DE202020100567U1 - Connecting rod and connecting rod-piston arrangement - Google Patents
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Abstract
Pleuel (1) für eine Pleuel-Kolben-Anordnung (3),
- mit einem sich entlang einer Schaftrichtung (S) erstreckenden Pleuelschaft (4), der entlang der Schaftrichtung (S) zu einem bezüglich eines mit dem Pleuel (1) antriebsverbindbaren Kolbens (2) proximalen Ende (5) des Pleuels (1) hin in ein Pleuelauge (6) übergeht, welches eine Pleuelaugenöffnung (7) einfasst,
- wobei in einem Längsschnitt entlang der Schaftrichtung (S) durch eine Außenoberfläche (8) des Pleuels (1) zwischen dem proximalen Ende (5) und einem Übergang (9) von dem Pleuelauge (6) zum Pleuelschaft (4) eine Kühlungszone (10) festgelegt ist, innerhalb welcher auf der Außenoberfläche (8) wenigstens eine Nut (11) zum Aufnehmen oder/und zum Durchströmen mit einem Kühlschmiermittel (K) ausgebildet ist.
Connecting rod (1) for a connecting rod-piston arrangement (3),
- With a connecting rod shaft (4) extending along a shaft direction (S), which in the shaft direction (S) toward a proximal end (5) of the connecting rod (1) with respect to a piston (2) which can be connected to the connecting rod (1) a connecting rod eye (6) merges, which surrounds a connecting rod eye opening (7),
- In a longitudinal section along the shaft direction (S) through an outer surface (8) of the connecting rod (1) between the proximal end (5) and a transition (9) from the connecting rod eye (6) to the connecting rod shaft (4), a cooling zone (10 ) is defined, within which on the outer surface (8) at least one groove (11) is formed for receiving and / or for flowing through with a cooling lubricant (K).
Description
Die Erfindung betrifft ein Pleuel für eine Pleuel-Kolben-Anordnung sowie eine Pleuel-Kolben-Anordnung mit einem solchen Pleuel.The invention relates to a connecting rod for a connecting rod-piston arrangement and a connecting rod-piston arrangement with such a connecting rod.
In Brennkraftmaschinen, insbesondere in Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, werden üblicherweise in Zylindern geführte Kolben eingesetzt, welche je mittels zumindest eines Pleuels mit einer Kurbelwelle antriebsverbunden sind. Ein solches Pleuel weist typischerweise einen Pleuelschaft auf, bei welchem an einem Ende des Pleuels ein Pleuelauge vorgesehen ist. Dieses Pleuelauge begrenzt typischerweise eine Pleuelaugenöffnung, in welcher ein Kolbenbolzen zum Verbinden des Kolbens mit dem Pleuel aufnehmbar ist. Dabei bilden das Pleuelauge und der Kolbenbolzen ein Gleitlager, welches seit geraumer Zeit zur Verbesserung seiner Haltbarkeit und zur Gewährleistung der Beweglichkeit des Kolbens relativ zum Pleuel mittels eines Kühlmittels bzw. eines Schmiermittels zusätzlich gekühlt bzw. geschmiert wird. Solche Kühl- bzw. Schmiermittel werden im Folgenden unter dem Begriff „Kühlschmiermittel“ zusammengefasst.In internal combustion engines, in particular in internal combustion engines for motor vehicles, pistons guided in cylinders are usually used, which are each drive-connected to a crankshaft by means of at least one connecting rod. Such a connecting rod typically has a connecting rod shaft, in which a connecting rod eye is provided at one end of the connecting rod. This connecting rod eye typically delimits a connecting rod eye opening in which a piston pin can be received for connecting the piston to the connecting rod. The connecting rod eye and the piston pin form a slide bearing, which has been cooled or lubricated for some time to improve its durability and to ensure the mobility of the piston relative to the connecting rod by means of a coolant or a lubricant. Such coolants or lubricants are summarized below under the term "coolant".
Zur Verbesserung der Kühlung bzw. Schmierung des in dem Pleuelauge angeordneten Kolbenbolzens ist es aus der
Ebenfalls zur Verbesserung der Kühlung bzw. Schmierung des in dem Pleuelauge aufgenommenen Kolbenbolzens offenbaren die
Als nachteilig bei den bekannten Lösungen anzusehen ist jedoch, dass diese entweder bezüglich der erwünschten Verbesserung der Schmierung bzw. Kühlung des Kolbenbolzens nur eingeschränkt wirksam sind oder dass sie mit einer vergleichsweise großen Materialschwächung des Pleuelauges einhergehen, was sich bezüglich der mechanischen Belastbarkeit des Pleuels, insbesondere Im Bereich des Pleuelauges, negativ auswirkt.A disadvantage of the known solutions, however, is that they either only have a limited effect with regard to the desired improvement in the lubrication or cooling of the piston pin, or that they are accompanied by a comparatively large weakening of the material of the connecting rod eye, which is particularly true with regard to the mechanical strength of the connecting rod In the area of the connecting rod eye, negative effects.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für Pleuel sowie für Pleuel-Kolben-Anordnungen mit einem solchen Pleuel - insbesondere zur Beseitigung der oben genannten Nachteile - neue Wege aufzuzeigen.It is therefore an object of the present invention to show new ways for connecting rods and for connecting rod-piston arrangements with such a connecting rod, in particular to eliminate the disadvantages mentioned above.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 und den Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 3 gelöst. Eine bevorzugte Ausführungsform ist Gegenstand des abhängigen Patentanspruchs.This object is achieved by the subject matter of
Grundidee der Erfindung ist demnach, lediglich in einem eine Kühlungszone bildenden Abschnitt einer Außenoberfläche eines Pleuels eine Nut zum Aufnehmen oder/und zum Durchströmen mit einem Kühlschmiermittel vorzusehen.The basic idea of the invention is therefore to provide a groove for receiving and / or for the passage of a cooling lubricant only in a section of an outer surface of a connecting rod forming a cooling zone.
Eine solche Nut dient vorteilhaft als Reservoir für das Kühlschmiermittel, so dass eine größere Menge an Kühlschmiermittel im Bereich des Pleuelauges gehalten werden kann. Außerdem kann mittels der Nut das Kühlschmiermittel besonders gut in Richtung der Pleuelaugenöffnung geführt werden. Dabei erfordert die Nut nur eine vergleichsweise geringe Materialschwächung des Pleuelauges.Such a groove advantageously serves as a reservoir for the cooling lubricant, so that a larger amount of cooling lubricant can be held in the area of the connecting rod eye. In addition, the cooling lubricant can be guided particularly well in the direction of the connecting rod eye opening by means of the groove. The groove requires only a comparatively minor weakening of the connecting rod eye.
Ein erfindungsgemäßes Pleuel, welches für eine einen Kolben umfassende Pleuel-Kolben-Anordnung geeignet ist, umfasst einen sich entlang einer Schaftrichtung erstreckenden Pleuelschaft. Der Pleuelschaft geht entlang der Schaftrichtung zu einem bezüglich eines mit dem Pleuel antriebsverbindbaren Kolbens proximalen Ende des Pleuels hin in ein Pleuelauge über, welches eine Pleuelaugenöffnung einfasst. Das proximale Ende bezeichnet dabei insbesondere jenen Bereich des Pleuelauges des Pleuels, welcher am weitesten von dem Pleuelschaft entfernt ist. In einem Längsschnitt entlang der Schaftrichtung des Pleuelschafts ist durch eine Außenoberfläche des Pleuels zwischen dem proximalen Ende und einem Übergang von dem Pleuelauge zum Pleuelschaft eine Kühlungszone festgelegt. Innerhalb dieser Kühlungszone ist auf der Außenoberfläche des Pleuels wenigstens eine Nut zum Aufnehmen oder/und zum Durchströmen mit dem Kühlschmiermittel ausgebildet. Zweckmäßig weist die Außenoberfläche abseits der Kühlungszone keine solche Nut auf. Vorteilhaft kann mittels einer solchen Nut das Kühlschmiermittel besonders gut der Pleuelaugenöffnung bzw. einem in dieser Pleuelaugenöffnung aufgenommenen Kolbenbolzen zugeführt werden. Außerdem erfordert die nur bereichsweise an der Außenoberfläche gebildete Nut auch nur eine bereichsweise Schwächung des Materials des Pleuelauges, so dass eine mechanische Belastbarkeit des Pleuels nur geringfügig beeinträchtigt wird.A connecting rod according to the invention, which is suitable for a connecting rod-piston arrangement comprising a piston, comprises a connecting rod shaft extending along a shaft direction. The connecting rod shaft merges along the direction of the shaft to an end of the connecting rod which is proximal with respect to a piston which can be connected to the connecting rod into a connecting rod eye which encloses a connecting rod eye opening. The proximal end denotes in particular the area of the connecting rod eye of the connecting rod that is furthest away from the connecting rod shaft. In a longitudinal section along the shaft direction of the connecting rod shaft, a cooling zone is defined by an outer surface of the connecting rod between the proximal end and a transition from the connecting rod eye to the connecting rod shaft. Within this cooling zone, at least one groove for receiving and / or for flowing through with the cooling lubricant is formed on the outer surface of the connecting rod. The outer surface expediently has no such groove apart from the cooling zone. Using such a groove, the cooling lubricant can advantageously be supplied particularly well to the connecting rod eye opening or to a piston pin received in this connecting rod eye opening. In addition, the groove formed only in certain areas on the outer surface also requires only a partial weakening of the material of the connecting rod eye, so that the mechanical strength of the connecting rod is only slightly impaired.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Pleuels ist in dem Pleuelauge eine sich entlang einer senkrecht zu einer Pleuelaugenachse verlaufenden radialen Richtung erstreckende Durchgangsöffnung vorhanden. Diese Durchgangsöffnung dient zum Führen des Kühlschmiermittels von der Außenoberfläche zur Pleuelaugenöffnung. Insbesondere dient diese Durchgangsöffnung zum Führen des Kühlschmiermittels von der an der Außenoberfläche angeordneten Nut zur Pleuelaugenöffnung. In dem Längsschnitt entlang der Schaftrichtung ist die Durchgangsöffnung am proximalen Ende des Pleuels angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist die bzw. eine weitere Durchgangsöffnung am Übergang von dem Pleuelauge in dem Pleuelschaft angeordnet. Zweckmäßig ist also sowohl am proximalen Ende des Pleuels als auch am Übergang von dem Pleuelauge in den Pleuelschaft eine solche Durchgangsöffnung vorhanden. Dies bietet den Vorteil, dass das Kühlschmiermittel noch besser der Pleuelaugenöffnung zugeführt werden kann, so dass ein in dieser Pleuelaugenöffnung aufnehmbarer Kolbenbolzen besonders gut gekühlt bzw. geschmiert werden kann.According to a preferred development of the connecting rod, there is a through opening in the connecting rod eye which extends along a radial direction running perpendicular to a connecting rod eye axis. This through opening serves to guide the cooling lubricant from the outer surface to the connecting rod eye opening. In particular, this through opening serves to guide the Coolant from the groove on the outer surface to the connecting rod eye opening. In the longitudinal section along the direction of the shaft, the through opening is arranged at the proximal end of the connecting rod. Alternatively or additionally, the or a further through opening is arranged in the connecting rod shaft at the transition from the connecting rod eye. Such a passage opening is therefore expediently present both at the proximal end of the connecting rod and at the transition from the connecting rod eye into the connecting rod shaft. This offers the advantage that the cooling lubricant can be supplied even better to the connecting rod eye opening, so that a piston pin which can be received in this connecting rod eye opening can be cooled or lubricated particularly well.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Pleuel-Kolben-Anordnung, welche für einen Einsatz in einer Brennkraftmaschine geeignet ist. Die Pleuel-Kolben-Anordnung umfasst ein erfindungsgemäßes Pleuel wie voranstehend beschrieben. Außerdem weist die Pleuel-Kolben-Anordnung einen Kolben auf, welcher zweckmäßig mittels eines Kolbenbolzens mit dem Pleuel antriebsverbunden ist. Der Kolben weist einen ringförmigen Kühlkanal zum Führen eines Kühlschmiermittels auf, welcher mittels eines Verschlussblechs teilweise verschlossen ist. Dabei ist an dem Verschlussblech ein Ablenkelement angeordnet, mittels welchem das Kühlschmiermittel aus dem Kühlkanal über einen zumindest teilweise von dem Verschlussblech begrenzten Auslass in Richtung der Nut des Pleuels leitbar ist. Die zuvor aufgezeigten Vorteile des erfindungsgemäßen Pleuels übertragen sich in analoger Weise auch auf die erfindungsgemäße Pleuel-Kolben-Anordnung mit einem solchen Pleuel, wobei besagte Vorteile mittels des Kühlkanals des Kolbens und des Ablenkelements des den Kühlkanal verschließenden Verschlussblechs noch verstärkt werden.The invention also relates to a connecting rod-piston arrangement which is suitable for use in an internal combustion engine. The connecting rod-piston arrangement comprises a connecting rod according to the invention as described above. In addition, the connecting rod-piston arrangement has a piston which is expediently connected to the connecting rod by means of a piston pin. The piston has an annular cooling channel for guiding a cooling lubricant, which is partially closed by means of a closing plate. In this case, a deflecting element is arranged on the closure plate, by means of which the cooling lubricant can be guided out of the cooling channel via an outlet, which is at least partially delimited by the closure plate, in the direction of the connecting rod groove. The advantages of the connecting rod according to the invention shown above are also transferred in an analogous manner to the connecting rod-piston arrangement according to the invention with such a connecting rod, said advantages being further reinforced by means of the cooling channel of the piston and the deflecting element of the closure plate closing the cooling channel.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention result from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, the same reference numerals referring to the same or similar or functionally identical components.
FigurenlisteFigure list
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1 in einem Längsschnitt entlang einer Schaftrichtung ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Pleuel-Kolben-Anordnung mit einem beispielhaften erfindungsgemäßen Pleuel,1 in a longitudinal section along a shaft direction, an example of a connecting rod-piston arrangement according to the invention with an exemplary connecting rod according to the invention, -
2 in einem Längsschnitt entlang der Schaftrichtung ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Pleuel-Kolben-Anordnung mit einem beispielhaften erfindungsgemäßen Pleuel,2nd in a longitudinal section along the shaft direction, a further example of a connecting rod-piston arrangement according to the invention with an exemplary connecting rod according to the invention, -
3 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Pleuels in einem Teilschnitt entlang einer SchnittlinieB-B .3rd an example of a connecting rod according to the invention in a partial section along a section lineBB .
In der
Es ist in dem gezeigten Beispiel ferner erkennbar, dass in dem Pleuelauge
In der
In the
Im Vergleich hierzu weist das Pleuel
In der
Die in den
Im Beispiel der
Gegenteilig hierzu kann, wie in der
Gemäß den Beispielen der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 19647735 C1 [0004]DE 19647735 C1 [0004]
- DE 102013205298 A1 [0004]DE 102013205298 A1 [0004]
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