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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Diese Brennkraftmaschinen umfassen eine auch als Verstellwelle bezeichnete Exzenterwelle, die mit der Kurbelwelle über einen Mehrgelenkskurbeltrieb gekoppelt ist. Der Mehrgelenkskurbeltrieb umfasst mehrere Koppelglieder, die jeweils drehbar auf einem Hubzapfen der Kurbelwelle gelagert sind und zwei nach entgegengesetzten Seiten über die Kurbelwelle überstehende, an ihrem Ende jeweils mit einem Schwenkgelenk versehene Arme aufweisen. Eines der Schwenkgelenke dient zur Anlenkung eines Kolbenpleuels, der einen Kolben der Brennkraftmaschine über das Koppelglied mit der Kurbelwelle verbindet, während das andere Schwenkgelenk zur Anlenkung eines sogenannten Anlenkpleuels dient, der mit seinem anderen Ende drehbar auf einem Hubzapfen der Exzenterwelle gelagert ist. Im Bereich jedes Schwenkgelenks ist gewöhnlich eines der beiden schwenkbar verbundenen Teile gabelförmig ausgebildet und weist zwei mit fluchtenden Öffnungen versehene Schenkel auf, zwischen die das andere, ebenfalls mit einer Öffnung versehene Teil eingeführt werden kann, um dann die beiden Teile mittels eines durch die Öffnungen hindurch geführten Bolzens miteinander zu verbinden. Um den Bolzen unverlierbar in den Öffnungen zu sichern, wird er bei den eingangs genannten Brennkraftmaschine in die Öffnung oder Öffnungen von einem der beiden gelenkig verbundenen Teile eingepresst.
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Durch Versuche wurde jedoch festgestellt, dass im Betrieb von Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art, die Schwenkgelenke mit eingepressten Bolzen aufweisen, aufgrund der verhältnismäßig großen Anzahl der Schwenkgelenke nicht unerhebliche Reibungsverluste auftreten. Diese Reibungsverluste steigen zudem im Falle einer unzureichenden Schmierung von einem oder mehreren der Schwenkgelenke stark an und können zu einem hohen Verschleiß des jeweiligen Bolzens führen, wenn es infolge der unzureichenden Schmierung zu einem Trockenlaufen eines Gleitlagers des Schwenkgelenks kommt.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 60 2004 009 253 T2 bekannt. Diese beschreibt eine Kolben-Kurbelvorrichtung mit Mehrfachkoppel für eine Brennkraftmaschine, aufweisend: eine Kurbelwelle, enthaltend einen Kurbelbolzen und ein paar von miteinander durch den Kurbelbolzen verbundene Kurbelscheiben; ein Oberflächenpaar, gebildet auf den Kurbelscheiben, um in einer Richtung einer Mittelachse des Kurbelbolzens einander gegenüber zu liegen; eine erste Koppel, schwenkbar an dem Kurbelbolzen gelagert; eine zweite Koppel, gekuppelt mit der ersten Koppel; und einen Verbindungsbolzen, gleitbar in einem Raum zwischen den Oberflächen derart angeordnet, dass die axialen Endoberflächen des Verbindungsbolzens den Oberflächen gegenüberliegend sind, wobei der Verbindungsbolzen die erste Koppel und die zweite Koppel verbindet, um eine relative Schwenkbewegung der ersten Koppel und der zweiten Koppel relativ zueinander zu gestatten, wobei der Verbindungsbolzen um den Kurbelbolzen bewegbar ist, um eine kreisförmige Spur zu bilden. Dabei ist vorgesehen, dass das auf den Kurbelscheiben gebildete Oberflächenpaar aufweist ein Paar von Druckoberflächen, die sich entlang der kreisförmigen Spur, gebildet durch den Verbindungsbolzen und die Endoberflächen des Verbindungsbolzens erstrecken und die Druckoberflächen in gegenseitigen Kontakt kommen, um den Verbindungsbolzen am Herausfallen aus dem Raum zwischen den Druckoberflächen zu hindern.
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Die
DE 197 20 268 A1 offenbart eine Kolbenanordnung zur Anwendung in einer Brennkraftmaschine mit einer Bolzensicherung für den Kolbenbolzen, wobei sich ein Sicherungsmittel durch den hohlen Kolbenbolzen erstreckt.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art die Reibungsverluste in den Schwenkgelenken zu verringern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Sicherungsmittel zwei durch ein an dem Hubarm befestigtes Brückenteil miteinander verbundene Anschlagteile aufweist, die die entgegengesetzten Stirnflächen zumindest teilweise bedecken. Grundsätzlich ist vorgesehen, dass bei jedem der Schwenkgelenke der Bolzen mit Gleitpassung in die Öffnungen eingesetzt und durch Sicherungsmittel gegen einen Austritt aus den Öffnungen gesichert ist.
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Versuche mit einem derartigen schwimmend gelagerten Bolzen in verschiedenen Lastzuständen der Brennkraftmaschine haben gezeigt, dass in sämtlichen Lastzuständen der Brennkraftmaschine die im Betrieb in den Schwenkgelenken verursachten Reibungsverluste im Vergleich zu Schwenkgelenken mit eingepressten Bolzen verkleinert werden konnten, und dass im Fall eines Trockenlaufs eines Gleitlagers eines Schwenkgelenks nicht nur die gemessenen mittleren Reibbeiwerte sondern dadurch auch der am Bolzen beobachtete Verschleiß erheblich verringert werden konnte.
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Durch die schwimmende Lagerung des Bolzens kann sich in Abhängigkeit von der Belastung des Schwenkgelenks immer dasjenige der beiden im Schwenkgelenk miteinander verbundenen Teile in Bezug zum Bolzen drehen, bei dem Reibbeiwert zwischen dem Teil und dem Bolzen gerade am kleinsten ist, was sowohl im normalen Betrieb als auch bei einem Trockenlauf infolge unzureichender Schmierung zu einer Verringerung der Reibungsverluste führt.
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Eine weitere Verringerung der Reibungsverluste wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, dass sämtliche den Bolzen aufnehmende Öffnungen im Schwenkgelenk, d.h. sowohl die Öffnungen des Koppelglieds und des Kolben- bzw. Anlenkpleuels, durch Lagerbuchsen begrenzt werden, in denen der Bolzen schwimmend gelagert ist.
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Da bekannte Sicherungsmittel zur axialen Sicherung von Lagerbolzen von Pleueln von Brennkraftmaschine, wie Spreng- oder Sicherungsringe, sehr viel Bauraum benötigen, zum Beispiel im Fall eines Sicherungsrings mindestens noch einmal die Breite des Sicherungsrings auf jeder Seite einer zur Aufnahme des Sicherungsrings dienenden Nut, werden für die eingangs genannte Brennkraftmaschine bevorzugt andere Sicherungsmittel verwendet, die eine geringere axiale Länge besitzen. Auf diese Weise kann ein Austritt der Bolzen aus den Öffnungen sicher verhindert werden, ohne die axiale Baulänge der Schwenkgelenke zu vergrößern oder die effektive Lagerbreite der Lager in den Schwenkgelenken zu verkleinern bzw. ohne dass es erforderlich ist, gegenüber von den Sicherungsmitteln in den Ausgleichsgewichten der Kurbelwelle Ausnehmungen vorzusehen, um eine Vergrößerung der axialen Baulänge der Brennkraftmaschine gegenüber der Baulänge konventioneller Brennkraftmaschinen ohne verlängerten Expansionshub zu vermeiden. Zur Verringerung der axialen Baulänge wird das Sicherungsmittel so ausgebildet, dass es entgegengesetzte Stirnflächen des Bolzens, des Koppelgliedes oder des Pleuels sowie - optional - der zwischen dem Bolzen und zwei Schenkeln des gabelförmigen Endes des Koppelglieds oder Pleuels angeordneten Lagerbuchsen mit zwei Anschlagteilen übergreift, die fest miteinander verbunden sind, zum Beispiel durch einen Teil des Sicherungsmittels, der sich entlang einer Außenseite des Koppelgliedes und des Pleuels über das Schwenkgelenk hinweg bis zu den Anschlagteilen über den entgegengesetzten Stirnflächen erstrecken kann.
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In einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind die als Anschläge für den schwimmenden Bolzen dienenden Anschlagteile des Sicherungsmittels durch eine Durchgangsöffnung des hohlen Bolzens hindurch fest miteinander verbunden. Zu diesem Zweck umfasst das Sicherungsmittel vorteilhaft zwei getrennte Teile, die sich von entgegengesetzten Seiten her in die Durchgangsöffnung des Bolzens einführen und innerhalb der Durchgangsöffnung miteinander verbinden lassen, vorzugsweise durch Verschrauben der beiden Teile.
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Um im Fall von Gleitlagern in den Schwenkgelenken einen Ölaustritt aus den mit Drucköl versorgten Gleitlagern zu ermöglichen, sind die Anschlagteile zweckmäßig mit Ölaustrittsöffnungen versehen, die vorteilhaft gegenüber von den Stirnflächen der Lagerbuchsen angeordnet sind. Um einerseits sicherzustellen, dass sich die Ölaustrittsöffnungen in vorbestimmten Winkelpositionen befinden, und um andererseits ein Lösen der Schraubverbindung zwischen zwei die Durchgangsöffnung des Bolzens durchsetzenden Teilen des Sicherungsmittels zu verhindern, ist zweckmäßig eine Verdrehsicherung vorgesehen, die bei und/oder nach der Montage des Sicherungsmittels ein Verdrehen desselben in Bezug zum Koppelglied oder zum Pleuel verhindert.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine perspektivische Ansicht von zusammenwirkenden Teilen einer Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung;
- 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Ausschnitts aus 1;
- 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III der 2;
- 4 eine geschnittene perspektivische Ansicht eines nicht erfindungsgemäßen Schwenkgelenks eines Mehrgelenkskurbeltriebs der Brennkraftmaschine;
- 5 eine Querschnittsansicht des nicht erfindungsgemäßen Schwenkgelenks aus 4;
- 6 eine perspektivische Stirnseitenansicht des nicht erfindungsgemäßen Schwenkgelenks aus 4;
- 7 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen alternativen Ausbildung des Schwenkgelenks;
- 8 eine geschnittene perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Schwenkgelenks aus 7;
- 9 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen weiteren alternativen Ausbildung des Schwenkgelenks;
- 10 eine Vorderseitenansicht des erfindungsgemäßen Schwenkgelenks aus 9;
- 11 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen noch weiteren alternativen Ausbildung des Schwenkgelenks;
- 12 eine vergleichende Darstellung der Reibbeiwerte von trocken laufenden, als Gleitlager ausgebildeten Schwenklagern des Schwenkgelenks in Abhängigkeit von der Ausbildung des Schwenkgelenks.
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Wie am besten in 1 dargestellt, umfasst die in der Zeichnung nur teilweise dargestellte Viertakt-4-Zylinder-Brennkraftmaschine 1 in Reihenanordnung mit variabler Verdichtung vier Kolben 2 und eine Kurbelwelle 3. Jeder der Kolben 2 ist in einem der vier Zylinder (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine 1 auf und ab beweglich und ist durch ein Kolbenpleuel 4 und ein Koppelglied 8 mit der Kurbelwelle 3 verbunden. Die Kurbelwelle 3 ist in Wellenlagern eines Zylinderkurbelgehäuses (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine 1 drehbar gelagert und weist fünf zur Lagerung dienende zentrische Wellenzapfen 5 sowie vier Hubzapfen 6 (jeweils nur einer sichtbar) auf, deren Längsmittelachsen in unterschiedlichen Winkelausrichtungen parallel zur Drehachse 7 der Kurbelwelle 3 versetzt sind.
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Auf jedem der Hubzapfen 6 der Kurbelwelle 3 ist eines der Koppelglieder 8 um die Längsmittelachse des Hubzapfens 6 drehbar befestigt. Wie am besten in 2 und 3 dargestellt, besteht jedes Koppelglied 8 aus einem Oberteil 9 und einem Unterteil 10, die entlang einer Trennebene 11 gegeneinander anliegen und jeweils angrenzend an die Trennebene 11 mit einer halbzylindrischen Ausnehmung 12, 13 zur Aufnahme von einem der Hubzapfen 6 der Kurbelwelle 3 sowie von zwei den Hubzapfen 6 umgebenden Lagerschalen 14 eines zwischen dem Hubzapfen 6 und dem Koppelglied 8 angeordneten Gleitlagers 15 versehen sind. Das Oberteil 9 und das Unterteil 10 jedes Koppelglieds 8 werden von zwei Schrauben 16 so zusammengehalten, dass sich die halbzylindrischen Ausnehmungen 12, 13 genau gegenüberliegen.
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An jedem Koppelglied 8 ist über ein Schwenkgelenk 17 eines der Kolbenpleuel 4 angelenkt, der ein unteres gabelförmiges Stirnende mit zwei Schenkeln 18 besitzt. Wie am besten in 4 und 5 dargestellt, weisen die Schenkel 18 fluchtende Bohrungen 19 auf, in die jeweils eine Lagerbuchse 20 eingesetzt ist. Zwischen die beiden Schenkel 18 des gabelförmigen Stirnendes des Kolbenpleuels 4 greift das freie Ende 21 eines über eine Seite der Kurbelwelle 3 überstehenden kurzen Hubarms 22 des zweiarmigen Koppelgliedes 8 ein, das zwischen den Schenkeln 18 mit einer mit den Bohrungen 19 fluchtenden Querbohrung 23 und einer in die Querbohrung 23 eingesetzten Lagerbuchse 24 versehen ist. Durch die Lagerbuchsen 20 und 24 erstreckt sich ein hohler Bolzen 25, der das Kolbenpleuel 4 schwenkbar mit dem Koppelglied 8 verbindet.
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Zur Schmierung der Lagerschalen 14 und der Lagerbuchsen 20 und 24 kann unter Druck stehendes Motoröl durch Ölkanäle 26 im Inneren der Kurbelwelle 3 und der Hubzapfen 6 zur Innenseite der Lagerschalen 14 und von dort durch eine Bohrung (nicht sichtbar) der Lagerschale 14 in einen Ölkanal 27 im Oberteil 9 des Koppelgliedes 8 zugeführt werden. Der Ölkanal 27 erstreckt sich über das Ende einer Gewindebohrung 28 für eine der Schrauben 16 durch das Oberteil 9 bis zur Lagerbuchse 24.
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Im Unterschied zu konventionellen Brennkraftmaschinen, bei denen das geometrische Verdichtungsverhältnis konstant ist, kann bei der dargestellten Brennkraftmaschine 1 das geometrische Verdichtungsverhältnis durch Verdrehen einer auch als Verstellwelle bezeichneten Exzenterwelle 29 verändert werden.
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Die Exzenterwelle 29 (1 und 2) weist eine zur Drehachse 7 der Kurbelwelle 3 parallele Drehachse 30 auf und ist neben der Kurbelwelle 3 sowie etwas unterhalb von dieser im Zylinderkurbelgehäuse drehbar gelagert. Die Exzenterwelle 29 ist mit der Kurbelwelle 3 über einen Mehrgelenkskurbeltrieb 31 gekoppelt.
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Der Mehrgelenkskurbeltrieb 31 umfasst neben den Koppelgliedern 8 eine der Anzahl der Kolbenpleuel 4 entsprechende Anzahl von Anlenkpleueln 32, die parallel zu den Kolbenpleueln 4 ausgerichtet und in axialer Richtung der Kurbelwelle 3 und der Exzenterwelle 29 jeweils etwa in derselben Ebene wie der zugehörige Kolbenpleuel 4 angeordnet sind. Wie am besten in den 1 bis 3 dargestellt, umfasst jedes Anlenkpleuel 32 eine Pleuelstange 33 und zwei an entgegengesetzten Enden der Pleuelstange 33 angeordnete Pleuelaugen 34, 35 mit unterschiedlichen Innendurchmessern. Das größere Pleuelauge 34 jedes Anlenkpleuels 32 am unteren Ende der Pleuelstange 33 umgibt einen in Bezug zur Drehachse 30 der Exzenterwelle 29 exzentrischen Hubzapfen 36 der Exzenterwelle29, auf dem das Anlenkpleuel 32 mittels eines Drehlagers 37 drehbar gelagert ist. Das kleinere Pleuelauge 35 am oberen Ende der Pleuelstange 33 jedes Anlenkpleuels 32 bildet einen Teil eines Schwenkgelenks 38 zwischen dem Anlenkpleuel 32 und einem längeren Koppelarm 39 des benachbarten Koppelgliedes 8, der auf der zum Hubarm 22 entgegengesetzten Seite der Kurbelwelle 3 über diese übersteht. Die Koppelarme 39 weisen jeweils ein gabelförmiges Stirnende mit zwei Schenkeln 40 auf, die mit fluchtenden Querbohrungen 41 (in 1 nur eine sichtbar) und in die Querbohrungen 41 eingesetzten Lagerbuchsen (nicht sichtbar) versehen sind. Wie am besten in 2 und 3 dargestellt, ist das Anlenkpleuel 32 im Schwenkgelenk 38 mit dem Koppelarm 39 durch einen hohlen Bolzen 42 verbunden, der sich durch die Lagerbuchsen der beiden Schenkel 40 und eine Lagerbuchse 43 (3) in dem zwischen die Schenkel 40 ragende Pleuelauge 35 erstreckt.
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Abgesehen von der variablen Verdichtung kann durch die zuvor beschriebene Anordnung auch die Neigung der Kolbenpleuel 4 in Bezug zur Zylinderachse der zugehörigen Zylinder während der Drehung der Kurbelwelle 3 verringert werden, was zu einer Verringerung der Kolbenseitenkräfte und damit der Reibkräfte zwischen den Kolben 2 und Zylinderwänden der Zylinder führt. Bei einer günstigen Auslegung hat der Mehrgelenkskurbeltrieb 31 darüber hinaus eine positive Wirkung auf den Massenausgleich der Brennkraftmaschine 1.
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Allerdings nehmen durch den Mehrgelenkskurbeltrieb 31 die Reibungsverluste der Brennkraftmaschine 1 im Vergleich zu einer Brennkraftmaschine ohne Mehrgelenkskurbeltrieb 31 zu, da in jedem der acht Schwenkgelenke 17, 38 des Mehrgelenkskurbeltriebs 31 Reibung auftritt. Im Fall einer unzureichenden Schmierung von einem oder mehreren der Schwenkgelenke 17, 38 kommt es zudem nicht nur zu einer weiteren Zunahme dieser Reibungsverluste, sondern im Falle eines Trockenlaufs von einem oder mehreren Schwenkgelenken 17, 38 auch zu einem unerwünschten Verschleiß des- oder derselben.
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Wie im Folgenden am Beispiel von einem der Schwenkgelenke 17 beschrieben wird, sind die Bolzen 25, 42 jedes Schwenkgelenks 17, 38 nicht fest in eine oder zwei Bohrungen von einem der gelenkig verbundenen Teile eingepresst, sondern schwimmend in den Lagerbuchsen gelagert, so dass sie sämtliche Lagerbuchsen des jeweiligen Schwenkgelenks 17 bzw. 38 mit Gleitpassung durchsetzen und innerhalb der Lagerbuchsen axial verschiebbar sind. Um im Fall der Schwenkgelenke 17 einen ungewollten Austritt der Bolzen 25 aus den Lagerbuchsen 20 und 24 zu verhindern, ist jedes der Schwenkgelenke 17 mit einem Sicherungsmittel 44 versehen, das den Bolzen 25 innerhalb der Lagerbuchsen 20, 24 festhält und nur eine geringfügige axiale Verschiebung des Bolzens 25 gestattet.
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Um zu vermeiden, dass durch das Sicherungsmittel 44 die axiale Baulänge des Schwenkgelenks 17 zunimmt und dadurch bei einer im Vergleich zu einer Brennkraftmaschine ohne Mehrgelenkskurbeltrieb 31 gleich bleibenden Baulänge entweder die effektive Lagerbreite im Schwenkgelenk 17 abnimmt oder Ausgleichsgewichte der Kurbelwelle 3 gegenüber von den Stirnseiten der Schwenkgelenke 17 mit Ausnehmungen zur Aufnahme der Sicherungsmittel 44 bzw. von Teilen der Schwenkgelenke 17 versehen werden müssen, wodurch eine Verschlechterung des Massenausgleichs und der Reibung in Kauf genommen werden muss, sind die Sicherungsmittel 44 sämtlicher Schwenkgelenke 17, 38 so ausgebildet, dass sie mit einem sehr geringen axialen Platzbedarf auskommen.
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Zu diesem Zweck besteht das in den 4, 5 und 6 dargestellte Sicherungsmittel 44 aus zwei durch den hohlen Bolzen 25 hindurch miteinander verschraubten Teilen 45, 46, von denen das eine einen Gewindebolzen 47 mit einem Außengewinde und mit einem Innensechskant und das andere eine Gewindebuchse 48 mit einem zum Außengewinde komplementären Innengewinde umfasst. Beide Teile sind an den voneinander abgewandten Enden des Gewindebolzens 47 bzw. der Gewindebuchse 48 mit axialen Anschlagteilen 49 versehen, die nach der Montage des Sicherungsmittels 44 nicht nur die benachbarte Stirnfläche des Bolzens 25, sondern auch die benachbarte Stirnfläche der Lagerbuchse 20 und einen Teil der äußeren Stirnfläche des benachbarten Schenkels 18 des gabelförmigen Stirnendes des Kolbenpleuels 4 von innen her übergreifen. Die Anschlagteile 49 weisen die Form von flachen Ringscheiben auf, die zusammen mit einer den Gewindebolzen 47 bzw. die Gewindebuchse 48 an ihrem zylindrischen äußeren Umfang umgebenden, durch Verpressen oder Punktschweißen starr mit dem Gewindebolzen 47 bzw. der Gewindebuchse 48 verbundenen zylindrische Hülse 50 durch Umformen von Blech einstückig hergestellt werden. Der Außendurchmesser der ringförmigen Anschlagteile 49 ist größer als der Außendurchmesser der Lagerbuchsen 20, so dass jedes der Anschlagteile 49 die benachbarte Stirnfläche des Bolzens 25, die benachbarte Stirnfläche von einer der Lagerbuchsen 20 sowie einen Teil der benachbarten Stirnfläche eines Schenkels 18 des gabelförmigen Stirnendes des Pleuels 4 bedeckt. Jeder Anschlagteil 49 ist mit mehreren Ölaustrittsöffnungen 51 versehen, die in einem solchen radialen Abstand von der Längsmittelachse des Gewindebolzens 47 und der Gewindebuchse 48 angeordnet sind, dass sie nach der Montage des Sicherungsmittels 44 etwa gegenüber von den entgegengesetzten Stirnflächen der Lagerbuchsen 20 angeordnet sind. Am kreisförmigen Umfangsrand des mit der Gewindebuchse 48 verbundenen Anschlagteils 49 ist außerdem eine radial überstehende, als Verdrehsicherung dienende Nase 52 angeformt, die in eine Ausnehmung 53 in der benachbarten Stirnseite des Pleuels 4 passt und während der Montage ein Verdrehen der Gewindebuchse 48 sowie nach der Montage auch ein Verdrehen des mit der Gewindebuchse 48 verschraubten Gewindebolzens 47 verhindert. Im Falle einer formschlüssig mit dem Pleuel 4 in Eingriff tretenden Verdrehsicherung kann das in den 4, 5 und 6 dargestellte Sicherungsmittel 44 an Stelle eines Gewindebolzens 47 mit einem angeformten Anschlagteil 49 zwei Teile umfassen, nämlich einen Gewindebolzen und ein getrenntes, mit einer Durchgangsöffnung für den Gewindebolzen versehenes Anschlagteil, das sich zur Sicherung gegen Verdrehen formschlüssig mit dem Pleuel 4 in Eingriff bringen lässt. Darüber hinaus gewährleistet die Verdrehsicherung auch, dass sich die Ölaustrittsöffnungen 51 der Anschlagteile 49 nach der Montage in vorbestimmten Winkelpositionen befinden.
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Der Außendurchmesser der beiden Hülsen 50 ist so bemessen, dass sich der Gewindebolzen 47 und die Gewindehülse 48 von entgegengesetzten Seiten her ins Innere des hohlen Bolzens 25 einführen und bis zum Anschlagen einer ebenen inneren Stirnfläche 54 der Gewindebuchse 48 gegen eine gegenüberliegende ebene Ringschulter des Gewindebolzens 47 miteinander verschrauben lassen. Das Sicherungsmittel 44 ist dabei so bemessen, dass der Bolzen 25 nicht nur in Bezug zu den Lagerbuchsen 20, 24, sondern auch in Bezug zum Sicherungsmittel 44 um einen oder wenige Zehntel Millimeter axial verschiebbar ist, wozu zwischen dem äußeren Umfang der Hülsen 50 und dem inneren Umfang des hohlen Bolzens 25 ein geringes Spiel vorhanden ist. Das Sicherungsmittel 44 ist weiter so bemessen, dass die Anschlagteile 49 nach der Montage gegen die entgegengesetzten äußeren Stirnseiten des Pleuels 4 angepresst werden.
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Wie das zuvor beschriebene Sicherungsmittel 44 weisen auch die Sicherungsmittel 44 der in den 7 und 8 bzw. 9 und 10 dargestellten Schwenkgelenke 17 jeweils zwei Anschlagteile 49 auf, welche die entgegengesetzten äußeren Stirnflächen der Pleuelschenkel 18, der Lagerbuchsen 20 und des Bolzens 25 übergreifen und einen Austritt des schwimmend gelagerten Bolzens 25 aus der von den Lagerbuchsen 20, 24 umschlossenen Öffnung verhindern. Die beiden Anschlagteile 49 sind dort jedoch durch einen Brückenteil 55 verbunden, der sich anders als bei dem zuvor beschriebenen Sicherungsmittel nicht durch den hohlen Bolzen 25 hindurch, sondern über die Außenseite der Schenkel 18 des gabelförmigen Stirnendes des Kolbenpleuels 4 und das freie Ende 21 des Hubarms 22 erstreckt und mittels einer Schraube 56 am freien Ende 21 des Hubarms 22 befestigt ist. Der Brückenteil ist einstückig mit den Anschlagteilen 49 ausgebildet, wobei das Sicherungsmittel 44 durch Umformen aus Blech hergestellt werden kann, wie das in 7 und 8 dargestellte U-förmig gebogene Sicherungsmittel 44, bei dem ein Endabschnitt der streifenförmigen Anschlagteile 49 bogenförmig nach innen ins hohle Innere des Bolzens 25 gebogen ist, oder eine massive Ausbildung besitzen kann, wie das in 9 und 10 dargestellte, gegen Verbiegen verstärkte bügelartige Sicherungsmittel 44.
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Das in 11 dargestellte Sicherungsmittel 44 besteht aus einer auf der Kurbelwelle 3 angebrachten Sicherungsscheibe, die sich entlang der äußeren Stirnflächen des benachbarten Schenkels 18 des gabelförmigen Stirnendes des Pleuels 4 bis über einen Teil der Lagerbuchse 20 und des Bolzens 25 erstreckt und zusammen mit einer entsprechenden Scheibe (nicht sichtbar) an der entgegengesetzten Stirnseite des Schwenkgelenks 17 den schwimmend gelagerten Bolzen 25 gegen Verlieren sichert.
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Wie in 12 dargestellt, sind bei einem trocken laufenden Schwenklager 17 die Reibbeiwerte der zuvor beschriebenen schwimmend gelagerten Bolzen 25 (Balken A) sowohl bei geringer, mittlerer und großer Belastung der Brennkraftmaschine 1 erheblich kleiner als die entsprechenden Reibbeiwerte eines in Bohrungen des gabelförmigen Stirnendes des Kolbenpleuels 4 eingepressten Bolzens (Balken B) bzw. eines in eine Bohrung im freien Ende 21 des Hubarms 22 eingepressten Bolzens (Balken C).
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Die zuvor beschriebene Ausbildung der Schwenklager 17 bzw. die dafür ermittelten Reibbeiwerte gelten in analoger Weise auch für die Schwenklager 38 zwischen den Anlenkpleueln 32 und dem Koppelarm 39 des benachbarten Koppelgliedes 8.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brennkraftmaschine
- 2
- Kolben
- 3
- Kurbelwelle
- 4
- Kolbenpleuel
- 5
- Wellenzapfen Kurbelwelle
- 6
- Hubzapfen Kurbelwelle
- 7
- Drehachse Kurbelwelle
- 8
- Koppelglied
- 9
- Oberteil Koppelglied
- 10
- Unterteil Koppelglied
- 11 ,
- Trennebene
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Ausnehmung
- 14
- Lagerschalen
- 15
- Gleitlager
- 16
- Schrauben
- 17
- Schwenkgelenk
- 18
- Schenkel
- 19
- Bohrung
- 20
- Lagerbuchse
- 21
- freies Ende Hubarm
- 22
- Hubarm Koppelglied
- 23
- Querbohrung
- 24
- Lagerbuchse
- 25
- Bolzen
- 26
- Ölkanal
- 27
- Ölkanal
- 28
- Gewindebohrung
- 29
- Exzenterwelle
- 30
- Drehachse Exzenterwelle
- 31
- Mehrgelenkskurbeltrieb
- 32
- Anlenkpleuel
- 33
- Pleuelstange
- 34
- Pleuelauge
- 35
- Pleuelauge
- 36
- Hubzapfen Exzenterwelle
- 37
- Drehlager
- 38
- Schwenklager
- 39
- Koppelarm
- 40
- Schenkel
- 41
- Bohrung
- 42
- Bolzen
- 43
- Lagerbuchse
- 44
- Sicherungsmittel
- 45
- Teil Sicherungsmittel
- 46
- Teil Sicherungsmittel
- 47
- Gewindebolzen
- 48
- Gewindebuchse
- 49
- Anschlagteil
- 50
- Hülse
- 51
- Ölaustrittsöffnungen
- 52
- Nase Verdrehsicherung
- 53
- Ausnehmung Kolbenpleuel
- 54
- Stirnfläche Gewindebuchse
- 55
- Brückenteil
- 56
- Schraube
