zeigt, ist ersichtlich, daß
sowohl die Übergangsradien 54 zu den Kurbelwangen 33 bzw.
34 als auch die 53 zu der Zwischenwange 37 einer umlaufenden
Induktivradienhärtung unterzogen sind, wobei die Einhärte
tiefe in den Übergängen 54 zu den Kurbelwangen 33 bzw. 34
aufgrund der an diesen Stellen höheren Beanspruchung tiefer
ausgeführt ist als in den Zwischenwangenübergängen 53.
Entsprechend hierzu weisen die beiden Hubzapfen 35 und 36
eine gehärtete Oberfläche 68 und 69 auf, deren Einhärte
tiefe sich ausgehend von den Kurbelwangenübergängen 54 bis
hin zu den Zwischenwangenübergängen 53 kontinuierlich ver
ringert.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer Draufsicht auf eine
in Höhe der gedachten Radienverschneidung (Fig. 2, Linie
III-III) längsgeschnittene Kröpfung. In dieser Dar
stellung ist zu sehen, daß die Einhärtetiefe an den Über
gangsradien 53 zur Zwischenwange 37 jedoch nur so tief ge
wählt ist, daß zwischen den ausgehärteten Zonen 70 und 71
noch eine weiche nicht ausgehärtete Zone 72 verbleibt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeigt die Fig. 4
mit einer Kröpfung 32′, die der der Fig. 2 entspricht,
nur daß hierbei die Induktivhärtung im Zwischenwangenbe
reich 53′ nicht nur auf die Übergangsradien beschränkt
bleibt, sondern sich über die gesamten Axialanlaufbunde 44′
und 45′ erstreckt. Durch diese Maßnahme wird im ge
fährdeten Bereich, nämlich im freien Teil der Zwischenwange
37′ im Übergangsgefügte vom gehärteten zum nicht gehärteten
Werkstoff, einer eventuellen Entstehung von Umfangshärte
rissen vorgebeugt.
Auch bei dieser Ausführungsform verbleibt im gedachten Ver
schneidungsbereich zwischen den beidseitigen Härtezonen 70′
und 71′ eine weiche, nicht ausgehärtete Zone 72′ (siehe
Fig. 5 analog zu Fig. 3), wobei zudem die Einhärtetiefe
der Axialanlaufbünde 44′ bzw. 45′ geringer ist als die
Breite der Zwischenwange 37′.