DE873180C

DE873180C - Kurbelwelle fuer Brennkraftmaschinen, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE873180C
Application number: DEM7095A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing E H Maybach; Richard Seifert
Original assignee: Maybach Motorenbau GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1950-10-05
Filing date: 1950-10-05
Publication date: 1953-04-13

Description

Kurbelwelle für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine besonders vorteilhafte Ausführung einer Kurbelwelle für Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern mit in Scheibenform ausgebildeten Wangen und mit Wälzlagern, im Gehäuse, die auf den Scheiben angeordnet sind. Sie ist insbesondere für Motoren von Kraftfahrzeugen bestimmt. Die Welle nach der Erfindung ergibt eine einfache Herstellung, einfache, leichte und gegen Störungen durch Ölkohle- oder Metallteilchen gesicherte Wälzlager, kurze Baulänge der Maschine, niedriges Gewicht, große Steifheit und damit schwingungsfreien Lauf der Welle und ruhigen Lauf der Maschine.
Nach der Erfindung wird die Welle aus einem Stück gefertigt und die Innenlaufflächen und die seitlichen Führungsflächen der Wälzlager in die als Scheiben ausgebildeten Wangen der Welle eingearbeitet und deren Oberflächen gehärtet. Dabei wird Induktionshärtung bevorzugt.
Man hat schon Kurbelwellen für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen hergestellt,, die im Gehäuse in Wälzlagern gelagert waren und deren Wangen Scheibenform besaßen. Diese Wellen konnten aber, wenn nicht unnötig große Durchmesser der Lager, große Abmessungen der Gehäuse und damit hohe Gewichte in Kauf genommen wurden, nicht aus einem Stück hergestellt werden:, da das Aufbringen der Gehäusewälzlager an sämtlichen Lagerstellen eine Teilung und. damit die Herstellung der Welle aus einer großen Anzahl Teile und mit einer größeren Zahl Schraubenverbindungen erforderte. Man hat auch bei Kurbelwellen die Rollen von Lagern schon auf Wellenmaterial selbst laufen lassen.
Die erwähnten Nachteile einer umständlichen und teueren Herstellung und großer Gewichte werden durch die Erfindung vermieden. Eine Welle nach der Erfindung ergibt .durch ihre kleinen Lagerdurchmesser bei dem dabei möglichen ungeteilten Maschinengehäuse einen außerordentlich steifen Aufbau des ganzen Motors. Sie ist deshalb besonders für Brennkraftmaschinen mithoherLeistung, z. B.solche für Lokomotiven und Schienentriebwagen, geeignet. Die Ausführung nach der Erfindung ergibt den besonderen Vorteil, daß trotz der einteiligen Ausführung der Welle die Bunde der Wälzlager; z. B. Rollenlager, aus einem Teil mit der Welle sein können. Der Außenlaufring braucht also keine Seitenführungen für die Rollen zu erhalten; infolgedes-_ sei können, kleine, harte Kohlenstücke öder Metälläbriebteilchen sich nicht 'im Außenlaufring des Lagers festsetzen, sondern werden während des Laufs von selbst aus- dem Lager herausbefördert. Bei der Oberflächenhärtung .der Innenlaufbahn und der Bunde ist; besonders: in der Farm der Härtung durch Induktion, ein Verziehen der Welle vermieden.
Bei manchen Maschinen, insbesondere solchen mit verhältnismäßig großen Zylinderdurchmessern, ist der Abstand von zwei. Gehäuselagern größer, als die Zapfenlänge und die Scheibenbreite erfordern. Für solche Fälle wird durch die Erfindung eine vorteilhafte Ausbildung bei günstiger Durchleitung der Kräfte und einfacher Bearbeitung angegeben, indem die Seitenflächen der Welle durch eine etwa um die Mitte des anschließenden Hubzapfens verlaufende Bearbeitung auf die erforderliche Wangenbreite verkleinert werden. Dadurch kann Werkstoff beseitigt werden, der an der Übertragung der Kräfte durch die Wangen nicht wesentlich teilnimmt. Die Kräfte werden vielmehr über eine schräg zur Wangenmittelebene verlaufende gleichmäßig starke Brücke unmittelbar von einem Zapfen zum andern übertragen:.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Welle nach der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. i zeigte die Welle eines Sechszylindermotors für ein Kraftfahrzeug in Längsansicht, Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Welle nach der Linie A-2 der Fig. i, Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch .die Welle nach der Linie C-D der Fig. 2, Fig. 4 einen solchen nach der Linie E-F der Fig. 2.
Es bedeuten i, 2, 3, 4 Wangen der Welle, die fünfte und sechste Wange ist der einfacheren Darstellung halber nicht gezeigt, jedoch die letzte Wange :7. =i i, 12, 13, 14 und 17 sind in .die Wangen eingearbeitete -Laufflächen reit Bunden 21, 22, 23, 24, 27. Die Laufflächen und die Innenlaufflächen der Bunde sind oberflächengehärtet, z. B. durch Flammenhärtung oder- durch Induktionshärtung.
An :der Wange 4 ist das ,Gehäuselager eingezeichnet mit den; Rollen28; dem@Käfig29 und dem Außenlaufririg 30. - Wie ersichtlich, können in dem Lager befindliche Verunreinigungen, z. B: Kohle-, oder Metallteilchen; ohne weiteres aus dem Lager austreten, da -der Außenlaufring keinerlei das Austreten .dieser Teilchen hemmende Bunde besitzt. i9 und 2o sind die Seitenflächen der Bunde 2i, durch welche die Rollen: geführt werden. 39 und 40 sind die entsprechenden Flächen an den Bunden 23: 31, 32s 33, 34, 36 -sind die Hubzapfen der Welle, 4-1, 4', 43 sind Bohrungen in den Hubzapfen. 44, 45 und 46 sind Querbohrungen in :den Hubzapfen, die die Bohrungen 41, 42, 43 kreuzen.
48 ist eine die beiden Bohrungen 41 und, 4.2 verbindende Schrägbohrung in der Wange 3.
51, 52, 53, 54 55 sind Seitenteile der Wallgen, die durch Abarbeiten von nach dem Schmieden an diesen Stellen vorhandenen Materials entstehen, das z. I3. bei der Wange 3 in Fig. 4 mit 61 und 62 bezeichnet ist. Durch den Wegfall dieses Materials erfolgt die Kraftübertragung von einem Hubzapfen zum andern über die aus Fig. 4 ersichtliche schräg liegende Brücke in der Wange 3.
Die Enden der Längsbohrungen werden durch Stopf en5o verschlossen. Die Zuführung des Schmieröls erfolgt in üblicher Weise an dem freien Ende der Welle.
Wie aus iFig. i ersichtlich, wird vorteilhafterweise -der Durchmesser der Laufflächen 14 oder 17 der Wälzlager an der Kurbelwelle so bemessen, daß der Außendurchmesser 58 des Rollenkranzes 28 dieser Lager gleich oder nur wenig größer ist, als der eines den Hubzapfen 3i oder 36 umhüllenden Kreises 57 uni das Wellenmittel. Dadurch ist bei kleinsten Abmessungen der Welle das Einführen in einteilige Motorgehäuse ermöglicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Kurbelwelle für (Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit- Wälzlagern im Gehäuse, die auf den in Scheibenform ausgebildeten Wangen angleordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle aus, einem Stück gefertigt und die Innenlaufflächen (11, i2, 13 usw.) und. die seitlichen Führungsflächen (z. Bi. 19,20; 39, 4o) der Wälzlager in die Wangen (i, 2, 3, 4, 7) der Welle eingearbeitet und oberflächengehärtet sind.
2. Kurbelwelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß, die Laufflächen der Wälzlager an der Welle (i i, 12, 13 usw.) und an den Bunden (19, 2o; 39, 40) durch Induktion gehärtet sind..
3. Kurbelwelle nach Anspruch i öder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (61, 62) der Kurbelwellenwangea auf die erforderliche Breite durch eine um die Mitte des anschließenden Hubzapfens (32, 33) laufende Bearbeitung verkleinert werden.
4. Kurbelwelle nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß. der Durchmesser (14, 17) der Laufflächen der Wälzlager an den Kurbelwangen so klein gehalten is4 daß der Außen--durchmesser (58) des Rollenkranzes (28) dieser Lager gleich oder nur wenig größer ist als der eines den Hubzapfen (3i, 36) umhüllenden Kreises (57) um die Wellenmitte. Angezogene Druckschriften: DeutschePatentschriften Nr. 351846 und726453#