Wellen [1]

Wellen in Triebwerken übertragen, indem sie sich in ihren Lagern drehen, mechanische Arbeit durch Torsion, während bei den Achsen der Zweck des Tragens unter Biegungsbeanspruchung mehr in den Vordergrund tritt.

Transmissionswellen werden aus rundgewalztem Flußeisen geradegerichtet, gedreht, poliert und nachgerichtet; Hauptwellen über 200 mm aus rund ausgeschmiedeten Blöcken gedreht. Früher hat man die Wellen geschruppt, geschlichtet und zu einem Lehrring passend gefeilt. Für manche Fälle genügen durch einen Kaliberring gezogene Wellen oder kalt rundgewalzte (gepreßte) Wellen, die sich wegen der Oberflächenspannung beim Nuten verziehen. Nach einem neueren Verfahren von Dreyer [1] schiebt sich die Welle mit 0,1–0,2 m/Min, durch einen mit fünf Schneidstählen und Stützen besetzten Fräskopf, der mit 20–30 m/Min, auf der Welle umläuft. Meist schruppt man die Welle mit Schnellstahl vor und schleift sie umlaufend an einer längsverschiebbaren, schnell rotierenden Schmirgelscheibe glatt, rund und genau nach Maß. Eindrehungen an den Lagerstellen sind schädlich, weil sie vorwiegend die elastische Federungsarbeit in sich aufnehmen, unter starker Erhöhung der Spannung. Aufgeschweißte Bunde vermeidet man ebenfalls, weil sie die Herstellung erschweren und Längsverschiebungen beim Ein- und Ausbau hindern. Man gibt statt dessen jeder Transmissionswelle ein Paar Stellringe und schneidet nur die Hauptwellen als Fassonwellen aus dem Vollen. – Sehr empfehlenswert ist die Benutzung einer einheitlichen Wellenstärke in der Fabrik unter Teilung der Betriebskraft, z.B. 70 mm bei etwa 6 m Länge, je nach der Pfeilerteilung, für 3 m Lagerentfernung. Die Umlaufzahl n wählt man für schnellaufende Arbeitsmaschinen zwischen 200 und 300, höchstens 400, sonst zwischen 100 und 200. – Das Gewicht glatter Wellen von d cm Stärke beträgt 0,613d² kg/m, der Preis bei 2–7 m Länge ungefähr 0,35d² ℳ. pro Meter, bei kürzeren und längeren Stücken 5–10% mehr.

Die Berechnung besonders belasteter Wellen ist für Biegung und Drehung durchzuführen, wie bei den Achsen (Bd. 1, S. 66 s.) angegeben ist. Unter gewöhnlichen Verhältnissen beschränkt man sich auf die Berechnung der Torsion für das Moment M cmkg = 71620 N/n und setzt es gleich dem polaren Widerstandsmoment d³/5 mit der Schubspannung τ. Triebwerkswellen von 3–15 cm bemißt man allgemein nach der Formel

der eine veränderliche Spannung τ = 17,25 d entspricht. Für Wellen über 12 cm oder für N/n > 1 rechnet man

mit τ = 208 kg/qcm Spannung und setzt für stark belastete Wellen 14 statt 12, entsprechend 130 kg/qcm Spannung. Im ganzen kann man in der Formel M = τ d³/5 die Spannung gegen 100 wählen bei stoßendem Betrieb und schwächeren Wellen, 200 für gewöhnliche Fälle und 300–400 für starke, gleichmäßig beanspruchte Wellen. Den Durchmesser von Stahlwellen darf man auf vier Fünftel der berechneten Werte ermäßigen, wenn[909] nicht die Rücksicht auf Verbiegung infolge der Belastung dagegen spricht; vgl. Schiffswellen (Bd. 7, S. 690), Kurbelwellen (Bd. 6, S. 9–12) und die elastische Welle der Laval-Dampfturbine (Bd. 2, S. 628).

Gelenkwellen haben an den Endstücken bewegliche Kupplungen (Bd. 5, S. 794, Fig. 10 bis 12) oder solche nach Fig. 1 von Klingelhöffer in Grevenbroich zum Antrieb der mit dem Support verschiebbaren Vorschubwellen an kleineren Fräsmaschinen. Biegsame Wellen [2] für Bohrerantriebe u. dergl. enthalten in einem Metall- oder Gummischlauch entweder eine Reihe von Gelenkstücken, wie in Fig. 2 von Hensel & Dreyer in Berlin, oder zwei ineinander steckende, links- und rechtsgänge Flachdrahtspiralen. Die Enden, mit Bronze- oder Kugellagern gehalten, sind mit Gewindemuffe, Bajonnetkupplung oder Schnurrolle (zum Antrieb mittels eines 10 mm starken Seiles) ausgerüstet. Nach der Liste von Henschel & Co. in Charlottenburg-Berlin kommt die Wellenstärke in Zentimeter auf d = (22 – 28)∛(N/n). Die Länge beträgt 1–3 m für 0,5–5 cm Stärke. Die Preise betragen 60–80 ℳ. für je 1 cm Stärke.

Literatur: [1] Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1907, S. 1712. – [2] Werkstattechnik 1907, S. 279–284.

Lindner.

Fig. 1., Fig. 2.