DE1191185B

DE1191185B - Sub-connecting rod

Info

Publication number: DE1191185B
Application number: DEM48149A
Authority: DE
Inventors: Werner Moench
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1961-02-24
Filing date: 1961-02-24
Publication date: 1965-04-15

Description

Nebenpleuelstange Die Erfindung bezieht sich auf eine Nebenpleuelstange, die an einem Anlenkbolzen angeschraubt ist, der in zwei an den Stirnseiten des Kopfes der Hauptpleuelstange angebrachten Ösen gelagert ist und die mit ihrem, dem Anlenkbolzen angepaßten Anschraubende in den Zwischenraum zwischen den beiden Ösen eingreift.Secondary connecting rod The invention relates to a secondary connecting rod, which is screwed to a pivot bolt, which is in two on the front sides of the head the main connecting rod attached eyelets is mounted and with their, the pivot pin adapted screw end engages in the space between the two eyelets.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Befestigung so auszubilden, daß die zur Befestigung dienenden Schrauben zur Vermeidung von Biegebeanspruchungen möglichst nahe der Symmetrieachse der Nebenpleuelstange liegend und als Dehnschrauben ausgebildet werden können, wobei gleichzeitig ein möglichst geringer Raumbedarf in Achsrichtung des Anlenkbolzens entsteht. Die vorstehend definierte Aufgabe hat außerdem den Zweck, die Nachteile bekannter Befestigungsarten zu vermeiden.The object of the invention is to design the attachment so that the screws used for fastening to avoid bending stresses As close as possible to the axis of symmetry of the secondary connecting rod and as expansion screws can be formed, while at the same time requiring as little space as possible arises in the axial direction of the pivot bolt. Has the task defined above also the purpose of avoiding the disadvantages of known types of fastening.

Diese Aufgabe wird an einer Nebenpleuelstange der eingangs beschriebenen Bauart dadurch gelöst, daß die Verbindung der Nebenpleuelstange mit dem Anlenkbolzen über zwei Dehnschrauben erfolgt, deren sich im spitzen Winkel schneidende Achsen, wie an sich bekannt, in der senkrecht zur Achse des Anlenkbolzens verlaufenden Symmetrieebene der Nebenpleuelstange liegen, deren Schaft einen I-Querschnitt aufweist, dessen Gurte im mittleren Bereich des Schaftes parallel zur Achse des Anlenkbolzens, in dem Bereich jedoch, der in der Nähe der Köpfe der Dehnschrauben liegt, senkrecht zur Achse des Anlenkbolzens angeordnet sind, wobei die Schraubenköpfe in den durch diese Gurtpartien, den Steg des Querschnittes und den Stangenfuß gebildeten Ausnehmungen liegen.This task is described above on a secondary connecting rod Design solved in that the connection of the secondary connecting rod with the pivot pin takes place via two expansion screws, the axes of which intersect at an acute angle, as known per se, in the plane of symmetry running perpendicular to the axis of the pivot bolt the secondary connecting rod, the shaft of which has an I-cross section, whose Belts in the middle area of the shaft parallel to the axis of the pivot bolt, in however, perpendicular to the area near the heads of the expansion screws are arranged to the axis of the pivot bolt, the screw heads in the through these belt parts, the web of the cross-section and the rod base formed recesses lie.

Eine bekannte Befestigungsart einer Pleuelstange an einem Anlenkbolzen unterscheidet sich gegenüber der erfindungsgemäßen Lösung dadurch,- daß die Befestigungsschrauben unter einem Winkel von etwa 90° angeordnet sind und daß die Gurte des Schaftquerschnittes in der Nähe der Schraubenköpfe parallel zur Achse des Anlenkbolzens verlaufen. Durch diese Anordnung der Befestigungsschrauben ergeben sich hohe Biegebeanspruchungen an denselben, welche die Sicherheit der Verbindung gefährden. Diese Biegebeanspruchungen sind beim Erfindungsgegenstand durch die spitzwinklige Schraubenanordnung auf ein ungefährliches Maß reduziert.A known type of attachment of a connecting rod to a pivot bolt differs from the solution according to the invention in that - that the fastening screws are arranged at an angle of about 90 ° and that the straps of the shaft cross-section in the vicinity of the screw heads run parallel to the axis of the pivot bolt. By this arrangement of the fastening screws results in high bending loads to those who endanger the security of the connection. This bending stress are in the subject matter of the invention by the acute-angled screw arrangement on harmless level reduced.

Bei einer bekannten Befestigung einer Nebenpleuelstange an einem Anlenkbolzen wird nur eine einzige zentrale Schraube verwendet, die in den hohlzylindrischen Pleuelschaft eingeschraubt ist. Diese Schraube ist zwar völlig frei von Biegebeanspruchungen, setzt aber das Vorhandensein eines Pleuelschaftes mit Kreisquerschnitt voraus, was wiederum der Forderung zuwiderläuft, daß die hin- und hergehenden Massen von schnellaufenden Kolbenmaschinen, insbesondere von Verbrennungskraftmaschinen möglichst klein sein sollen. Beim Erfindungsgegenstand dagegen ist das Gewicht des hin- und hergehenden Teiles der Pleuelstange ein Minimum bei größter Steifigkeit des Schaftes.In a known attachment of a secondary connecting rod to a pivot pin only a single central screw is used, which is in the hollow cylindrical Connecting rod is screwed in. This screw is completely free from bending stresses, but presupposes the presence of a connecting rod shaft with a circular cross-section, what again runs counter to the requirement that the to-and-fro masses of fast-moving Piston engines, in particular internal combustion engines, be as small as possible should. In the subject matter of the invention, however, is the weight of the back and forth Part of the connecting rod a minimum with the greatest rigidity of the shaft.

Dabei ist das Trägheitsmoment des 1-Querschnittes am größten im mittleren Bereich, d. h. in der Zone der höchsten Knickbeanspruchung, und zwar in der Ebene, in welcher der höchste Belastungsfall wegen der gelenkigen Lagerung der Endpunkte des als Knickstab anzusehenden Pleuelschaftes auftritt. Die gelenkigen Punkte sind in diesem Fall die Nebenpleuelanlenkung bzw. das Kolbenbolzenlager. In der Nähe der Köpfe der Befestigungsschrauben ist die Knickbeanspruchung des Nebenpleuelschaftes nur sehr klein, so daß hier der I-Querschnitt ohne Gefahr um 90° gedreht werden kann. Die Verlegung des Maximalwertes des Trägheitsmomentes in die Ebene des kleineren Belastungsfalles ist hier unbedenklich; zumal hier ohnehin ein größerer Querschnitt zur Verfügung steht.The moment of inertia of the 1-cross section is greatest in the middle Area, d. H. in the zone of the highest buckling stress, namely in the plane in which the highest load case due to the articulated mounting of the end points of the connecting rod shaft, which is to be regarded as a buckling rod, occurs. The articulated points are in this case the connecting rod linkage or the piston pin bearing. Near of the heads of the fastening screws is the buckling stress on the secondary connecting rod shaft only very small, so that the I-cross section can be rotated by 90 ° without danger can. The relocation of the maximum value of the moment of inertia in the plane of the smaller one Load case is harmless here; especially since a larger cross-section here anyway is available.

Vorteilhaft werden örtliche Spannungsspitzen in der übergangszone zwischen den beiden I-Querschnitten dadurch vermieden, daß die beiden um 90° gegeneinander verdrehten I-Querschnitte des Nebenpleuelschaftes über einen etwa X-förmigen Querschnitt ineinander übergehen.Local stress peaks in the transition zone are advantageous avoided between the two I-cross-sections that the two by 90 ° against each other twisted I-cross-sections of the secondary connecting rod shaft over an approximately X-shaped cross-section merge.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.In the drawings is an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht der Haupt- und Nebenpleuelstange; F i g. 2 zeigt die Anlenkung der Nebenpleuelstange in vergrößerter Darstellung, und zwar auf der linken Seite einen Schnitt längs der Linie A -A in F i g. 6 und auf der rechten Seite einen Teilschnitt bzw. eine Teilansicht längs der Linie B-B in F i g. 6; F i g. 3 zeigt den Schaftquerschnitt der Nebenpleuelstange im Schnitt längs der Linie C-C in F i g. 2; F i g. 4 zeigt den Schaftquerschnitt der Nebenpleuelstange im Schnitt längs.der Linie D-D in F i g. 2; F i g. 5 zeigt den Schaftquerschnitt der Nebenpleuelstange im Schnitt längs der Linie E-E in F i g. 2, wobei die Befestigungsschrauben weggelassen sind; F i g. 6 zeigt auf der linken Seite einen Schnitt durch die Nebenpleuelstange längs der Linie F-F in F i g. 2 und auf der rechten Seite eine Ansicht in Richtung des Pfeiles G in F i g. 2, wobei die Befestigungsschrauben weggelassen sind.F i g. 1 shows a side view of the main and sub connecting rods; F i g. 2 shows the articulation of the secondary connecting rod in an enlarged representation, namely on the left-hand side a section along the line A -A in FIG. 6 and on the right-hand side a partial section or a partial view along the line BB in FIG. 6; F i g. 3 shows the shaft cross section of the secondary connecting rod in section along the line CC in FIG. 2; F i g. 4 shows the shaft cross section of the secondary connecting rod in section along the line DD in FIG. 2; F i g. 5 shows the shaft cross section of the secondary connecting rod in section along the line EE in FIG. 2, the fastening screws being omitted; F i g. 6 shows on the left-hand side a section through the secondary connecting rod along the line FF in FIG. 2 and on the right-hand side a view in the direction of arrow G in FIG. 2, with the fastening screws omitted.

An der in F i g. 1 gezeigten Hauptpleuelstange 1 ist das Oberteil 2, das zusammen mit den Lagerschalenhälften 3 und 4 und dem Lagerdeckel 5 das Kurbelzapfenlager einer Brennkraftmaschine mit V-Anordnung der Zylinder bildet, mit Hilfe der Pleuelschrauben 6 und 7 befestigt. Der V-Winkel beträgt bei dem dargestellten Beispiel 45°, kann aber auch Werte bis, zu 90° annehmen. Es können jeweils eine oder zwei Pleuelschrauben 6 und 7 in einer zur Lagerachse 8 parallelen Ebene vorgesehen werden. Die Teilungsebene 9 zwischen Oberteil 2 und Hauptpleuelfuß 10 kann geneigt oder senkrecht zur Längsachse 11 der Hauptpleuelstange 1 verlaufen, ebenso die Teilungsebene 12 zwischen Oberteil 2 und Lagerdeckel 5. Die Pleuelschraube 6, die dem Anlenkpunkt 13 der Nebenpleuelstange 14 benachbart ist, kann in einer .gcneigt zur Längsachse 11 verlaufenden Ebene ziegen..Die Pleuelschraube 7 kann ebenfalls in einer zur Achse ,11 geneigten Ebene liegen, und zwar entweder parallel zur Schraube 6 oder spiegelbildlich zur Schraube 6, wobei die Achse 11 die Symmetrieachse bildet. Die Schraube 7 kann auch parallel zur Achse 11 angeordnet sein. An dem Oberteil 2 befinden sich zwei etwa halbkreisförmige Ösen 15, die an den Stirnseiten des Oberteiles 2 liegen. Der Anlenkbolzen 16 ist in den Ösen 15 gelagert. Die Nebenpleuelstange 14 greift . in den Zwischenraum 32 zwischen den beiden Ösen ein: Das Oberteil 2 greift mindestens mit dem Absatz 17; welcher der Nebenpleuelstange benachbart ist, über den Hauptpleuelfuß 10. Es kann aber auch noch ein weiterer Absatz 18 über den Hauptpleuelfuß 10 greifen. Das Oberteil 2 greift ferner.mit den Absätzen 19 und 20 oder mit einem von beiden über den Lagerdeckel 5. Die Schraube 21, die vorzugsweise an der der Nebenpleuelstange 14 abgewandten Seite angeordnet ist, greift in das Oberteil 2 ein und dient zum Zusammenhalten von Aauptpleuelfüß 10 und Oberteil 2, damit der Lagerdeckel 5 sowie die Schrauben 6 und 7 leicht eingebaut werden können. Die Breitenabmessungen des Hauptpleuelfußes 10 und des Oberteiles 2 sind so gewählt, daß beide 'TeOe, letzteres mit der Nebenpleuelstange #l4 .durch den Anlenkbolzen 16 verbunden, zusammen mit den Kolben 22 durch die nicht gezeigten Zylinder heräusgezogen.werden können. Dabei wird das Oberteil 2 selbstverständlich in die günstigste Lage zur Nebenpleuelstange 14 geschwenkt. Wie aus F i g. 2 zu erkennen ist, geschieht die Befestigung der Nebenpleuelstange 14 mit Hilfe der beiden Befestigungsschrauben 23, die als Dehnschrauben ausgebildet sind. Die Köpfe 24 der Schrauben 23 sind in Taschen 25 des in F i g. 5 gezeigten I-förmigen Querschnittes untergebracht, dessen Gurtpartien 26 senkrecht zur Achse 27 (F i g. 6) des Anlenkbolzens 16 verlaufen. Der Anlenkbolzen 16 ist in der Lagerschale 28 gelagert, die den Konturen der Ösen 15 folgt. Die Achsen 29 der Befestigungsschrauben 23 liegen in der Symmetrieebene 30 (F i g. 6) der Nebenpleuelstange 14, die mit ihrem Anschraubende 31 in den Zwischenraum 32 zwischen den Ösen 15 eingreift. Der Nebenpleuelschaft 33 weist in seinem mittleren Bereich einen I-förmigen Querschnitt auf, dessen Gurtpartien 34, wie in F i g. 3 gezeigt, parallel zur Achse 27 des Anlenkbolzens 16 verlaufen. Die beiden um 90° gegeneinander verdrehten I-Querschnitte des Nebenpleuelschaftes 33 gemäß F i g. 3 und 5 gehen über den in F i g. 4 gezeigten etwa X-förmigen Querschnitt ineinander über.At the in F i g. The main connecting rod 1 shown in FIG. 1 is the upper part 2, which together with the bearing shell halves 3 and 4 and the bearing cap 5 forms the crankpin bearing of an internal combustion engine with a V arrangement of the cylinders, fastened with the aid of the connecting rod bolts 6 and 7. In the example shown, the V angle is 45 °, but can also assume values of up to 90 °. One or two connecting rod screws 6 and 7 can be provided in a plane parallel to the bearing axis 8. The dividing plane 9 between the upper part 2 and Hauptpleuelfuß 10 may be inclined or perpendicular to the longitudinal axis 11 of the Hauptpleuelstange 1 extend, as well as the plane of division 12 between the upper part 2 and the bearing cap 5. Connecting rod 6, the auxiliary piston rod is adjacent to 14 the pivot point 13 may operate in a. ziegen..Die connecting rod screw 7 can also lie in a plane inclined to axis 11 , either parallel to screw 6 or a mirror image of screw 6, with axis 11 forming the axis of symmetry. The screw 7 can also be arranged parallel to the axis 11 . On the upper part 2 there are two approximately semicircular eyelets 15 which are located on the end faces of the upper part 2. The pivot pin 16 is mounted in the eyelets 15. The secondary connecting rod 14 engages. into the space 32 between the two eyelets: the upper part 2 engages at least with the shoulder 17; which is adjacent to the secondary connecting rod, via the main connecting rod 10. However, a further shoulder 18 can also grip via the main connecting rod 10. The upper part 2 engages also with paragraphs 19 and 20 or with one of the two over the bearing cap 5. The screw 21, which is preferably arranged on the side facing away from the secondary connecting rod 14 , engages in the upper part 2 and is used to hold the main connecting rod together 10 and upper part 2 so that the bearing cover 5 and the screws 6 and 7 can be easily installed. The width dimensions of the main connecting rod 10 and the upper part 2 are chosen so that both TeOe, the latter connected to the secondary connecting rod # 14 through the pivot pin 16 , can be pulled out together with the piston 22 through the cylinders (not shown). The upper part 2 is of course pivoted into the most favorable position for the secondary connecting rod 14. As shown in FIG. 2 can be seen, the attachment of the secondary connecting rod 14 is done with the aid of the two fastening screws 23, which are designed as expansion screws. The heads 24 of the screws 23 are in pockets 25 of the in FIG. 5, the I-shaped cross-section shown, the belt portions 26 of which run perpendicular to the axis 27 (FIG. 6) of the pivot bolt 16 . The pivot pin 16 is mounted in the bearing shell 28, which follows the contours of the eyelets 15. The axes 29 of the fastening screws 23 lie in the plane of symmetry 30 (FIG. 6) of the auxiliary connecting rod 14, which engages with its screw-on end 31 in the space 32 between the eyelets 15. The secondary connecting rod shaft 33 has an I-shaped cross section in its central region, the belt parts 34 of which, as shown in FIG. 3, run parallel to the axis 27 of the pivot bolt 16 . The two I cross-sections of the auxiliary connecting rod shaft 33, rotated by 90 ° relative to one another, according to FIG. 3 and 5 go over the in F i g. 4 shown approximately X-shaped cross-section into each other.

Claims

Claims: 1. A secondary connecting rod which is screwed to a pivot bolt which is mounted in two eyelets attached to the end faces of the head of the main connecting rod and which, with its screw end adapted to the pivot bolt, engages in the space between the two eyelets, characterized in that the connection the secondary connecting rod (14) with the pivot bolt (16) takes place via two expansion screws (23), the axes of which intersect at an acute angle (29), as is known per se, in the plane of symmetry (30) running perpendicular to the axis (27) of the pivot bolt the secondary connecting rod, the shaft (33) of which has an I- shaped cross-section, the straps (34) of which, in the middle area of the shaft, parallel to the axis of the pivot bolt, but in the area which is close to the heads (24) of the expansion screws, are arranged perpendicular to the axis of the pivot bolt, the screw heads in the belt parts (34), the web of the cross section and the rod base (31 ) formed recesses (25) lie.

2. secondary connecting rod according to claim 1, characterized in that the two cross-sections of the connecting rod shaft (33) rotated by 90 ° against each other merge into one another over an approximately X-shaped cross-section. Considered Publications: German Patent No. 960 594; British Patent No. 113 006; U.S. Patent No. 2,823,085.