DE663563C - Aus hohlen Blechkoerpern zusammengeschweisste Kurbelwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kurbelwellen, die aus hohlen Blechkörpern zusammengeschweißt sind. Solche Kurbelwellen sind an sich bekannt. Bei ihnen liegen die Schweißstellen in den Laufflächen der Kurbelzapfen. Dies ist aus mehreren Gründen unvorteilhaft. Durch die Schweißung wird die Schweißnaht selbst und bis zu einer gewissen, nicht unbeträchtlichen Entfernung auch der der Schweißnaht benachbarte Werkstoff in seiner Beschaffenheit ungleichmäßig. Die unbedingt notwendige, erhebliche Bearbeitung der Lauffläche der Kurbelzapfen, eine an sich schwierige und teuere Angelegenheit, wird durch die Ungleichmäßigkeit der Werkstückoberfläche sehr ungünstig beeinflußt. Die Wellenbestandteile selbst erhalten eine schwie-.rig herzustellende Gestalt. Das Ziehen der Kurbelzapfenansätze aus den Wandungen der Kurbelschenkelteile heraus macht erhebliche technische Schwierigkeiten und beansprucht wiederum den Werkstoff stark und ungleichmäßig.

Alle diese Mängel sind gemäß der Erfindung dadurch vermieden worden, daß die Kurbelwelle zusammengesetzt wird aus hohlen Wellenzapfen, die in die hohlen Wellenschenkel eingeschoben sind, so daß sie gegenüberliegende Wände der Wellenschenkel durchdringen und an beiden Wänden jedes Schenkels angeschweißt werden.

Diese Ausbildung ergibt eine besonders sichere und gute Befestigung der Zapfen an den Wellenschenkeln und ist technisch leicht durchzuführen. Die Schweißnähte befinden sich dabei an Stellen, die als Laufflächen nicht in Betracht kommen, und die Beanspruchung der Schweißstellen wird ebenfalls gleichmäßiger und günstiger.

Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt.

Fig. ι ist ein Axialschnitt einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 ein Schnitt nach Linie ^i-Z? der Fig. i.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel im Axialschnitt, teilweise in Ansicht.

Fig. 4 und 5 zeigen Axialschnitte durch einen Kurbelzapfen und einen Lagerzapfen sowie einen Kurbelschenkel im Axialschnitt.

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Fig. 6 zeigt eine "weitere Äusführungsform im Axialschnitt, teilweise in Ansicht.

Die runden Teile der Kurbelwelle, wie Lagerzapfen ι und Kurbelzapfen 2, können aus Blechstreifen gerollt und die Längsnaht verschweißt sein, oder es wird gezogenes Stahlrohr verwendet. Um eine gute Übertragung der Drehkräfte zu erreichen, sind gemäß Fig. ι und 2 die einzuschweißenden Enden der runden Zapfen mit Erhöhungen 3 · versehen, die in entsprechende Einsenkungen der Wellenschenkel greifen und als Mitnehmer dienen. Vorteilhaft können diese Mitnehmer wellenförmig sein. Dadurch wird gleichzeitig eine beträchtliche Verlängerung der Schweißnaht und größere Haftfläche erzielt.

Die Wellenschenkel sind aus je zwei scha-Ienförraigen Hälften 4 gebildet, mit Öffnungen, durch welche die Zapfen 1 und 2 hindurchdringen. Die Ränder dieser Öffnungen sind ringartig herausgezogen und so gewellt, daß die Wellen der Zapfen straff hineinpassen.

Beim Zusammenbau wird zunächst der Zapfen ι mit seinem gewellten Ende in die eine Schale 4 gesteckt. Dann wird er an den Stellen 5 und 6 mit der Schale verschweißt. In ähnlicher Weise wird der Zapfen 2 in der anderen Schale 4 desselben Schenkels be; festigt. Nunmehr werden die beiden so vorbereiteten Hälften aufeinandergelegt und die beiden Schalen 4 am Rande bei 7 zusammengeschweißt. Zuletzt werden noch die Wellenenden bei 8 und 9 jeweils mit der anderen Schale verschweißt.

Man fährt so sinngemäß fort, bis die Welle fertig ist. Der so entstandene Wellenrohling wird dann ausgeglüht, um Spannungen zu beseitigen, und in üblicher Weise bearbeitet.

Die hier beschriebene neue Herstellungsart kann auch auf zerlegbare und zusammensetzbare Kurbelwellen übertragen werden, so z. B. solche bekannter Art mit Stirnverzahnung.
Fig. 3 zeigt eine Kröpfung einer solchen Welle. Die Wellenschenkel stimmen genau mit der Bauart nach Fig. 1 überein. Die runden Lagerzapfen 1 und 11 sind getrennt ausgeführt und mit den Schenkeln durch die bekannte Stirnverzahnung verbunden. Dabei ist ι der Wellenzapfen, der den Antrieb weiterleitet, z. B. auf die Luftschraube. Die Zapfen 11 und 12, die beiderseits gezahnt sind, bilden die Laufbüchsen für die Hauptbzw. Pleuellager der Welle. In gehärtetem Zustande können sie sowohl für Gleitlager oder vorteilhafterweise für Wälzlager dienen. Die Verbindung zwischen den Zapfen 11 bzw. 12 und den Wellenschenkeln wird durch Bolzen 13 vermittelt. Diese Bolzen sind rohrartige Körper, die auf ihrer Außenseite an beiden Enden Gewinde verschiedener Steigung tragen, so daß nur der Steigungsunterschied wirksam wird. Der Bolzen ist im Inneren mit einer an sich bekannten Einrichtung zum Einführen eines Steckschlüssels versehen, z. B. einem Schlitz, einem Vieroder Sechskant 14, oder einer Verzahnung, mittels welcher der Bolzen festgezogen werden kann. Die unterschiedliche Steigung der Gewinde erlaubt ein sehr festes Zusammenpressen der Wellenteile, außerdem benötigt diese Verbindung erfahrungsgemäß keine besondere Sicherung.

Da die Verzahnung an den Stirnflächen der Wellenteüe eine gewisse Breite zur Kraftübertragung erfordert, die sich mit Blechteilen nicht erreichen läßt, werden die Einsatzstücke 10 aus wesentlich stärkerem Stoff hergestellt, z. B. aus dickwandigem Stahlrohr, oder aus der vollen Stange. Die wellenförmige Oberfläche wird beibehalten, die Wellen können gezogen werden, benötigen also keine Bearbeitung. Für kleine und leichte Ausführungen genügt es, den wellenförmigen Mitnehmers nur an der gezahnten Seite der Einsatzstücke 10 vorzusehen, während das andere Ende kleiner im Durchmesser und glatt rund gehalten werden kann, wie in Fig. 4 dargestellt. Diese Anordnung erlaubt auch bei kleinem Zapfenabstand, d. h. kleinem Kurbelhalbmesser, das Schweißverfahren durchzuführen.

Die Einsatzstücke 10 können auch, wie in Fig. 5 unten angedeutet, kegelförmig sein, wodurch sich die Mitten noch näher aneinanderrücken lassen. Die in den Einsatzstücken verbleibende Öffnung muß dann mindestens das Einführen des Steckschlüssels zum Festziehen der Verbindungsbolzen 13 zulassen. "

Da die Stirnverzahnung, wenn sie auf den hochgezogenen Rand des Wellenschenkels übergreift, ein gegenseitiges Verdrehen der beiden Teile sicher verhindert, so ist hier die wellenförmige Ausgestaltung der Beruhrungsflachen nicht unbedingt erforderlich.

In Fig. 6 ist eine Wellenverbindung dieser Art gezeigt. Hier steckt ein glattzylindrisches Einsatzstück 10 in glatten, runden Bohrungen der Wellenschenkelschalen 4. An die Verbin- »o dungssteile von 4 und 10 ist beiderseits eine kräftige Schweißnaht 5 und 6 gelegt. Nach dem Ausglühen und Vergüten wird diese Stelle bearbeitet und zuletzt gezahnt. Der Zahn verläuft dann durch das Einsatzstück 10,, die Schweißnähte S und 6 und den hochgezogenen Rand des Wellenschenkels 4.

Wenn nun der mit der Gegenverzahnung versehene Laufring 12 dagegengepreßt wird, so fassen seine entsprechend breiten Zähne sowohl das Einsatzstück 6 wie den Rand der Schale 4, so daß die Kraft durch beide Stücke

übertragen wird und ein gegenseitiges Verdrehen bzw. eine Aufnahme von Drehkräften durch die Schweißnaht nicht auftritt.

Zur Durchleitung größerer Kräfte ist selbstverständlich die zahnförmig ineinandergreifende Verbindung zwischen dem Einsatzstück und dem Wellenschenkel vorzuziehen. Bei dieser Anordnung ist nur die Stirnseite des Einsatzstückes mit der Stirnverzahnung ίο versehen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Aus hohlen Blechkörpern zusammengeschweißte Kurbelwelle, besonders für schnei laufende Mehrzylinder-Leichtmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Wellenzapfen (1,2) die hohlen Wellenschenkel (4) durchdringen und an beiden Wänden jedes Schenkels angeschweißt sind.

2. Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen zwischen den Wellenzapfen und Wellenschenkeln mit ineinandergreifenden Zähnen (3) versehen sind.

3. Zerlegbare Kurbelwelle nach Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Wellenschenkel . eingeschweißten Einsatzstücke (10) mit je einer Stirnverzahnung in den dazwischenliegenden Lagerzapfen (11 oder 12) eingreifen (Fig. 3).

4. Kurbelwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das der Stirnverzahnung gegenüberliegende Ende des Einsatzstückes (10) im Durchmesser verkleinert ist (Fig. 4).

5. Kurbelwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (10) an seinem ungezahnten Ende kegelförmig verjüngt ist (Fig. 5).

6. Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch "gekennzeichnet, daß die Stirnverzahnung in die Stirnfläche des Einsatz-Stückes (10) und in den das letztere umfassenden Rand des Wellenschenkels (4) eingeschnitten ist (Fig. 6).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen