DE678539C

DE678539C - Kurbelwelle fuer Kolbenkraftmaschinen

Info

Publication number: DE678539C
Application number: DER89877D
Authority: DE
Original assignee: DR -ING EDMUND RUMPLER
Current assignee: DR -ING EDMUND RUMPLER
Priority date: 1934-02-11
Filing date: 1934-02-11
Publication date: 1939-07-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf hohle Kurbelwellen, wobei gegenüber den bekannten aus Blech- oder Gußteilen zusammengeschweißten hohlen Kurbelwellen gemäß der Erfindung die Kurbelwelle, deren Abmessungen denen der bisher bekannten Wellen entsprechen oder gar darunter liegen können, im Wege des Gießens· hergestellt wird. Der Guß bietet dabei die Möglichkeit, diesem einem mehrfach geknickten Schlauch gleichenden Hohlkörper genügende Formsteifigkeit zu geben und ihn wesentlich einfacher und preiswerter herzustellen als die bisher bekannten Kurbelwellen.

Als Baustoff wird Guß von hoher Festigkeit verwendet, der gegebenenfalls nach dem Gießen auch noch veredelbar bzw. härtbar ist, wobei Oberflächenbehandlung oder Behandlung des ganzen Querschnitts in Frage kommen kann. Die neue Hohlkurbelwelle besteht aus einem einzigen Gußstück, das in einem Gießvorgang hergestellt wird. Gegenüber der bekannten Vollgußkurbelwelle ergeben sich Gewichtsersparnisse, die etwa die Hälfte und mehr betragen. Dies ist insbesondere für Kurbelwellen für Flug- und Fahrzeugmotoren wichtig, von denen größte Leichtigkeit verlangt wird. Gegenüber der massiven, nachträglich hohlgebohrten Kurbelwelle hat der Erfindungsgegenstand den Vorteil erheblich größerer Preiswürdigkeit, ' da sich dessen Fertigbearbeitung praktisch auf das Schleifen der Lager- und Kurbelzapfen beschränkt. Die Hohlgußkur bei welle hat den weiteren Vorteil, daß sie durchweg aus einheitlichem Baustoff besteht, der, im Querschnitt gesehen, überall gleiche Festigkeitseigenschaften und Härte aufweist, und man kann diese Hohlwelle eine dem Kraftverlauf· entsprechende Form geben. So können, entsprechend den verschieden großen äußeren Einwirkungen auf die Kurbelwelle, verschieden große Wandstärken angewendet werden, um so eine gleichmäßige spezifische Baustoffbeanspruchung sicherzustellen. Wenn die zulässige Beanspruchung auf Zug und Druck verschieden groß ist, kann der Hohlraum in den Laufstellen exzentrisch angeordnet werden.

Ebenso kann, um ein möglichst kleines Gewicht zu erzielen, an den Kurbellagern - und an den Wellenlagern der Hohlraum konisch und in der Weise angeordnet werden, daß die größere Wandstärke nach dem Schwungrad bzw. der Abnahmeseite der Arbeit zu liegt.

Unter Umständen können eine oder mehrere Rippen zwischen den Wandungen, die selbst auch ungleich stark sein können, angeordnet werden, um die Kräfte zwischen den Wan- · düngen unmittelbar zu übertragen. Die Rippen können in der Längsachse der Kurbelwelle und/oder senkrecht zur Längsachse angeordnet sein; im ersteren Falle können sie sich auch über die ganze Länge der Kurbelwelle erstrecken. Man kann so eine Kurbelwelle mit tragender Gußaußenhaut schaffen, die vorzugsweise als Körper gleicher Festigkeit ausgebildet wird und die überall, also auch in den Armen, hohl ist.

Die an sich bekannte - Veredelung der Außenhaut kann hier mit Genauigkeit und genau in dem gewollten Umfange herbei-

geführt werden, wobei die Veredelung sowohl von innen als von ,außen, gegebenenfalls: gleichzeitig von innen und außen, erfolgen kann.

Ein Vorteil liegt auch darin, daß neben der äußeren Kühlung der Kurbelwelle noch eine innere Kühlung dadurch erfolgen kann, daß Öl oder Luft durch die höhle Kurbelwelle hindurchgedrückt wird.

ίο Auch können bei einer Kurbelwelle gemäß der Erfindung die Gegengewichte erheblich leichter werden. "

Um für gewisse Zwecke auch guten Baustoff geringerer Festigkeit¹ anwenden zu können, können an den Lauf stellen harte ungeteilte Büchsen aus Stahl oder Bronze vorgesehen werden, in welche die Kurbelwelle eingegossen wird. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, sogar Aluminiumlegierungen, wie Dural, Lautal, ja sogar Elektron anzuwenden. Natürlich muß dafür Sorge getragen werden, daß die harten, ungeteilten Büchsen gegen Drehen und Verschieben gesichert sind.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform tier Erfindung dargestellt. Es zeigen

Abb. ι die hohle gegossene Kurbelwelle im Längsschnitt,

Abb. 2 einen Querschnitt in größerem Maßstabe mit exzentrisch angeordnetem Hohlraum, die

Abb. ,3 und 4 besondere Ausführungsformen.

Bei der Ausführung nach Abb. 1 nehmen die Wandstärken d_v da, d_s der Lagerzapfen und die Wandstärken W₁, W₂, ic₃ und ii'₄ der Kurbelwellenzapfen stetig nach der Schwungradseite bzw. nach der Seite, wo die Arbeit abgenommen wird, zu. Sinngemäß das gleiche zeigen die Wandstärken der Kurbelarme s\, S₂, s₃, S₄, S₅, s_ß. In dem Maße, in dem also die äußeren Kräfte und Momente zunehmen, nimmt die Wandstärke zu. Natürlich nehmen . die Querschnitte des Hohlraums entsprechend ab, wenn wie beim Ausführungsbeispiel die Außenmaße an den gleichen Stellen gleich groß gehalten sind.

Eine symmetrisch zur Längsachse - der Kurbelwelle angeordnete Längsrippe^ R erstreckt sich über die ganze Länge.

Bei der Ausführung nach Abb. 2 ist der Hohlraum exzentrisch angeordnet, so daß die Wandstärken verschieden groß sind, und zwar eine schwächere, D₁, und eine stärkere, D₂, entstehen. Die Rippe R ist dabei symmetrisch angeordnet.

Bei der Ausführung der Laufstelle nach Abb. 3 ist der Hohlraum konisch ausgebildet, wobei die größere Wandstärke auf der Abnahmeseite der Arbeit liegt. Bei dieser Ausführung sind ebenso wie bei der nach Abb. 4 innere Rippen senkrecht zur Längsachse der Kurbelwelle angeordnet, und zwaj: in Abb. 3 zwei seitliche Rippen B₁ und B₂ und in Abt. 4 eine mittlere Rippe C. Bei beiden Ausführungen sind auch kurze Längsrippen R₀, die ebenfalls zur Absteifung dienen, vorgesehen.

An der Laufstelle der Ausführung nach Abb. 4 ist ein ungeteilter Ring/, aus Stahl, Bronze o. dgl. vorgesehen, in den die Kurbelwelle eingegossen wird und der gegen Drehen und Verschieben gesichert ist. Bei allen Ausführungen dienen die Kernlöcher K_e zu einer ordnungsgemäßen und sicheren Lagerung der Kerne.

Claims

Patentansprüche:

1. Kurbelwelle für Kolbenkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß sie als ein durchlaufend hohler Körper einstükkig im Wege des Gießens mit aus gleichmäßigem Baustoff von gleichen Festigkeitseigenschaften bestehender Wandung hergestellt ist.

2. Kurbelwelle nach Anspruch 1, da-, durch gekennzeichnet, daß sie mit einer oder mehreren längs verlaufenden, die gegenüberliegenden Wandteile miteinander verbindenden Innenrippen versehen ist.

3. Kurbelwelle nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Anordnung einer oder mehrerer senkrecht zur Kurbelwellenlängsachse liegender, mit mittleren Aussparungen versehener Innenrippen.

4. Kurbelwelle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärken von einem Ende der Kurbelwelle zum anderen Ende entsprechend den zu übertragenden Kräften gleichmäßig oder stufenweise abnehmen.

5. Kurbelwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere Kurbellager - und -zapfen mit sich konisch verjüngender Wandung versehen sind.

6. Kurbelwelle nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von auf Zug und Druck verschieden belastbarem Baustoff der Hohlraum in den Lagern und Zapfen exzentrisch angeordnet ist.

7. Kurbelwelle nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer weichen Legierung, z. B. Aluminiumlegierung, Elektron oder ahnliehen, mit eingegossenen Laufbüchsen aus hartem Baustoff, z. B. Stahl, Bronze oder Hartaluminiumlegierung, besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen