DE3737599C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kurbelwelle mit hohlzylindrischen Lagerzapfen, bei der die als Hohlzylinder ausgeführten Zapfen in entsprechende Bohrungen in den Wangen eingebracht und durch Aufweiten plastisch verformt werden, so daß sie zur Anlage in den Bohrungen kommen, wobei die Bohrungen in den Wangen durch das Aufweiten elastisch verformt bleiben.

Kurbelwellen mit hohlzylin­ drischen Lagerzapfen sind z. B. aus der DE-PS 8 48 728 be­ kannt. Hierbei handelt es sich um Schmiedeteile, die durch Schweißen miteinander verbunden sind. Die Lagerstellen der Kurbelwellen müssen geschmiert werden, wozu bevorzugt durchgehende Schmierkanäle benutzt werden (DE-AS-20 23 364), die durch die Kurbelwangen und die Lagerzapfen hin­ durchgeführt sind und von denen an den entsprechenden Stellen Abzweigungen zu den Lagerstellen führen. Das An­ bringen dieser Bohrungen an der fertigen Kurbelwelle ist meist mit Schwierigkeiten verbunden.

In der DE-OS 37 37 601 mit gleichem Zeitrang ist ein Ver­ fahren zur Herstellung von Kurbelwellen beschrieben, bei dem die als Hohlzylinder ausgeführten Zapfen in ent­ sprechende Bohrungen in den Wangen eingesetzt und durch Aufweiten plastisch verformt werden, so daß sie zur Anlage in den Bohrungen kommen, wobei die Bohrungen in den Wangen durch das Aufweiten elastisch verformt bleiben. Hierdurch wird eine einfache, auch hohen Belastungen gewachsene Verbindung zwischen diesen Teilen erzielt. Dabei können vor dem Fügen auf die Lagerzapfen, Gleit- oder Wälzlager sowie ungeteilte Pleuelstangen aufgebracht werden.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Kurbel­ welle der hiermit genannten Art so auszugestalten, daß mit einfachen konstruktiven Mitteln bei hoher Bauteilfestig­ keit eine günstige Schmierung erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß die Lager­ zapfen mit einer auf der Außenseite derselben konzentrisch angeordneten Lagerbuchse versehen sind, die mit umlaufen­ den Bunden versehen ist, die beim Einführen in ent­ sprechende Öffnungen der Wangen als Anschlag dienen, wobei die Lagerbuchse an ihren Enden dicht mit den Wangen ver­ bunden ist und Lagerzapfen und Lagerbuchse durch einen umlaufenden Ringraum voneinander getrennt sind, in den in den Wangen angeordnete Schmierölkanäle münden, und daß die Lagerbuchse aus einem porösen Sintermaterial besteht. Hiermit lassen sich Lagerbuchsen anbringen, die mit dem Lagerzapfen zusammen einen Ringraum bilden, der den auf die Lagerzapfen entfallenden Anteil der Schmierölkanäle darstellt und keine bestimmte Umfangsorientierung auf­ weisen muß, um mit den auf herkömmliche Weise in den Wan­ gen hergestellten Schmierölkanälen in Verbindung zu tre­ ten. Die Zufuhr des Öls vom Ringraum an die eigentliche Lagerstelle erfolgt in günstiger Weise durch eine Lager­ buchse aus porösem Sintermaterial. Diese Art von Lager­ buchsen ermöglicht einen gleichmäßigen Durchtritt des Schmiermittels mit axial gleichbleibenden Druckverhält­ nissen, die zur Ausbildung einer hydrostatischen Lagerung führen, die eine besonders wirksame Form der Schmierung darstellt.

Das poröse Sintermaterial der Lagerschale kann einen Fest­ schmierstoff, z. B. Molybdändisulfid enthalten, wodurch das Lager ausgezeichnete Notlaufeigenschaften gewinnt.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung mittels hydrau­ lischen Aufweitens kann die tatsächliche Abdichtung des Ringraumes an seinen Enden Schwierigkeiten bereiten. Es wird daher vorgeschlagen, daß anstatt der an sich mög­ lichen, konventionellen Verwendung von Dichtringen zwischen den Teilen eine besondere Dichtschicht angeordnet wird. Hierfür wird die Verwendung eines Weichmetalles, z. B. von Kupfer vorgeschlagen, das infolge seiner Plasti­ zität kleine Unebenheiten der Oberflächen des Lagerzapfens einerseits und der Lagerbuchse bzw. der inneren Hülse andererseits ausgleicht.

Um der Gefahr zu begegnen, daß durch diese Dichtschicht die Haftung zwischen den Wangen und den Zapfen herabge­ setzt wird vorgeschlagen, der Dichtschicht feinverteiltes Keramikmaterial beizumischen, wodurch ein die Haftung erhöhender "Sandpapiereffekt" erzielt wird. In diesem Zusammenhang soll der Begriff Keramik auch Diamantstaub mit umfassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt, und zwar ausschnittsweise im Längsaxial­ schnitt. Hierbei sind Kurbelwangen 1 durch Lagerzapfen 2 miteinander verbunden, und zwar wie dargestellt vorzugs­ weise dadurch, daß letztere nach dem Einführen in die entsprechenden Bohrungen der Wangen 1 hydraulisch aufge­ weitet und dabei plastisch verformt werden, während die Wangen 1 selbst nur im elastischen Bereich beansprucht werden und nach dem Ende des Aufweitvorgangs wieder zu­ rückfedern. In den Wangen 1 sind Schmierölkanäle 11 vorge­ sehen, durch die von einer hier nicht gezeigten Ölpumpe aus die Versorgung der Lagerstellen erfolgt. Vor dem Fügen sind auf den Lagerzapfen 2 eine Lagerbuchse 4 und eine ungeteilte Pleuelstange 5 aufgeschoben worden. Die Lager­ buchse 4 ist aus einem porösen Sintermaterial hergestellt, das an seiner dem Lager zugewandten Oberfläche verdichtet ist, so daß eine Drosselwirkung entsteht. Die Lagerbuchsen 4 sind mit umlaufenden Bunden 41 versehen, die einerseits beim Einführen derselben in die entsprechenden Öffnungen in den Wangen als Anschlag dienen und andererseits wegen ihrer erhöhten Steifigkeit verhindern, daß sich aus den Aufweitvorgängen herrührende Verbiegungen der mit gerin­ gerer Wandstärke ausgeführten Endstücke 42 der Lager­ buchsen 4 auf deren eigentlichen Lagerflächen übertragen. Der Ringraum zwischen den Zapfen 2 und den Lagerbuchsen 4 wird zu seinen Enden hin durch eine Dichtschicht 8, z. B. aus Kupfer abgeschlossen. Der Dichtschicht 8 können fein­ verteilte Keramikpartikel beigemischt werden, um die Haf­ tung zwischen den Wangen 1 und den Lagerzapfen 2 zu ver­ bessern. Die Lagerbuchse 4 kann mit einer Schlüsselver­ zahnung 22 bzw. 43 versehen sein, die nur eine bestimmte Orientierung der jeweils zu fügenden Wangen 1 und Zapfen 2 zuläßt und so eine erhebliche Montagehilfe darstellt. Als vorübergehende Montagehilfe können die Endabschnitte 42 der Lagerbuchsen 4 so bemessen sein, daß sie nur im Preßsitz in die entsprechenden Bohrungen in den Wangen 1 einführbar sind; hierdurch wird eine vorübergehende Fixierung der Teile zueinander erreicht, bis der Aufweitvorgang des Zapfens 2 abgeschlossen ist.

Claims (1)

1. Kurbelwelle mit hohlzylindrischen Lagerzapfen (2), bei der die als Hohlzylinder ausgeführten Zapfen in ent­ sprechende Bohrungen in den Wangen eingebracht und durch Aufweiten plastisch verformt werden, so daß sie zur Anlage in den Bohrungen kommen, wobei die Bohrun­ gen in den Wangen durch das Aufweiten elastisch ver­ formt bleiben, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen mit einer auf der Außenseite des­ selben konzentrisch angeordneten Lagerbuchse (4) ver­ sehen sind, die mit umlaufenden Bunden (41) versehen ist, die beim Einführen in entsprechende Öffnungen der Wangen als Anschlag dienen, wobei die Lagerbuchse an ihren Enden dicht mit den Wangen verbunden ist und Lagerzapfen (2) und Lagerbuchse (4) durch einen um­ laufenden Ringraum voneinander getrennt sind, in den in den Wangen angeordnete Schmierölkanäle münden, und daß die Lagerbuchse (4) aus einem porösen Sinterma­ terial besteht.