DE1951097A1 - Zusammengesetzte Kurbelwelle mit einem Antriebszahnrad,fuer mehrzylindrige Kolbenmaschinen,insbesondere Brennkraftmaschinen - Google Patents
Zusammengesetzte Kurbelwelle mit einem Antriebszahnrad,fuer mehrzylindrige Kolbenmaschinen,insbesondere BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Dr.-lng. h. c. F. PORSCHE KG · 7 STUTTGART-ZUFFENHAUSEN · PORSCHESTRASSE 42
• 0 6j
Zusammengesetzte Kurbelwelle mit einem Antriebszahnrad,
für mehrzylindrige Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen
.
Die Erfindung bezieht sich auf eine zusammengesetzte Kurbelwelle, mit einem Antriebszahnrad, für mehrzylindrige Kolbenmaschinen,
insbesondere Brennkraftmaschinen, die im Bereich von Kurbelzapfen geteilt und unter Bildung einer Stoßfuge zusammengefügt
ist, wobei die in der Ebene von einem oder mehreren Wellenzapfen senkrecht geteilte Kurbelwelle an den Stoßfugen benachbarter
Wellenzapfen ringförmige Stirnflächen besitzt, die gegeneinander gerichtet unter Bildung eines entlüftbaren Hohlraumes durch
Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden sind, nach Patent (Patentanmeldung P 19 22 488.5).
Zweck der Erfindung ist die einfache Befestigung eines Antriebszahnrades auf einem durch das Elektronenstrahlschweißverfahren
verbundenen Wellenzapfen einer zusammengesetzten Kurbelwelle.
Die in dem Hauptpatent beschriebene Kurbelwelle besitzt einen oder mehrere Wellenzapfen, die in der Ebene senkrecht geteilt
sind und einen entlüftbaren Hohlraum aufweisen. Zwischen den Wellenzapfen ist ein Antriebszahnrad eingesetzt. Das Antriebszahnrad
besitzt beidseitig seiner Stirnflächen je einen Zentrierbund
zur Zentrierung in den Wellenzapfen und wird unter Vermittlung von in der Schweißzone eingelegten Folien durch Elektronenstrahlschweißen
mit den Wellenzapfen verbunden. Diese Ausführung hat sich zwar in der Praxis bewährt und ergibt auch eine sichere und
elastische .Schweißverbindung, jedoch ist der Aufwand bei verschiedenen
Werkstoffpaarungen zwischen dem Antriebszahnrad und den Wellenzapfen der Kurbelwelle durch Einlegen von Folien zeitraubend
und auf v/endig. Außerdem ist das nachträgliche Überschleifen
BAD OfltäJNAL
109817/0885
/,Il Il Il / '/./H/l VIi'' · III /Uli ι Mill '.Al-I
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der Schweißnaht kostspielig und erfordert einen weiteren Arbeitsgang.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Wellenzapfen
einer zusammengesetzten Kurbelwelle so auszubilden, daß eine einwandfreie, sichere und schweißlose Befestigung eines Antriebszahnrades
auf dem Wellenzapfen ohne zusätzliche Nacharbeiten gewährleistet wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß in den Ebenen der Stirnflächen die Wellenzapfen radiale Bunde aufweisen, von
denen mindestens1 einer zur Befestigung des vor dem Schweißen auf
einen der Wellenzapfen aufgelegten AntriebsZahnrades dient. Vorteilhaft,
ist, daß einer der Wellenzapfen einen sich von der Stirnfläche aus erstreckenden Zentrieränsatz besitzt, welcher sich in
eine Passbohrung des Hohlraumes des benachbarten Wellenzapfens erstreckt. Vorzüglich sind die Wellenzapfen im Bereich der Stirnflächen
mit einer radial verlaufenden Entlüftungsnut versehen. Von besonderem Vorteil ist, daß einer der Wellenzapfen mit einer
oder mehreren am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten .Entlüftungsbohrungen
versehen ist, die die Entlüftungsnut mit dem Hohlraum der Wellenzapfen verbindet. Ein weiterer Vorteil ist.
daß die Bunde der Wellenzapfen unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Vorzüglich weist das Antriebszahnrad an seiner Innenseite eine zahnartige Oberfläche auf, die zur festhaftenden Verbindung
mit dem Bund eines Wellenzapfens dient.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Ausführung der Wellenzapfen jeweils mit
einem radialen Bund eine besonders günstige Lagerstelle für das Antriebszahnrad erzielt wird, so daß auch AntriebsZahnräder aus
einem für das Elektronenstrahlschvvreißen ungeeigneten Werkstoff verwendet werden können. Dadurch wird eine einfache und sichere
Schweißverbindung der Wellenzapfen ohne Zusatzmittel ermöglicht. Durch die Anordnung eines Zentrieransatzes bei einem der Wellenzapfen
wird eine genaue Zentrierung der beiden Zapfen zueinander erreicht und eine Erhöhung der Biegefestigkeit im Bereich der
Schwoißzone erzielt. Durch die Anordnung der im Γ-ereieh der
Stirnflächen der Wellenzapfen radial verlaufenden Entliiftun^s-.v-,;:·:
:.\-, 109817/0 885
BAD OfIiGJNAi.
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19S1Ü97
nut wird eine gute Sehweißverbindung der Wellenzapfen erzielt.
Dadurch. daS einer der Wellenzapfen mit Entlüftungsbohrungen versehen
ist, die die Entlüftungsnut mit dem Hohlraum der Wellenzapfen verbinden, wird gewährleistet- daß der gesamte Schweißbereich
sicher unter dem für das Elektronenstrahlschweißen benötigte
Vakuum gehalten wird. Damit wird eine wesentliche Erleichterung für die Schweißverbindung erzielt. Die Ausbildung
der Bunde der Wellenzapfen mit unterschiedlichem Durchmesser
ermöglicht ein einfaches Auflegen des Antriebszahnrades auf die Wellenzapfen vor der Schweißverbindung. Desweiteren wird durch diese Maßnahme eine vorstehende Schweißnaht vermieden, so daß
der für die Aufnahme des Antriebszahnrades vorgesehene Bund des Wellenzapfens vor dem Schweißen fertig bearbeitet werden kann. Die riffelartige Oberfläche der Innenseite des AntriebsZahnrades ergibt mit einfachen Mitteln eine sichere, drehfeste und einfache Befestigung auf dem Wellenzapfen der Kurbelwelle.
der Bunde der Wellenzapfen mit unterschiedlichem Durchmesser
ermöglicht ein einfaches Auflegen des Antriebszahnrades auf die Wellenzapfen vor der Schweißverbindung. Desweiteren wird durch diese Maßnahme eine vorstehende Schweißnaht vermieden, so daß
der für die Aufnahme des Antriebszahnrades vorgesehene Bund des Wellenzapfens vor dem Schweißen fertig bearbeitet werden kann. Die riffelartige Oberfläche der Innenseite des AntriebsZahnrades ergibt mit einfachen Mitteln eine sichere, drehfeste und einfache Befestigung auf dem Wellenzapfen der Kurbelwelle.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der
Erfindung anhand einer Seitenansicht der erfindungsgemäßen Befestigung eines AntriebsZahnrades auf einem durch das Elektronenstrahlschweißen, verbundenen Wellenzapfen einer zusammengesetzten Kurbelwelle- teilweise im Schnitt, gezeigt.
Erfindung anhand einer Seitenansicht der erfindungsgemäßen Befestigung eines AntriebsZahnrades auf einem durch das Elektronenstrahlschweißen, verbundenen Wellenzapfen einer zusammengesetzten Kurbelwelle- teilweise im Schnitt, gezeigt.
Die Kurbelwelle 1 besteht aus Kurbelteilen 2, 3.· die Wellenzapfen
4. 5 aufweisen, die durch Elektronenstrahlschweißen unmittelbar
miteinander verbunden sind. Die Wellenzapfen 4« 5
sind jeweils mit einem radialen Bund 6, J versehen, der im Bereich der Stirnflächen 8. 3' angeordnet ist. Der Bund 6 des
Wellenzapfens 4 besitzt einen kleineren Außendurchmesser als
der Bund 7 und ist mit einem von der Stirnfläche 8 ausgehenden Zentriersatz 9 versehen. Der Bund 7 dient zur Aufnahme und Befestigung eines Antriebszahnrades 10 und besitzt eine dem Antriebszahnrad 10 entsprechende breite Lagerbasis 11. Die Wellenzapfen 4j 5 sind mit einem Hohlraum 12 versehen, der über eine in das Kurbelteil j5 eingebrachte Entlüftungsbohrung Ip mit der zum Elektronenstrahlschweißen benötigten Atmosphäre der Schweißkammer verbunden ist. Zum Verschluß der Entlüftungsbohrung"I^
ist ein Stopfen 14 vorgesehen. Ein. Teil des Hohlraumes 12 ist
sind jeweils mit einem radialen Bund 6, J versehen, der im Bereich der Stirnflächen 8. 3' angeordnet ist. Der Bund 6 des
Wellenzapfens 4 besitzt einen kleineren Außendurchmesser als
der Bund 7 und ist mit einem von der Stirnfläche 8 ausgehenden Zentriersatz 9 versehen. Der Bund 7 dient zur Aufnahme und Befestigung eines Antriebszahnrades 10 und besitzt eine dem Antriebszahnrad 10 entsprechende breite Lagerbasis 11. Die Wellenzapfen 4j 5 sind mit einem Hohlraum 12 versehen, der über eine in das Kurbelteil j5 eingebrachte Entlüftungsbohrung Ip mit der zum Elektronenstrahlschweißen benötigten Atmosphäre der Schweißkammer verbunden ist. Zum Verschluß der Entlüftungsbohrung"I^
ist ein Stopfen 14 vorgesehen. Ein. Teil des Hohlraumes 12 ist
BAD ORIGINAL
109817/08 3 5
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in dem Wellenzapfen 5 als Passbohrung 15 ausgebildet, die zur
Aufnahme des Zentrieransatzes 9 des Wellenzapfens 4 dient.
Die Stirnflächen 8, 8' der Bunde 6, 7 sind im Übergangsbereieh
zum Zentrieransatz 9 bzw. zur Passbohrung .15 mit einer radial
verlaufenden Entlüftungsnut 16 versehen, die über mehrere Ent- <
lüftungsbohrungen 17 des Wellenzapfens 5 mit dem Hohlraum der
Wellenzapfen 4, 5 in Verbindung stehen. Die Entlüftungsbohrungen
17 sind gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet und erstrecken sich annähernd parallel zur Drehachse X-X der Wellenzapfen 4, 5·
Das Antriebszahnrad 10 besitzt an seiner Innenseite 18 eine riffelartige Oberfläche.
Zum Verbinden der Wellenzapfen 4, 5 der beiden Kurbelteile 2, j5
und zur Befestigung des AntriebsZahnrades 10 auf dem Bund 7 wird
zunächst das Antriebszahnrad 10 über den im Durchmesser kleineren
Bund β aufgeschoben und auf dem Wellenzapfen 4 abgelegt. Danach wird der Wellenzapfen 5 des Kurbelteiles J5 mit seiner Passbohrung
15 über den Zentrieransatz 9 des Wellenzapfens 4 aufgesetzt bis
die Stirnflächen 8, 8' gegeneinander zur Anlage kommen. Die so vormontierte Kurbelwelle 1 kommt nun in eine nicht dargestellte
Schweißkammer eines Elektronenstrahlschweißgerates, in dem ein
Vakuum der Größenordnung 10"^ Hg erzeugt wird. Durch die Entlüftungsbohrung
IJ, 17 und die Entlüftungsnut 16 wird gewährleistet,
daß auch innerhalb der Wellenzapfen 4, 5 und besonders
an der innenliegenden Schweißzone der Stirnflächen 8, 8f das geforderte
Vakuum entsteht, wodurch eine sichere Schweißverbindung erzielt wird. Nach beendigtem Schweißvorgang wird die so zusammengesetzte
Kurbelwelle 1 in eine nicht gezeigte Aufnahmevorrichtung eingelegt. Nun wird das Antriebszahnrad 10 von dem
Wellenzapfen 4 auf dem Bund 7 des Wellenzapfens 5 aufgepresst. Hierbei drückt sich die riffelartige Oberfläche der Innenseite
18 des AntriebsZahnrades 10 in die Oberfläche des Bundes 7 ein.
wodurch eine dreh- und verschiebesichere Befestigung des Antriebszahnrades 10 erzielt wird. Anschließend wird die Entlüftungsbohrung
13 des Hohlraumes 12 durch den Stopfen 14 verschlossen.
109817/0885 BAD
0 67 -5- 19b1097
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann die Innenseite 18 des Antriebszahnrades
10 anstatt einer riffelartigen Oberfläche eine glatte Oberfläche aufweisen und durch Kleben mit einem geeigneten
Klebemittel auf dem Bund 7 des Wellenzapfens 5 befestigt werden.
BAD ORIGINAL
109817/0885
-G-
Claims (1)
- j O 67SchutzrechtsansprücheIy Zusammengesetzte Kurbelwelle mit einem Antriebszahnrad, für mehrzylindrige Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, die im Bereich von Kurbelzapfen geteilt und unter Bildung einer Stoßfuge zusammengefügt ist, wobei die Stoßfugen benachbarter Wellenzapfen ringförmige Stirnflächen besitzen, die gegeneinander gerichtet unter Bildung eines entlüftbaren Hohlraumes durch Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden sind, nach Patent (Patentanmeldung P I9 22 488.5), dadurch gekennzeichnet, daß in den Ebenen der Stirnflächen (8, 8') die Wellenzapfen (4, 5) radiale Bunde (6,7) aufweisen, von denen mindestens einer zur Befestigung des vor dem Schweißen auf einen der Wellenzapfen (4) aufgelegten Antriebszahnrades (lO)dient.2, Zusammengesetzte Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Wellenzapfen (4) einen sich von der Stirnfläche (8) aus erstreckenden Zentrieransatz (9) besitzt, welcher sich in eine Passbohrung (15) des Hohlraumes (12) des benachbarten Wellenzapfens (5) erstreckt.J. Zusammengesetzte Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenzapfen (4, 5) im Bereich der Stirnflächen (8, 8') mit einer radial verlaufenden Fntlüftungsnut (16) versehen sind.4. Zusammengesetzte Kurbelwelle nach Anspruch 1 bis "5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Wellenzapfen (4). mit einer oder mehreren gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten Entlüftungsbohrungen (17) versehen ist, die die Entlüftungsnut' (16) mit dem Hohlraum (12) der Wellenzapfen (4, 5) verbinden.5· Zusammengesetzte Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bunde (6, 7) der Wellenzapfen (4, 5) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.109817/0885—7 —BAD ORIGINAL6. Zusammengesetzte Kurbelwelle nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (10) an seiner Innenseite (18) eine riffelartige Oberfläche aufweist, die zur festhaftenden Verbindung mit dem Bund (7) eines Wellenzapfens (5) dient.1098.17/088 5 BADLeerseife
Priority Applications (4)
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DE19691951097 DE1951097A1 (de) | 1969-10-10 | 1969-10-10 | Zusammengesetzte Kurbelwelle mit einem Antriebszahnrad,fuer mehrzylindrige Kolbenmaschinen,insbesondere Brennkraftmaschinen |
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DE (1) | DE1951097A1 (de) |
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GB (1) | GB1253510A (de) |
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