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Zusammengesetzte Kurbelwelle von Brennkraftmaschinen Die Erfindung
betrifft die Ausgestaltung einer zusammengesetzten Kurbelwelle für Brennkraftmaschinen,
und zwar den Zusammenschluß je zweier Kurbelwellen, die koaxial aneinanderstoßen
und deren jede vorzugsweise den Teil einer Motoreinheit darstellt, der mit einem
anderen in Kastenbauweise zusammengeschlossen werden soll.
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Die Verwendung einer üblichen starren Kupplung zur Verbindung der
Wellen ist in diesem Falle oft nicht angängig, weil deren Dimensionen zu groß sind.
Die Verwendung von- Kugellagern verlangt auch Wellenstümpfe ohne nach außen vorstehenden
Wulst.
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Die periodische Schwankung des Drehmoments der einen Welle gegenüber
der anderen schließt auch eine übliche Keilverbindung aus, weil sich die Keilnut
wegen des unvermeidlichen Einbauspiels nach kurzer Zeit ausschlägt.
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In solch einem Fall muß angestrebt werden, den Kraftfuß von Welle
an Welle direkt zu übertragen, also nicht über eine Kupplungsschale oder ein ähnliches
Maschinenelement.
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Es sind bereits Wellenkupplungen bekannt, die diesen direkten Kraftfluß
durch starkes Aneinanderpressen der Wellenstummel dadurch bewirken, daß die hohlen
Wellenenden ineinandergreifen und durch Schraubenverbindung innerhalb der Wellen
zusammengezogen werden, wobei zuweilen auch noch die Exzentrizität der Wellenbohrungen
zur Sicherung gegen Verdrehung benutzt
wird. Die Voraussetzung hierfür
sind aber Hohlwellen, die bei Brennkraftmaschinen oft nicht verwendbar sind.
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Auch nach der Erfindung werden die zu verbindenden Wellenzapfen durch
Schraubkraft so stark aneinandergepreßt, daß die Drehkräfte durch Haftreibung übertragen
werden. Außerdem werden dabei in bekannter Art die Wellenzapfen noch mit einem Keil
als zusätzliche Verdrehungssicherung ausgestattet.
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Die Schraubkraft wird jedoch nicht innerhalb, sondern außerhalb der
Welle- durch eine die Wellenzapfen umfassende Mutter mit Rechts-Links-Gewinde erzeugt.
Das ermöglicht eine sehr starke Pressung und die Montage der Kupplung von außen
her, erst nach der Aneinanderreihung der fertig montierten einzelnen Motorgruppen.
Außerdem nimmt diese Mutter dann noch den Sicherungskeil, der in- diesem Fall als
Querkeil ausgebildet ist, in sich auf. Somit wird auf einfache Art eine sehr feste
Wellenverhindung geschaffen, die nicht. nur einen sicheren Kraftfluß ermöglicht,
sondern auch von außen leicht zusammengeschlossen und wieder gelöst werden kann.
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Die Erfindung besteht demnach darin, daß bei einer zusammengesetzten
Kurbelwelle von Brennkraftmaschinen, bei welcher die zu verbindenden Wellenzapfen
durch Schraubkraft so stark aneinandergepreßt sind, daß die Drehkräfte durch Haftreibung
übertragen werden, und bei welcher diese Wellenzapfen mit einer zusätzlichen Verdreh
sicherung ausgestattet sind, folgende drei Merkmale verwirklicht werden, erstens
das Merkmal, daß die Verdrehsicherung aus einem die Zapfen der beiden Wellen durchsetzenden
Querkeil besteht, zweitens, daß die genannte Schraubkraft durch eine beide Wellenzapfen
umfassende Mutter mit Rechts-Links-Gewinde erzeugt ist, und daß drittens diese Mutter
den genannten Querkeil, letzteren auf diese Weise sichernd, in sich aufnimmt.
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Die Erfindung besteht dabei nicht in den Einzelmerkmalen, oder deren
zwei, als solchen, wohl aber in der vollständigen Verwirklichung der drei genannten
Merkmale bei einer Brennkraftmaschinen-Kurbelwelie der vorstehend bezeichneten Art.
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Es ist zwar bei den Maschinenelementen bekannt, mittels sogenannter
Spannschlösser mit Rechts- und Linksgewinde zwei achsgleich angeordnete, mit Außengewinde
versehene, zylindrische Körper in Achsrichtung zusammenzuführen. Demgegenüber handelt
es sich bei der Erfindung nicht um ein allgemein anzuwendendes Maschinenelement;
vielmehr beschränkt sich die Erfindung auf die Verbindung zusammenzusetzender Kurbelwellenteile
von Brennkraftmaschinen, da nur bei dieser Art von Kolbenmaschinen .die periodische
Schwankung des Drehmomentes der einen Welle gegenüber der anderen Ausmaße erreicht,
die es ratsam werden lassen, von der sich rasch ausschlagenden Keilverbindung (»Keilwelle«)
abzugehen. Zur Veranschaulichung dieser Merkmale der Erfindung und zur Erläuterung
dient die Zeichnung.
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Fig. I zeigt die vorgeschlagene Verbindung der zusammengesetzten Kurbelwelle
im Längsschnitt; Fig. 2 zeigt den Querschnitt nach der Linie A-B hierzu.
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Die Welle I besitzt außen Rechtsgewinde und wird an die Welle 2, die
außen Linksgewinde trägt, durch Drehung der Mutter 3 sehr fest angepreßt. Das wird
erreicht durch eine entsprechend kleine Gewindesteigung. Rauhigkeit der Stoßflächen
ergäbe zwar eine große' Reibzahl; kann aber die Zentrierung stören; die Stoßflächen,
also die Kreisringflächen der Wellen I und 2, sind darum geschliffen. In einer Aussparung
der Welle I wird vor der Montage ein Keil 4 eingelegt, der in zwei entsprechende
Aussparungen der Welle 2 paßt. Die Welle I läuft in einem Zapfen 5 aus und die Welle
2 in einen Zylinderansatz 6. Dieser Zapfen 5 paßt genau in den Zylinderteil 6, wodurch
die Zentrierung erreicht ist. Nach dem Anziehen. der Mutter 3 wird die Welle I an
mindestens einer Stelle unter der kleinen Bohrung 7 mit einer Ansenkung versehen
und durch eine Schraube gegen Lösung gesichert. Zum Anziehen der Mutter 3 dienen
die Außennuten B.
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Die Gruppen eines Mehrzylindermotors werden also jede für sich montiert,
und erst.nach dem Zusammenbau werden die Muttern 3 von außen festgezogen. Dadurch
wird die Welle ebenso starr, als wäre sie aus einem Stück hergestellt, und vermag
Drehkräfte und auch Biegungskräfte entsprechend zu übertragen.
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Die Steigung des. Rechts-Links-Gewindes wird so gewählt, daß die Haftreibung
voll genügt, um das gesamte Drehmoment zu übertragen. Der Querkeil bleibt also im
normalen Betrieb spannungslos und dient lediglich zur eindeutigen Festlegung der
Lage der beiden Wellenzapfen zueinander, die durch die vorgeschriebenen Kurbelwinkel
gegeben ist. Bei unvorhergesehener Belastung durch Schläge oder Stöße wird der Keil
aber zusätzlich herangezogen, um Verdrehung der einen Welle gegen die andere sicher
zu vermeiden.
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Um völlige Gleichachsigkeit zu erreichen, kann es in Einzelfällen
zweckmäßig sein, erst die beiden vorgedrehten Wellen mit der beschriebenen Verbindung
zu versehen und nachher erst auf den durch die Kugellager gegebenen Durchmesser
gemeinsam abzuschleifen.