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Patent Searching and Data


Title:
CAST CRANKSHAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/048790
Kind Code:
A1
Abstract:
The aim of the invention is to reduce the weight of a cast crankshaft (1), while maintaining the stability thereof. To this end, a crankshaft (1) comprising crankshaft journals (2), connecting rod journals (3), crank webs (4) and oil channels (5) which respectively extend from the outer periphery (6) of a crankshaft journal (2) to the outer periphery (7) of a connecting rod journal (3) and are used to lubricate the bearings, is cast hollow by means of the lost foam method and has a cavity (8) containing at least one reinforcing element (9) for increasing the mechanical loading capacity, especially the torsional and flexural rigidity, of the crankshaft (1).

Inventors:
HENKEL HORST (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/003874
Publication Date:
June 10, 2004
Filing Date:
November 23, 2003
Export Citation:
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Assignee:
R A E GMBH (DE)
HENKEL HORST (DE)
International Classes:
B22D19/00; F16C3/08; F16C3/14; (IPC1-7): F16C3/08; F16C3/14
Foreign References:
GB2172691A1986-09-24
CH186905A1936-10-15
GB481928A1938-03-21
US4534241A1985-08-13
DE1216030B1966-05-05
DE714558C1941-12-02
GB644841A1950-10-18
DE19536349C11997-04-30
DE4239691A11994-06-01
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 005, no. 199 (M - 102) 17 December 1981 (1981-12-17)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 006, no. 010 (M - 107) 21 January 1982 (1982-01-21)
Attorney, Agent or Firm:
Burda, Dagmar (Saulheim, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Gegossene Kurbelwelle mit KurbelwellenLagerzapfen (2), PleuelLagerzapfen (3), Kurbelwangen (4) und Ölkanälen (5), die jeweils vom Außenumfang (6) eines KurbelwellenLager zapfens (2) zum Außenumfang (7) eines PleuelLagerzapfens (3) verlaufen und der Lagerschmierung dienen, wobei die Kurbelwelle (1) im Lost Foam Verfahren hohlge gossen ist und einen Hohlraum (8) aufweist, in dem minde stens ein Versteifungselement (9) vorgesehen ist, um die mechanische Belastbarkeit, insbesondere die Torsionsund Biegesteifigkeit, der Kurbelwelle (1) zu erhöhen.
2. Gegossene Kurbelwelle nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Versteifungselement (9) ein stückig mit der Kurbelwelle (1) ausgebildet ist.
3. Gegossene Kurbelwelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine Versteifungselement (9) in Form einer Rippe, eines Steges, einer Strebe, einer Wand oder dergleichen ausgebildet ist.
4. Gegossene Kurbelwelle nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei mindestens ein Versteifungselement (9) ein zentrales Versteifungselement (9c) bildet, das in einem Hohlraum (8), der sich über einen KurbelwellenLagerzapfen (2), Kurbel wangen (4) und einen PleuelLagerzapfen (3) erstreckt, durchgängig ausgebildet ist, und wobei ein Ölkanal (5) in dem mindestens einen zentralen Versteifungelement (9c) verläuft.
5. Gegossene Kurbelwelle nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei in dem Hohlraum (8) mehrere Versteifungselemente (9) vorgesehen sind.
6. Gegossene Kurbelwelle nach Anspruch 5, wobei Versteifungselemente (9) in den Bereichen von Kurbel wellenLagerzapfen (2) vorgesehen sind.
7. Gegossene Kurbelwelle nach Anspruch 5 oder 6, wobei Versteifungselemente (9) in den Bereichen von Pleuel Lagerzapfen (3) vorgesehen sind.
8. Gegossene Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei Versteifungselemente (9) in den Bereichen von Kur belwangen (4) vorgesehen sind.
9. Gegossene Kurbelwelle nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei es sich bei den Ölkanälen (5) um bei der Kurbelwel lenherstellung eingegossene Hohlräume handelt.
10. Gegossene Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ölkanäle (5) in Form von bei der Kurbelwellenher stellung eingegossenen Röhrchen ausgebildet sind.
11. Gegossene Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ölkanäle (5) jeweils in einem Versteifungselement (9) verlaufen und nachträglich in die gegossene Kurbelwelle (1) eingebracht sind.
12. Gegossene Kurbelwelle nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei in den Kurbelwangen (4) Öffnungen (11) ausgebildet sind.
13. Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen, im Lost Foam Verfahren hohlgegossenen Kurbelwelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß für das Gießen ein Schaumstoffmodell hergestellt wird, das in innerer und äußerer Form, Maß und Aufbau im wesent lichen der späteren gegossenen Kurbelwelle (1) entspricht, wobei das Schaumstoffmodell aus mehreren Segmenten zusam mengesetzt wird und die Formen der Segmente derart gewählt werden, daß sich die Hohlraumform, die Art, Ausbildung und Anordnung des mindestens einen Versteifungselementes (9), der Verlauf der Ölkanäle (5) für die Lagerschmierung sowie falls notwendiggießtechnische Hilfsstrukturen (10,11) genau vorgeben lassen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaumstoffmodell in Kurbelwellenlängserstreckung aus mehreren, hintereinander angeordneten Segmenten zusam mengesetzt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß für die späteren Ölkanäle (5) am Schaumstoffmodell Hohlräume ausgespart werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die späteren Ölkanäle (5) durch in das Schaumstoffmo dell eingeformte Kerne mit hoher Biegefestigkeit einge bracht werden.
17. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß für die späteren Ölkanäle (5) an entsprechenden Stellen in das Schaumstoffmodell Röhrchen eingearbeitet werden.
18. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölkanäle (5) in die gegossene Kurbelwelle (1) ein gebracht werden.
Description:
Gegossene Kurbelwelle Die Erfindung betrifft eine gegossene Kurbelwelle mit Kurbel- wellen-Lagerzapfen, Pleuel-Lagerzapfen, Kurbelwangen und Ölka- nälen, die jeweils vom Außenumfang eines Kurbelwellen-Lager- zapfens zum Außenumfang eines Pleuel-Lagerzapfens verlaufen und der Lagerschmierung dienen.

Kurbelwellen sind wesentlicher Bestandteil von Maschinen (z. B.

PKW-und LKW-Fahrzeugmotoren, Schiffsmotoren, stationären Mo- <BR> <BR> toren usw. ). Eine Kurbelwelle weist dabei Kurbelwellen-Lager- zapfen auf, die der Lagerung der Kurbelwelle in Wellenlagern dienen. Ferner umfaßt sie Pleuel-Lagerzapfen für die Lagerung von Pleuelstangen in Pleuellagern. Zur Schmierung der Pleuel- lager sind Ölkanäle vorgesehen, die sich jeweils vom Außenum- fang eines Kurbelwellen-Lagerzapfens zum Außenumfang eines Pleuel-Lagerzapfens erstrecken, also durch den Wellenkörper verlaufen. Das den Wellenlagern in bekannter Weise über eine zentrale Ölversorgung jeweils zugeführte Schmiermittel wird bei Rotation der Kurbelwelle an das Pleuellager, mit dem das jeweilige Wellenlager über den betreffenden Ölkanal verbunden ist, weitergeleitet.

Kurbelwellen sind aufgrund der sich beim Maschinenbetrieb zeitlich und örtlich stark ändernden Kräfte, Dreh-und Biege- monente und der daraus resultierenden Schwingungen sehr star- ken Belastungen ausgesetzt. Daher werden solche Wellen über- wiegend massiv gefertigt, und zwar werden hochbelastete Wellen als Schmiedeteile aus z. B. Stahl ausgeführt und geringer be- lastete Wellen aus Stahl oder Gußeisen geeigneter Wahl gegos- sen. Die Ölkanäle, die jeweils zwischen einem Kurbelwellen-La- gerzapfen und einem Pleuel-Lagerzapfen verlaufen, werden nach- träglich in den Wellenkörper eingebracht, i. d. R. gebohrt.

Nachteilig bei den massiven Kurbelwellen sind das sich auf den Kraftstoffverbrauch der Motoren negativ auswirkende hohe Ge- wicht der Wellen und die kostenintensive Fertigung bei den ge- schmiedeten Wellen. Das nachträgliche Einbringen der Ölkanäle birgt darüber hinaus die Gefahr, daß Bohrrückstände in der Kurbelwelle verbleiben, was zu einer Schädigung des Motors führen kann.

Zur Gewichtsreduktion sind beispielsweise aus der DE 42 39 691 AI und der DE 195 36 349 Cl hohl ausgeführte Kurbelwellen be- kannt, die aus einzelnen Platten und Rohren bzw. aus mehreren Segmenten zusammengesetzt (verschweißt) sind. Die Ölkanäle sind in Form von eingelegten Rohren oder in Form von in die Segmente eingebrachten Öffnungen realisiert. Derartige Wellen sind aufwendig in der Herstellung sowie relativ instabil und daher nicht für höhere Belastungen geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gegossenen Kurbelwelle das Gewicht zu reduzieren und dabei die Stabilität zu erhalten sowie ein Verfahren für die Herstellung einer derartigen Kurbelwelle bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kurbelwelle mit Kurbel- wellen-Lagerzapfen, Pleuel-Lagerzapfen, Kurbelwangen sowie Öl- kanälen, die jeweils vom Außenumfang eines Kurbelwellen-Lager- zapfens zum Außenumfang eines Pleuel-Lagerzapfens verlaufen und der Lagerschmierung dienen, wobei die Kurbelwelle im Lost Foam Verfahren hohlgegossen ist und einen Hohlraum aufweist, in dem mindestens ein Versteifungselement vorgesehen ist, um die mechanische Belastbarkeit, insbesondere die Torsions-und Biegesteifigkeit, der Kurbelwelle zu erhöhen.

Dadurch, daß die erfindungsgemäße Kurbelwelle hohlgegossen ist (Hohlwelle), d. h. einen Hohlraum aufweist, der aufgrund be- sonderer gießtechnischer Maßnahmen freigespart ist, läßt sich eine hohe Gewichtsreduktion erreichen, was sich vorteilhaft auf den Kraftstoffverbrauch der Maschine auswirkt.

Beim Maschinenbetrieb ist die Kurbelwelle starken mechanischen Belastungen ausgesetzt, wie z. B. Drehmonenten, Torsionskräf- ten, Biegekräften, Biegewechselspannungen und anderen Spannun- gen, Schwingungen, Drehschwingungen usw. Durch das in dem freigesparten Hohlraum vorgesehene, mindestens eine Verstei- fungselement wird erreicht, das trotz der hohlen Ausführung der Kurbelwelle die für den Wellenbetrieb in einem Motor er- forderliche mechanische Stabilität bzw. Belastbarkeit der Kur- belwelle, insbesondere die Torsions-und Biegesteifigkeit der Kurbelwelle, gegeben ist. Beispielsweise kann es sich im Falle eines einzigen Versteifungselementes um eine Verstrebung, Rip- pe, Wand oder dergleichen handeln, die den Hohlraum in Längs- erstreckung der Kurbelwelle durchzieht. Vorzugsweise sind in dem Hohlraum mehrere Versteifungselemente vorgesehen. Diese können vorteilhafterweise in Form von Rippen, Stegen, Streben, Wänden, Wandelementen oder dergleichen ausgebildet sein. An- zahl, Art, Ausbildung und Anordnung des mindestens einen Ver- steifungselementes hängen dabei von den konkreten Einsatzbela- stungen der jeweiligen Kurbelwelle ab, z. B. von der Zylinder- zahl und Maschinenart, und lassen sich durch FE-Berechnungen, d. h. Berechnungen nach der Finite-Elemente-Methode, ermitteln.

Die Herstellung einer hohlen Kurbelwelle mit einem oder meh- reren eingegossenen Versteifungselement (en) wird erst durch das erfindungsgemäß eingesetzte Lost Foam Gießverfahren (eine Technik des Vollformgießens) ermöglicht, da diese Technik eine komplexe Hohlraumgestaltung erlaubt. Dafür wird ein verlorenes Modell aus leichtem Schaumstoff (sogenannter Schäumling) er- stellt, das der zu fertigenden Kurbelwelle in äußerer und in- nerer Form, Innenaufbau und Maß im wesentlichen entspricht, d. h. das Schaumstoffmodell weist einen entsprechend der spä- teren Kurbelwelle gestalteten Hohlraum mit Versteifungsele- ment (en) auf. Zur Härtung und Oberflächenglättung wird eine Beschichtung auf das Schaumstoffmodell aufgebracht, das an- schließend in das Formmedium (binderfreien Formsand, feinkörn- igen Stahlkies oder dergleichen) eingebettet wird. Auch der spätere Hohlraum der Kurbelwelle wird mit dem Formmedium über vorgesehene Öffnungen gefüllt. Beim Gießen vergast der Schaum- stoff durch die Hitze der Schmelze und hinterläßt einen Hohl- raum, der durch das Metall, vorzugsweise Stahlguß (aber auch andere Materialien sind möglich), gefüllt wird. Nach dem Ab- kühlen wird das äußere Formmedium entfernt und der Hohlraum der Kurbelwelle über die vorgesehenen Öffnungen problemlos und im Prinzip vollkommen rückstandsfrei entleert.

Im Unterschied zu herkömmlichen Gießverfahren sind beim Lost Foam Verfahren keine aufwendigen Gießkerne erforderlich, und das Formmedium ist recyclebar. Nach dem Entfernen des Formme- diums ist nur noch ein geringer Nachbearbeitungsaufwand (z. B.

Putz-und Strahlaufwand) an der Kurbelwelle nötig, da nur sehr schwache Teilungs-und keine Kerngrate vorhanden sind, das Lost Foam Verfahren eine hohe Oberflächenqualität, hochwertige Konturschärfe und große Abbildungsgenauigkeit bietet sowie er- forderliche Bearbeitungszugaben deutlich verringert sind. Fer- ner ist eine engere Fertigungstoleranz um ca. 30% erzielbar.

All dies führt zu erheblichen Kosteneinsparungen.

Ein weiterer technischer Vorteil ist die bei einer Hohlwelle durch das Lost Foam Gießverfahren erreichbare hohe Gewichtsre- duzierung, da gießtechnisch nur geringe Mindestwandstärken erforderlich sind und sich die Kontur des Hohlraumes sowie die Ausbildung und Anordnung des mindestens einen Versteifungsele- mentes sehr genau vorgeben lassen.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Versteifungselement ein- stückig mit der Kurbelwelle ausgebildet, d. h. es ist zusammen mit der Kurbelwelle in demselben Arbeitsschritt gegossen, be- steht also aus demselben Gußmaterial wie die Kurbelwelle. Da- durch läßt sich auf verfahrenstechnisch relativ einfache Art und Weise eine große Stabilitätserhöhung realisieren. Alter- nativ könnte ein vorgefertigtes Versteifungselement bzw. könnten mehrere vorgefertigte Versteifungselemente gleichen oder anderen Materials als die Kurbelwelle in das Schaum- stoffmodell eingearbeitet und beim Gießen mit in die Kurbel- welle eingegossen werden. Diese Möglichkeit ist jedoch weniger bevorzugt, da dadurch die Stabilitätserhöhung geringer aus- fällt.

Versteifungselemente können bevorzugt in den Bereichen von Pleuel-Lagerzapfen vorgesehen sein, um die Kräfte und Spannun- gen, die aus den Zünddrücken der Zylinder resultieren, abzu- fangen. Dabei kann/können pro Pleuel-Lagerzapfen ein oder meh- rere Versteifungselement (e) vorgesehen sein.

Alternativ oder zusätzlich können Versteifungselemente vor- teilhafterweise in den Bereichen von Kurbelwangen vorgesehen sein, wobei der Begriff"Kurbelwange"im Rahmen der Erfindung auch die Schwungmassen bzw. den Massenausgleich einer Kurbel- welle umfaßt. Dabei kann/können pro Kurbelwange ein oder meh- rere Versteifungselement (e) vorgesehen sein.

Weiterhin alternativ oder zusätzlich können Versteifungsele- mente vorzugsweise in den Bereichen von Kurbelwellen-Lagerzap- fen vorgesehen sein, um insbesondere die Torsions-und Biege- steifigkeit der Kurbelwelle in den Bereichen der Wellenlager zu erhöhen. Dabei kann/können pro Kurbelwellen-Lagerzapfen ein oder mehrere Versteifungselement (e) vorgesehen sein.

Selbstverständlich ist es auch möglich, beispielsweise einen stärker belasteten Kurbelwellen-Lagerzapfen zu versteifen und einen weniger belasteten Kurbelwellen-Lagerzapfen unversteift zu lassen. Vergleichbares gilt für Kurbelwangen und Pleuel-La- gerzapfen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung verlaufen die Ölkanäle jeweils in einem Versteifungselement und sind nachträglich in die gegossene Kurbelwelle eingebracht, z. B. gebohrt. Derartige Ölkanäle können relativ schmal ausgeführt sein, so daß die betreffenden Versteifungselemente bzw. das betreffende durchgängige Versteifungselement (in dem also mehrere Ölkanäle verlaufen) ebenfalls eine relativ geringe Breite aufweisen können/kann, was sich vorteilhaft auf die Reduktion des Kurbelwellengewichts auswirkt.

Gemäß einer alternativen, vorteilhaften Weiterbildung der Er- findung sind die Ölkanäle in Form von bei der Kurbelwellenher- stellung eingegossenen Röhrchen ausgebildet. Derartige Röhr- chen werden einfach bei der Herstellung des Schaumstoffmodells an entsprechenden Stellen eingearbeitet und somit beim Gießen mit eingegossen. Ein derartiges Einbringen der Ölkanäle ist verfahrenstechnisch einfacher zu realisieren als ein nach- trägliches Einbringen der Ölkanäle, und es fallen keine Bohr- rückstände an. Gemäß einer weiteren alternativen, vorteilhaften Ausführung der Erfindung handelt es sich bei den Ölkanälen um bei der Kurbelwellenherstellung eingegossene Hohlräume, d. h. die Öl- kanäle werden jeweils als Hohlraum gegossen und sind mit dem Material umgeben, aus dem die Kurbelwelle gegossen ist. Da- durch lassen sich die Ölkanäle unaufwendig in einem Arbeits- schritt mit einarbeiten, und das die Ölkanäle umgebende Mate- rial bildet jeweils ein zusätzliches Versteifungselement. Auch hier fallen keine Bohrrückstände an. Verfahrenstechnisch läßt sich diese Variante vorteilhafterweise dadurch realisieren, daß die Ölbohrungen durch in das Schaumstoffmodell integrierte Kerne (z. B. Sandkerne) mit höherer Biegefestigkeit, die den Auftriebskräften des schmelzflüssigen Gußmaterials standhal- ten, eingebracht werden.

Ferner wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen, im Lost Foam Verfahren hohlgegossenen Kurbelwelle, bei welchem für das Gießen ein Schaumstoffmodell hergestellt wird, das in äußerer und innerer Form, Maß und Aufbau im wesentlichen der späteren gegossenen Kurbelwelle entspricht, wobei das Schaum- stoffmodell aus mehreren Segmenten zusammengesetzt wird und die Formen der Segmente derart gewählt werden, daß sich die Hohlraumform, die Art, Ausbildung und Anordnung des mindestens einen Versteifungselementes, der Verlauf der Ölkanäle für die Lagerschmierung sowie-falls notwendig-gießtechnische Hilfsstrukturen genau vorgeben lassen.

Um die äußere und innere Form sowie den Innenaufbau der spä- teren Kurbelwelle am Schaumstoffmodell genau vorgeben zu kön- nen, wird das Schaumstoffmodell aus mehreren, zweckmäßig ge- wählten und geformten Segmenten zusammengesetzt und diese fest miteinander verbunden, z. B. durch Verkleben oder thermisches Fügen (Verschweißen oder dergleichen). Die einzelnen Segmente des Schaumstoffmodells werden derart gewählt, daß sie unauf- wendig mit relativ einfachen Werkzeugen hergestellt werden können und sich die Form und Hohlraumgestaltung der späteren Kurbelwelle gut ausbilden lassen. Die sich nach der Herstel- lung des Schaumstoffmodells anschließenden verfahrenstechni- schen Schritte des Lost Foam Gießverfahrens sind oben bereits beschrieben worden.

Um komplexe Hohlraumformen zu realisieren, kann es vorteilhaft sein, wenn das Schaumstoffmodell in Kurbelwellenlängserstre- ckung aus mehreren, hintereinander angeordneten Segmenten zu- sammengesetzt wird, d. h. das Schaumstoffmodell ist senkrecht zur Kurbelwellenlängserstreckung in einzelne Segmente unter- gliedert. Beispielsweise können die Schaumstoffsegmente für die Kurbelwangen senkrecht zur Kurbelwellenlängserstreckung geteilt ausgebildet sein, so daß der Wangenhohlraum mit dem anschließenden Pleuel-bzw. Kurbelwellen-Lagerzapfenhohlraum zugänglich ist und ein oder mehrere Versteifungselement (e) dort ausgebildet werden können.

Für das Vorsehen von Ölkanälen in der Kurbelwelle gibt es mehrere Möglichkeiten : Für spätere Ölkanäle können gemäß einer ersten vorteilhaften Variante am Schaumstoffmodell entspre- chende Hohlräume ausgespart werden (bevorzugt durch Einformen von Kernen in das Modell, siehe oben). In einer zweiten vor- teilhaften Variante können für die späteren Ölkanäle an ent- sprechenden Stellen in das Schaumstoffmodell Röhrchen eingear- beitet werden, die beim Gießen der Welle mit eingegossen wer- den. In einer dritten vorteilhaften Variante werden die Ölka- näle in die gegossene Kurbelwelle eingebracht, z. B. gebohrt.

In den Zeichnungen ist exemplarisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kurbelwelle dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine nur ausschnittsweise dargestellte Seitenan- sicht einer erfindungsgemäßen Kurbelwelle, Fig. 2 einen Querschnitt im Bereich eines Kurbelwellen- Lagerzapfens entsprechend A-A'aus Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt im Bereich eines Pleuel-Lagerzap- fens entsprechend B-B'aus Fig. 1, Fig. 4 einen Querschnitt im Bereich einer Kurbelwange entsprechend C-C'aus Fig. 1 und Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Ausschnitt aus Fig. 1.

Die in den Fig. 1 bis 5 ausschnittsweise dargestellte gegos- sene Kurbelwelle 1 weist Kurbelwellen-Lagerzapfen 2 für die Lagerung der Kurbelwelle 1 in Wellenlagern, Pleuel-Lagerzapfen 3 für die Lagerung von Pleuelstangen in Pleuellagern, Kurbel- wangen 4 und Ölkanäle 5 auf. Die Ölkanäle 5 verlaufen jeweils vom Außenumfang 6 eines Kurbelwellen-Lagerzapfens 2 zum Außen- umfang 7 eines Pleuel-Lagerzapfens 3 (siehe Fig. 5) und dienen der Lagerschmierung.

Die Kurbelwelle 1 ist im Lost Foam Verfahren hohlgegossen und weist, wie insbesondere in den Fig. 2 bis 4 zu erkennen ist, einen Hohlraum 8 auf, in dem mindestens ein Versteifungsele- ment 9 vorgesehen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere einstückig mit der Kurbelwelle 1 ausgebildete Versteifungselemente 9 vorhanden. Diese dienen der Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit der Kurbelwelle 1, insbesondere der Erhöhung der Torsions-und Biegesteifigkeit. Der Hohlraum 8 erstreckt sich über Kurbelwellen-Lagerzapfen 2, Kurbelwangen 4 und Pleuel-Lagerzapfen 3 und wird von den Verstei- fungselementen 9 untergliedert.

In Fig. 2 sind Versteifungselemente 9 im Bereich eines Kurbel- wellen-Lagerzapfens 2 zu erkennen. Diese sind hier wandartig ausgebildet und verlaufen von einer Seite der Hohlraumwandung zur gegenüberliegenden Seite der Hohlraumwandung, so daß im Querschnitt ein speichenartiges Muster entsteht. Ferner ist hier ein Ölkanal 5 angeschnitten, der in den Außenumfang 6 des Kurbelwellen-Lagerzapfens 2 mündet.

Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, sind bei dem Ausführungsbei- spiel auch in den Bereichen von Pleuel-Lagerzapfen 3 Versteifungselemente 9 vorgesehen, die hier derart ausgebildet und angeordnet sind, daß im Querschnitt eine gabelartige, sich in Richtung der Schwungmasse 4a der Kurbelwange 4 verbreitern- de Anordnung gebildet wird. Der hier angeschnittene Ölkanal 5 mündet in den Außenumfang 7 des Pleuel-Lagerzapfens 3. Bei den beiden im Bereich der Schwungmasse 4a zu erkennenden runden Elementen handelt es sich um die Reste von Gießstegen 10 (gießtechnischen Hilfsstrukturen), über die benachbarte Kur- belwangen 4 während des Herstellungsprozesses miteinander ver- bunden gewesen sind. Derartige Gießstege 10 werden am Schaum- stoffmodell ausgebildet, um die Stabilität der Kurbelwelle 1 bei der Einbettung in das Formmedium und beim Gießen zu erhö- hen und dienen zugleich als Fließbrücke für das heiße Gußmate- rial. Nach dem Gießen werden diese gießtechnischen Hilfsstruk- turen entfernt.

Die in den Bereichen der Pleuel-Lagerzapfen 3 ausgebildeten Versteifungselemente 9 setzen sich in dem dargestellten Aus- führungsbeispiel als Rippen 9a bis in den in den Kurbelwangen jeweils vorhandenen Hohlraum 8 fort, was in Fig. 4 zu erkennen ist. Auch in Fig. 4 ist der geschnittene Ölkanal 5 zu sehen.

Ferner sind im Hohlraum 8 in der Kurbelwange 4 stegartige Ver- steifungselemente 9b vorhanden (siehe auch Fig. 5), die in den Bereichen der Schwungmassen 4a der Kurbelwangen 4 für eine Ab- stützung und damit für eine Stabilitätserhöhung sorgen. Ferner ist in Fig. 4 eine hier schlitzartige Öffnung 11 (selbstver- ständlich sind auch andere Formen möglich) in der Schwungmasse 4a der Kurbelwange 4 zu erkennen. Eine solche Öffnung 11 ist hier an beiden Seiten einer Kurbelwange 4 vorgesehen (vgl. auch Fig. 5). Die Öffnungen 11 stellen jeweils eine Verbindung des Hohlraumes 8 nach außen dar und erleichtern bei der Her- stellung der Kurbelwelle 1 das Befüllen des Hohlraumes mit bzw. die im Prinzip rückstandsfreie Entleerung des Hohlraumes 8 von Formmedium. Es handelt sich bei den Öffnungen 11 somit ebenfalls um gießtechnische Hilfsstrukturen.

Die Öffnungen 11 in den Schwungmassen 4a sind vorteilhaft der- art ausgebildet und angeordnet, daß im Motorbetrieb kein Öl in den Hohlraum 8 der Kurbelwelle 1 gelangen kann bzw. eingedrun- genes Öl durch die auftretenden rotationsbedingten Fliehkräfte wieder herausgeschleudert wird. Bis auf die Öffnungen 11 in den Schwungmassen 4a, die Öffnungen für Ölkanäle 5 und Öffnun- gen an den Stirnseiten der Kurbelwelle weist die Kurbelwelle 1 im Ausführungsbeispiel eine geschlossene Außenkontur auf. Dies ist vorteilhaft, da beim Motorbetrieb folglich insgesamt kein Öl ins Innere der Kurbelwelle 1 gelangen, sich dort sammeln und somit zu einer Unwucht der Kurbelwelle 1 führen kann.

Außerden wird durch die geschlossene Außenkontur eine hohe Stabilität der Kurbelwelle 1 erzielt.

Wie aus einer gemeinsamen Betrachtung der Fig. 1 bis 5 er- sichtlich, ist in dem gezeigten Kurbelwellenausschnitt ein zentrales Versteifungselement 9c (das in Fig. 5 längs ge- schnitten ist) über den Hohlraum 8 von Kurbelwellen-Lagerzap- fen 2, Kurbelwangen 4 und Pleuel-Lagerzapfen 3 hinweg durch- gängig ausgebildet, während andere Versteifungselemente 9 lokal auf einen Bereich (Kurbelwellen-Lagerzapfen-, Pleuel-La- gerzapfen-bzw. Kurbelwangen-Bereich) beschränkt sind.

Die nicht abgebildeten Abschnitte der Kurbelwelle 1 sind vor- zugsweise entsprechend ausgebildet. Dem zentralen, als Wand ausgebildeten Versteifungselement 9c kommt eine große Bedeu- tung für die Erhöhung der Torsions-und Biegesteifigkeit der Kurbelwelle 1 zu. Durch die Ausbildung und Anordnung des zen- tralen Versteifungselementes 9c wird beim Motorbetrieb ein ge- zielter Kraftfluß bewirkt, der von dem Pleuel-Lagerzapfen 3 die Belastungen, die aus den Zünddrücken des dem Zapfen zuge- ordneten Zylinders resultieren, abführt.

Der Längsschnitt in Fig. 5 verläuft durch das zentrale Ver- steifungselement 9c. Gut zu erkennen ist, daß der abgebildete Ölkanal 5 hier im zentralen Versteifungselement 9c verläuft, bei der Kurbelwellenherstellung als Hohlraum mit eingegossen worden ist und den Außenumfang 6 eines Kurbelwellen-Lagerzap- fens 2 mit dem Außenumfang 7 eines Pleuel-Lagerzapfens 3 ver- bindet, so daß im Bereich des Wellenlagers in bekannter Weise extern zugeführtes Schmiermittel auch zu dem Pleuellager ge- langen kann und dessen Schmierung sicherstellt. Der Ölkanal 5 verläuft in dem dargestellten konkreten Ausführungsbeispiel geradlinig. Selbstverständlich sind auch weniger geradlinige bis hin zu abgewinkelten Ölkanälen 5 möglich. Ebenfalls zu sehen sind die stegartigen Versteifungselemente 9b sowie die schlitzartigen Öffnungen 11 in den Bereichen der Schwungmassen 4a der Kurbelwangen 4.

Selbstverständlich kann der Ölkanal 5 auch anders eingebracht sein, z. B. nachträglich mechanisch (z. B. gebohrt) oder in Form eines eingegossenen Röhrchens. Die Erfindung wurde in dem Ausführungsbeispiel exemplarisch anhand einer Kurbelwelle 1 beschrieben, die aufgrund der Art, Anzahl, Ausbildung und Anordnung ihrer Versteifungselemente 9 für einen Sechszylinder-Motor geeignet ist. Dabei handelt es sich jedoch nur um eine konkrete Möglichkeit, um für einen derartigen Motor die erforderliche Stabilität seiner Kurbel- welle 1 zu erhalten. Auch andere Variationen von Anzahl, Art, Ausbildung und Anordnung von Versteifungselementen 9 können zum gleichen Erfolg führen. Desweiteren können bei einer Kur- belwelle 1 für einen Motor mit einer anderen Zylinderzahl Art, Anzahl, Ausbildung und Anordnung der Versteifungselemente 9 selbstverständlich anders gewählt werden. Diese Faktoren lassen sich durch FE-Berechnungen ermitteln.

Bezugszeichenliste 1 Kurbelwelle 2 Kurbelwellen-Lagerzapfen 3 Pleuel-Lagerzapfen 4 Kurbelwange 4a Schwungmasse 5 Ölkanal 6 Außenumfang von 2 7 Außenumfang von 3 8 Hohlraum 9 Versteifungselement 9a Rippe 9b stegartiges Versteifungselement 9c zentrales Versteifungselement 10 Gießsteg 11 Öffnung