DE1301323B

DE1301323B - Pleuelstange fuer Hochleistungs-Hubkolbenbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1301323B
Application number: DEM65483A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-06-04
Filing date: 1965-06-04
Publication date: 1969-08-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pleuelstange für Hochleistungs-Hubkolbenbrennkraftmaschinen, bestehend aus einem durch einen in der Bewegungsebene liegenden Verbindungssteg gebildeten Pleuelschaft mit einem Pleuelauge zur Aufnahme des Kolbenbolzenlagers und einem Pleuelfuß mit Pleueldeckel zur Aufnahme des Pleuellagers und den Pleuelfuß mit dem Pleuelauge verbindenden Flanschen, die tangential in das Pleuelauge übergehen.
Bei derartigen Maschinen mit hohen Drehzahlen ist es erforderlich, die Pleuelstange so auszubilden, daß für die beiden Pleuelaugen bei geringstem Gewicht ein Höchstmaß an Formsteifigkeit erreicht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, jede Biegebeanspruchung zu vermeiden und die auftretenden Kräfte in einem nur auf Zug oder Druck belasteten statischen Gerüst der Pleuelstange aufzunehmen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Verbindungssteg des Pleuelschaftes zwei geradlinige, senkrecht zur Längsachse der Pleuelstange verlaufende Querstege aufweist, deren Enden mit den Flanschen vier Knotenpunkte bilden, wobei die Flansche von den Knotenpunkten zum Pleuelauge geradlinig verlaufen und außerdem zwei ebenfalls geradlinig verlaufende Flansche zu den Knotenpunkten geführt sind, welch letztere mit dem Pleuelfuß verbunden sind.
Gemäß weiteren kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung wird vorgeschlagen, daß: a) der Abstand der dem Pleuelauge zugewandten beiden Knotenpunkte gleich oder kleiner ist als die Bohrung des Pleuelauges und b) daß der Abstand der dem Pleuelfuß zugewendeten beiden Knotenpunkte gleich oder größer ist als die Bohrung des Pleuelfußes. Damit ist gewährleistet, daß ein Zusammenziehen des Pleuelauges unter der großen Druckbelastung vermieden wird. Des weiteren wird bei der größten auftretenden Zugbelastung (hohe Drehzahl) das gefürchtete Kneifen der Lagerschalen auf dem Kurbelzapfen vermieden, da das Bügelband nach außen zu den Knotenpunkten hin gezogen wird. Die vier Knotenpunkte werden durch besonders angeordnete Querstege genau auf ihren Abstand gehalten.
Nach einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der Erfindung ist der Verbindungssteg zwischen den Flanschen so dünn gehalten, daß seine Elastizität unter der größten Drucklast größer ist als die Durchbiegung des Kolbenbolzens in der Breite des Pleuelauges.
Für den Fall, daß überhaupt noch ein dünner Verbindungssteg vorgesehen ist, weicht dieser infolge seiner Elastizität der Drucklast aus, so daß der Kolbenbolzen auf der ganzen Pleuelbreite gleichmäßig zur Anlage kommt. Diese Flächenlast ergibt eine geringere Durchbiegung des Kolbenbolzens gegenüber einer Einzellast durch den Verbindungssteg. Der Kolbenbolzen kann deshalb dünn und leicht gehalten werden. Ferner ist die Kolbenverformung geringer.
Der Pleueldeckel braucht bei der gegebenen großen Biegesteifigkeit des Pleuelgerüstes keine Biegekräfte mehr aufzunehmen und er kann daher als ein glattes Zugband ausgeführt werden. Es ergibt sich somit eine leichtere und trotzdem steifere Gesamtbauweise als in der herkömmlichen Art. Darüber hinaus kann auch das Pleuelauge als ein glattes Zugband ausgebildet sein, wobei die Querschnitte - Pleueldeckel und Pleuelauge - gerade so groß bemessen sind, daß bei der höchsten auftretenden Zugbeanspruchung die Dehnung dieses Pleueldeckels bzw. Pleuelauges (Zugbänder) nicht größer ist als die Zugspannung der Lagerschalen für den Pleuelfiuß und das Pleuelauge.
Zum Stand der Technik wird bemerkt, daß ein Pleuelschaft bekannt wurde, der allerdings nicht aus einem Gerüst im Sinn des Anmeldungsgegenstandes besteht. Vielmehr sind hier zwischen dem Pleuelfuß und dem Pleuelauge nur zwei dünne Streben vorgesehen, die allerdings tangential in das Pleuelauge übergehen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Es zeigt F i g.1 eine Pleuelstange in Seitenansicht, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie A -A der F i g. 1 und F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie X-Y der Fig. 1.
Die Pleuelstange wird hier durch ein aus vier Knotenpunkten a, b, c, d bestehendes Pleuelgerüst mit den Querstegen 1 und 7, den Flanschen 5 und 6 und den Flanschen 2 und 3 gebildet, durch welche die Richtungen der Kräfte bestimmt und jedwede Biegung ausgeschaltet werden. Die von den dem Pleuelauge 10 zugewendeten Knotenpunkten a, b ausgehenden Flanschen 2, 3 sind schräg nach außen gestellt und laufen tangential in das Pleuelauge 10 ein, in dem das Kolbenbolzenlager 11 angeordnet ist. Dadurch ist gewährleistet, daß ein Zusammenziehen des Pleuelauges 10 unter der großen Druckbelastung vermieden wird. Der Pleuelschaft geht mit zwei gabelartig auseinander verlaufenden geraden Flanschen 5, 6 in den Pleuelfuß über, der die Lagerschalen 12,13 aufnimmt. Außerdem ist der Abstand der dem Pleuelfuß zugewendeten Knotenpunkte c, d so groß gehalten, daß bei der größten auftretenden Zugbelastung, beispielsweise infolge hoher Drehzahl, das gefürchtete Kneifen der Lagerschalen 12,13 auf dem Kurbelzapfen verhindert wird. Die vier Knotenpunkte a, b, c, d werden durch besonders angeordnete Querstege 1, 7 jeweils genau auf einem vorgegebenen Abstand gehalten. Die auftretenden Kräfte werden durch die Flansche 2, 3 geleitet, und der Verbindungssteg 4 wird so dünn gehalten, daß er keine nennenswerten Kräfte übertragen kann. Der Verbindungssteg 4 weicht dadurch dem Kolbenbolzendruck elastisch aus und verhindert somit, wie gesagt, ein Durchbiegen des Kolbenbolzens infolge Einzellast zugunsten einer gleichmäßigen Flächenlast. Es wird so erreicht, daß auch der Kolbenbolzen dünner und leichter ausgeführt werden kann und der Kolben selbst sich weniger verformt. Der Pleueldeckel9 am Pleuelfuß braucht bei dieser Bauart keine Biegekräfte mehr aufzunehmen; er kann daher nur als ein glattes Zugband ausgeführt werden. Dasselbe gilt für den Bügel des Pleuelauges 10. Es ergibt sich somit eine leichtere und trotzdem steifere Gesamtbauweise als in der herkömmlichen Art.
Der Querschnitt des Quersteges 7 nach der Linie X-Y ist aus F i g. 3 ersichtlich.

Claims

Patentansprüche: 1. Pleuelstange für Hochleistungs-Hubkolbenbrennkraftmaschinen, bestehend aus einem durch einen in der Bewegungsebene liegenden Verbindungssteg gebildeten Pleuelschaft mit einem Pleuelauge zur Aufnahme des Kolbenbolzenlagers und einem Pleuelfuß mit Pleueldeckel zur Aufnahme des Pleuellagers und den Pleuelfuß mit dem Pleuelauge verbundenden Flanschen, die tangential in das Pleuelauge übergehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg .des Pleuelschaftes zwei geradlinige, senkrecht zur Längsachse der Pleuelstange verlaufende Querstege (1, 7) aufweist, deren Enden mit den Flanschen vier Knotenpunkte (a, b, c, d) bilden, wobei die Flansche (2, 3) von den Knotenpunkten (a, b) zum Pleuelauge (10) geradlinig verlaufen und außerdem zwei ebenfalls geradlinig verlaufende Flansche (5, 6) zu den Knotenpunkten (c, d) geführt sind, welch letztere mit dem Pleuelfuß verbunden sind.
2. Pleuelstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der dem Pleuelauge zugewandten beiden Knotenpunkte (a, b) gleich oder kleiner ist als die Bohrung des Pleuelauges (10).
3. Pleuelstange nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch .gekennzeichnet, daß der Abstand der dem Pleuelfuß zugewandten beiden Knotenpunkte (c, d) gleich oder größer ist als die Bohrung :des Pleuelfußes.
4. Pleuelstange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg (4) zwischen den Flanschen (2, 3) so dünn gehalten ist, daß seine Elastizität unter der größten Drucklaust größer ist, als die Durchbiegung des Kolbenbolzens in der Breite des Pleuelauges (10).