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Kurbelwelle - Geschichte



Aufgabe

Die Kurbelwelle gibt es so lange, wie der Viertaktmotor existiert. Der atmosphärische Gasmotor als der Vorläufer hatte keine Kurbelwelle, wohl aber die Dampfmaschine, wenn auch meist nur für einen Zylinder oder mit integriertem Schwungrad. Die erste Kurbelwelle im Auto- Viertaktmotor lief mit einer Drehzahl von weniger als 200/min, ihre Lager wurden durch kleine Ölbehälter geschmiert, von denen einer am Pleuellager nur in der Seitenansicht zu erkennen ist. Bemerkenswert sind die hier schon vorhandenen Gegengewichte.

Funktion


Muss besonders auf die Kosten geachtet werden, so können auch bei modernen Motoren Gegengewichte teilweise fehlen. In der Geschichte gibt es auch Kurbelwellen ganz ohne Gegengewichte, nicht nur bei Boxermotoren. Auch sind nicht immer Hauptlager zwischen allen Zylindern vorhanden. Dies trifft heute noch für Boxer- und V-Motoren zu. Früher hatten auch Reihenmotoren weniger Hauptlager. Es gab Kurbelwellen für vier und sogar sechs Zylinder, die nur an den Enden gelagert waren.
Kurbelwellen sind sehr stark beansprucht. Hammergeschmiedete Rohlinge aus Vergütungsstahl wurden zu Beginn des vorigen Jahrhunderts eingesetzt. Die wesentlich preiswertere, gegossene Kurbelwelle setzte sich erst in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts durch. Für hoch beanspruchte Kurbelwellen folgte dem Hammerschmieden das Pressen mit sehr hohen Drücken, bei dem schon in etwa die endgültige Form entstand. Das (teurere) Legieren wurde durch Verändern der kristallinen Struktur beim Härten teilweise ersetzt.

Das Aussehen und die Fertigung von Kurbelwellen hat sich verändert. Eine größere Anzahl von Hauptlagern und mehr Gegengewichte kennzeichnen vor allem die Kurbelwelle der Reihenmotoren. Es sind neue Zylinderbauformen wie der W-12 entstanden, die erhebliche Anforderungen an die Gestaltung stellen. Eine Stückzahl in Millionenhöhe erlaubt nur noch voll automatisierte Fertigung, die das Gießen und Pressen einschließt. Ein gutes Beispiel dazu ist das Twisten. Hierbei werden z.B. die Kurbelwellen von Reihen-Sechszylindern zunächst mit allen Kröpfungen in einer Ebene gefertigt, um dann durch maschinelles Verdrehen bestimmter Kurbelzapfen den richtigen Zündabstand zu erhalten. Die Festigkeit solcher Welle ist z.T. durch ununterbrochenen Faserverlauf eher noch höher. 05/08

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