EP0326606A1

EP0326606A1 - Zusammengesetzte kurbelwelle und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: EP0326606A1
Application number: EP88907120A
Authority: EP
Inventors: Michael Schenk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-08-22
Filing date: 1988-08-17
Publication date: 1989-08-09
Also published as: JPH02501156A; WO1989002037A1; BR8804261A

Abstract

Bei einer zusammengesetzten Kurbelwelle sind deren Einzelteile im Bereich ihrer an den Teilungsstellen vorgesehenen Verbindungsflächen durch im Vakuum ausgeführte Hochtemperaturlötungen miteinander verbunden. Abstract In a composite crankshaft the individual parts are joined together by high-temperature vacuum welding of connecting surfaces provided at their separation points.

Description

Zusammengesetzte Kurbelwelle und Verfahren zu ihrer Herstellung

Di Erfindung betrifft eine zusammengesetzte Kurbelwelle, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kurbelwelle.

Es ist bekannt (W083/01283) , anstelle einer einstückigen Ausbil¬ dung einer Kurbelwelle diese aus einzelnen Teilen zusammenzu¬ setzen. Diese gegossenen oder geschmiedeten Teile bilden je eine Wange, an die ein Gegengewicht sowie ein Teil der beiden sich an¬ schließenden Zapfen angeformt sind. Die Teilung der Zapfen ermög¬ licht es, diese hohl auszubilden, wodurch eine beträchtliche Ge¬ wichtseinsparung erzielt werden kann. Weitere Vorteile bestehen darin, daO die einzelnen Teile eine wirtschaftlichere Produktion ermöglichen, in unterschiedlicher Anzahl zusammengesetzt werden können, vor dem Verbinden miteinander weitgehend fertig bearbei¬ tet werden können und das Einarbeiten von Ölbohrungen erheblich vereinfachen. Es ist sogar möglich, die Ulkannle zumindest teil¬ we e h üblicherweise werden die einzelnen Teile miteinander verschweißt, vorzugsweise durch Elektronenstrahlschweißung. Der Vorschlag, die einzelnen Teile zu verlöten (WO 83/01283), ließ sich bisher nicht realisieren. Der Grund hierfür dürfte in erster Linie darin zu suchen sein, daß die hohen Beanspruchungen der Verbindungsstellen nur mit einer Schweißverbindung beherrscht werden konnten. Die bekannten, hierfür in Frage kommenden Schweißverfahren erhöhen den Fertigungsaufwand erheblich, was die Vorteile der zusammenge¬ setzten Kurbelwelle gegenüber einer einstückigen Kurbelwelle deutlich vermindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zusammengesetzte Kurbelwelle zu schaffen, die es ermöglicht, die Vorteile, die sich aus der Teilung ergeben, voll zu nutzen. Diese Aufgabe löst eine Kurbelwelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Verbindung zwischen den ein¬ zelnen Teilen der Kurbelwelle läßt eine Festigkeit im Bereich der Verbindungsstelle erreichen, die gegenüber der Festigkeit des Grundmaterials nicht reduziert ist. Die Verbindungsstellen können deshalb überall dort vorgesehen werden, wo es aus Fertigungsgrün¬ den und/oder aus Gründen der angestrebten Eigenschaften der Kur¬ belwelle vorteilhaft ist. Ebenso ermöglicht es die erfindungsge¬ mäße Lösung, für die einzelnen Teile unterschiedliche Werkstoffe zu verwenden. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der erfindungs¬ gemäßen Lösung besteht darin, daß die Herstellungskosten einer Kurbelwelle nicht wesentlich von der Anzahl der Verbindungsstel¬ len abhängt, weil sämtliche Verbindungen in einem einzigen Arbeitsgang, also gleichzeitig, hergestellt werden können. Den¬ noch ist es selbstverständlich im Bedarfsfalle möglich, in einem ersten Arbeitsgang nur einen Teil der Lötverbindungen herzustel¬ len und in wenigstens einem weiteren Arbeitsgang mit einem Lot niedrigerer Schmelztemperatur die restlichen Lötverbindungen her¬ zustellen.

Mit der erfindungsgemäßen Kurbelwelle läßt sich deshalb nicht nur ein Optimum zwischen Gestaltsfestigkeit und Gewicht erzielen, wo- bei die in weiten Grenzen frei wählbare Lage der Teilungsstellen wesentlich größere Möglichkeiten für die optimale Gestaltung der Wangen und Zapfen bietet, als dies der Fall ist, wenn die Tei¬ lungsstellen in Zapfenmitte liegen müssen. Auch hinsichtlich der Fertigungskosten werden die sich aus der Fertigung der Einzeltei¬ le ergebenden Vorteile durch deren Verbindung nicht wieder zu¬ nichte gemacht. Hinzu kommt noch, daß bei der erfindungsgemäßen Kurbelwelle die Kurbelzapfen schon vor der Herstellung der Löt¬ verbindungen in das Auge des zugeordneten Pleuels eingesetzt wer¬ den können, wodurch keine geteilten Pleuelaugen erforderlich sind, was zu einer weiteren Massenreduzierung führt. Aus dem gleichen Grunde ist es in einfacher Weise möglich, zwischen Zap¬ fen und Lagerschale eine Lagerbuchse aus einem Keramikmaterial, beispielsweise Oxid-Keramik, anzuordnen. Eine ölschmierung ist dann nicht mehr erforderlich. Außerdem vermindern sich die Lauf¬ geräusche der Maschine.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Um eine Festigkeit an den Lötstellen zu erreichen, die wenigstens ungefähr gleich der Festigkeit des Materials ist, das durch das Lot verbunden wird, sind die Lötverbindungen vorzugsweise gemäß Anspruch 2 ausgebildet. Höchste Festigkeit der Lötverbindung er¬ hält man dann, wenn die Verbindungsflächen so gestaltet sind, daß sich der zunächst vorhandene, zur Aufnahme der Lotes erforderli¬ che Spalt gegen den Wert Null verringern kann. Zwar kann auch eine zylindrische Form, insbesondere eine kreiszylindrische oder eine ebene, ein stumpfes Aneinanderstoßen zumindest in einem Teilbereich gestattende Form der Verbindungsflächen geeignet sein. Überall dort, wo eine Biegewechselbeanspruchung auftritt, wie dies insbesondere bei den Zapfen einer Kurbelwelle der Fall ist, ist jedoch eine Gestaltung der Verbindungsflächen gemäß den Ansprüchen 4 und 5 vorteilhafter. Unter einer Krümmung ist dabei auch ein Knick im Verlauf der Mantellinie zu verstehen. Versuche haben ergeben, daß Verbindungsflächen, deren Mantelli¬ nien einen gekrümmten, insbesonderen einen wellenartigen oder S- artigen Verlauf haben, den anderen Formen der Verbindungsflächen überlegen sein können. Die Mantellinien der Verbindungsflächen können zwar auch unter einem rechten Winkel auf die Mantelflächen der miteinander verbundenen Teile auftreffen. Vorzugsweise wird jedoch ein spitzer Winkel gewählt. Selbstverständlich können die Maπtellinieπ der Verbindungsflächen sowohl gekümmte als auch konische und/oder zylindrische Abschnitte aufweisen. Vorteilhaft sind die Formen der Verbindungsflächen gemäß den Ansprüchen 4 bis 6 auch wegen der Zentrierung der miteinander zu verlötenden Teile.

Damit die miteinander zu verlötenden Zapfenteile vor der Fertig¬ stellung der Lötverbindung in der gewünschten Lage verbleiben, können sie mittels einer eng anliegenden Buchse oder dergleichen in dieser Lage gehalten werden. Man kann aber auch die Verbin- duπgsflächen zu diesem Zweck gemäß Anspruch 7 ausbilden. Man er¬ hält damit eine Verbindung in der. Art eines. SchnappverschJLusses._ Um die sich hintergreifenden Teile übereinander schieben zu kön¬ nen, kann man den einen abkühlen und/oder den anderen erwärmen. Dadurch erhält man eine sichere Schrumpfverbindung.

Durch eine Gestaltung der Verbindungsflächεn gemäß Anspruch 8 läßt sich darüber hinaus erreichen, daß beim Schmelzen des Lotes die axiale Komponente der Spannkraft die Fuge zwischen den Ver¬ bindungsflächen schließt.

Schnappverbindungen gemäß den Ansprüchen 7 und 8 können auch zwi¬ schen zwei Teilen und wenigstens einem Verbindungsring oder zwischen dem Zapfen und einem in diesen eingesetzten Rohr vorgesehen sein. Sofern ein Teil eines Zapfens einstückig mit der zugehörigen Wan¬ ge ausgebildet ist, ist eine Gestaltung der Verbindung gemäß An¬ spruch 9 besonders vorteilhaft, wobei ein zusätzlicher Zapfen¬ teil oder mehrere zusätzliche Zapfenteile außerdem für die Reali¬ sierung einer relativ großen Zapfenlänge oder auch für eine Verbindung von Zapfenteilen, die wegen des Materials, aus dem sie bestehen, nicht unπrittelbar, sondern nur unter Zwischenfügung eines anderen Materials, miteinander verlötet werden können, sowie für Reparatürzwecke und für Lagerbuchsen aus Keramik, die eine ölnebel- oder Luftschmierung oder einen völligen Verzicht auf eine Schmierung ermöglichen, wesentliche Vorteile bietet. Zwar führt schon die hohle Ausbildung der Zapfen zu einer wesent¬ lichen Erhöhung des Verhältnisses zwischen Gestaltsfestigkeit und Gewicht. Weitere Verbesserungen dieses Verhältnisses lassen sich mit den Merkmalen der Ansprüche 11 und 13 erreichen, also mit ei¬ ner an die unterschiedliche Beanspruchung bei einer Kurbelumdre¬ hung angepaßten inkonstanten Wandstärke und/oder zusätzlichen Versteifungselementen, bei denen es sich um angeformte Rippen und/oder eingesetzte Versteifungselemente handeln kann. Entspre¬ chend kann aber auch das Widerstandmoment der Wange optimiert werden, wobei als Versteifungselemente verrippte oder wabenförmig ausgebildete Bereiche besonders vorteilhaft sind.

Durch die Teilung der Kurbelwelle wird es in der Regel keine Schwierigkeiten bereiten, die Bohrungen für die Ülkanäle einzuar¬ beiten, und zwar auch dort, wo sie zur Erzielung optimaler Schmierverhältnisse vorzugsweise vorzusehen sind. Sofern erfor¬ derlich, kann man die Wangen geteilt ausbilden und in diese Teile vor dem Zusammenfügen den ülkanal oder die ülkanäle einarbeiten. Weiterhin ermöglicht eine hohle Ausbildung der Zapfen das Ein¬ setzen von Rohren als ölkanal, die Ausbildung des Hohlraums des Kurbelzapfens als Schmutzfänger, die Reduzierung des Hohlraumes, beispielsweise durch eingesetzte Trennwände oder ein eingesetztes Drahtgewirke, um den ülvorrat auf diejenige Restölmenge zu be¬ schränken, die für einen Anlauf erforderlich ist, oder beispiels- weise die Gestaltung des ülkanäls derart, daß seine Form die ül- förderung unterstützt. Ist die Kurbelwelle gemäß Anspruch 11 aus¬ gebildet, dann ergibt sich eine direkte Verbindung zwischen den Hohlräumen benachbarter Zapfen. Es brauchen dann nur noch letz¬ tere mit Dlkanälen versehen zu werden.

Sofern zwei oder mehr Pleuel auf einem Kurbelzapfen gelagert sind, kann dieser dank der Teilung der Kurbelwelle ohne Schwie¬ rigkeiten so ausgeführt werden, daß er achsversetzte Abschnitte hat.

In vielen Fällen wird es vorteilhaft sein, gegossene, gesinterte oder geschmiedete Teile zu verwenden. Die Wangen können aber auch beispielsweise feingestanzte Platten sein. Ferner können zumin¬ dest die Wangen aus Blech geformte Teile sein, wobei auch in die¬ sem Falle Teile der beiden sich anschließenden Zapfen angeformt sein können.

Die erfindungsgemäße Kurbelwelle ermöglicht es, beim Zusammensetzen der Korbeiwelle auf den Kurbfrlz-apfen- ein ungeteilt ausgeführtes Auge wenigstens eines Pleuels aufzuschieben. Ein • derartiges Pleuel hat eine wesentlich geringere Masse als ein solches mit geteile Auge, was zu weiteren, wesentlichen Vortei¬ len führt, einschließlich eines geringeren Platzbedarfes.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kurbelwelle anzugeben. Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 20.

Eine derartige Ausführung der Lötverbindung führt in Verbindung mit einer Gestaltung der Verbindungsflächen derart, daß der Spalt zwischen ihnen gegen Null gehen kann, zu einer Festigkeit der Verbindung, die nicht geringer ist als die Festigkeit des Grund¬ materials, also des Materials, aus dem die Wangen und Zapfen be¬ stehen. Vorzugsweise erfolgt die Erwärmung auf induktivem Wege und/oder durch Infrarotstrahlung. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß sich unmittelbar an den Lötvorgang eine Wärmebehand¬ lung der Teile und, soweit erforderlich, des Lotes anschließen kann. Hierzu braucht nur der Abkühlungsvorgang entsprechend ge¬ steuert zu werden. Man kann daher beispielsweise die Vergütung während des Abkühlungsvorganges vornehmen, die bei den bekannten Verfahren in einem separaten Arbeitsgang vorgenommen werden muß.

Ebenfalls von erheblicher Bedeutung ist ferner die Möglichkeit, während des Abkühlvorgangs auf die Kurbelwelle gasförmigen, aktiven Stickstoff zum Zwecke der eine Härtung ergebenden Nitrierung einwirken zu lassen. Da diese Nitrierung bei wesentlich höherer Temperatur erfolgen kann als die übliche Nitrierung in einem Bad, erfolgt sie in einem wesentlich kürzeren Zeitraum, und man kann deshalb beispielsweise in einem Zeitraum von 15 bis 20 Minuten eine so starke Ni.trierung erreichen, daß bei einer anschließenden Fertigbearbeitung noch eine ausreichende dicke, nitrierte Schicht übrigbleibt. Selbstverständlich kann eine Nitrieruπg mittels gasförmigen Stickstoffes auch während einer sich an die Vergütung anschließenden Wiedererwärmung zum Zwecke des sogenannten Anlassens vorgenommen werden.

Vorteilhaft ist auch, daß alle Lötverbindungen der Kurbelwelle gleichzeitig hergestellt werden können. Man kann aber auch die Teile der Kurbelwelle in zwei oder mehr aufeinander folgenden Lötvorgängen miteinander verbinden. Es muß dann im folgenden Löt¬ vorgang ein Lot mit niedrigerer Schmelztemperatur als derjenigen des im vorausgegangenen Lötvorgang verwendeten Lotes benützt wer¬ den.

Vorteilhaft ist Lot in Form einer Paste oder in Form von vorzugsweise gebundenem Granulat. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch zwischen die einander zugeordneten Verbindungsflächen eine Lotfolie eingelegt, die beispielsweise gestanzt oder tiefgezogen ist, um die gewünschte Form zu haben. Derartige Lotfolien vereinfachen den Zusammenbau der Kurbelwelle. Ist im Bereich der Lötstelle ein Hohlraum vorhanden, der nur über die Trennstelle mit der Umgebung in Verbindung steht, kann man eine Lotfolie gemäß Anspruch 27 verwenden. Vermindert man bei einer solchen Ausführungsform nach dem Fließen des Lotes das Va¬ kuum in der Umgebung gegenüber dem Vakuum im Hohlraum, indem man beispielsweise in den Vakuum-Ofen Gas einleitet, dann bewirkt die Druckdifferenz ein verstärktes Gegeneinanderpressen der Verbin¬ dungsflächen.

Sofern die Zapfen mit Ölbohrungen versehen sind, können diese für die richtige Positionierung der einzelnen Teile verwendet werden. Hierbei wird zweckmäßigerweise ein Stift gemäß Anspruch 29 be¬ nutzt, wobei der Stift aus einem Material besteht, mit dem sich das Lot nicht verbindet, damit der Stift nach dem Lötvorgang wie¬ der entfernt werden kann. Eine winkelrichtige Positionierung der Einzelteile ist aber auch mit anderen Mitteln möglich. Beispiels¬ weise kann man den Verbindungsflächen eine Form geben, z. B. eine polygone Form, die ein Zusammenfügen nur in der richtigen Winkel¬ lage zuläßt. Da die Einzelteile der erfindungsgemäßen Kurbelwelle im Vergleich zu einer einstückigen -Kurbelwelle klein s_ind, können sie vor dem Zusammensetzen sehr genau bearbeitet werden. Hinzu kommt der äußerst geringe Verzug. Deshalb kann die erfindungsge¬ mäße Kurbelwelle gemäß Anspruch 29 hergestellt werden.

Die Wangen können auch aus einem Distanzkörper, an dem die Enden der beiden mit dieser Wange zu verbindenden Zapfen anliegen, und einem um die Zapfenenden und den Distanzkörper gelegten Band be¬ stehen. Aus Gewichtsgründen kann das Band aus einem mit Kohlefa¬ sern oder ähnlichen Fasern verstärkten Material und der Distanz¬ körper aus Keramik bestehen. Um den Distanzkörper mit den Zapfen¬ enden bei einer solchen Materialwahl verlöten zu können, müssen die Verbindungsflächen metallisiert sein. Vorzugsweise wird auch eine Lötverbinduπg zwischen dem Band einerseits und dem Distanz¬ körper sowie den Zapfenenden andererseits vorgesehen. Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung darge¬ stellten' Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 einen Längsschnitt des einen Endstückes dieses Auführungsbeispiels,

Fig. 3 eine Ansicht des Endstückes gemäß Fig. 2,

Fig. 4 einen Längsschnitt eines Mittelstücks des ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 eine Ansicht des Mittelstücks gemäß Fig. 4,

Fig. 6 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt eines Teils des ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 7 eine teilweise im Schnitt dargestellte, unvollstän¬ dige Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 8 eine teilweise im Schnitt dargestellte, unvollstän¬ dige Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels, Fig. 9 eine teilweise im Schnitt dargestellte, unvollstän¬ dige Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels,

Fig.10 einen Schnitt nach der Linie X - X der Fig. 9,

Fig.11 eine teilweise im Schnitt dargestellte, unvollstän¬ dige Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels,

Fig.12 einen Schnitt nach der Linie XII = XII der Fig. 11,

Fig.13 einen Längsschnitt eines unvollständig dargestell¬ ten sechsten Ausführungsbeispiels.

Fig.14 unvollständig dargestellte, nur je eine Lötstelle bis 21 zeigende Längsschnitte weiterer Ausführungsbei¬ spiele

Fig.22 einen schematisch dargestellten Längsschnitt durch den Kurbelzapfen und je einen Teil der beiden ihn tragende Wangen eines anderen Ausführungsbeispie¬ les.

Fig.23 eine perspektivische Ansicht der bei dem

Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 22 zwischen die Ver¬ bindungsflächen eingelegten Lotfolie.

Fig.24 einen Schnitt entsprechend Fig. 22 einee abgewandelten Ausführungsbeispiels. Die Kurbelwelle gemäß den Fig. 1 bis 6 ist für einen Vierzylin¬ derhubkolbenmotor vorgesehen und aus zwei Endstücken 1 und 2 so¬ wie sechs Mittelstücken zusammengesetzt, bei denen es sich um genau geschmiedete Teile handelt, die aber auch gegossen oder ge¬ sintert sein können. Alle Mittelstücke haben als Rohling die gleiche Form und können deshalb im gleichen Werkzeug hergestellt werden.

An die beiden je eine Wange bildenden Endstücke 1 und 2 ist außer dem Hauptlagerzapfen 1' bzw. 2' ein Kurbelzapfenteil 4 an¬ geformt, dessen axiale Länge etwas größer ist als die halbe axiale Länge des gesamten Kurbelzapfens. An jedes ebenfalls je eine Wange 3 bildendes Mittlstück ist ein Kurbelzapfenteil 6 so¬ wie ein Hauptlagerzapfenteil 7 angeformt. Die Zapfen sind an der Teilungsstelle mit einem Außensitz bzw. einem Innensitz versehen, damit sie ineinandergesteckt werden können. Die Flächen dieser Sitze bilden die Verbindungsflächen, die miteinander verlötet sind.

Wie die Fig. 2, 4 und 6 zeigen, weisen sowohl die Kurbelzapfen¬ teile 4 und 6 als auch die Hauptlagerzapfenteile 7 je einen sich in deren Längsrichtung erstreckenden Hohlraum 9 auf, der durch eine ausgerundete Materialpartie 9' der die Zapfenteile tragenden Wangen 3 stirnseitig verschlossen ist. Ein derartiger Hohlraum trägt wesentlich zur Erzielung einer sehr hohen Gestaltsfestig¬ keit der Mittelstücke und der beiden Endstücke 1 und 2 bei. In¬ folge der relaiv geringen Masse der Kurbelzapfen ist auch die Masse der an die Wangen 3 angeformten Ausgleichsgewichte 10 bzw. 11 relativ gering. Diese Ausgleichsgewichte haben im Ausführungs¬ beispiel die Form eines in der Ebene der Wange liegenden Ringab¬ schnittes, der über drei mit ihr einstückig ausgebildete, radial verlaufende Arme mit der Wange verbunden ist.

Wenigstens eine Ölbohrung 12 durchdringt den Steg jedes Mittel¬ stückes 3 zwischen den Hohlräumen 9 des Hauptlagerzapfenteils 7 und des Kurbelzapfenteils 4. Ferner ist der Kurbelzapfenteil 4 mit einer von seinem Hohlraum 9 radial nach außen verlaufenden Ölbohrung 13 versehen, die aber auch winkelversetzt gegenüber der dargestellten Lage sein kann, um die Schmierfilmbildung zu ver¬ bessern. Die Endstücke 1 und 2 sind mit je einem durch die Boh¬ rungen 14 und 15 gebildeten ülkanal versehen. Wie in Fig. 6 mit strichpunktierter Linie angedeutet, kann man jde Ölbohrung 12 mit der dazugehörigen Ölbohrung 13 mittels einee Rohres 16 verbinden.

Die im Bereich ihrer Zapfen bis auf das Fertigschleifen bearbei- teπen und mit den erforderlichen Ölbohrungen versehenen Teile werden in der richtigen Winkellage zusammengesetzt, wobei eine paßgenaue Aufnahmevorrichtung die Teile in dieser Position hält. An jeder Verbindungsstelle wird zwischen die beiden Verbindungsflächen eine entsprechend geformte Lotfolie eingelegt. Anschließend wird die zusammengesetzte Kurbelwelle im Vakuum oder Hochvakuum auf die erforderliche Temperatür erwärmt, die über 600 ⁰ C beträgt und vorzugsweise im Bereiph von 1000 ° C liegt. Bei dem anschließenden kontrollierten Abkühlvorgang wird das die Wangen und Zapfen bildende Material vergütet und den Lötzonen durch eine Wärmebehandlung _eine h.ohe_ Zähigkeit gegeben. Sofern erforderlich, wird während des Abkühlvorgangs bei einer über 400 ° C liegende Temperatur ein gasförmiger Stickstoff in den Vakuumofen eingeleitet und die Kurbelwelle nitriert.

Alle diese Verfahren verhindern einen Verzug der Kurbelwelle, so daß diese praktisch verzuglos nach dem Abkühlvorgang vorliegt. Daher genügt ein geringes Fertigschleifen der Zapfen, bei dem nur ein Teil^" der nitrierten Schicht abgetragen wird.

Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Kurbelwelle unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 6 nur durch eine andere Ausbildung der Teilungsstellen im Be¬ reich der Zapfen. Selbstverständlich könnte aber die Zahl der Hauptlagerzapfen und Kurbelzapfen auch anders gewählt sein. Es ist sogar möglich, was auch für alle anderen Ausführungsbeispiele gilt, unterschiedliche Kurbelzapfen vorzusehen, beispielsweise solche mit unterschiedlichem Hub, um zwei oder mehr Hubkolbenma¬ schinen mit einer einzigen Kurbelwelle auszurüsten. Sowohl die Hauptlagerzapfen 108 als auch jeder vorhandene Kurbel¬ zapfen 105 besteht aus zwei an die zugehörigen Wangen 103 ange¬ formten Teilen 107 und 107' bzw. 106 und 106'. Die Teile 106 und 107 haben als Verbindungsfläche je einen Außenkonus, der sich von der Außenmantelfläche bis zu der zur Zapfeπlängsachse konzentri¬ schen Innenmantelfläche erstreckt. Der Außenkonus braucht jedoch nicht, wie dargestellt, die gesamte Außenmantelfläche der Teile 106 bzw. 107 zu bilden. Diese könnte auch einen Abschnitt mit einer zylindrischen Außenmantelfläche aufweisen.

Die Teile 106' und 107 ' bilden je einen Innenkόnus, der an den zugeordneten Außenkonus angepaßt ist, wodurch beiden Konusflächen in Anlage aneinander kommen können.

Beim Zusammensetzen der Kurblwelle für den Lötvorgang wird je ei¬ ne kegelstumpfförmige Lotfolie aus einem Lotmaterial auf Kupfer¬ basis oder Nickelbasis zwischen die einander zugeordneten Konus¬ flächen eingelegt.

Eine lotrechte Anordnung der Kurbelwelle im Vakuum-Lötofen ge¬ nügt, daß sich beim Schmelzen des Lotes die zusammengehörenden Verbindungsflächen soweit gegeneinander bewegen, daß der zunächst vorhandene Spalt sich gegen den Wert Null hin reduziert, was zu¬ sammen mit der hohen Temperatur und der Ausführung des Lötvor¬ gangs im Vakuum oder Hochvakuum zu einer Diffusionsverbindung mit Legierungsbildung führt, welche eine Festigkeit gibt, die derje¬ nigen des Grundmaterials gleicht. Während des an die Herstellung der Lötverbindung sich anschließenden Abkühlungsvorgangs erfolgt ein Vergüten des Grundmaterials und der Lötstellen, sowie, falls erforderlich, ein Nitrieren.

Ölbohrungen 112 verbinden die Hohlräume der Hauptlagerzapfen und Kurbelzapfen. Wie Fig. 7 zeigt, können die die Kurbelzapfen durchdringenden Ölbohrungen 113 in Umfangsrichtung gegenüber der Stelle maximaler Exzentrizität versetzt sein, was die Ölfilmbil¬ dung im Bereich der höchsten Belastung verbessert. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 unterscheidet sich von dem¬ jenigen gemäß Fig. 7 nur durch eine andere Ausbildung der Verbin¬ dungsflächen der Kurbelzapfen 205 und der Hauptlagerzapfen 208 so ie der Anordnung der Ölbohrungen der Kurbelzapfen. Wegen der übrigen Einzelheiten wird deshalb auf die vorausgehenden Ausfüh¬ rungen Bezug genommen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 können gleich ausgebil¬ dete Einzelteile verwendet werden, weil die an die Wangen 203 an¬ geformten Zapfenteile 206 bzw. 207 gleich sind. Ihre eine Verbin¬ dungsfläche bildende Außenmantelfläche bildet je einen Außen¬ konus, der sich bis zu der zylindrischen Innenmantelfläche er¬ streckt. Je ein Ringkörper 217 bzw. 218 hat zwei an die Außen- konusse der Kurbelzapfenteile 206 bzw. der Hauptlagerzapfenteile 207 angepaßte Innenkonusflächen und zylindrische Mantelflächen. Selbstverständlich wäre es aber auch möglich, die Verbindungs¬ flächen der Zapfenteile als Innenkonus und diejenigen des Ring¬ körpers als Außenkonus auszubilden. Ebenso wäre es möglich, den Ringkörper mit einem Außenkoπus und einem Innenkonus zu versehen und dementsprechend die Verbindungsflächen des einen Zapfenteils als Außenkonus, diejenige des anderen Zapfenteils als Innenkonus auszubilden.

Wie Fig. 8 zeigt, wird der Kurbelzapfen 206 von zwei Ölbohrungen 213 in -"radialer Richtung durchdrungen. Statt dieser beiden Öl¬ bohrungen können aber auch nur eine einzige vorgesehen sein, und außerdem können die Ölbohrungen in Umfangsrichtung versetzt ge¬ genüber der Stelle maximaler Exzentrizität liegen.

Sind, wie in Fig. 8 dargestellt, zwei Ölbohrungen 213 vorgesehen^ welche den einen bzw. anderen Kurbelzapfenteil 206 durchdringen, dann können diese Ölbohrungen zur Positionierung der miteinander zu verbindenden Teile der Kurbelwelle verwendet werden. Vorteil¬ hafterweise verwendet man hierzu je einen Stift, der in jede der Ölbohrungen eingesteckt wird, eine Hülse aus Lotmaterial trägt, dessen Dicke gleich der Differenz zwischen dem Durchmesser der Ölbohrung und dem Durchmesser des Stiftes ist, und dessen Ober¬ fläche so behandelt ist, daß sie sich nicht mit dem Lot verbin¬ det. Der Stift verhindert deshalb nicht, daß sich beim Schmelzen des Lotes die konischen Verbindungsflächen so weit nähern, daß der zuvor vorhandene Spalt praktisch auf den Wert Null reduziert wird.

Da die Belastung insbesondere der Kurbelzapfen während einer Um¬ drehung der Kurbelwelle in den einzelnen Winkelstellungen große Unterschiede aufweist, kann man zu einem noch günstigeren Ver¬ hältnis zwischen Gestaltsfestigkeit und Gewicht kommen, wenn man das Widerstandsmoment der Kurbelzapfen an diese unterschiedliche Belastung anpaßt. Diese Anpassung kann in verschiedener Weise er¬ folgen. Eine Möglichkeit zeigen die Fig. 9 und 10. Die an die Wangen 303 angeformten Teile 306 und 306' des Kurbelzapfens 305 sind analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 mit einem Innenkonus bzw. einem Außenkonus als Verbindungsfläche versehen. ' Der hohle Kurbelzapfn 305 hat jedoch, wie Fig. 10 zeigt, eine zu seiner zylindrischen Außenmantelfläche exzentrisch angeordnete Innenmantelfläche, wodurch sich ein inkonstanter Querschnitt in Umfangsrichtuπg ergibt. Der größte Querschnitt ist im Ausfüh¬ rungsbeispiel im dritten Quadranten vorgesehen, da hier die höch¬ sten Belastungen des Kurbelzapfens auftreten. Ein derartiges, über den Umfang unterschiedliches Widerstandsmoment des Kurbel¬ zapfens könnte aber auch mit anderen Mitteln erreicht werden, . . beispielsweise angeformten Versteifungsrippen.

Eine den Kurbelzapfen 305 radial durchdringende Ölbohrung 313 ist wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 in Umfangsrichtung gegenüber der Stelle maximaler Exzentrizität so weit versetzt, daß sich auch im Bereich maximaler Belastung des Kurbelzapfens 305 ein ausreichender Schmierfilm bildet.

Wie das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 11 und 12 zeigt, brau¬ chen weder die Kurbelzapfen noch die Hauptlagerzapfen an die Wangen 403 angeformte Teile aufzuweisen. Vielmehr kann es sich bei den Wangen 403 beispielsweise auch um gestanzte, insbesondere feingestanzte Platten handeln, die mit zylindrischen Ausstan¬ zungen für die Aufnahme der Hauptlagerzapfen 408 und der Kurbel¬ zapfen 405 versehen sind. Die Zapfen können dann durch Rohrstücke gebildet sein, wobei selbstverständlich Maßnahmen zur Versteifung und Optimierung des Widerstandsmomentes möglich sind. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 11 und 12 sind die Mantelflächen der Ausstanzungen, welche je eine Verbindungsfläche bilden, zylindrisch ausgeführt, da auch die in die Ausstanzungen eingreifenden Endabschnitte der Zapfen eine zylindrische Außen- mantelfäche als Verbindungsfläche haben. Selbstverständlich wären aber auch andere Ausgestaltungen der Verbindungsflächen, bei¬ spielsweise eine konische Form, möglich.

Wie die Fig. 11 und 12 ferner zeigen, kann der Kurbelzapfen 405 in einem Maße in den Innenraum 409 der Hauptlagerzapfen 408 ein¬ greifen, das größer ist als die Wandstärke des Kurbelzapfens 405 im Bereich dieses Eingriffs. Hierdurch entsteht eine direkte Ver¬ bindung zwischen den Hohlräumen der Zapfen, die als Ölkanal die¬ nen kann und daher in Fig. 12 mit 412 bezeichnet ist. Da die Zapfen 405 und 408 aus an ihren Enden offenen Rohren bestehen, sind im Bereich der Rohrenden mit diesen eingesetzte Verschluß¬ bleche 419 verlötet, die gleichzeitig auch in. der Art von Knoten¬ blechen als Versteifung dienen können. Selbstverständlich kann man diese Bleche 419 auch so anordnen, daß der für" die Aufnahme des Öls zur Verfügung stehende Raum auf das gewünschte Maß redu¬ ziert ist. Dies ist beispielhaft durch das Blech 419' in Fig. 11 angedeutet.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Kurbelwelle, Teilungsstellen überall dort vorzusehen, wo dies vorteilhaft ist, eröffnet, wie Fig. 13 zeigt, die Möglichkeit, die Wangen und die Zapfen als ge¬ formte Blechteile auszubilden. Die Wangen 503 sind je aus einem ersten Teil 503', an den ein Hauptlagerzapfenteil 507 aπgeformt ist, sowie je einem zweiten Teil 503' ' zusammengesetzt, an den ein Kurbelzapfenteil 506 angeformt ist, zusammengesetzt. Sowohl die beiden ersten Teile 503' als auch die beiden zweiten Teile 503' ' sind je identisch gestaltet. Beide Teile bilden sich über¬ greifende Randzonen als Verbindungsflächen. Diese Randzonen sind im Ausführungsbeispiel durch je eine zur Zapfenläπgsachse paralle Erzeugende gebildet, können aber auch eine konische Form haben. Entsprechendes gilt für die Verbindungsflächen der Hauptlager¬ zapfenteile 507 und der Kurbelzapfenteile 506, an denen die zylindrische Innenmantelfläche eines Ringkörpers 517 anliegt, mit dem die Zapfenteile verlötet sind. Auch hier wäre selbstverständ¬ lich eine konische Form der Verbindungsflächen möglich. Die die Hauptlagerzapfenteile 507 aufnehmenden Ringkörper sind in Fig. 13 nicht dargestellt, da sie im Prinzip wie der Ringkörper 517 aus¬ gebildet sind.

Auf jedem Ringkörper 517 ist eine Lagerbuchse 519 aus Oxid-Kera¬ mik angeordnet. Derartige Lagerbuchsen könnten aber auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein. Dort würden dann die Ölbohrungen entfallen, da solche Lagerbuchsen eine schmierungsfreie Lagerung ermöglichen.

Das auf der Lagerbuchse 519 gelagerte Auge 520 des zugehörigen Pleuels ist ungeteilt ausgebildet, da es beim Zusammensetzen der Kurbelwelle wie die Lagerbuchse 519 über den Verbindungskörper 517 geschoben werden kann. Pleuel mit ungeteiltem Auge können selbstverständlich auch bei den übrigen Ausführungsbeispielen vorgesehen werden, da auch- dort die Teilung der Pleuelzapfen das Aufschieben während des Zusammensetzens ermöglichen. Allerdings müssen dann die Lagerflächen schon vor dem Löten fertig bearbei¬ tet sein.

Das Löten im Vakuum und die anschließende Wärmebehandlung erfolgt in der bereits beschriebenen Weise im Vakuumofen. Die dabei auf¬ tretenden Temperaturen sind den Keramik-Lagerbuchsen nicht ab¬ träglich.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen liegen die Verbindungsflächen vollständig in kreiszylindrischen oder konischen Flächen. Fig.14 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem nur der Mittelabschnitt 603 der miteinander verlöteten Verbinduπgsflächen von zwei Teilen 601 und 602 eines hohlzyliπ- drischen Zapfens je eine konische Fläche definiert. An diesen Mittelabschnitt 603 schließt sich je ein Endabschnitt 604 bzw. 605 an, in dem die Mantellinieπ einen bogenförmig gekrümmten Verlauf haben, wobei sie im rechten Winkel auf die äußere bzw. innere Mantelfläche des Zapfens treffen. Statt des rechten Winkels könnte aber auch ein spitzer Winkel vorgesehen sein. Mit derartige, gekrümmte Mantellinien aufweisenden Verbindungs¬ flächen läßt sich eine besonders hohe Festigkeit der Lötver¬ bindung, insbesondere eine sehr hohe Biegewechselfestigkeit, erzielen.

Bei der in Fig.15 dargestellten Modifikation des Ausführuπgs- beispiels gemäß Fig.14 haben die-Mantellinien der miteinander verlöteten Verbindungsfl chen von zwei Teilen 606 und 607 im Bereich ihrer beiden Endabschnitte 609 und 610 ebenfalls einen gekrümmten Verlauf. Sie treffen aber unter einem spitzen Winkel auf die äußere bzw. innere Mantelfläche des Zapfens auf. Ferner hat der Mittelabschnitt 608 der Verbindungsflächen eine nur sehr schwach konische Form. Er könnte auch kreiszylindrisch ausgebildet sein. Bei einer konischen Form läßt sich jedoch auch im Mittelabschnitt eine Beseitigung eines Spaltes zwischen den beiden Verbindungsflächen durch eine Belastung des Zapfens in axialer Richtung erreichen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.15 wird wie bei demjenigen gemäß Fig.14 zwischen die beiden Verbindungsflächen eine in ihrer Form an die Verbindungsflächen angepaßte Lotfolie einge¬ legt. Durch eine in axialer Richtung des Zapfens wirkende Kraft werden, sobald das Lot fließt, die Verbindungsflächen aneinander- gedrückt, um den Spalt praktisch vollständig zu beseitigen.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist nicht nur eine in Zapfenlängsrichtung wirkende, von außen her aufzu¬ bringende Kraft erforderlich, um den Spalt zu schließen, sobald das Lot zu fließen beginnt. Sofern alle Lötverbindungen gleich¬ zeitig hergestellt werden sollen, muß auch darauf geachtet werden, daß die Längsachsen der miteinander zu verbindenden Teile miteinander fluchten, also die Zapfen an den Verbindungs¬ stellen keinen Knick aufweisen, die Wangen alle parallel zueinan¬ der liegen und die Längsachsen der Zapfen im richtigen Winkel auf den von den Wangen definierten Flächen stehen. Man kann beide Ziele mit Hilfe einer Spannvorrichtung erreichen, welche die Einzelteile in der richtigen Lage hält und zusammenspannt.

Eine derartige, aufwendige und Raum im Vakuumofen- beanspruchende Spannvorrichtung ist nicht erforderlich, wenn man die Verbin¬ dungsflächen gemäß Fig.16 ausbildet. Die miteinander verlöteten Verbindungsflächen von zwei Teilen 611 und 612 eines Zapfens haben, wie Fig.16 zeigt, in ihren beiden Endabschπitteπ-614 und 615 einen gegensätzlich gekrümmten Verlauf, wie dies auch bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig.14 und 15 der Fall ist. Der Durchmesser der Verbinduπgsflache des Teiles 611 nimmt jedoch nicht ständig von der Stelle seines Größtwertes gegen die Stelle seines Kleinstwertes hin ab, wie dies bei den Aus¬ führungsbeispielen gemäß den Fig.14 und 15 der Fall ist. Viel¬ mehr nimmt er im Bereich des Mittelabschnittes 613 wieder zu. Der hierdurch bedingte, wellenförmige Verlauf der Maπtellinien der Verbindungsfläche führt dazu, daß die beiden Endabschnitte der Teile 611 und 612 sich gegenseitig hintergreifen. Für das Zusammenfügen der beiden Teile 611 und 612 ist es deshalb not¬ wendig, den einen Teil so weit zu erwärmen und/oder den anderen Teil so weit abzukühlen, bis die beiden Endabschnitte sich übereinander schieben lassen. Wenn beide Teile dann wieder die gleiche Temperatur haben, sind sie nicht nur wie bei einer Schrumpfverbindung fest miteinander verbunden, so daß sie sich nicht mehr relativ zueinander verdrehen können. Auch eine Fluch¬ tung der Längsachsen ist sichergestellt. Bei einer ausreichend hohen Elastizität der beiden Teile kann das Übereinanderschie- ben auch mit Hilfe einer entsprechend hohen, in axialer Richtung wirkenden Preßkraft erfolgen. Die erfindungsgemäße Form des Mittelabschnittes 613 führt dazu, daß die Spannkraft eine Kom¬ ponente in axialer Richtung hat, die beim Fließen des Lotes den zunächst noch vorhandenen Spalt beseitigt.

Wie Fig.17 zeigt, kann man beispielsweise bei zwei Teilen 616 und 617 auch nur einen Abschnitt 618 der beiden zusammenge¬ hörigen Verbindungflächen so ausbilden, daß die Teile 616 und 617 sich gegenseitig hintergreifen, und dem restlichen Teil 619 der Verbinduπgsflächen eine konische Form geben.

Auch dann, wenn zwei Teile, beispielsweise zwei Teile 701 eines Zapfens einer Kurbelwelle, durch einen Ringkörper miteinander verbunden sind, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.8 der Fall ist, kann man statt konischer Verbindungsflächen den Mantellinien der Verbindungsflächen einen gekrümmten oder welleπförmigen Verlauf geben, wie dies Fig.18 für einen Innenring 703 zeigt. Da wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig.16 und 17 der Verlauf der Mantellinien der Verbindungsflächen des Innenringes 703 einerseits und der beiden Teile 701 und 702 andererseits so gewählt ist, daß der Innenring 703 sowohl den einen als auch den anderen Teil 701 bzw. 702 hintergreift, hat die Spannkraft auch hier eine Komponente in axialer Richtung.

Statt die beiden Zapfenteile stumpf aneinander anstoßen zu lassen, kann man selbstverständlich, wie Fig.19 zeigt, den Verbindungsflächen 718, über welche die Teile 701' und 702' des Zapfens unmittelbar miteinander verbunden sind, eine der vorstehend beschriebenen Formen geben. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Mantellinien der Verbindungsflächen 718 einen schwach wellenförmigen Verlauf längs einer im spitzen Winkel auf die Außenmantelfläche auftreffenden Geraden. Der Innenring 703' ist prinzipiell wie der Innenring 703 ausgebildet. Bei Verwendung eines Ringes mit einem gekrümmten oder wellenför¬ migen Verlauf der Mantellinien seiner Verbindungsflächen kann der Ring, wie Fig. 0 zeigt, analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.8 auch als Außenring 717 ausgebildet sein. Er kann dann als Lagerbuchse für wenigstens ein Pleuel^" dienen und selbst¬ verständlich auch aus einem anderen Material als die beiden Teile 706 des Zapfens bestehen, beispielsweise aus Keramik, das im Bereich der Verbindungsflächen metallisiert ist. Die Verbindungsflächen 704, mit denen die beiden Teile 706 unmittel¬ bar aneinanderstoßen, haben beispielsweise eine konische Form.

Statt einer Ausbildung der Verbindungsflächen derart, daß sie sich wie bei einem Schnappverschluß hintergreifen, oder zusätz¬ lich zu solchen Verbindungsflächen kann man, wie Fig. 1 zeigt, eine Buchse.801 vorsehen, welche die Verbindungsstelle überbrückt und zwischen der und den beiden zu verbindenden Teilen ein enger Sitz, vorzugsweise eine- SchrumpfVerbindung, vorhanden ist. Bei einem hohlen Zapfen, dessen Teile 802 an je einer Wange 803 vorgesehen oder mit dieser verbunden sind, kann man die Buchse 801 an der Innenmantelfläche der beiden Teile 802 anliegen lassen. Bei einer ausreichenden Länge der Buchse 801, was der Fall ist, wenn sie sich bis in den Bereich der Wangen 803 erstreckt, ist eine Fluchtung der Längsachsen beider Teile 802 auch vor der Verlötung gesichert.

Die Verbindungsflächen 804 der Teile 802 haben eine Form wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.15. Selbstverständlich kämen aber auch die anderen erfindungsgemäßen Formen in Frage Fig.21 zeigt ferner, daß, im Ausführungsbeispiel mittels einer Hülse 815, der Zapfen einen Abschnitt aufweisen kann, der sich von dem neben ihm liegenden Abschnitt unterscheidet, beispiels¬ weise hinsichtlich seines Durchmessers. Bedeutsamer als ein anderer Durchmesser ist eine exzentrische Lage. Eine solche Exzentrizität läßt sich beispielsweise realisieren, wenn die Hülse 815 eine exzentrisch zu ihrer Innenmantelfläche angeord¬ nete Außenmantelfläche hat.

Eine innen in einem hohlen Zapfen einer Kurbelwelle angeordnete Buchse braucht jedoch nicht vollflächig an der Innenmantel¬ fläche des Zapfens anzuliegen. Wie Fig.22 zeigt, ist bei diesem Ausführungsbeispiel jeder der beiden Teile 805 des Zapfens einer Kurbelwelle im Abstand von der beiden Teilen gemeinamen Verbindungsstelle mit einer ringförmigen, nach innen vorsprin¬ genden Materialpartie 805' versehen, die aber auch durch einen eingesetzten Ring gebildet sein könnte. An diesen beiden Material¬ partien 805', die einen gleich großen Innendurchmesser haben, liegt eine Buchse 806 dicht an. Die Buchse 806, die Material¬ partien 805' und die Innenmantelfläche des Zapfens begrenzen somit einen Hohlraum 810, der bis zur Herstellung der Lötver¬ bindung nur über die Fuge zwischen den Verbindungsflächen 807 der beiden Teile 805 mit der Umgebung in Verbindung steht. Die Verbindungsfläche 807 hat eine Form, wie sie in Fig.15 dargestellt ist. Aber auch andere Formen, insbesondere Formen, die ein Hintergreifen ergeben, kommen in Frage. An diese Form der Verbindungsflächen ist, wie Fig.23 zeigt, das Lotblech 808 angepaßt, das zwischen die Verbindungsflächen 807 eingelegt wird. Ein durchgehender Schlitz 809 im Lotblech gewährleistet, daß bis zum Fließen de_.s Lotes der Hohlraum 810 in Verbindung mit der Umgebung steht und deshalb ebenfalls evakuiert wird. Sobald j'edoch das Lot fließt, schließt sich der Spalt zwischen den Verbindungsflächen 807 vollständig und schließt den Hohlraum 810 ab. Nun wird das in der Umgebung wirkende Vakuum vermindert, also Gas in den Vakuumofen eingeleitet. Dadurch entsteht ein Differenzdruck zwischen dem Vakuum im Hohlraum 810 und der Umgebung der Kurbelwelle, aus dem eine Kraft resuliert, welche die Teile 805 auch in axialer Richtung zusammenpreßt und deshalb dazu beiträgt, den Spalt zwischen den Verbindungsflächen 807 zu beseitigen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.24 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig.22 nur dadurch, daß die radial nach innen vorspringenden Materialpartien 805' der Teile 805 des von den Wangen 811 getragenen Zapfens in Ringnuten der Buchse 806 ein¬ greifen und daß der Zapfen mit Ölbohrungen 812 versehen ist, die von dem Hohlraum -810 aus die Zapfenwand durchdringen. Die Querschnittsform der Materialpartien 805' und die sie aufneh¬ menden Ringnuten der Buchse 806 ist so gewählt, daß die Klemm¬ kraft, mit welcher der Eingriff in die Ringnuten erfolgt, auch eine Kraftkomponente in axialer Richtung ergibt. Diese Kraft¬ komponente hat- die gleiche Wirkung wie bei den Ausführungsbei¬ spielen gemäß den Fig.16 bis 20.

Um die Buchse 806 in die .in Fig.24 dargestellte Einbaulage zu bringen, werden die Teile 805 des Zapfens erwärmt und/oder die Buchse 806 abgekühlt, und zwar so weit, bis die Buchse 806 in den Zapfen eingeschoben werden kann.

In den Hohlraum 810 mündet ein Ölzufuhrrohr 813, das durch die den Zapfen aufnehmende Öffnung in der Wange 811 hindurch in das Innere der Buchse 806 eingeführt sein kann und von hier aus die Buchse 806 bis zur Mündung in den Hohlraum 810 durch¬ dringt. In dem Hohlraum 810, dessen Größe problemlos an den gewünschten Wert angepaßt werden kann, köpnten Mittel vorge- sehen sein, welche die für einen Anlauf erforderliche Öl enge zurückhalten und bei einem Anlauf den Ölbohrungen 812 zuführen.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entπehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Zusammengesetzte Kurbelwelle, deren Einzel¬ teile im Bereich ihrer an den Teilungsstellen vorgesehenen Verbindungsflächen miteinander verlötet sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lötverbindungen als Hochtemperaturlötungen im Vakuum ausgeführt sind.

2. Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Lötverbindungen Diffusions¬ verbindungen sind.

3. - Kurbelwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die einander zugeordneten Verbindungsflächen (603-605; 608-610; 613-615; 618, 619; 704; 718; 804; 807) eine ein spaltloses Anliegen aneinander gestattende Form haben.

4. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verbindungs¬ flächen zumindest in einem Teilbereich (603; 608; 619; 704) eine konische Form haben.

5. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die die Ver¬ bindungsflächen definierenden Mantellinien zumindest in einem Teilbereich (604, 605; 609, 610; 614, 615) einen gekrümmten Verlauf haben. 6. Kurbelwelle nach Anspruch 5, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Mantellinien in dem eine Krümmung aufweisenden Abschnitt (613-615; 618) einen wellenlinienförmigen Verlauf haben.

7. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß von zwei mit¬ einander verlöteten Verbindungsflächen (613-615; 618;

619) wenigstens die eine einen von der anderen hiπtergreif- baren Abschnitt aufweist.

8. Kurbelwelle nach Anspruch 7, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß der hintergreifbare Abschnitt der einen Verbindungsfläche (613-615; 618, 619) und der diesen Abschnitt hintergreifende Abschnitt der anderen Verbindungfläche je eine Gestaltung haben, welche vor dem Herstellen der Lötverbindung in den beiden zusammen¬ gefügten Teilen (611, 612; 616, 617; 701, 702; 701', 702'; 706) eine Spannkraft ergibt, die eine im Sinne einer An¬ näherung der beiden Verbindungsflächen (613-615; 618, 619; 718) aneinander wirkende Komponente hat.

9. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß wenigstens einer ihrer Zapfen einen ringförmigen Zapfenteil (217; 203; 203'; 717) aufweist, der zwei andere Teile (206; 701, 702; 701', 702'; 706) des Zapfens über je eine Lötver- binduπg miteinander verbindet.

10. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens einer ihrer Zapfen außen und/oder in seinem Inneren eine Buchse (801; 806) trägt, die aus einem Metall oder einem Keramikmaterial, insbesondere Oxid-Keramik, besteht. 11. Kurbelwelle nach Anspruch 10, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß bei einer Anordnung im Inneren des hohlen Zapfens die Buchse (806) an radial nach innen vorspringenden Elementen (805¹), vorzugsweise in Umfangs- richtung geschlossenen Elementen, anliegt.

12. Kurbelwelle nach Anspruch 11, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die vorspringenden Elemente (805') in Längsrichtung des Zapfens gesehen vor und hinter einer Lötverbindungsstelle des Zapfens vorgesehen sind und in Vertiefungen der Buchse (806) eingreifen, deren Gestaltung ebenso wie diejenige der Elemente so gewählt ist, daß eine Klemmkraft zwischen den Elementen (805') und der Buchse (806) eine im Sinn einer Annäherung der Verbindungsflächen der Lötverbinduπgsstelle wirkende Kraft¬ komponente hat.

13. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens einer ihrer hohlen Zapfen (305) zumindest in dem ein Lager bildenden Bereich ein in unterschiedlichen radialen Rich¬ tungen inkonstantes Widerstandsmoment hat.

14. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der hohl ausge¬ bildete Kurbelzapfen (405) auf einem Teil seines Umfangs in einem Maße in den Innenraum (409) wenigstens des einen benachbarten, ebenfalls hohlen Hauptlagerzapfens (408) ragt, das größer ist als die Wandstärke des Kurbelzapfens (405) .

15. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kurbelzapfen wenigstens zwei in axialer Richtung nebeneinander ange¬ ordnete, achsversetzte Abschnitte aufweist. 16. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wangen (403) durch feingestanzte Platten gebildet sind.

17. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wangen (503) aus Blech geformte Teile sind.

18. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß auf dem Kurbel¬ zapfen (506, 517) wenigstens ein ungeteilt ausgeführtes Auge (25) eines Pleuels gelagert ist.

19. - Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wangen ein bezüglich der während einer Umdrehung unterschiedlich großen Beanspruchung optimiertes Widerstandsmoment haben.

20. Verfahren zur Herstellung einer Kurbelwelle gemäß Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindest während desjenigen Zeitabschnittes der im Vakuum, vorzugsweise im Hochvakuum, erfolgenden Herstellung der Hochtemperaturlötung, in dem an das Lot fließt, auf die miteinander zu verlötenden Einzelteile der Kurbelwelle eine die einander zugeordneten Verbindungsflächen in Anlage aneinander zu bringen suchende Kraft einwirkt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zu verlötenden Teile induktiv und/oder mittels Infrarotstrahlung erwärmt werden.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß man während der auf den Lötvorgang folgenden Abkühlung oder während einer daran anschließenden Wiedererwärmung gasförmigen aktiven Stick¬ stoff zum Zwecke der Härtung auf die Kurbelwelle einwirken läßt.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Nitrierung bei einer Temperatur über 400°C durchgeführt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß alle Lötver¬ bindungen der Kurbelwelle gleichzeitig hergestellt werden.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den miteinander zu verlötenden Verbindungsflächen eine Lotpaste und/oder ein Lotgran_.ulat, vorzugsweise eine Lotfolie, gebracht wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t, daß die Lotfolie vor dem Einbringen zwischen die Verbindungsflächen gestanzt und/oder tiefgezogen wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Vorhanden¬ sein eines nur über eine Trennfuge mit der Umgebung in Verbindung stehenden Hohlraum der Kurbelwelle eine in der Trennfuge liegende Lotfolie mit einer Unterbrechung versehen ist, durch die hindurch der Hohlraum evakuuiert wird und die so gestaltet ist, daß das fließende Lot die Verbindung zwischen dem Hohlraum und der Umgebung der Kurbelwelle schließt, und daß nach dem Fließen des Lotes, aber noch vor seiner Wiedererstarrung, ein Druckanstieg in der Umgebung der Kurbelwelle herbeigeführt wird. 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zur richtigen Positionierung der Einzelteile die miteinander zu ver¬ bindenden Teile des mit wenigstens einer Ölbohrung ver¬ sehenen Zapfens ein Stift in die Ölbohrung eingesetzt wird, der einen kleineren Durchmesser als die Bohrung

-hat und mit einer Lotfolie ummantelt ist, deren Dicke gleich der Spaltweite zwischen Bohrung und Stift ist.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß alle Einzelteile vor dem Verlöten fertig bearbeitet" oder, soweit es sich um die Zapfen handelt, zumindest bis auf eine geringe Endbearbeitung fertiggestellt und nach dem Verlöten sowie sich^' gegebenenfalls daran anschließenden Behandlungsver¬ fahren nur noch fe_ctiggeschliffen werden.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch g e k-e n n z e i c h n e t , daß einander hinter¬ greifende Teile der Kurbelwelle vor dem Verlöten aufeinander aufgeschrumpft werden.