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Pleuelstange für Kolbenmaschinen insbesondere Dieselmotoren, und Verfahren zu deren Herstellung Bei Kolbenkraftmaschinen ist es im allgemeinen üblich, die Kolbendemontage so vorzunehmen, dass der Kolben mitsamt der Pleuelstange bei abgehobenem Zylinderdeckel nach oben ausgebaut wird. Bei vielzylindrigen Maschinen hoher Leistung erhalten die Zapfendurchmesser der Welle aber bereits so grosse Abmessungen, dass es Schwierigkeiten bereitet, den Pleuelstangenkopf einerseits so kräftig auszubilden, dass er genügend Steifigkeit besitzt, und dabei anderseits so zu bemessen, dass er noch durch die Laufbüchse durchgezogen werden kann.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Pleuelstange für Kolbenmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, deren kurbelseitiger Kopf zwei mittels durchgehender Schrauben an verzahnten, parallel zur Längsachse der Pleuelstange liegenden Sitzflächen mit der Pleuelstange verbundene Lagerdeckel aufweist.
Es sind bereits Pleuelstangen bekannt, deren kurbelseitiger Kopf schräg gestellt ist. Pleuelstangen dieser Bauart erfordern jedoch zufolge ihrer besonderen Formgebung kostspielige Gesenke zu ihrer Herstellung. Von Nachteil ist auch die geringe Steifigkeit des Pleuelstangenkopfes sowie dessen grosser Platzbedarf im Kurbelraum des Motors.
Eine weitere bekannte Ausführungsform sieht den beidseitigen Anschluss zweier symmetrisch angeordneter Lagerdeckel an seitlichen Sitzflächen des kurbelseitigen Pleuelstangenendes vor. Die glatte Sitzfläche, längs derer die beiden Lagerdeckel unterhalb des Kurbelzapfens miteinander verbunden sind, fällt dabeimitderdurchdieachse des Kurbelzapfens gehenden Mitteiebene der Pleuelstange zusammen. Diese Konstruktion ermöglicht zwar einen einfachen Ausbau des Pleuels durch die Zylinderlaufbüchse, bereitet jedoch herstellungsmässig Schwierigkeiten, da die zu bearbeitenden Sitzflächen der beiden Lagerdeckel in verschiedenen Ebenen liegen.
Es ist ferner eine Pleuelstange mit zwei symmetrisch angeordneten Lagerdeckeln bekannt, die an ihrem freien Ende zwischen den parallelen Sitzflächen der Lagerdeckel einen Ergänzungsteil aufweist. Um eine einwandfreie Passung der Teile des Pleuelstangenkopfes zu gewährleisten, ist eine äusserst sorgfältige Bearbeitung sämtlicher Sitzflächen erforderlich, wodurch relativ hohe Herstellungskosten entstehen.
Überdies führen auch geringfügige Lageverschiebungen der Einzelteile des Pleuelstangenkopfes, wie sie sich beim Aus- und Wiedereinbau des Pleuels ergeben können, oftmals zu einer Klemmung und einem Verzug der in die Bohrung des Pleuelstangenkopfes eingesetzten Lagerschalen.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile der genannten Ausführungsformen unter Wahrung der Vorteile derselben und besteht darin, dass die Lagerdeckel auch am freien Ende der Pleuelstange verzahnte Sitzflächen aufweisen, die mit den erstgenannten Sitzflächen je in einer Ebene liegen, und dass zwischen den beiden Sitzflächen der Lagerdeckel am freien Ende der Pleuelstange in an sich bekannter Weise ein Ergänzungsteil angeordnet ist. Durch diese Ausbildung ergibt sich, insbesondere für die beiden Lagerdeckel ein einfaches, seitensymmetrisches Gesenk und eine wesentlich vereinfachte Bearbeitung der verzahnten Sitzflächen, da diese paarweise jeweils in einer Ebene liegen und somit im gleichen Arbeitsgang bearbeitet werden können. Zugleich wird damit eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit dieser Sitzflächen erreicht.
In gleicher Weise kann auch die Bearbeitung der in der gleichen Teilebene liegenden Sitzflächen der Pleuelstange und des Ergänzungsteiles bei gemeinsamer Aufspannung auf der Bearbeitungsmaschine in einem Arbeitsgang vorgenommen werden. Durch die Verzahnung sämtlicher Sitzflächen ergibt sich eine besonders starre und
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verwindungssteife Verbindung der Teile der Pleuelstange.
Erfindungsgemäss wird weiters ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Pleuelstange angegeben, welches darin besteht, dass die Pleuelstange mit dem Ergänzungsteil und einem den Zwischenraum zwischen diesen Teilen im Bereich der vorgesehenen Lagerbohrung überbrückenden Zwischenstück in einem Stück hergestellt wird, und dass die in derselben Ebene liegenden Sitzflächen der Pleuelstange sowie der Lagerdeckel je in einem Arbeitsgang bearbeitet werden, worauf die Lagerdeckel aufgeschraubt werden und das Zwischenstück beim anschliessenden Ausdrehen der Lagerbohrung abgetrennt wird. Nach diesem Verfahren ergibt sich für die Herstellung der Pleuelstange ein einfaches Gesenk.
Die gemeinsame Bearbeitung der jeweils in einer Ebene liegenden Sitzflächen der Pleuelstange wie auch der Lagerdeckel ergibt, insbesonders bei verzahnten Flächen, den Vorteil grösserer Wirtschaftlichkeit sowie besonderer Bearbeitungsgenauigkeit.
Dadurch wird das Einpassen der nach dem gleichen Verfahren bearbeiteten beiden Lagerdeckel wesentlich erleichtert. Um das zu zerspanende Volumen beim Ausdrehen der Pleuellagerbohrung möglichst gering zu halten, kann das Zwischenstück der Pleuelstange einen geringeren Querschnitt als die übrigen Teile der Pleuelstange erhalten, beispielsweise als Steg geringer Wandstärke ausgebildet sein. Die durch das erfindungsgemässe Verfahren erzielbare höhere Bearbeitungsgenauigkeit hat ausserdem den Vorteil leichterer Austauschbarkeit einzelner Teile des Pleuelstangenkopfes.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Fig. l und 2 zeigen bekannte Ausführungsformen. von Pleuelstangen. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Pleuelstange nach der Erfindung nach der Linie III-III in Fig. 4, Fig. 4 zeigt dazu eine Seitenansicht und Fig. 5 die Pleuelstange vor der Bearbeitung.
Bei der bekannten Ausführung nach Fig. l, bei welcher die Zylinderlaufbüchse mit 1 bezeichnet ist, ist die Pleuelstange 2 im Bereich der Pleuellagerbohrung schräg geteilt. An verzahnten Sitzflächen 5 ist ein Lagerdeckel 3 an die Pleuelstange 2 angeschlossen und mit dieser mittels Schrauben 4 verbunden.
Die bekannte Pleuelstange 2 nach der Fig. 2 weist an ihrem kurbelseitigen Ende an beiden Seiten verzahnte Sitzflächen 9 auf, längs derer die beiden Lagerdeckel 6 mittels einer durchgehenden Schraube 7 mit der Pleuelstange 2 verbunden sind. Die Teilebene der beiden Lagerdeckel 6 unterhalb der Pleuellagerbohrung fällt dabei mit der Mittelebene der Pleuelstange zusammen und ist als glatte Sitzfläche 10 ausgebildet. Zur Verbindung der beiden Lagerdeckel 6 sind durchgehende Schrauben 8 vorgesehen.
Die erfindungsgemässe Pleuelstange 11 in Fig. 3 und deren Ergänzungsteil 13 weisen je in einer Ebene und parallel zur Längsachse 22 der Pleuelstange 11 liegende verzahnte Sitzflächen 16,17 auf, an denen die beiden Lagerdeckel 18 angeschlossen und mittels durchgehender Passschrauben 19 und Kronenmuttern 20 mit der Pleuelstange 11 verbunden sind. Das in der Zeichnung von strichpunktierten Linien umrandete Zwischenstück 12, welches nach dem erfindungsgemässen Verfahren mit der Pleuelstange 11 und dem Ergänzungsteil 13 in einem Stück hergestellt wird, ist in Fig. 3 nach Ausdrehen der Pleuellagerbohrung 21 bereits abgetrennt. Das Zwischenstück 12 kann zur Beschleunigung des Ausdrehvorganges und zur Verringerung des zu zerspanenden Volumens schon im unbearbeiteten Zustand z. B. ringförmige Ausnehmungen. Nuten od. dgl. aufweisen.
Die noch unbearbeitete Pleuelstange 11 in Fig. 5 ist mit dem Ergänzungsteil 13 und dem Zwischenstück 12 in einem Stück ausgebildet und weist an den zu bearbeitenden Sitzflächen 14 und 15 eine je nach Art der vorgesehenen Sitzflächen 16 und 17 verschieden grosse Bearbeitungszugabe auf.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Pleuelstange für Kolbenmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, deren kurbelseitiger Kopf zwei mittels durchgehender Schrauben an verzahnten, parallel zur Längsachse der Pleuelstange liegenden Sitzflächen mit der Pleuelstange verbundene Lagerdeckel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerdeckel (18) auch am freien Ende der Pleuelstange (11) verzahnte Sitzflächen (17) aufweisen, die mit den erstgenannten Sitzflächen (16) je in einer Ebene liegen, und dass zwischen den beiden Sitzflächen der Lagerdeckel am freien Ende der Pleuelstange in an sich bekannter Weise ein Ergänzungsteil (13) angeordnet ist.