DE102011115973B4

DE102011115973B4 - Reciprocating engine comprising at least one piston

Info

Publication number: DE102011115973B4
Application number: DE102011115973.1A
Authority: DE
Inventors: Steffen Hirschmann
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2022-12-22
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: DE102011115973A1

Abstract

Hubkolbenmaschine umfassend wenigstens einen Kolben (1), der über einen Kolbenbolzen (2) an einem ersten Pleuelauge (3) eines Pleuels (4) mit diesem verbunden ist, wobei das Pleuel (4) einen zumindest bereichsweise innenliegenden Schmiermittelkanal (5) aufweist, der über eine Öffnung (6) am ersten Pleuelauge (3) Schmiermittel zur Lagerstelle (7) des Kolbenbolzens (2) fördert, wobei der Kolbenbolzen (2) drehbar am Kolben (1) und drehbar am Pleuel (4) gelagert ist, wobei dem Kolbenbolzen (2) durch Beaufschlagung mit dem Schmiermittel ein Drehimpuls und eine Drehbewegung (D) um seine Rotationsachse (8) aufprägbar ist, wobei hierzu zumindest die Öffnung (6) und/oder der Schmiermittelkanal (5) im Bereich des ersten Pleuelauges (3) derart angeordnet ist, dass der Drehpunkt (9) der Rotationsachse (8) nicht auf der Wirklinie (10) der von dem Schmiermittel ausgehenden Kraft (F) liegt und die Kraft (F) den Kolbenbolzen (2) in eine Drehbewegung (D) versetzt, und wobei zwischen dem Kolbenbolzen (2) und dem ersten Pleuelauge (3) ein Lagerelement (21') angeordnet ist und das Lagerelement (21') einen Durchbruch (26) aufweist, der mit der Öffnung (6) des Schmiermittelkanals (5) korrespondiert, wobei das Lagerelement (21') zumindest im Endmontagezustand verdrehsicher innerhalb des ersten Pleuelauges (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (21') einen Lagerring (23) aufweist, der mit einem Ölführungsbereich (24') versehen ist, der abschnittsweise über einen Kreisring des Lagerrings (23) verläuft und zwei, auf gegenüberliegenden Seiten einer Längsachse (31) des Pleuels (4) liegende und in Drehrichtung D beabstandete Durchbrüche (26, 26') umfasst, die in der Endmontagestellung im Bereich des Eingriffbereichs (14) des Kolbenbolzens (2) liegen, wobei ein erster Durchbruch (26) eine Ölzuführöffnung des Lagerrings (23) ist, die mit der Öffnung (6) des Schmiermittelkanals (5) korrespondiert und ein zweiter Durchbruch (26') eine Ölabführöffnung des Lagerrings (23) ist, an die sich ein Ölabströmkanal (29) des Pleuels (4) anschließt.Reciprocating piston machine comprising at least one piston (1) which is connected to a connecting rod (4) via a piston pin (2) on a first connecting rod eye (3) of the connecting rod (4), wherein the connecting rod (4) has an internal lubricant channel (5), at least in some areas, which Lubricant is conveyed via an opening (6) on the first connecting rod eye (3) to the bearing point (7) of the piston pin (2), the piston pin (2) being rotatably mounted on the piston (1) and rotatable on the connecting rod (4), the piston pin (2) an angular momentum and a rotational movement (D) about its axis of rotation (8) can be imparted by applying the lubricant, with at least the opening (6) and/or the lubricant channel (5) in the area of the first connecting rod eye (3) being designed in such a way for this purpose is arranged so that the pivot point (9) of the axis of rotation (8) is not on the line of action (10) of the force (F) emanating from the lubricant and the force (F) causes the piston pin (2) to rotate (D), and where between the gudgeon pin (2nd ) and the first connecting rod eye (3), a bearing element (21') is arranged and the bearing element (21') has an opening (26) which corresponds to the opening (6) of the lubricant channel (5), the bearing element (21' ) is arranged in a torsion-proof manner inside the first connecting rod eye (3), at least in the final assembly state, characterized in that the bearing element (21') has a bearing ring (23) which is provided with an oil guiding area (24') which extends in sections over a circular ring of the bearing ring (23) and comprises two openings (26, 26') located on opposite sides of a longitudinal axis (31) of the connecting rod (4) and spaced apart in the direction of rotation D, which in the final assembly position are in the area of the engagement area (14) of the piston pin (2nd ) lie, wherein a first opening (26) is an oil supply opening of the bearing ring (23), which corresponds to the opening (6) of the lubricant channel (5) and a second opening (26') is an oil discharge opening of the bearing ring (23) i st, to which an oil outflow channel (29) of the connecting rod (4) is connected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine umfassend wenigstens einen Kolben der über einen Kolbenbolzen an einem ersten Pleuelauge eines Pleuels mit diesem verbunden ist, wobei das Pleuel einen zumindest bereichsweise innenliegenden Schmiermittelkanal aufweist, der über eine Öffnung am ersten Pleuelauge Schmiermittel zur Lagerstelle des Kolbenbolzens fördert, wobei der Kolbenbolzen drehbar am Kolben und drehbar am Pleuel gelagert ist.The invention relates to a reciprocating piston engine comprising at least one piston which is connected to a connecting rod via a piston pin on a first connecting rod eye of a connecting rod, the connecting rod having an internal lubricant channel, at least in some areas, which conveys lubricant to the bearing point of the piston pin via an opening on the first connecting rod eye, the Piston pin is rotatably mounted on the piston and rotatable on the connecting rod.

Aus der französischen Patentschrift FR 917 647 A geht eine Kolben-Pleuel-Verbindung hervor, wobei ein Kolbenbolzen über einen Lagerring in einem ersten Pleuelauge eines Pleuels drehbar gelagert ist, wobei über an den Stirnseiten des Kolbenbolzens angeordnete Sprengringe eine axiale Verschiebung des Kolbenbolzens verhindert wird. Das Pleuel weist eine geradlinig und mittig über die Längsachse des Pleuels verlaufenden Kanal auf, der über eine Ringnut um den Kolbenbolzen bzw. das Kolbenbolzenlager herum zu einer stirnseitigen Öffnung des Pleuels führt.From the French patent specification FR 917 647 A discloses a piston-connecting rod connection, a piston pin being rotatably mounted via a bearing ring in a first connecting rod eye of a connecting rod, with snap rings arranged on the end faces of the piston pin preventing axial displacement of the piston pin. The connecting rod has a channel running in a straight line and centrally over the longitudinal axis of the connecting rod, which channel leads via an annular groove around the piston pin or the piston pin bearing to an opening on the front side of the connecting rod.

Eine gattungsbildende Hubkolbenmaschine ist aus der SE 531 592 C2 bekannt.A generic reciprocating engine is from SE 531 592 C2 famous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die über einen Kolbenbolzen erfolgende Kolben-Pleuel-Verbindung einer Hubkolbenmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 derart weiterzubilden, dass ein verbesserter und zuverlässiger Aufbau eines tragfähigen Ölfilms und/oder generell eine verbesserte Schmierung zwischen dem Kolbenbolzen innerhalb des Kolbenpleuelverbundes gewährleistet wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung Schäden, wie beispielsweise das Fressen des Kolbenbolzens im Kolben oder in der Pleuellagerbuchse zu verhindern und einen kontinuierlichen und tragfähigen Schmierfilm zu erreichen.The invention is based on the object of further developing the piston-connecting rod connection of a reciprocating piston engine, which takes place via a piston pin, with the features of the preamble of claim 1 in such a way that an improved and reliable build-up of a load-bearing oil film and/or generally improved lubrication between the piston pin within of the piston connecting rod assembly is guaranteed. Furthermore, it is the object of the invention to prevent damage, such as the seizure of the piston pin in the piston or in the connecting rod bearing bush, and to achieve a continuous and load-bearing lubricating film.

Diese Vorteile sollen als weitere Aufgabe durch geringfügige Veränderungen und Eingriffe in das Design des Kolben-Pleuel-Verbundes realisiert werden.These advantages are to be realized as a further task through minor changes and interventions in the design of the piston-connecting rod combination.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 10.This object is solved by the features of claim 1. Advantageous developments of the invention result from the dependent claims 2 to 10.

Als Kern der Erfindung wird es angesehen, dass dem Kolbenbolzen durch Beaufschlagung mit dem Schmiermittel ein Drehimpuls und eine Drehbewegung um seine Rotationsachse aufprägbar ist, wobei hierzu zumindest die Öffnung und/oder der Schmiermittelkanal des ersten Pleuelauges derart angeordnet ist, dass der Drehpunkt der Rotationsachse nicht auf der Wirklinie der von dem Schmiermittel ausgehenden Kraft liegt und die Kraft den Kolbenbolzen in eine Drehbewegung versetzt. Durch diesen nicht mittigen Verlauf der Wirklinie relativ zu dem Drehpunkt der Rotationsachse des Kolbenbolzens wird es ermöglicht, durch die Beaufschlagung des Kolbenbolzens mit dem Schmiermittel und damit durch den anliegenden Druck des Schmiermittels einen Drehimpuls auf den Kolbenbolzen aufzubringen. Dies wird vorzugsweise dadurch verstärkt, dass der „Hebel“ und damit die Länge des Lots vom Drehpunkt auf die Wirklinie wenigstens ein Drittel des Radius des Kolbenbolzens, vorzugsweise wenigstens die Hälfte des Radius des Kolbenbolzens, besonders bevorzugt wenigstens drei Viertel des Radius des Kolbenbolzens, insbesondere im wesentlichen Tangential zu dem Kolbenbolzen verläuft. Durch diese vom Drehpunkt der Symmetrieachse beabstandete Krafteinwirkung des Schmiermittels an dessen Wirklinie kann die Drehbewegung initiierende Wirkung des Schmiermittels verstärkt werden. Mit im Wesentlichen tangential zum Kolbenbolzen ist gemeint, dass die Länge des Lots von dem Drehpunkt auf die Wirklinie wenigstens 80 % des Radius des Kolbenbolzens entspricht und damit die Wirklinie im wesentlichen tangential zu dem Kolbenbolzen verläuft.The core of the invention is considered to be that the piston pin can be imparted with a rotational momentum and a rotational movement about its axis of rotation by applying the lubricant, with at least the opening and/or the lubricant channel of the first connecting rod eye being arranged in such a way that the pivot point of the axis of rotation is not lies on the line of action of the force emanating from the lubricant and the force causes the piston pin to rotate. This non-central course of the line of action relative to the pivot point of the axis of rotation of the piston pin makes it possible to apply a rotary momentum to the piston pin by applying the lubricant to the piston pin and thus by the applied pressure of the lubricant. This is preferably reinforced by the fact that the "lever" and thus the length of the perpendicular from the pivot point to the line of action is at least one third of the radius of the piston pin, preferably at least half of the radius of the piston pin, particularly preferably at least three quarters of the radius of the piston pin, in particular substantially tangential to the gudgeon pin. The effect of the lubricant initiating the rotational movement can be intensified by this force action of the lubricant, which is at a distance from the pivot point of the axis of symmetry, on its line of action. Substantially tangential to the piston pin means that the length of the perpendicular from the pivot point to the line of action corresponds to at least 80% of the radius of the piston pin and the line of action is therefore substantially tangential to the piston pin.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Umfangsfläche des Kolbenbolzens zumindest bereichsweise mit wenigstens einem Eingriffbereich versehen ist, auf dem zumindest phasenweise der aus der Öffnung des Schmiermittelkanals austretende Schmiermittelstrom auftrifft. Der Eingriffbereich kann beispielsweise eine Ausnehmung und/oder eine aufgeraute Oberfläche umfassen, so dass sich an oder in dem Eingriffbereich eine zumindest vergrößerte Berührfläche mit dem Schmiermittel ergibt. Beispielsweise kann der Eingriffbereich als eine entweder kontinuierliche oder sequenzielle Ringnut an der Umfangsfläche des Kolbenbolzens angeordnet sein. Dadurch dass der Eingriffbereich zumindest phasenweise mit der Öffnung des Schmiermittelkanals korrespondiert, kann das Schmiermittel den Eingriffbereich beaufschlagen und eine Kraftübertragung stattfinden. Vorzugsweise ist der Eingriffbereich mit wenigstens einer Ausnehmung und/oder einer aufgerauten Oberfläche versehen. Der Eingriffbereich kann auch durch ein Beschichtungsverfahren auf den Kolbenbolzen aufgebracht werden, so dass ein beschichteter Kolbenbolzen vorliegt.In a further advantageous embodiment, it is provided that the peripheral surface of the piston pin is provided at least in some areas with at least one engagement area on which the lubricant flow emerging from the opening of the lubricant channel impinges at least in phases. The engagement area can, for example, comprise a recess and/or a roughened surface, so that there is at least an enlarged contact surface with the lubricant on or in the engagement area. For example, the engagement area may be arranged as either a continuous or sequential annular groove on the peripheral surface of the piston pin. Due to the fact that the engagement area corresponds at least in phases to the opening of the lubricant channel, the lubricant can act on the engagement area and a power transmission can take place. The engagement area is preferably provided with at least one recess and/or a roughened surface. The engagement area can also be applied to the piston pin by a coating process, so that a coated piston pin is present.

Bevorzugt erstreckt sich der Schmiermittelkanal des Pleuels von einem zweiten Pleuelauge, vorzugsweise einem kurbelwellenseitigen Pleuelauge zu dem ersten Pleuelauge im Inneren des Pleuels. So kann als Ölförderweg ein Weg beschritten werden, der von einem Kurbelwellenhauptlager über entsprechende Kanäle und/oder Rillen der Kurbelwelle zu dem zweiten Pleuelauge des Pleuels führt. Von dem zweiten Pleuelauge kann das Öl über einen den im Inneren des Pleuels verlaufenden Kanal zu einem ersten Pleuelauge und anschließend das zu dem Kolbenbolzen transportiert werden.The lubricant channel of the connecting rod preferably extends from a second connecting rod eye, preferably a connecting rod eye on the crankshaft side, to the first connecting rod eye inside the connecting rod. Thus, a path can be described as an oil delivery path ten, which leads from a crankshaft main bearing via corresponding channels and/or grooves in the crankshaft to the second connecting rod eye of the connecting rod. From the second connecting rod eye, the oil can be transported via a channel running inside the connecting rod to a first connecting rod eye and then to the gudgeon pin.

Der Schmiermittelkanal verläuft bevorzugt geradlinig innerhalb des Pleuels, dabei schließtder Kanal zu der Längsachse des Pleuels einen Winkel α von 2 ° - 20 °, vorzugsweise einen Winkel α von 4° - 15° ein. Alternativ kann der geradlinige Schmiermittelkanal innerhalb des Pleuels auch parallel oder im Wesentlichen parallel zur Mittellängsachse des Pleuels verlaufen, jedoch ist er dann um wenigstens 5 %, vorzugsweise um wenigstens 15 % der minimalen Breite des Pleuels parallel zu der Längsachse des Pleuels versetzt angeordnet. Durch diese dezentrale Anordnung des Kanals relativ zur Mittellängsachse oder durch die einen Winkel von 2° bis 20° einschließende Anordnung des Kanals zu der Mittellängsachse wird eine außermittige Anordnung der Wirklinie im Angriffsbereich an den Kolben erreicht, so dass der Drehimpuls eingebracht werden kann. Gleichzeitig wird durch die entsprechende oben beschriebene Winkellage und/oder die in Grenzen vorgesehene Versetzung des Kanals relativ parallel zu der Längsachse des Pleuels gewährleistet, dass trotz Materialschwächung im Pleuel durch die erfindungsgemäße Lage des Schmiermittelkanals noch eine ausreichende Festigkeit des Pleuels gegeben ist.The lubricant channel preferably runs in a straight line within the connecting rod, the channel enclosing an angle α of 2°-20°, preferably an angle α of 4°-15°, to the longitudinal axis of the connecting rod. Alternatively, the straight lubricant channel within the connecting rod can also run parallel or essentially parallel to the central longitudinal axis of the connecting rod, but it is then offset by at least 5%, preferably by at least 15% of the minimum width of the connecting rod parallel to the longitudinal axis of the connecting rod. This decentralized arrangement of the channel relative to the central longitudinal axis or the arrangement of the channel at an angle of 2° to 20° to the central longitudinal axis results in an eccentric arrangement of the line of action in the area of application to the piston, so that the angular momentum can be introduced. At the same time, the corresponding angular position described above and/or the displacement of the channel provided within certain limits relative parallel to the longitudinal axis of the connecting rod ensures that the connecting rod is still sufficiently strong despite the weakening of the material in the connecting rod due to the position of the lubricant channel according to the invention.

Der Eingriffbereich ist vorzugsweise mit wenigstens zwei Ausnehmungen versehen, die punktsymmetrisch und/oder drehsymmetrisch zum durch die Rotationsachse gebildeten Zentrum des Kolbenbolzens angeordnet sind. Die punktsymmetrische und/oder drehsymmetrische Anordnung des Eingriffbereichs erlaubt einerseits eine einfache und kostengünstige Fertigung des erfindungsgemäßen Kolbenbolzens als auch eine vorteilhafte Ausgestaltung des Kolbenbolzens hinsichtlich der Drehbewegungseinbringung durch das Schmiermittel. Diese Vorteile werden alternativ oder zusätzlich auch dadurch erreicht, dass wenigstens zwei Ausnehmungen äquidistant auf der Umfangsfläche des Kolbenbolzens angeordnet sind.The engagement area is preferably provided with at least two recesses which are arranged point-symmetrically and/or rotationally symmetrically to the center of the piston pin formed by the axis of rotation. The point-symmetrical and/or rotationally symmetrical arrangement of the engagement area allows simple and cost-effective production of the piston pin according to the invention as well as an advantageous configuration of the piston pin with regard to the rotational movement introduced by the lubricant. Alternatively or additionally, these advantages are also achieved in that at least two recesses are arranged equidistantly on the peripheral surface of the piston pin.

Die Ausnehmung bzw. die Ausnehmungen des Eingriffsbereich sind vorzugsweise nach Art einer Sackgasse und/oder nach Art einer Schaufel oder nach Art einer Rändelung ausgebildet, insbesondere die sackgassen- oder schaufelartige Ausbildung des Eingriffsbereichs erlaubt einen effektiven Antrieb des Kolbenbolzens ausgehend von dem anliegenden Schmiermitteldruck. The recess or recesses of the engagement area are preferably designed in the manner of a dead end and/or in the manner of a blade or in the manner of knurling, in particular the dead end or blade-like design of the engagement area allows an effective drive of the piston pin based on the applied lubricant pressure.

Hinsichtlich einer einfachen Fertigung und/oder einer wirkungsvollen Ausgestaltung der Schnittstelle für den anliegenden Öldruck ist es vorteilhaft, wenn der Eingriffbereich über ein ringartigen Längsabschnitt des Kolbenbolzens an dessen Umfangsfläche angeordnet ist, wobei der ringartige Längsabschnitt vorzugsweise eine konstante Ringbreite aufweist und/oder die Ringbreite wenigstens 50 % der maximalen Länge der Öffnung beträgt. Bessere Ergebnisse lassen sich darüber hinaus erreichen, wenn die Ringbreite wenigstens 90 % der maximalen Länge der Öffnung, insbesondere wenigstens 125 % der maximalen Länge der Öffnung beträgt. Damit kann die Öffnung sowohl größer als auch kleiner als die Ringbreite ausgestaltet sein. Je nach Wahl des Verhältnisses zwischen Öffnung des Kanals und der Ringbreite kann eine stärkere oder schwächere Antriebskraft ausgehend von dem anliegenden Öl realisiert werden.With regard to simple production and/or an effective design of the interface for the applied oil pressure, it is advantageous if the engagement area is arranged over a ring-like longitudinal section of the piston pin on its peripheral surface, with the ring-like longitudinal section preferably having a constant ring width and/or at least the ring width 50% of the maximum length of the opening. In addition, better results can be achieved if the ring width is at least 90% of the maximum length of the opening, in particular at least 125% of the maximum length of the opening. The opening can thus be designed either larger or smaller than the width of the ring. Depending on the choice of the ratio between the opening of the channel and the width of the ring, a stronger or weaker driving force can be realized from the oil present.

Eine Effektivitätssteigerung des Antriebs des Kolbenbolzens kann zusätzlich oder alternativ auch dadurch gewährleistet werden, dass der Eingriffbereich derart unsymmetrisch zur Radiuslinie des Kolbenbolzens ausgebildet ist, dass bei Beaufschlagung des Eingriffbereichs mit dem Schmiermittel eine definierte Richtung für den aufgeprägten Drehimpuls erreicht wird. Mit der unsymmetrischen Ausgestaltung des Eingriffbereichs relativ zu der Radiuslinie des Kolbenbolzens wird erreicht, dass der anliegende Schmiermitteldruck den Kolbenbolzen in eine definierte Drehrichtung bewegt. Dadurch wird es ermöglicht die Eingriffbereiche und/oder die Lagerstellen des Kolbenbolzens an dem Pleuel bzw. an dem zwischen dem Pleuel und dem Kolbenbolzen angeordnete Lagerelemente gezielter auszulegen.An increase in the effectiveness of the drive of the piston pin can additionally or alternatively also be ensured in that the engagement area is designed asymmetrically to the radius line of the piston pin such that when the engagement area is acted upon by the lubricant, a defined direction for the applied angular momentum is achieved. The asymmetrical design of the engagement area relative to the radius line of the piston pin ensures that the applied lubricant pressure moves the piston pin in a defined direction of rotation. This makes it possible to design the engagement areas and/or the bearing points of the piston pin on the connecting rod or on the bearing elements arranged between the connecting rod and the piston pin in a more targeted manner.

Erfindungsgemäß ist zwischen dem Kolbenbolzen und dem ersten Pleuelauge ein Lagerelement angeordnet, das beispielsweise wenigstens zwei Lagerschalen oder einen Lagerring (z.B. eine Lagerbuchse) aufweist, wobei das Lagerelement mit einem Durchbruch versehen ist, der mit der Öffnung des Schmiermittelkanals korrespondiert, sodass das Schmiermittel aus der Öffnung des Schmiermittelkanals austreten, den Durchbruch passieren und am Kolbenbolzen anliegen kann. Erfindungsgemäß ist das Lagerelement zumindest im Endmontagezustand verdrehsicher innerhalb des Pleuelauges angeordnet.According to the invention, a bearing element is arranged between the piston pin and the first connecting rod eye, which has, for example, at least two bearing shells or a bearing ring (e.g. a bearing bush), the bearing element being provided with an opening which corresponds to the opening of the lubricant channel, so that the lubricant can flow out of the can escape through the opening of the lubricant channel, pass through the opening and rest against the piston pin. According to the invention, the bearing element is arranged, at least in the final assembly state, so that it cannot rotate within the connecting rod eye.

Das Lagerelement selbst ist erfindungsgemäß mit einem Ölführungsbereich versehen, der wiederum beispielsweise wenigstens zwei Ausnehmungen umfasst, die in Endmontagestellung zumindest phasenweise im Bereich des Eingriffbereichs des Kolbenbolzens liegen. Der Ölführungsbereich kann besonders bevorzugt eine weitere Konkretisierung umfassen, nämlich einen Entspannungsbereich und einen Verdrängungsbereich. Der Verdrängungsbereich wirkt derart, dass bei relativer Verdrehung des Kolbenbolzens zu dem Lagerelement den Druck des sich im Ölführungsbereich befindlichen Öls erhöht und dieses vorzugsweise zu benachbarten Flächenabschnitten verdrängt. Es kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass sich in dem Entspannungsbereich in einer ersten relativ verdrehten Position von Kolbenbolzen und Ölführungsbereich Öl ansammelt und bei weiterer Verdrehung des Kolbenbolzens relativ zu dem Ölführungsbereich das Volumen, das sich aus dem Entspannungsbereich, dem Verdrängungsbereich und dem Ölführungsbereich zusammen ergibt, verringert. Durch diese Relativverdrehung und die Volumenreduktion steigt der Druck des Öls im Verdrängungsbereich an, so dass das Öl zum Beispiel über entsprechende Gleitschrägen an benachbarte Bereiche des Verdrängungsbereichs ausweist bzw. „hineingedrückt“ wird und dort einen Schmierfilm zur besseren Schmierung des Kolbenbolzens bildet.According to the invention, the bearing element itself is provided with an oil guiding area, which in turn comprises, for example, at least two recesses which, in the final assembly position, are located at least in phases in the area of the engagement area of the piston pin. The oil flow area can particularly preferably include a further specification, namely a relaxation area and a displacement area. The displacement area acts in such a way that when the piston pin rotates relative to the bearing element, the pressure of the oil located in the oil guiding area increases and this is preferably displaced to adjacent surface sections. For example, it can be designed in such a way that oil collects in the relaxation area in a first relatively twisted position of the piston pin and oil guiding area, and with further rotation of the piston pin relative to the oil guiding area, the volume that results from the relaxation area, the displacement area and the oil guiding area together , decreased. Due to this relative torsion and the reduction in volume, the pressure of the oil in the displacement area increases, so that the oil is expelled or "pressed in" to neighboring areas of the displacement area via corresponding sliding slopes, where it forms a lubricating film for better lubrication of the piston pin.

Das Pleuel weist erfindungsgemäß neben dem Schmiermittelkanal der sich von dem zweiten Pleuelauge zum ersten Pleuelauge erstreckt, einen Ölabströmkanal auf. Der Ölabströmkanal erstreckt sich vorzugsweise vom ersten Pleuelauge weg und mündet an der äußeren Oberfläche des Pleuels. Der Ölabströmkanal korrespondiert vorzugsweise zumindest phasenweise mit dem Eingriffbereich des Kolbenbolzens direkt oder über einen Durchbruch eines dazwischen liegenden Lagerelementes. Der Ölabströmkanal ist vorteilhaft derart ausgelegt, dass ein gewisser, wenn auch gegebenenfalls diskontinuierlicher Öldurchsatz gewährleistet werden kann. So kann durch die Auslegung des Ölabströmkanals (Querschnitt und/oder Drosselbereich) einerseits und des Eingriffbereichs des Kolbenbolzens andererseits ein ausreichender Volumenstrom des Öls über den Eingriffbereich und über den Abströmkanal gewährleistet werden.According to the invention, the connecting rod has an oil outflow channel next to the lubricant channel which extends from the second connecting rod eye to the first connecting rod eye. The oil outflow channel preferably extends away from the first connecting rod eye and opens out on the outer surface of the connecting rod. The oil outflow channel preferably corresponds, at least in phases, to the engagement area of the piston pin directly or via an opening in a bearing element lying in between. The oil outflow channel is advantageously designed in such a way that a certain throughput of oil, albeit possibly discontinuous, can be ensured. The design of the oil outflow channel (cross section and/or throttle area) on the one hand and the engagement area of the piston pin on the other hand can ensure a sufficient volume flow of the oil over the engagement area and over the outflow channel.

Andererseits muss der Widerstand des Ölabströmkanals groß genug sein um den Kolbenbolzen durch den Druck des Schmiermittels am Bereich des Eingriffbereiches in eine Drehbewegung zu versetzen. Die weitere Ausgestaltung kann allgemein als Ölnutendesign bezeichnet werden.On the other hand, the resistance of the oil discharge channel must be large enough to cause the piston pin to rotate by the pressure of the lubricant at the area of the engagement area. The further configuration can generally be referred to as an oil groove design.

Die Erfindung stützt sich ferner auf einen erfindungsgemäßen Kolbenbolzen der in einer Hubkolbenmaschine verwendet wird.The invention is also based on a piston pin according to the invention which is used in a reciprocating engine.

Darüber hinaus ist der Gedanke auch durch ein Verfahren gekennzeichnet, das zur Lagerung eines Kolbens über einen Kolbenbolzen an einem ersten Pleuelauge eines ersten Pleuels einen innenliegenden Schmiermittelkanal vorsieht, der Schmiermittel zu einer Öffnung im Bereich des Pleuelauges fördert und den Kolbenbolzen schmiert, wobei die Oberfläche des Kolbenbolzen zumindest bereichsweise mit einem Eingriffbereich versehen ist, der derart beschaffen ist, dass der Kolbenbolzen bei Beaufschlagung des Schmiermittels einen Drehimpuls erfährt, wobei zumindest ein Teil des Impulses des Schmiermittelstroms in die Drehbewegung des Kolbenbolzens übergeht, wobei der Schmiermittelstrom vorzugsweise pulsierend einen Drehimpuls auf den Kolbenbolzen überträgt und/oder einprägt.In addition, the idea is also characterized by a method that provides an internal lubricant channel for mounting a piston via a piston pin on a first connecting rod eye of a first connecting rod, which conveys lubricant to an opening in the area of the connecting rod eye and lubricates the piston pin, with the surface of the The piston pin is provided with an engagement area at least in certain areas, which is designed in such a way that the piston pin experiences a rotary momentum when the lubricant acts on it, with at least part of the momentum of the lubricant flow converting into the rotary movement of the piston pin, with the lubricant flow preferably pulsating a rotary momentum on the piston pin transmits and/or imprints.

Grundsätzlich ist es für die erfindungsgemäße Vorrichtung unerheblich, ob der am Kolbenbolzen anliegende Schmiermittelstrom kontinuierlich oder pulsierend anliegt. Vorzugsweise wird jedoch die Öffnung des Kanals mit einem pulsierenden Schmiermittelstroms versorgt. Eine derartige Pulsation des Schmiermittels an dem angegebenen Ort kann dadurch erreicht werden, dass an dem Zuführweg des Schmiermittels vorzugsweise an sich drehenden Schnittstellen des Schmiermittelweges über die Drehbewegung der Kurbelwelle sich verändernde Volumenabschnitte befinden und/oder der Schmiermittelzuführweg an bestimmten Relativverdrehungen der Kurbelwelle zu weiteren Schmiermittelwegeelementen gänzlich verschließt.In principle, it is irrelevant for the device according to the invention whether the flow of lubricant present at the piston pin is continuous or pulsating. Preferably, however, the opening of the channel is supplied with a pulsating stream of lubricant. Such a pulsation of the lubricant at the specified location can be achieved by having volume sections that change on the lubricant supply path, preferably at rotating interfaces of the lubricant path via the rotational movement of the crankshaft, and/or the lubricant supply path at certain relative rotations of the crankshaft to other lubricant path elements entirely locked.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in Zeichnungsfiguren näher erläutert.The invention is explained in more detail using exemplary embodiments in the drawing figures.

Diese zeigen:

1: eine schematische Vollschnittdarstellung eines erfindungsgemä-ßen Kolben-Pleuel-Verbundes;
2: eine schematische perspektivische Darstellung des Kolben-Pleuel-Verbundes gemäß 1;
3: eine schematische Vollschnittdarstellung der Seitenansicht des Kolben-Pleuel-Verbundes gemäß 1;
4: eine schematische Vollschnittdarstellung einer alternativen Ausführung des Kolben-Pleuel-Verbundes gemäß 3;
5 eine schematische Detaildarstellung des Lagerbereiches im ersten Pleuelauge des Pleuels gemäß 3;
6 eine schematische Detaildarstellung eines alternativ ausgebildeten Lagerbereiches gemäß 4;
7 eine schematische Detaildarstellung des Eingriffbereichs eines Kolbenbolzen;
8: eine schematische perspektivische Darstellung eines zweitiligen Lagerrings für ein zweites Pleuelauge;
9: eine schematische perspektivische Darstellung eines einteiligen Lagerrings für ein erstes Pleuelauge;
10 eine schematische perspektivische Darstellung eines mit Ausnehmungen im Eingriffbereich versehenen Kolbenbolzen;
11 eine schematische Vollschnittdarstellung eines Details gemäß 3.

These show:

1 : a schematic full sectional view of a piston-connecting rod combination according to the invention;
2 : a schematic perspective view of the piston-connecting rod combination according to FIG 1 ;
3 : a schematic full sectional representation of the side view of the piston-connecting rod combination according to FIG 1 ;
4 : a schematic full sectional representation of an alternative embodiment of the piston-connecting rod assembly according to FIG 3 ;
5 a schematic detailed representation of the bearing area in the first connecting rod eye of the connecting rod according to FIG 3 ;
6 a schematic detailed representation of an alternatively designed storage area according to FIG 4 ;
7 a schematic detailed view of the engagement area of a piston pin;
8th : a schematic perspective representation of a two-piece bearing ring for a second connecting rod eye;
9 : a schematic perspective view of a one-piece bearing ring for a first connecting rod eye;
10 a schematic perspective view of a piston pin provided with recesses in the engagement area;
11 a schematic full-section representation of a detail according to FIG 3 .

In den Zeichnungsfiguren sind zwei unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben. Aus Zeichnungsfigur 1 ist ein Teil einer Hubkolbenmaschine dargestellt, umfassend einen Kolben 1 der über einen Kolbenbolzen 2 an einem ersten Pleuelauge 3 eines Pleuels 4 mit diesem verbunden ist, wobei das Pleuel 4 einen zumindest bereichsweise innenliegenden Schmiermittelkanal 5 aufweist, der über eine Öffnung 6 am ersten Pleuelauge 3 Schmiermittel zur Lagerstelle 7 des Kolbenbolzens 2 fördert, wobei der Kolbenbolzen 2 drehbar am Kolben 1 und drehbar am Pleuel 4 gelagert ist. Das zur Öffnung 6 transportierte Schmiermittel gewährleistet eine Schmierung des Kolbenbolzens 2 sowohl am Pleuel 4 als auch am Kolben 1.Two different embodiments are described in the drawing figures. Drawing figure 1 shows a part of a reciprocating piston engine, comprising a piston 1 which is connected to a first connecting rod eye 3 of a connecting rod 4 via a piston pin 2, the connecting rod 4 having at least some areas of an internal lubricant channel 5 which has an opening 6 on the first connecting rod eye 3 promotes lubricant to the bearing point 7 of the piston pin 2, the piston pin 2 being rotatably mounted on the piston 1 and rotatably on the connecting rod 4. The lubricant transported to the opening 6 ensures lubrication of the gudgeon pin 2 both on the connecting rod 4 and on the piston 1.

Durch Beaufschlagung des Kolbenbolzens 2 mit einem Schmiermittel wird ein Drehimpuls und eine Drehbewegung gemäß Pfeil D um die Rotationsachse 8 des Kolbenbolzens 2 aufgeprägt. Hierzu ist die Öffnung 6 und/oder der Schmiermittelkanal 5 im Bereich des ersten Pleuelauges 3 derart angeordnet, dass der Drehpunkt 9 der Rotationsachse 8 nicht auf der Wirklinie 10 der von dem Schmiermittel ausgehenden Kraft F liegt und die Kraft F den Kolbenbolzen 2 in eine Drehbewegung D versetzt. Gemäß der Detaildarstellung 11 des Details aus 3 beträgt die Länge des Lots 11 von dem Drehpunkt 9 auf die Wirklinie 10 wenigstens einem Drittel des Radius 12 des Kolbenbolzens 2, besonders bevorzugt verläuft die Wirklinie 10 im wesentlichen tangential zu dem Kolbenbolzen 2. Wie insbesondere aus den Zeichnungsfiguren 1, 5, 6, 7 sowie 10 entnehmbar ist, weist die Umfangsfläche 13 des Kolbenbolzens 2 einen Eingriffsbereich 14 auf, der durch das aus der Öffnung 6 des Schmiermittelkanals 5 austretenden Schmiermittelstroms beaufschlagt wird, wobei dem Schmiermittelstrom ein Teil seines Impulses entzogen wird und zumindest teilweise der entzogene Teil auf den Eingriffbereich 14 übergeht. In der dargestellten Ausführungsform weist der Eingriffbereich 14 regelmäßig über ein schmales Band des Kolbenbolzens 2 verlaufende Ausnehmungen 15 auf, in welche das Schmiermittel eindringen kann. Alternativ oder zusätzlich zu der Ausgestaltung des Eingriffbereichs 14 als Ausnehmung 15 kann dieser auch als eine aufgeraute Oberfläche, und/oder als Beschichtung ausgebildet sein (nicht dargestellt).Applying a lubricant to the piston pin 2 imparts a rotary momentum and a rotary movement according to arrow D about the axis of rotation 8 of the piston pin 2 . For this purpose, the opening 6 and/or the lubricant channel 5 is arranged in the area of the first connecting rod eye 3 in such a way that the pivot point 9 of the axis of rotation 8 does not lie on the line of action 10 of the force F emanating from the lubricant and the force F causes the piston pin 2 to rotate D offset. According to the detail view 11 of the detail 3 the length of the perpendicular 11 from the pivot point 9 to the line of action 10 is at least one third of the radius 12 of the piston pin 2, the line of action 10 particularly preferably runs essentially tangentially to the piston pin 2. As can be seen in particular from the drawing figures 1, 5, 6, 7 and 10, the circumferential surface 13 of the piston pin 2 has an engagement area 14 which is acted upon by the lubricant flow emerging from the opening 6 of the lubricant channel 5, with the lubricant flow being deprived of some of its momentum and at least part of the extracted part acting on the engagement area 14 passes. In the illustrated embodiment, the engagement area 14 has recesses 15 running regularly over a narrow band of the piston pin 2, into which the lubricant can penetrate. As an alternative or in addition to the configuration of the engagement area 14 as a recess 15, it can also be configured as a roughened surface and/or as a coating (not shown).

Gemäß Zeichnungsfigur 10 ist der Eingriffbereich 14 über einen ringartigen Längsabschnitt 16 des Kolbenbolzens 2 an dessen Umfangsfläche 13 angeordnet, wobei der ringartige Längsabschnitt 16 eine konstante Ringbreite 17 aufweist und die Ringbreite 17 60 % der maximalen Länge der Öffnung 6 beträgt.According to drawing figure 10, the engagement area 14 is arranged over a ring-like longitudinal section 16 of the piston pin 2 on its peripheral surface 13, the ring-like longitudinal section 16 having a constant ring width 17 and the ring width 17 being 60% of the maximum length of the opening 6.

Das Schmiermittel der Hubkolbenmaschine liegt an einem Kurbelwellenhauptlager 18 an und gelangt über innerhalb der Kurbelwelle 20 verlaufende Kanäle zu dem Lagerort des Pleuels 4, wobei das Pleuel 4 über ein zweites Pleuelauge 19 an der Kurbelwelle 20 drehbar gelagert ist. Der Schmiermittelkanal 5 des Pleuels 4 verläuft von dem zweiten Pleuelauge 19 zu dem ersten Pleuelauge 3 im inneren des Pleuels 4.The lubricant of the reciprocating piston engine rests on a crankshaft main bearing 18 and reaches the bearing location of the connecting rod 4 via channels running inside the crankshaft 20 , the connecting rod 4 being rotatably mounted on the crankshaft 20 via a second connecting rod eye 19 . The lubricant channel 5 of the connecting rod 4 runs from the second connecting rod eye 19 to the first connecting rod eye 3 inside the connecting rod 4.

Der Kolbenbolzen 2 und/oder die Kurbelwelle 20 sind, wie in den Zeichnungsfiguren dargestellt, über entsprechende Lagerelemente 21, 21' (vergleiche 8 und 9) gelagert. In der dargestellten Ausführung ist der zweiteilige Lagerring 22 aus Zeichnungsfigur 8 zwischen dem zweiten Pleuelauge 19 und der Kurbelwelle 20 und der zweite, einstückige Lagerring 23 (vergleiche 9) zwischen dem ersten Pleuelauge 3 und dem Kolbenbolzen 2 angeordnet. Beide Lagerringe 22, 23 sind mit Ölführungsbereichen 24, 24' versehen. Diese Ölführungsbereiche 24, 24' können abschnittweise über den Kreisring der Lagerringe 22, 23 verlaufen und weisen vorzugsweise eine Öffnung 25, 26, 26' auf, wobei die Öffnung 25 eine Zuführöffnung des Lagerrings 22 ist und die Öffnung 26 eine Ölzuführöffnung und die Öffnung 26' eine Ölabführöffnung des Lagerringes 23 gemäß 9 ist.The piston pin 2 and/or the crankshaft 20 are, as shown in the drawing figures, via corresponding bearing elements 21, 21' (cf 8th and 9 ) stored. In the embodiment shown, the two-part bearing ring 22 from drawing figure 8 is between the second connecting rod eye 19 and the crankshaft 20 and the second, one-piece bearing ring 23 (cf 9 ) between the first connecting rod eye 3 and the piston pin 2. Both bearing rings 22, 23 are provided with oil guide areas 24, 24'. These oil supply areas 24, 24' can run in sections over the circular ring of the bearing rings 22, 23 and preferably have an opening 25, 26, 26', with the opening 25 being a supply opening of the bearing ring 22 and the opening 26 being an oil supply opening and the opening 26 'An oil discharge opening of the bearing ring 23 according to 9 is.

In einer weiteren nicht dargestellten vorteilhaften Ausführungsform weist der Öffnungsbereich 24, 24' wenigstens zwei voneinander getrennte und/oder beabstandete Ausnehmungen auf, die im Endmontagezustand zumindest phasenweise im Bereich des Eingriffbereichs 14 des Kolbenbolzens 2 liegen. Hierbei kann der Ölführungsbereich 24, 24' einen Entspannungsbereich (nicht dargestellt) und einen Verdrängungsbereich (nicht dargestellt) umfassen, wobei der Verdrängungsbereich während der relativen Verdrehung des Kolbenbolzen 2 zu dem Lagerelement 21, 21' dem Druck des sich im Ölführungsbereich 24, 24' befindlichen Öls erhöht und dieses vorzugsweise zu benachbarten Flächenabschnitten 27, 27' des Kolbenbolzens 2 verdrängt. Die Durchtrittsfläche der Öffnungen 25, 26, 26' können einzeln oder alle gleich oder ähnlich der Durchtrittfläche der Öffnung 6 gewählt sein.In a further advantageous embodiment not shown, the opening area 24, 24' has at least two separate and/or spaced recesses which, in the final assembly state, are located at least in phases in the area of the engagement area 14 of the piston pin 2. Here, the oil supply area 24, 24 'comprise a relaxation area (not shown) and a displacement area (not shown), the displacement area during the relative rotation of the piston pin 2 to the bearing element 21, 21' the pressure in the oil supply area 24, 24 ' The oil present is increased and this is preferably displaced to adjacent surface sections 27, 27' of the piston pin 2. The passage area of the openings 25, 26, 26' can be chosen individually or all to be the same or similar to the passage area of the opening 6.

In der in Zeichnungsfigur 11 dargestellten Ausführungsform ist der Eingriffbereich 14 symmetrisch zur Radiuslinie 28 des Kolbenbolzens 2 ausgebildet, dies gewährleistet eine kostengünstige Herstellung des Kolbenbolzens 2. Alternativ (nicht dargestellt) kann der Eingriffbereich 14 unsymmetrisch zur Radiuslinie 28 ausgebildet sein, so dass bei Beaufschlagung des Eingriffbereichs 14 mit dem Schmiermittel eine Verstärkung der definierten Drehrichtung für den aufgebrachten Drehimpuls auf den Kolbenbolzen 2 - neben dem Effekt aus dem außermittigen Auftreffpunkt der Öffnung 6 der Leitung 5 - erreicht wird.In the embodiment shown in drawing figure 11, the engagement area 14 is embodied symmetrically to the radius line 28 of the piston pin 2, which ensures that the piston pin 2 can be manufactured at low cost. Alternatively (not shown), the engagement area 14 can be embodied asymmetrically to the radius line 28, so that when the Engagement area 14 with the Lubricant amplification of the defined direction of rotation for the angular momentum applied to the piston pin 2 - is achieved - in addition to the effect of the off-center impact point of the opening 6 of the line 5.

Der Eingriffbereich 14 kann zusätzlich oder alternativ mit Ausnehmungen 15 versehen sein, die punktsymmetrisch und/oder drehsymmetrisch zu dem durch die Rotationsachse 8 gebildeten Zentrum (Drehpunkt 9) des Kolbenbolzens 2 angeordnet sind. Die Ausnehmungen sind äquidistant auf der Umfangsfläche 13 angeordnet. Die Ausnehmungen 15 des Eingriffbereichs 14 sind als sackgassenähnliche Ausnehmungen 15 ausgebildet, sodass sich das zugeführte Schmiermittel in den sackgassenähnlichen Ausnehmungen 15 anstaut und durch das Anliegen des Drucks bzw. der Kraft des Schmiermittels eine Drehbewegung des Kolbenbolzens 2 initiiert wird.The engagement area 14 can additionally or alternatively be provided with recesses 15 which are arranged point-symmetrically and/or rotationally symmetrically to the center (pivot point 9) of the piston pin 2 formed by the axis of rotation 8. The recesses are arranged equidistantly on the peripheral surface 13 . The recesses 15 of the engagement area 14 are designed as dead-end-like recesses 15 so that the supplied lubricant accumulates in the dead-end-like recesses 15 and the application of the pressure or the force of the lubricant initiates a rotational movement of the piston pin 2 .

Alternativ oder zusätzlich können die Ausnehmungsbereiche der Ausnehmungen 15 nach Art von Schaufeln und/oder nach Art einer Rändelung ausgebildet sein. Beispielsweise kann fertigungstechnisch dies durch ein materialabtragendes Verfahren wie beispielsweise ein spanabhebendes Verfahren realisiert werden. Ebenso ist es möglich, den Eingriffsbereich 14 durch ein Beschichtungs-, ein Erodier-, ein Laserabtrag- oder sonstige Strukturierungen auf einer Oberfläche schaffende Verfahren zu fertigen. In Zeichnungsfiguren 5 bis 7 ist erkennbar wie das Schmiermittel durch den Schmiermittelkanal 5 über den Durchbruch 26 zu dem Eingriffbereich 14 des Kolbenbolzens 2 gelangt und dort in Drehrichtung D des Kolbenbolzens 2 zumindest bereichsweise mit diesem zwischen dem Lagerelement 21 und dem Kolbenbolzen 2 entlang bis zu dem zweiten Durchbruch 26' des Lagerrings 22 geführt wird und durch den Durchbruch 26' in einen Ölabströmkanal 29 des Pleuels 4 gelangt und von dort an die äußere Oberfläche 30 des Pleuels 4 transportiert wird.Alternatively or additionally, the recess areas of the recesses 15 can be designed in the manner of blades and/or in the manner of knurling. For example, in terms of manufacturing technology, this can be realized by a material-removing method such as a machining method. It is also possible to produce the engagement area 14 by a coating, an eroding, a laser ablation or other structuring method on a surface. In drawing figures 5 to 7 it can be seen how the lubricant passes through the lubricant channel 5 via the opening 26 to the engagement area 14 of the piston pin 2 and there in the direction of rotation D of the piston pin 2 at least in some areas along with this between the bearing element 21 and the piston pin 2 up to the second breakthrough 26 'of the bearing ring 22 and passes through the breakthrough 26' in an oil outflow channel 29 of the connecting rod 4 and is transported from there to the outer surface 30 of the connecting rod 4.

Zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem ersten Pleuelauge 3 ist ein Lagerelement 21' angeordnet ist und das Lagerelement 21' ist mit einem Durchbruch 26 versehen, der mit der Öffnung 6 des Schmiermittelkanals 5 korrespondiert, wobei das Lagerelement 21' zumindest im Endmontagezustand verdrehsicher innerhalb des ersten Pleuelauges 3 angeordnet, dies erfolgt vorzugsweise über einen Formschluss.A bearing element 21' is arranged between the piston pin 2 and the first connecting rod eye 3 and the bearing element 21' is provided with an opening 26 which corresponds to the opening 6 of the lubricant channel 5, the bearing element 21' being secured against rotation within the first Arranged connecting rod eye 3, this is preferably done via a form fit.

Der Kolbenbolzen 2 ist vorzugsweise als hülsenartiger Körper ausgebildet um seine Masse gering zu halten. Ferner können die Stirnseiten des Kolbenbolzens 2 eine trichterartige Ausnehmung umfassen um ebenfalls das Gewicht des Kolbenbolzens 2 unter Beibehaltung seiner Festigkeit zu optimieren.The piston pin 2 is preferably designed as a sleeve-like body in order to keep its mass low. Furthermore, the end faces of the piston pin 2 can include a funnel-like recess in order to also optimize the weight of the piston pin 2 while maintaining its strength.

In den Zeichnungsfiguren 3 und 4 sind der Schmiermittelkanal 5 jeweils geradlinig innerhalb des Pleuels 4 angeordnet. Gemäß Zeichnungsfigur 3 schneidet der geradlinige Schmiermittelkanal 5 die Längsachse 31 des Pleuels 4 in einem Winkel a, der von 2 - 20°, vorzugsweise von 4 - 15° beträgt. In der Ausführungsform gemäß Zeichnungsfigur 4 verläuft der Schmiermittelkanal 5 parallel zur Längsachse 31 des Pleuel 4, wobei der Schmiermittelkanal 5 versetzt zu der Längsachse 31 des Pleuels 4 ausgerichtet ist und der Versatz 32 wenigstens 15 % der minimalen Breite 33 entspricht.In the drawing figures 3 and 4, the lubricant channel 5 is arranged in a straight line within the connecting rod 4 in each case. According to drawing figure 3, the rectilinear lubricant channel 5 intersects the longitudinal axis 31 of the connecting rod 4 at an angle α of 2-20°, preferably 4-15°. In the embodiment according to drawing figure 4, the lubricant channel 5 runs parallel to the longitudinal axis 31 of the connecting rod 4, the lubricant channel 5 being aligned offset to the longitudinal axis 31 of the connecting rod 4 and the offset 32 corresponds to at least 15% of the minimum width 33.

BezugszeichenlisteReference List

11: KolbenPistons
22: Kolbenbolzengudgeon pin
33: erstes Pleuelauge v.4first connecting rod eye v.4
44: Pleuelconnecting rod
55: Schmiermittelkanal v.4Lubricant channel v.4
66: Öffnungopening
77: Lagerstelledepository
88th: Rotationsachseaxis of rotation
99: Drehpunktpivot point
1010: Wirklinieline of action
1111: LotLot
1212: Radiusradius
1313: Umfangsfläche v.2Circumferential surface v.2
1414: Eingriffbereichengagement area
1515: Ausnehmungrecess
1616: Längsabschnittlongitudinal section
1717: Ringbreitering width
1818: Kurbelwellenhauptlagercrankshaft main bearing
1919: zweiten Pleuelaugessecond connecting rod eye
2020: Kurbelwellecrankshaft
21, 21'21, 21': Lagerelementbearing element
2222: Lagerringbearing ring
2323: Lagerringbearing ring
24, 24'24, 24': Ölführungsbereichoil guide area
2525: Durchbruch v. 22 breakthrough v. 22
26, 26'26, 26': Durchbruch v. 23breakthrough v. 23
27, 27'27, 27': Flächenabschnitte v.2Area sections v.2
2828: Radiuslinieradius line
2929: Ölabströmkanaloil outflow channel
3030: Oberfläche v.4Surface v.4
3131: Längsachse v.4Longitudinal axis v.4
3232: Versatz v.5Offset v.5
3333: Breite (min.) v.4Width (min.) v.4
DD: Drehbewegungrotary motion
Ff: Kraftpower

Claims

Reciprocating piston machine comprising at least one piston (1) which is connected to a connecting rod (4) via a piston pin (2) on a first connecting rod eye (3) of the connecting rod (4), wherein the connecting rod (4) has an internal lubricant channel (5), at least in some areas, which Lubricant is conveyed via an opening (6) on the first connecting rod eye (3) to the bearing point (7) of the piston pin (2), the piston pin (2) being rotatably mounted on the piston (1) and rotatable on the connecting rod (4), the piston pin (2) an angular momentum and a rotational movement (D) about its axis of rotation (8) can be imparted by applying the lubricant, with at least the opening (6) and/or the lubricant channel (5) in the area of the first connecting rod eye (3) being designed in such a way for this purpose is arranged so that the pivot point (9) of the axis of rotation (8) is not on the line of action (10) of the force (F) emanating from the lubricant and the force (F) causes the piston pin (2) to rotate (D), and where between the gudgeon pin (2nd ) and the first connecting rod eye (3), a bearing element (21') is arranged and the bearing element (21') has an opening (26) which corresponds to the opening (6) of the lubricant channel (5), the bearing element (21' ) is arranged in a torsion-proof manner within the first connecting rod eye (3), at least in the final assembly state, characterized in that the bearing element (21') has a bearing ring (23) which is provided with an oil guiding area (24') which extends in sections over a circular ring of the bearing ring (23) and comprises two openings (26, 26') located on opposite sides of a longitudinal axis (31) of the connecting rod (4) and spaced apart in the direction of rotation D, which in the final assembly position are in the area of the engagement area (14) of the piston pin (2nd ) lie, wherein a first opening (26) is an oil supply opening of the bearing ring (23) which corresponds to the opening (6) of the lubricant channel (5) and a second opening (26') is an oil discharge opening of the bearing ring (23) is, to which an oil outflow channel (29) of the connecting rod (4) is connected.

reciprocating machine claim 1 , characterized in that the peripheral surface (13) of the piston pin (2) is provided, at least in some areas, with at least one engagement area (14) which the lubricant flow emerging from the opening (6) of the lubricant channel (5) impinges at least in phases, the lubricant flow part of its impulse can be withdrawn and the withdrawn part is transferred to the engagement area (14) of the piston pin (2), the engagement area (14) preferably comprising at least one recess and/or a roughened surface at least in some areas.

reciprocating machine claim 1 or 2 , characterized in that the lubricant channel (5) of the connecting rod (4) runs from a second connecting rod eye (19) to the first connecting rod eye (3) inside the connecting rod (4), a crankshaft ( 20) is rotatably mounted.

Reciprocating piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the lubricant channel (5) runs in a straight line at least in regions and forms an angle α of 2° to 20°, preferably an angle α of 4° to 15°, with the longitudinal axis (31) of the connecting rod (4) or is offset parallel to the longitudinal axis (31) of the connecting rod (4) by at least 5%, preferably by at least 15%, of the minimum width (33) of the connecting rod (4).

Reciprocating engine according to one of claims 2 until 4 , characterized in that the engagement area (14) has at least two recesses (15) which are arranged point-symmetrically and/or rotationally symmetrically to the center (9) of the piston pin (2) formed by the axis of rotation (8) and/or that the at least two Recesses (15) are arranged equidistantly on the peripheral surface (13) of the piston pin (2).

Reciprocating engine according to one of claims 2 until 5 , characterized in that at least one recess (15) of the engagement area (14) comprises a recess area which is designed in the manner of a blind alley and/or in the manner of a shovel and/or in the manner of knurling.

Reciprocating engine according to one of claims 2 until 6 , characterized in that the engagement area (14) is arranged over a ring-like longitudinal section (16) of the piston pin (2) on its peripheral surface (13), the ring-like longitudinal section (16) preferably having a constant ring width (17) and/or the Ring width (17) is at least 50% of the maximum length of the opening (6), preferably at least 90% of the maximum length of the opening (6), particularly preferably at least 125% of the maximum length of the opening (6).

Reciprocating machine according to one of the preceding claims 2 until 7 , characterized in that the engagement area (14) is designed so asymmetrically to the radius line (28) of the piston pin (2) that when the engagement area (14) is acted upon by the lubricant, a defined direction of rotation for the applied angular momentum is achieved.

Reciprocating piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one oil supply area (24, 24') comprises a relaxation area and a displacement area, the displacement area during the relative rotation of the piston pin (2) to the bearing element (21, 21'). The pressure of the oil in the oil guide area (24, 24') is increased and this is preferably displaced to adjacent surface sections (27, 27') of the piston pin (2).

Reciprocating piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the oil outflow channel extends away from the first connecting rod eye (3) and opens out on the outer surface (30) of the connecting rod (4).