DE102016015307B4

DE102016015307B4 - Schwenklager für zwei Pleuel in zumindest einem Hubkolben

Info

Publication number: DE102016015307B4
Application number: DE102016015307.5A
Authority: DE
Inventors: Claus Brüstle
Original assignee: Neander Motors AG
Current assignee: Neander Motors AG
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-10-18
Anticipated expiration: 2036-12-23
Also published as: US10309448B2; US20180180089A1; JP2018109404A; DE102016015307A1

Abstract

Schwenklager (7) für zwei Pleuel (5, 6) in zumindest einem Hubkolben (4) einer Brennkraftmaschine (1) mit zwei Kurbelwellen (2) die über den Hubkolben (4) und die Pleuel (5, 6) angetrieben werden, wobei das Schwenklager (7) von Kolbenbohrungen (8, 9) des Kolbens aufgenommen wird und Bolzenbohrungen (10, 11) zur Lagerung von Pleuelbolzen (12, 13) für Pleuelbolzenaugen der Pleuel besitzt, welches Schwenklager (7) mit den Bolzenbohrungen (10, 11) versehene radiale Lagerbereiche (16, 17) aufweist, die beiderseits einer Mittellängsachse des Hubkolbens (4) angeordnet sind und einen Zwischenraum (18) bildend die Pleuelbolzenaugen begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbereiche (16, 17) des Schwenklagers (7) als Zylinderkörper mit topfartigem Querschnitt (Qs) ausgebildet sind, wovon jeder Zylinderkörper (25, 26) über eine Basiswand (27, 28) und einen Lagerringmantel (29, 30) verfügt, welche Basiswände (27, 28) beider Zylinderkörper (25, 26) sich mit Abstand (As) zueinander erstrecken und die die Basiswände (27, 28) umringenden Lagerringmäntel (29, 30) in entgegensetzten Richtungen (RI und RII) von den Basiswänden (27, 28) weggeführt sind, wobei zwischen den Basiswänden (27, 28) mehrere Verbindungsstützen (31, 32 und 33) verlaufen, dergestalt, dass zwei Verbindungsstützen (31, 32) auf einer einem Kolbenboden (34) zugkehrten Seite des Schwenklagers angeordnet sind und sich mit relativ geringem Abstand zu Ringabschnitten (36, 37) der Pleuelbolzenaugen (14, 15) erstrecken und dass darüber hinaus die Verbindungsstützen (31, 32) und die Ringabschnitte (36, 37) Vorkehrungen (38, 39) zur Schmierung von Pleuellagern (40, 41) der Pleuel (5, 6) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwenklager für zwei Pleuel in zumindest einem Hubkolben einer Brennkraftmaschine mit zwei Kurbelwellen, die über den Hubkolben und die Pleuel angetrieben werden.
Es ist eine Brennkraftmaschine bekannt, US 2010/ 0 077 984 A1 , bei der zwei pararlel parallele Kurbelwellen mittels eines Hubkolbens und unter Vermittlung von zwei Pleueln angetrieben werden. Die Pleuel sind über Pleuelaugen und Pleuelbolzen mit Lagerabschnitten der der Kolben gelenkig verbunden.
Eine ähnliche Brennkraftmaschine geht aus der EP 2 426 336 A2 hervor. Allerdings sind die Pleuelaugen an Schwenklagern über Pleuelbolzen schwenkbeweglich angebracht. Diese Schwenklager sind in Bohrungen des Hubkolbens relativ rotierbar gelagert.
Die CN 2 397 265 Y behandelt eine Diesel-Brennkraftmaschine der Hubkolbenbauart, die zwei parallele Kurbelwellen umfasst. Die Kurbelwellen werden von zwei Hubkolben angetrieben, wobei jeder Kolben über zwei Pleuel mit den Kurbelwellen zusammenarbeitet.
Aus der DE 10 2004 048 939 A1 geht ein Motor mit einem Pleuellager hervor, die einen Pleuelkörper aufweist. Der Pleuelkörper ist mit einer in einemersten Ende ausgebildeten Kurbelwangenbohrung und eine in einem zweiten Ende vorgesehene Bolzenbohrung versehen. Mit dem Pleuelkörper ist ein Rohr verbunden, um Schmieröl vom ersten Ende zum zweiten Ende zu fördern.
Gemäß der DE 197 10 590 A1 verfügt ein Hubkolbenmotor über zwei zeitversetzte getaktete Kolben, die jeweils mittels einer Pleuelstange eine Kurbelwelle antreiben. In den Hubkolbenmotor ist eine von letzterem bewegte Ölpumpe wirksam, die eine durch die Kurbelwelle führende Schmierölleitung beaufschlagt.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Schwenklager für Pleuelaugen von Pleueln in einem Kolben zu konzipieren, das sich durch eine funktionsgerechte Konstruktion auszeichnet. Dabei sollte aber auch sichergestellt werden, dass Lagerstellen des Schwenklagers, vor allem zwischen Pleuelaugen und Pleuelaugenbolzen gut mit Schmiermittel versorgt werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass die Lagerbereiche der Schwenklager als Zylinderkörper mit topfartigem Querschnitt ausgebildet sind, wovon jeder Zylinderkörper über eine Basiswand und einen Lagerringmantel verfügt, welche Basiswände beider Zylinderkörper sich mit Abstand zueinander erstrecken, wobei die die Basiswände umringenden Lagerringmäntel in entgegengesetzten Richtungen von den Basiswänden weggeführt sind und zwischen den Basiswänden mehrere Verbindungsstützen verlaufen, dergestalt, dass zwei Verbindungsstützen auf einer einem Kolbenboden zugekehrten Seite des Schwenklagers angeordnet sind und sich mit relativ geringem Abstand zu Ringabschnitten der Pleuelaugen erstrecken und dass darüber hinaus die Verbindungsstützen und die Ringabschnitte Vorkehrungen zur Schmierung der Pleuellager aufweisen.
Als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bei diesem Schwenklager sind die gelungene sowie leicht realisierbare Konstruktion und die Vorkehrungen zur Schmierung der Pleuellager zusehen. Vorbildlich gelöst sind zum einen, dass die Verbindungsstützen ringförmig ausgebildet und an den Formverlauf der Ringabschnitte der Pleuelbolzenaugen angepasst sind und zum anderen, dass in den Verbindungsstützen und den Ringabschnitten einander zugekehrte Durchgangsöffnungen für den Zugang von Schmiermittel der Schmierung in Lagerstellen zwischen den Bolzenbohrungen der Pleuel und der Pleuelbolzen vorgesehen sind. Vorteilhaft ist einerseits, dass die Durchgangsöffnungen in den Verbindungsstützen Ovalform und in den Ringabschnitten Kreisform aufweisen und dass andererseits die Durchgangsöffnungen der Verbindungstützen und der Ringabschnitte über gemeinsame Mittellängsebenen verfügen. Von technisch hohem Rang ist, dass das Schmiermittel der Schmierung zum einen durch vagabundierende Partikel aerosolhaltiger Gase in einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine und andererseits mittels Einrichtungen der Kurbelwellen und der Pleuel in den Zwischenraum bzw. an die Durchgangsöffnungen gelangen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, dass die Einrichtungen einerseits durch an gegenüberliegenden Längsseite der Hubzapfenaugen angeordnete Ausnehmungen und zum anderen zwischen den Hubzapfenaugen und den Pleuelbolzenaugen sich erstreckende Führungsvorrichtungen gebildet werden, über welche Führungsvorrichtungen Schmiermittel der Schmierung in den Zwischenraum bzw. die Durchgangsöffnungen verbracht werden. Auf vorteilhafte Weise können diese Einrichtungen durch Längsnute an den Längsseiten der Pleuelschäfte der Pleuel gebildet werden, welche Längsnute sich zwischen den Hubzapfenaugen und den Pleuelzapfenaugen erstrecken. Schließlich besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Einrichtungen durch Längsbohrungen in den Pleuelschäften der Pleuel zwischen den Hubzapfenaugen und den Pleuelbolzenaugen gebildet werden.
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, das nachstehend näher erläutert wird.
Es zeigen

1 einen schematischen Teilquerschnitt einer Brennkraftmaschine der Hubkolbenbauart mit einem Hubkolben und einem in diesem relativ rotierbar gelagerten Schwenklager,
2 eine Einzelheit W der 1 in größeren Maßstab,
3 eine Einzelheit X der 2 in größerem Maßstab,
4 einen Schnitt etwa nach der Linie IV-IV der 2,
5 etwa eine Einzelheit Y der 1 in größerem Maßstab,
6 einen Teilschnitt nach der Linie VI-VI der 5,
7 eine Ansicht in Pfeilrichtung Z der 5.
8 einen Schnitt etwa nach der Linie VIII-VIII der 5.

Eine Brennkraftmaschine 1 der Hubkolbenbauart weist zwei parallele Kurbelwellen 2, 3 auf, die über wenigstens einen Hubkolben 4 und zwei Pleuel 5, 6 angetrieben werden. Die Pleuel 5, 6 sind mit einem Schwenklager 7 drehbeweglich verbunden, das von Kolbenbohrungen 8, 9 des Hubkolbens 4 aufgenommen wird. Das Schwenklager 7 besitzt Bolzenbohrungen 10, 11 zur Lagerung von Pleuelbolzen 12, 13 von Pleuelbolzenaugen 14, 15, und es umfasst radiale Lagerbereiche 16, 17, die beiderseits einer Mittellängsachse A-A des Hubkolbens 4 angeordnet und einen Zwischenraum 18 bildend die Pleuelbolzenaugen 14, 15 begrenzen -2 und 4-. Die Pleuel 5, 6 sind auf der den Pleuelbolzenaugen 14, 15 abgewandten Seiten mit Hubzapfenaugen 19, 20 versehen, die mit Hubzapfen 21, 22 der Kurbelwellen 2, 3 gekoppelt sind. Zwischen den Pleuelbolzenaugen 14, 15 und den Hubzapfenaugen 19, 20 der Pleuel 5, 6 erstrecken sich Pleuelschäfte 23, 24 -1-. Nach 4 weisen die Pleuelbolzenaugen 14, 15 Trapezform mit schrägen Seitenflächen auf. Dank dieser Gestaltung lässt sich das Pleuelgewicht senken und die Festigkeit des Schwenklagers 7 optimieren.
Die Brennkraftmaschine 1 arbeitet im Dieselverfahren mit Direkteinspritzung, und sie ist mit einer Abgasturboladereinrichtung versehen. Eine ähnliche Brennkraftmaschine geht aus der DE 10 2011 104 496 B4 hervor.
Die Lagerbereiche 16, 17 des Schwenklagers 7 sind als Zylinderkörper 25, 26 mit topfartigem Querschnitt Qs ausgebildet und diese Zylinderkörper 25, 26 verfügen jeweils über eine Basiswand 27, 28 und über einen Lagerringmantel 29, 30, wobei sich die Basiswände 27, 28 beider Zylinderkörper mit Abstand As zueinander verlaufen -4-. Dabei sind die die Basiswände 27, 28 umringenden Lagerringmäntel 29, 30 in entgegengesetzte Richtungen RI und RII von den Basiswänden 27, 28 weggeführt. Zwischen den Basiswänden 27, 28 sind Verbindungsstützen 31, 32 und 33 wirksam -2 und 4-. Hiervon sind zwei Verbindungsstützen 31, 32 auf einer einem Kolbenboden 34 zugkehrten Seite 35 des Schwenklagers 7, und zwar beabstandet zur Mittellängsachse A-A angeordnet, wobei die dritte Verbindungsstütze 33 entfernt von den Verbindungsstützen 31, 32 in besagter Mittellängsachse A-A verläuft. Darüber hinaus erstrecken sich die Verbindungsstützen 31, 32 mit relativ geringem Abstand zu Ringabschnitten 36, 37 der Pleuelbolzenaugen 14, 15. Und besagte Verbindungsstützen 31, 32 und die Ringabschnitte 36, 37 weisen Vorkehrungen 38, 39 zur Schmierung von Pleuellagern 40, 41 der Pleuel 5, 6 auf -2-.
Die Verbindungsstützen 31, 32 sind im Querschnitt betrachtet ringförmig ausgebildet und an den Formverlauf der Ringabschnitte 36, 37 der Pleuelbolzenaugen 14, 15 angepasst -2-. Die Vorkehrungen 38, 39 sind als einander zugekehrte Durchgangsöffnungen 42, 43 und 44, 45 in den Verbindungsstützen 31, 32 und den Ringabschnitten 36, 37 dargestellt und bewirken den Eintritt von Schmiermitteln der Schmierung Schm in Lagerstellen 46, 47 von Pleuelbolzenlager 48, 49, und zwar zwischen den Bolzenbohrungen 10, 11 der Pleuel 5, 6 und den Pleuelbolzen 12, 13 -2 und 3-. Die Durchgangsöffnungen 42, 43 in den Verbindungsstützen 31, 32 weisen Ovalform und in den Ringabschnitten 36, 37 Kreisform auf. Dabei besitzen die Durchgangsöffnungen 42, 43 und 44, 45 der Verbindungsstützen 31, 32 und der Ringabschnitte 36, 37 gemeinsame radiale Mittellängsebenen 50, 51.
Schmiermittel der Schmierung gelangen einerseits durch vagabundierende Partikel von aerosolhaltigen Gasen in einem Kurbelgehäuse 52 der Brennkraftmaschine 1 und andererseits mittels Einrichtungen 53, 54 der Kurbelwellen 2, 3 und der Pleuel 5, 6 in den Zwischenraum 18 bzw. an die Durchgangsöffnungen 42, 43 und 44, 45. Die Einrichtungen 53, 54 werden zum einen durch an gegenüberliegenden Außenseiten PI1 und PI2 -7- der Hubzapfenaugen 19, 20 angeordneten Ausnehmungen 55, 56 und zum anderen von sich zwischen den Hubzapfenaugen 19, 20 und den Pleuelbolzenaugen 14, 15 sich in den Pleuelschäften 23, 24 erstreckenden Führungsvorrichtungen 57, 58 gebildet, über die Schmiermittel der Schmierung in den Zwischenraum 18 bzw. die Durchgangsöffnungen 42, 43 und 44, 45 gelangen. Die Einrichtungen 53, 54 der Pleuel 5, 6 sind als Längsnute 55, 56 an Außenseiten der Pleuelschäften 23, 24 ausgeführt, und zwar in der Weise, dass besagte Längsnute 55, 56 zwischen den Hubzapfenaugen 19, 20 und den Pleuelbolzenaugen 14, 15 verlaufen -5 und 8-. Schließlich ist auch denkbar, die Einrichtungen 53, 54 als Längsbohrungen -1 und 8- in den Pleuelschäften 23, 24 zwischen den Hubzapfenbohrungen 19, 20 und den Pleuelbolzenaugen 14, 15 darzustellen.

Claims

Schwenklager (7) für zwei Pleuel (5, 6) in zumindest einem Hubkolben (4) einer Brennkraftmaschine (1) mit zwei Kurbelwellen (2) die über den Hubkolben (4) und die Pleuel (5, 6) angetrieben werden, wobei das Schwenklager (7) von Kolbenbohrungen (8, 9) des Kolbens aufgenommen wird und Bolzenbohrungen (10, 11) zur Lagerung von Pleuelbolzen (12, 13) für Pleuelbolzenaugen der Pleuel besitzt, welches Schwenklager (7) mit den Bolzenbohrungen (10, 11) versehene radiale Lagerbereiche (16, 17) aufweist, die beiderseits einer Mittellängsachse des Hubkolbens (4) angeordnet sind und einen Zwischenraum (18) bildend die Pleuelbolzenaugen begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbereiche (16, 17) des Schwenklagers (7) als Zylinderkörper mit topfartigem Querschnitt (Qs) ausgebildet sind, wovon jeder Zylinderkörper (25, 26) über eine Basiswand (27, 28) und einen Lagerringmantel (29, 30) verfügt, welche Basiswände (27, 28) beider Zylinderkörper (25, 26) sich mit Abstand (As) zueinander erstrecken und die die Basiswände (27, 28) umringenden Lagerringmäntel (29, 30) in entgegensetzten Richtungen (RI und RII) von den Basiswänden (27, 28) weggeführt sind, wobei zwischen den Basiswänden (27, 28) mehrere Verbindungsstützen (31, 32 und 33) verlaufen, dergestalt, dass zwei Verbindungsstützen (31, 32) auf einer einem Kolbenboden (34) zugkehrten Seite des Schwenklagers angeordnet sind und sich mit relativ geringem Abstand zu Ringabschnitten (36, 37) der Pleuelbolzenaugen (14, 15) erstrecken und dass darüber hinaus die Verbindungsstützen (31, 32) und die Ringabschnitte (36, 37) Vorkehrungen (38, 39) zur Schmierung von Pleuellagern (40, 41) der Pleuel (5, 6) aufweisen.
Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verbindungsstützen (31, 32) ringförmig ausgebildet und an den Formverlauf der Ringabschnitte (36, 37) der Pleuelbolzenaugen (14, 15) angepasst sind.
Schwenklager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Verbindungsstützen (31, 32) und den Ringabschnitten (36, 37) einander zugekehrte Durchgangsöffnungen (42, 43) für den Eintritt von Schmiermittel der Schmierung in Lagerstellen (46, 47) zwischen den Bolzenbohrungen (10, 11) und den Pleuelbolzen (12, 13) vorgesehen sind.
Schwenklager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen (42, 43) in den Verbindungsstützen (31, 32) Ovalform und in den Ringabschnitten (36, 37) Kreisform aufweisen.
Schwenklager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen (42, 43 und 44, 45) der Verbindungsstützen (31, 32) und der Ringabschnitte (36, 37) gemeinsame Mittellängsebenen (51, 52) besitzen.
Schwenklager nach den Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Schmiermittel der Schmierung (Schm) einerseits durch vagabundierende Partikel von aerosolhaltigen Gasen in einem Kurbelgehäuse (52) der Brennkraftmaschine (1) und andererseits mittels Einrichtungen (53, 54) der Kurbelwellen (2, 3) und der Pleuel (5, 6) in den Zwischenraum (18) und die Durchgangsöffnungen (42, 43 und 44, 45) gelangen.
Schwenklager nach den Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (53, 54) zum einen durch an gegenüberliegenden Außenseiten (PI1 und PI2) der Hubzapfenaugen (19, 20) angeordneten Ausnehmungen (55, 56) und zum anderen von zwischen den Hubzapfenaugen (19, 20) und den Pleuelaugen (14, 15) sich erstreckenden Führungsvorrichtungen (57, 58) gebildet werden, über welche Führungsvorrichtungen (57, 58) Schmiermittel der Schmierung in den Zwischenraum (18) und die Durchgangsöffnungen (42, 43 und 44, 45) verbracht werden.
Schwenklager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (55, 56) durch Längsnute (55, 56) an gegenüberliegenden Längsseiten (PI1 und PI2) von Pleuelschäften (23, 24) der Pleuel (5, 6) gebildet werden, welche Längsnute (55, 56) sich zwischen den Hubzapfenaugen (19, 20) und den Pleuelbolzenaugen (14, 15) erstrecken.
Schwenklager nach den Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtungen (57, 58) durch Längsbohrungen in den Pleuelschäften (23, 24) der Pleuel (5, 6) zwischen Hubzapfenaugen (19, 20) und den Pleuelbolzenaugen (14, 15) gebildet werden.