DE10023773A1

DE10023773A1 - Pleuel

Info

Publication number: DE10023773A1
Application number: DE2000123773
Authority: DE
Inventors: Ralf Jentsch
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2002-01-31

Abstract

Pleuel, bei dem mindestens die zur Schwingungsrichtung des Pleuels (1) gelegenen seitlichen Außenflächen des Pleuelschaftes (3) jeweils eine Materialausnehmung (7), vorzugsweise in Form einer umlaufenden Nut aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Pleuel einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Pleuelau ge für einen Kolbenbolzen, einem Pleuelschaft und einem Pleuelkopf mit einem Pleuel fuß und einem Pleuellagerdeckel gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein derartiges Pleuel dient zur Übertragung der Kolbenkraft und Kolbenbewegung auf eine Kurbelwelle und gegebenenfalls durch eingebrachte Bohrungen zur Schmierölver sorgung des Kolbens. Es wird in der Regel hauptsächlich durch Gas- und Massenkräfte beansprucht, insbesondere bei kleinen Drehzahlen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine durch Druckkräfte der Gaskraft im Zündzeitpunkt im oberen Totpunkt und beim La dungswechsel durch Zugkräfte, ebenfalls im oberen Totpunkt. Die durch Massenkräfte verursachten Biegespannungen in einem Pleuelschaft sind dagegen meist vernachläs sigbar klein, wohingegen Pleuelauge und Pleuelkopf durch Zugkräfte und Biegemomente beansprucht werden, wobei hier als kritische Bereiche die im Kraftfluss liegenden Kerb stellen und Kraftumlenkungen beispielsweise im Übergang vom Schaft zum Pleuelauge oder zum Pleuelkopf genannt werden können.

Bekannte Pleuel werden in der Regel in Gesenken in einem Stück geschmiedet oder, wie ein anderes bekanntes Pleuel für Kolbenkraftmaschinen, DE 41 14 488 C1, aus Sinter metall hergestellt oder auch gegossen, wie dies aus der DE 32 49 581 A1 bekannt ist. Auf Grund der hohen Beschleunigungen solcher Pleuel und der daraus resultierenden Trieb werksbelastungen wird auf unterschiedliche Art und Weisen versucht, die Masse eines solchen Pleuels zu minimieren. Dies erfolgt zum einen durch in axialer Richtung einge brachte Ausnehmungen im Kolbenschaft oder durch konstruktionsbedingtes Weglassen eines sich rechtwinklig zu der Drehachse der Kurbelwelle und der Achse des Kolbenbol zen erstreckenden Mittelsteges einer Pleuelstange.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Pleuel zur Verfügung zu stellen, dessen Masse gegen über bekannten Pleueln weiter reduziert ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen erfin dungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebene technische Lehre vermittelt.

Der Pleuel mit einem in Schwingungsrichtung biegesteifen I-Querschnitt des Pleuel schaftes weist zumindest in der seitlichen Außenfläche des Pleuelschaftes eine Material ausnehmung auf, die zu einer deutlichen Massenreduzierung des Pleuels und dement sprechend zu einer Verminderung der Belastung des Kurbelwellenlagers bzw. des Pleu els selbst führt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Material ausnehmung auch am Pleuelauge angebracht, wobei sie vorteilhafterweise wie auch im Bereich der Außenfläche des Pleuelschaftes die Form einer umlaufenden Nut aufweist.

Eine weitere Massenreduktion kann bevorzugterweise dadurch erfolgen, dass zusätzlich zu den seitlichen Außenflächen des Pleuelschaftes und dem Pleuelauge auch der Pleu elkopf mit dem Pleuellagerdeckel oder auch die gesamte Pleuelstange mit einer entspre chenden Materialausnehmung in Form einer vollständig umlaufenden Nut ausgeführt ist. Dabei ist es zudem vorteilhaft, die umlaufende. Nut konisch auszubilden, wobei sich ihr Querschnitt in Richtung der Pleuelaugen hin vergrößert.

Zudem kann noch einmal Material eingespart werden, wenn die bisher rechteckig ge formte Querschnittskontur, insbesondere im Bereich der Pleuelaugen abgerundet wird, so daß sich radiusförmige gewölbte Außenflächen ergeben.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Pleuel in teilweise geschnittener Ansicht,

Fig. 2 ein Pleuel gemäß Fig. 1 in geschnittener Seitenansicht und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch den Pleuelschaft mit Ansicht des kleinen Pleuelau ges.

Der in den Fig. 1 und 2 in zwei Ansichten dargestellte Pleuel 1 weist ein kleines Pleu elauge 2, einen Pleuelschaft 3 und einen Pleuelkopf auf, welcher sich aus einem Pleuelfuß 4 und einem Pleuellagerdeckel 5 zusammensetzt, wobei letzterer über als Spannschrau ben ausgebildete Pleuellagerschrauben 6 am Pleuellagerfuß 4 angeordnet ist.

Die in den Figuren abgebildete Ausführungsform des Pleuels weist eine Materialaus nehmung 7 in Form einer in die Oberfläche des Pleuels 1 eingebrachten umlaufenden Nut auf. Der Pleuelschaft 3 besitzt einen biegesteifen I-Querschnitt, wobei die in Schwingungsrichtung des Pleuels gerichteten Außenflächen mit der Materialausneh mung der Art versehen ist, dass ein nahezu "Hundeknochen"-förmiger Querschnitt vor liegt.

Dabei zeigt die in der Fig. 3 dargestellte Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie III- III in der Fig. 2 zusätzlich zum beschriebenen "Hundeknochen-Profil" des Pleuelschaf tes 3 einen konischen Verlauf der Nut 7 mit in Richtung kleinem Pleuelauge 2 zuneh mendem Querschnitt.

Claims

1. Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Pleuelauge (2) für einen Kolbenbolzen, einem Pleuelschaft (3) und einem Pleuelkopf aus einem Pleuelfuß (4) und einem Pleuellagerdeckel (5) mit Pleuellagerdeckelschrauben (6) und einem in Schwingungsrichtung des Pleuels biegesteifem I-Querschnitt des Pleuelschaftes (3), dadurch gekennzeichnet, dass die zur Schwingungsrichtung des Pleuels (1) gelegenen seitlichen Außenflächen des Pleuelschaftes (3) jeweils eine mittige Ma terialausnehmung (7) aufweisen.

2. Pleuel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausnehmung (7) als eine auch das Pleuelauge (2) umlaufende Nut ausgebildet ist.

3. Pleuel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausnehmung (7) als auch das Pleuelauge (2) und den Pleuellagerdeckel (5) umlaufende Nut ausgeführt ist.

4. Pleuel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausnehmung (7) als die gesamte Außenfläche des Pleuels (1) umlaufende Nut ausgebildet ist.

5. Pleuel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausnehmung (7) eine in Richtung der Pleuelaugen verlaufenden konische Form aufweist.

6. Pleuel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandflächen des kleinen Pleuelauges 2 mit einem Radius gewölbt ausgebildet sind.