DE1575383A1 - Pleuelstange und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Pleuelstange und Verfahren zu ihrer Herstellung

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DE1575383A1
DE1575383A1 DE19661575383 DE1575383A DE1575383A1 DE 1575383 A1 DE1575383 A1 DE 1575383A1 DE 19661575383 DE19661575383 DE 19661575383 DE 1575383 A DE1575383 A DE 1575383A DE 1575383 A1 DE1575383 A1 DE 1575383A1
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connecting rod
crank pin
ring part
piston
fork
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DE19661575383
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Beveridge John Herbert
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BEVERIDGE JOHN HERBERT
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BEVERIDGE JOHN HERBERT
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02Constructions of connecting-rods with constant length
    • F16C7/023Constructions of connecting-rods with constant length for piston engines, pumps or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C9/00Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/04Connecting-rod bearings; Attachments thereof
    • F16C9/045Connecting-rod bearings; Attachments thereof the bearing cap of the connecting rod being split by fracturing

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Description

  • Pleuelstange und Verfahren zu ihrer Herstellung.
  • Die vorliegende Erfindläng betrifft allgemein Kolbenmaschinen und, genauer gesagt, die Ausbildung, die Herstellung und den Einbau von Pleuelstangen.
  • Die Aufgabe einer Pleuelstange besteht darin, einen hin-und hergehenden Kolben mit dem Kurbelzapfen einer sich drehenden Kurbelwelle zu verbinden. Die technische Entwicklung auf dem Gebiet der Kolbermaschinen zielt auf höhere Drehzahlen und Infolgedessen auf stärker belastete Pleuelstangen. Um die Betriebszuverlässigkeit zu erhalten, ist es erforderlich, daß die Ausbildung, die Haterialauswahl, die Wärmebehandlung und die Herstellungsqualität den erhöhten Anforderungen genügen, die an neuzeitliche Kolbenmaschinen gestellt werden.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher in der Schaffung einer Pleuelstange, die besser geeignet Ist, den Anforderungen neuzeitlicher Kolbenmaschinen mit hohen Drehzahlen zu genügen.
  • Ferner wird erfindungsgemäß eine verbesserte Pleuelstange geschaffen, ohne daß die Herstellungskosten nennenswert erhöht würden und ohne die gewünschten Leistungselgenschaften der Maschine zu verändern, in denen diese Pleuelstange eingebaut Ist.
  • Zwei Arten von Pleuelstangen worden in allgemeinen verwendet, und zwar Pleuelstangen, die aus einen Stück und solche, die aus zwei Stücken bestehen. Die Pleuelstange, die aus einem Stück besteht, wird in Motoren oder Kolbenwaschineu verwendet, in denen zusammengesetzte Kurbelwellen verwendet werden. Diese Art der Pleuelstange wird weitgehend in Einzylindermotoren und Zweizylindernotoren angewandt, die nur einen Kurbelzapfen aufweisen. Kolbenmaschinen mit mehreren Zylindern verwenden allgemein Pleuelstangen, die aus zwei Stücken bestehen, um den Einbau der Pleuelstangen mit Ihren jeweiligen Kurbelzapfen auf der aus einen Stück bestehenden Kurbelwelle zu gestatten. Die Abtrennung des Ringes an den Kurbelzapfenende der Pleuelstange wird normalerweise in einer Ebene durchgeführt, die senkrecht zu der Längsachse der Pleuelstange und durch den Hauptdurchwesser des Kurbelzapfenringteiles der Pleuelstange verläuft. Die beiden Teile des Kurbelzapfenringteiles sind normalerweise mittels Schraubbolzen aneinander befestigt, um dadurch die beiden Teile des Kurbelzapfenringes fest aneinanderzuschließen und dadurch die Übertragung von Zugbeanspruchungen über die Pleuelstänge zu gestatten.
  • Bei Kolbenwaschinen mit hohen Drehzahlen, wie z.B. Zweitakt- und Viertaktverbrennungenotoren, besteht die Belastung an dein Kurbelzapfenringtell der Pleuelstange aus der Summe zweier Belastungen. Die erste Belastung ist diejenige entlang der Längsachse der Pleuelstange, die durch die Bewegungsverzögerung der Kolbenanordnung hervorgerufen wird. Die zweite Hauptbelastung ist die Trägheitsbelastung, die durch die Drehbewegung des Kurbelzapfenendes der Pleuelstange und die Hin- und Herbewegung des Kolbenzapfenendes der Pleuelstange hervorgerufen wird. Es ist Ublich, die Trägheitsbelastung aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbenzapfenringteiles der Pleuelstange und die Trägheitsbelastung der Kolbenanordmg zu summieren. Somit besteht die gesamte auf die Pleuelstange wir-kende Trägheitsbelastung an den Kurbelzapfenring aus einem Belantungsvektor, der den Kolbenzapfen dreht, und ist bei konstanter Drehzahl eine konstante Belastung (die sich im Quadrat der Drehzahl erhöht), plus eine Trägheitsbelastung aufgrund der Hin- und Herbewegung, die der Hin- und Herbewegung des Kolbenzapfenringteiles der Pleuelstange und der Kolbenanordnung zugeordnet ist. Die letztere Belastung ist an der oberen und unteren Totpunktstellung der Kurbelwellendrehung am höchsten. Sie beträgt in Nähe der 90 Grad- und 270 Gradetellung-der Kurbelwelle annähernd Null.
  • Für Kolbenwaschinen in gedrängter Bauweise kann die Länge der Pleuelstange in Verhältnis zu den Hub genügend kurz vordeng so daß das Beschleunigungsdiagram des Kolbenzapfenringteilen der Pleuelstange erheblich von demjenigen einer einfachen harmonischen Bewegung abweicht. Die beabsichtigte Wirkung einer verhältnismäßig kurzen Pleuelstange besteht darin, die Abbremsung und Beschleunigung des Kolbens und den Kolbenzapfenringteilen der Pleuelstange in Nähe der oberen Tot-' punktetellung zu erhöhen und die Abbrennung und Beschleunigung In Nähe der unteren Totpunktetellung der Kurbelwelle zu verringern. Infolgedessen ist bei Kelbenmaschinen mit hohen Drehzahlen und in gedrängter Bauweise die Trägheitabelastung an oder in Nähe der oberen Totpunktetellung erheblich größer als bei Kolbenwaschinen in weniger gedrängter Bauweise und mit geringeren Drehzahlen. Die Gandruckkräfte an den Kolben haben die Neigung, die Höchstbelastungen an den oberen Totpunkt bei den Kompressionstakt und bei den Auadehnungstakt zu verringern. Jedoch sind die Gaskräfte an der oberen Totpunktotellung des Kurbelzapfens bei den Auspuff- und bei den Ansaugtakt unbeachtlich. Da die Trägheitabelaotung in Nähe der oberen Totpunktetellung der Kurbelwellendrehung erheblich erhöht worden ist und In Nähe der unteren Totpunktetellung der Kurbelwellendrehung verringert worden ist, müssen Pleuelstangen für neuzeitliche Kolbenmaschinen in gedrängter Bauweise und mit hohen Drehzahlen so ausgebildet und hergestellt worden, daß sie diejenige Belastung aushalten können, die in der Nähe der oberen Totpunktstellung der Zurbelwellendrohung auftreten. Die Abbreaaung und Beschleunigung des Kolbens und des Kolbenzapfenteilen der Pleuelstange in Nibe der oberen Totpunktstellung der Kurbelwellendrohung ruft Zugbelastungen in der Pleuelstange hervor. Somit müssen, vergleichsweise gesprochen, neuzeitliche Pleuelstangen für außerordentlich hohe Zugbelastungen in Vergleich zu Druckbelastungen konstruiert werden.
  • Die Stellung der höchsten Trägheitsbelastung in den Kurbelzapfenringteil der Pleuelstange befindet sich in oder in der Nähe einer Ebene, die senkrecht zu der Längsachse verläuft und an dem größten Durchmesser des Kurbelzapfenringes. Dies ist ebenfalls diejenige Ebene, in der die bekannten, aus zwei Stücken bestehenden Pleuelstangen für den Einbau über der Kurbelwellenanordnung geteilt werden und anschließend zusammengeschraubt werden. Somit sind bei einer bekannten, aus zwei Stücken bestehenden Pleuelstangeg die Schraubbelzen einer hohen Zugbeauspruchung unterworfen, die auf der Trägheitabelantung der Pleuelstange und des daran befestigten hin- und hergehenden Kolbens beruht. Die Bolzen sind ferner einer Belastung unterworfen, die dem Blegemonent zugeordnet ist, das in dem Kurbelzapfenringteil der Pleuelstangenanordnung auftritt. Somit ist es nicht überraschend, daß die Bolzen in den Zurbolzapfenringteil der bekannten Pleuelstange zu einen verwundbaren Punkt der bekannten Pleuelstange geworden sind.
  • Die Verwendung von Bolzen mit außerordentlich hoher mechaniseher Festigkeit ist bei Kolbenmaschinen mit hohen Drehzahlen, die aus zwei Stücken bestehende Pleuelstangen bekannter Bauart verwenden,- allgemein üblich geworden. Durch Vergrößerung der Pleuelstangenbolzen und der Abmessungen des Zurbelzapfenringteiles der Pleuelstange ist eine zusätzliche Festigkeit und Steitigkeit erhalten worden. Diese erhöhten Abmessungen haben jedoch zu einen erhöhten Gewicht den Kurbelzapfenringteiles der Pleuelstange und damit zu einer erhöhten Lagerbelastung an den Kurbolzapfen während der gesamten Umdrehung der Kurbelwelle geführt. Zu ist jedoch wünschenswert, diese ständige Belastung so gering wie möglich zu halten, um dadurch die Lagerreibung und die auf die Lager-kühl- und Schnieranlagen übertragene Wärme zu verringern. Wenngleich die Größe des Drehbelastungsvektors in Vergleich zu der Größe des auf der Hin- und Herbewegung beruhenden Trägheitabelastungsvektors verhältnismäßig klein war, besteht eine Tendenz zur Erhöhung des Drehbelastungsvektors, und dies ist nicht wünsenenswert.
  • Es-ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Pleuelstange mit geringstmöglicher Masse des Kurbelzapfenringteilen zu schaffen, wodurch die Größe der Trägheitsbelastung an den Kurbolzapfenringteil verringert wird, während die größtmögliche Steifheit den Kürbelzapfenringtells aufrechterhalten wird und dadurch die größtmögliche Belastungsfähigkeit beibehalten wird. Um diese und andere Ziele zu ver*Irkliohen"-oind erfindungsgemäß neue und einzigartige Ausbildungen für eine Pleuelstange geschaffen worden, die für Mehrzylinder- und Einzylinderkelbenmaschinen verwendbar sind. In den Zeichnungeng in denen AusfUhrungebeispiele der vorlie-genden Erfindung dargestellt sind, sind Fig. 1 eine Ansicht senkrecht zu den Kolbenzapfen und Zurbelnapfen, in der die Pleuelstange in einen frühen Herstellungestadium dargestellt ist, Fig. 2 eine Queraohnitteausicht entlang der Linie 2-2 in Fig.
  • Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Annichtt in der die fertiggentellte PleueletangeAargestellt istg Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten Pleueletangeg ?lg. 5 eine Teilansicht ähnlich der Fig. 3, in der eine andere AusfUhrungsforn dargestellt ist, Fig. 6 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, in der eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist$ Fig. 7 eine Seitenansicht der in Fig. 6 gezeigten Pleuelstange-, Fig. 8 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, in der eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist, und Fig. 9 eine Seitenansicht der In Fig. 8 gezeigten Pleuelstange.
  • Die praktische Verwirklichung der vorliegenden Erfindung mag mit der in Fig. 1 gezeigten Pleuelstange beginnen, die eine aus einen Stück bestehende, einheitlich gegossene oder geschmiedete Pleuelstange ist, die für die Verwendung in Mehrzylindernotoren und Einzylindermotoren geeignet ist, in denen aus einen Stück bestehende Kurbelwellen verwendet worden. Die Pleuelstange besteht aus einen Kolbenzapfenringteil 10, der an einen Stück an einem aus zwei Armen bestehenden Schaftteil 11 ausgebildet ist, und einen Kurbelzapfenringteil 14, der ebenfalls an einen Stück an den Schaft 11 ausgebildet ist. Der Kolbenzapfenringteil 10 weist eine Bohrung 15 auf; der Kurbelzapfenringteil 14 weist eine Bohrung 16 auf und der Schaft 11 ist mit einen Längsschlitz 17 ausgebildet, durch den die Arme 12 und 13 gebild-et werden. Fig. 3 ist eine aus dem'einheitlichen Rohling gemäß Fig. 1 vollständig bearbeitete, einheitliche, aus einem Stück bestehende Pleuelstange. In Fig. 3 ist die Pleuelstange der Fig. 1 in Längsrichtung, 'beginnend an der Unterseite (Kurbelzapfenende) und weiter nach oben zu der Kolbenzapfenbohrung 15 hin gabelartig geteilt worden. Diese gabelartige Teilung wird vorzugsweise durch Brechen des Materials der Pleuelstange anstatt durch Sägen durchgeführt. Der Kurbelzapfenringteil 14 wird bei 22, im allgemeinen gegenüber dem Schaft 11, durchbrochen. Er wird ferner bei 21 durchbrochen, wobei der Bruch von dem Schlitz 17 in dem Schaft 11 zu der Bohrung verläuft. Die gabelartige Teilung wird an dem oberen Ende des Schlitzes 17 durch einen Bruch 20 von dem Schlitz 17 zu der Bohrung 15 fortgesetzt. Wenngleich der Bruch 22 nicht unmittelbar gegenüber dem Schaft 11 zu sein braucht (wie in der abgewandelten Ausführungsform der Fig. 5 dargestellt), verläuft die gabelartige Zweiteilung im allgemeinen entlang einer Längsebene, die im wesentlichen durch die Achsen der Bohrungen 15 und 16 verläuft.
  • Da das bevorzugte Verfahren zur Herstellung der Pleuelstange auf dem einheitlichen, aus einen Stück bestehenden gegossenen oder geschmiedeten Rohling gemäß Fig. 1 beruht, besteht das bevorzugte Teilungsverfahren darin, daß man das Material der Pleuelstange, Metall oder sonstiges Material," bricht, um Ineinandergreifende Paßflächen ohne die Notwendigkeit teurer und zeitraubender Metallbearbeitungsvorgänge zu erhalten. Das Brechen des Metalls kann durch Zug- oder Scherkräfte durchgeführt werden, die durch Einrichtungen von außen auf das Teil ausgeübt werden. Um einen Bruch mit möglichst geringen äußeren Kräften und mit möglichst geringen Nachgeben des Materials entlang der Bruchfläche zu erhalten, ist es wünschenswert, einen brüchigen Zustand des Materials hervorzurufen. Dies kann ohne weiteres dadurch erreicht werden, daß man den chemischen Zustand des Materials örtlich verändert, wie z. B. dure," Karbonisieren und Wärzebehandlung oder durch Verringerung der Temperatur des Materials auf die Übergangstemperatur zwischen dem dehnbaren und brüchigen Zustand des Materials. Ein derartiges Brechen entlang der Gabelungoebene kann ohne nennenswerte Gefahr des Bruches an anderen als den gewünschten Stellen durchgeführt werden, indem man in geeigneter Weise örtliche Kraft anwendet und Befestigungen vorsieht, durch die die Durchbiegung der Arme 12 und 13 nach vollzogenem Bruch begrenzt wird. Bei einigen für Pleuelstangen wünschenswerten Baustoffen sind Metallbearbeitungsprozesse notwendig, um die gabelartige Zweiteilung durchzuführen. Neuzeitliche Metallbearbeitungsverfahren, wie z.B. elektrisches Entladungsbearbeiten gestatten die Bearbeitung von genaueng ine'>-.aandergreifenden Paßflächen mit einem Mindestmaß an Verspanung.
  • Die fertig bearbeitete Pleuelstange gemäß Fig. 3 weist Befestigungsmittel in Form von Bolzen 25 und 26 zur Befestigu ng und zum festen Zusammenklemmen der geteilten Teile des Karbolzapfenringteilos 14 und der Arme 12 und 13 des Schaftes 11 aneinander. Bei einiien Anwendungsfällen kann es wUnsehenswert sein, nur einen einzigen Bolzen zur Befestigung und zum Zusammenklemmen der Teile vorzusehen. In anderen Fällen kann es wünschenswert sein, einen dritten Bolzen in Nähe der Teilungestelle 20 des Kolbenzapfenringtelles 10 vorzusehen. Allgemein gesagt wäre der dritte Bolzen nicht not-. wendigg da die Einführung des Kolbenzapfenn durch die Bohrung 15 vor den Einbau der Pleuelstange auf den Kurbelzapfen durchgeführt worden kann* Die Arme den Schaftes 11 werden auaeinandergespreizt, wodurch vorUbergehend-die Bohrung 15 den Kolbennapfenringteilen 10 erweitert wird und dadurch der Kolbennapfen durch die Bohrung 15 ohne weiteren eingeführt worden kann, So ist ein leichter Proßsitz zwischen dem Durchmeseer den Kolbenzapfens und den normalen Durchmesser der Bohrung 15 vorgesehen, so daß der Kolbenzapfen fest und sicher In deik Kolbenzapfenringteil 10 sitzt, wenn die gegabelte Pleuelstange geschlossen wird. Dieses Merkmal vereinfacht den Zuna»enbau der Pleuelstange und den Kolbenzapfens ganz erheblich, weil sie die Notwendigkeit eines Einpreßvergangen zur Einführung des Kolbenzapfens in die Bohrung 15 mit Preßeitz ausscheidet. Ebenso wird in vielen Fällen die Notwendigkeit einer besonderen Befestigungseinrichtung für den Kolbenzapfen ausgeschieden.
  • Um die Pleuelstange auf einen Kurbelzapfen zu befestigen, wird die Bruchstelle 22 dadurch breiter gemacht, daß man die Arme 12 und 13 auseinanderdrückt, bis der Kurbelzapfenringteil 14 über den Kurbelzapfen geschoben werden kann. Sodann kann die Pleuelstange geschlossen werden, wodurch die Bohrung 16 um den Kurbelwellenzapfen wiederhergestellt wird. Sodann werden die Bolzen 25 Vnd 26 eingeführt-und angezogen, um die Pleuelstange als einheitliches Gebilde fest aneinander zu halten. An unteren Ende den Schaftes 11 ist an seinen Schnittpunkt mit den Kurbelzapfenringtell 14 eine quer durch die Pleuelstange verlaufende Bohrung 18 vorgesehen. Ein Auschlagteilg wie z, B. ein Stab 319 kann in die Bohrung 18 eingeführt werden. Sodann kann der Bolzen 26 umgekehrt eingtochraubt werden, d.h. in das mit Gewinde ausgebildete Ende seiner Bohrung. Wenn nun der Bolzen 26 an den Stab 31 anstößt, bewirkt ein weiteren Einschrauben des Bolzens, daß die Arme 12 und 13 auseinandergespreizt worden, wodurch der Einbau den Kurbelzapfenringteils 14 auf den Kurbelzapfen ermöglicht wird, Das anschließende Herausschrauben und Einschrauben des Bolzens 26 in der normalen Richtung beendet den Einbau der Pleuelstange an Kurbelzapfen.
  • Fig. 2 Ist ein Querschnitt durch den Schaft 11 In einer Ebene, die senkrecht zu der Längoachse der Pleuelstange verläuft. Die besondere Querschnittsform der Arme 12 und 13 des Schaftes 11 Ist für die Funktion der Pleuelstange nicht von großer Wichtigkeit. Jedo eh sind für diese Querschnittsform verschiedene Überlegungen wesentlich. Der Schaft 11 Ist sowohl Druck- als auch Zugbelastungen unterworfen. Somit ist es wünschenswert, eine Querschnittsform zu bilden, die knickfest ist. Zweitens werden Trägheitsbelastungen in dem Material des Schaftes als Ergebnis seitlicher Beschleunigungen hervorgerufen. Diese Beschleunigungen sind in der Nähe des Kurbelzapfenringteiles 14 am höchsten. Somit sollte in Nähe des Kurbelzapfenendes des Schaftes 11 der Querschnittsmodul versteift werden. Eine dritte Überlegung besteht darin, daß es wünschenswert ist, daß ein Teil der Durchbiegung, die zum Einbau der Pleuelstange an dem Kurbelzapfen erforderlich iste in den Armen 12 und 13 des Schaftes stattfindet. Daher sollten die Arme 12 und 13 in angemessener Weise biegsam sein, um eine Durchbiegung zu gestatten, ohne das Material der Arme während des Einbaus der Pleuelstange zu überbeanspruchen. Diese Überlegung ist besonders wichtig hinsichtlich der Stellen, an denen die Arme des Schaftes in den Kolbenzapfenringteil 10 der Pleuelstange übergehen. In ähnlicher Weise beeinflußt die besondere Querschnittsform des Kolbenzapfenringteils 10 nicht die Funktion der Pleuelstange. Jedoch auch hier sind einige Konstruktionsüberlegungen anzustellen. Es ist für den Querschnittsmodul den Kolbenzapfenringteiles 10 wünschenswert, daß er gegenüber den Querschnittsmodul der Arme des Schaftes 11 ausgeglichen ist, so daß die erforderliche Durchbiegung des Kolbenzapfenringteiles 10 für den Einbau der Pleuelstange auf dem Kurbelzapfen erzielt werden kann, ohne das Material den Kolbenzapfenringteils 10 zu überbeanspruchen. Dies kann dadurch erzielt werden, daß der Ringteil 10 verhältnismäßig breit und dünn ausgeführt wird. Ein besonderen Augenmerk muß auf die Übergangezone zwischen den Schaftarmen 12 und 13 und den Ringteil 10 gerichtet werden. Fiso 6 ist die Ansicht einer abgewandelten Ausführungstrm der wliegenden Erfindung* Insbesondere ist hier ein vollständiger ]Kurbolzaptonringteil 14a und ein Teil des Pleuelstangenschattes 11 gezeigt. Eine bevorzugte Stelle kür den Bruch 22a in den Kurbolzaprenringteil 14a an von den Schaft 11 entfernter Stelle ist hier dargestellt, Diese bevorzugte Stelle führt zu einer minimalen Zugbaanspruchung des Bolzens. An dieser Stelle ist der Druck in den Zurbelzapfenringteil 14a einen minimalen Biegemonent unterworfen. Damit ist die Zugbelastung In den Bolzen 26 o6er einer anderen Einspann:.-vorrichtung nur eo groß, Gaß er nur derart konstruiert zu worden brauchti daß er der Zugbeanspruchung in den Ring 14a an dieser Stelle entgegenwirkt. Die Seberbelautung kann durch die unregelmäßigen IP&Brläcbeu der aneinander geklemmten Vor. bindungentelle 22a des Ringes übertragen werden* Da die Zugbeauspruchung-und den Biegemoment des.Bolzens in dieeem Bereich am geringsten sind, sind die Anforderungen, die an Größe den Bolzens und Flanachbreite zur Übertragung des Biegemonenten Uber die Verbindungestelle 22a gestellt worden aUeseai an geringsten. Somit wird eine zuverlässige Vorhindungentelle mit einem Mindestmaß an Material und Gewicht erhalten. Die Drohung der Gabdung oder des Bruches 22a in den Zurbolzapfenringteil 14a um einen Winkel 32 aus der Ebene der Längsachse heraus, wie in Fig.6 dargestellt, führt zu einer leichten Erhöhung des Durchbiegeerfordernisses fUr den Einbau der Pleuelstange an dem Kurbelzapfen, Diese leichte Erhöhung des Durchbiegung stellt jedoch kein schwerwiegendes Problem bei der Konstruktion oder beim Gebrauch der einheitlichen Pleuelstange dar. Der Winkel 32 kann zwischen 0 und 60 0 betragen, ,Der Bruch 21 zwischen det Bohrung 16 und dem Schlitz 17 braucht weder in der Mittellinie der Pleuelstange noch parallel zu dieser verlaufen. Da dies der Bereich der höheten Lagerbeanspruchung ist, kann to wUnachenswert sein, den Bruch 21 seitlich vorzusehen und ihn auch ähnlich wie den Bruch 22a in Fig.6 in Winkel zu versetzen. In der in Fig.6 gezeigten Abwandlung bleibt der Kolbenzeptenringteil 10 undurchbrochen, wie bei 42 dargestellt, Dieser Teil bildet dann einen Schwenkbereich» um den die Arm* 12 und 13 geschwenkt werdeni wenn sie auseinandergespreint worden. Um dieses Schwenken zu gestatten, ist die entgegengesetzte Seite den Kolbenzapfenringt eile 10 bei 41 aufgeschlitzt. Die den Schlitz 41 bildenden benachbarten Flächen worden aufeinander zu gezogen, wenn die Arme 12 und 13 auseinander gebogen werden, Dadurch wird es ermöglicht, daß der Bereich 42 als ein Gelenk oder Durchbiegungeteil dient# ohne daß der Ubrige Teil den Kolbenzapfenringteils 10 einer Beanspruchung unterworfen wUrde, Der Schlitz 41 ist mit Einspannmitteln wie einem Bolzen 43 versehen, um das Ringgebilde um den Kolbenzapfen zu vervollständigen und den Kolbenzapfen an der Pleuelstange zu befestigen, Der Bolzen 43 kann auch dazu verwendet werden, den Zusammenbau der Pleuelstange mit dem Falbenzapfen zu unterstützen. Dies wird dadurch erreicht" daß man den Zapfen 43 anzieht, ohne daß der Kolbenzapfen sich in der Bohrung 15 befindet. Dadurch wird das Auseinanderspreizen der unteren Teile der Arme 12 und 13 unterstützt und in einigen Fällen kann es das einzige erforderliche Mittel zum Auseinandebiegen der Arme 12 und 13 sein. Danach wird der Einbau des oberen Teils der Pleuelstange dadurch beendet, daß man den Bolzen 43 lockert und den Kolbenzapfen bei 15 einführt. Das Anziehen der Bolzen 25, 26 und 43 beendet dann den gesamten Einbau der Pleuelstange. Bei dieser Ausführungeform der Erfindung ist es manchmal wünschenswert, Versteifungsstege 44 um den Querschnitt des Kolbenzapfenringteils 10 vorzusehen, Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den Figuren 8 und 9 veranschaulicht, in denen die Arme 12 und 13 so ausgebildet sind$ daß sie beim Auseinanderbiegen genügend nachgiebig sind, so daß allein das Auseinanderbiegen der Arme den Einbau der Pleuelstange an dem Kurbelzapfen gestattet. Dadurch wird jede Teilung des Kolbenzapfenringteilen 10 vermieden. Da in dem Kolbenzapfenringteil 10 keinerlei Bruch oder Schlitz vorhanden ist, findet während des Einbaus nur eine unbeachtliche Durchbiegung dieses Teils st'ratt, Um die Größe des '-'#r'Altes 22 während des Einbaus der Pleuelstange an einem Kurbelzapfen zu vergrößern wird eine Scherenspreizvorrichtung in eine Öffnung 51 eingeführt, die den Kurbelzapfenringteil auseinanderdrückt, Dadurch kommt die Auaeinanderbiegung des Kurbelzapfenringteils 14 zu der Auseinanderbiegung der Arme 12 und 13 hinzu, wodurch die für die Arme 12 und 13 erforderliche Durchbiegung so gering wie möglich gehalten wird, woraus sich auch die mindestmÖgliebe Spreizkraft für ein scherenartiges Speizwerkzeug ergibt. Der Wegfall der Schrauben und Planschen oder Ansätze an den üblichen Stellen seitlich bei 90 0 und 270 0 des Kurbolzapfenringteiles der Pleuelstange ergibt eine Pleuelstange von geringerer Breite. Daher wird die Breite des Kurbelgehäuseteils einer Kolbenmaschinet in die die erfindungs-gemäße Pleuelstange eingebaut wird, so gering wie möglich gehalten. Das führt zu Materialeineparungen und zu einer gedrängteren Bauweise für die gesamte Kolbenmaschine und hat In einigen Fällen eind verbesserte Leistung zur Polge. Dies ist der Fall bei einen Zweitakt-Verbrennungemotor mit ZurbellgehliuseepUlung, bei den die Breite des Kurbelgehäuses einen bedeutsamen Einfluß auf das Innenvolunen des Zigrbolgehäuees hat, Es Ist wUnscheneuertg -das Innenvolsmen des Zurbolgehäuses so gering wie möglkh zu halten# um die-SatlOttunge- und tadungeObertragungseigenschaften des Motors mit Zurbolgehäusespülung zu verbessern.
  • Die »bleutung an dein Bolzen 269 der den Bruch 21 »Loch« de* beiden Armen 12 und 13 den Pleuelstangengebattes 11 zusammenhälti wie in den Figuren 3 und 4 dergestellt# bat In Vergleich zu den Bolzen der Ublichen &so zwi Stgekon bestehenden Plauelstangenausbildungen ptr einen geringfUgigen Wort, An den oberen und unteren Totpunktetellungen den Kurbelzsprens beträgt die Belastung des Bolzone 26 von der Längebelastung der Pleuelstange theoretisch Null und ist ein sehr geringer Wort in den 9& und 2700-Stellungen des Kurbolzapfens# Die in den Bolzen 26 erforderlichen Zugkräfte zum Zusammenhalten das Bruches 21 aufgrund der Biegebeanspruchung sind sehr gering infolge des sehr steifen Querschnittemodule des Kurbolzapfenringteilos 14 und des Schaftes 11 in diesen Bereich, Praktisch ist dieser Bereich der Pl#uelgtange strukturmäßig einem Gewölbebogen ähnlich. Der Scherbeanspruchung an dem Bruch 21 kann durch die unregelmäßigen oder ineinandergre.ifenden Paßflächen entgegengewirkt worden, die dem Bruch zugeordnet sind, oder eine entspreehende Gegenkraft kann Uber die Arme 12 und 13 des Schaftes 11 bis hinauf zu dem Kolbenzapfen in der Bohrung 16 gebildet werden, Während die vorliegende Erfindung vorstehend an den veranschaulicht und beschrieben worden ist, was als die praktischsten und bevorzugten AusfUhrungsformen angesehen wirdg sei darauf hingetesen, daß Abwandlungen dieser Ausführungeformen im Rahmen der vorliegenden Erfindung mÖglich sind, die daher nicht auf die vorstehend offenbarten Einzelheiten begrenzt sein soll, sondern vielmehr durch den Rahmen der nachutehenden Ansprüche.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRücHE 1.1 Verfahren zur Herstellung einer einheitlichen Pleuelstange für Kolbenmaschinen, die einen Kurbelzapfen und einen Kolbenzapfen aufweisen, die durch die Pleuelstange verbunden werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Pleuelstange, die an einem Ende eine von einem Kolbenzapfenringteil (10) gebildete und umschlossene Kolbenzapfenbohrung (15) und an dem anderen Ende eine von einem Kurbelzapfenringteil (14) gebildete und umgrenzte Kurbelzapfenbohrung (16) sowie-einen die beiden Ringteile (10, 14) verbindenden Schaft (11) aufweist, und die aus einem einzigen Stück Metall gebildet ist, gabelartig derartig aufteilt, daß die Gabelung durch einen Teil (22) des Kurbelzapfenringteilos (14) in Abstand von dem Schaft (11) im wesentlichen entlang einer durch die Achsen der Bohrungen (15, 16) verlaufenden Längeobene von der Kurbelzapfenbohrung (16) durch den Schaft (11) bis mindestens zu dem Kolbenzapfenringteil (10) verläuft.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (11) mit einem Schlitz (17) ausgebildet ist, der sich zwischen den beiden Ringteilen (10, 14) erstreckt, und daß man zur Erzielung der Gabelung das Material der Pleuelstange vqn der Kurbelzapfenbohrung (16) durchden Ringteil (14) an einer von den Schaft (11) entfernten Stelle und im wesentlichen in der genannten-Ebene von der Kurbelzapfenbohrung (16) zu einem Ende des Schlitzes (17) durchbricht. 31 Verfahren nach Anspruch 1 einschließlich des Binbaue der Pleuelstange, dadurch gekennzeichnet, daß man die beiden durch den Schlitz (17) gebildeten Arme (12, 13) der Pleuelstange genügend weit auseinanderspreizt, so daß der Kurbolzapfenringteil (14) auf und um einen Kurbel zapfen angebracht werden kann, daß man die Gabelung schließt, um den Ringteil (14) um den Kurbelzapfen.zu schließen und daß man die Arme fest aneinander befestigt. 4" Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gabelartige Teilung dadurch durchgeführt wird, daß man mindestens einen Teil der Pleuelstange so durchbricht, daß ineinandergreitende Paßflächen gebildet werden, durch die die genaue Wiedervereinigung der Gabelteile gewährleistet wird, 61 Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnetg daß man das Naterial in einem brU.chigen Teil der Pleueletange durchbricht. 61 Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet» daß man einen Schlitz In den Schaft (11) bildet, der von den gelbensaptenringteil (10) zu den Zurb-alzapfenringteä (14) entlang der genannten tängeobene verläuft und der einen Teil der Oabelung bildet. Pleuelstange für eine Kolbenmaschine mit einem Kolbeseapfen und einen Kurbolzapfen, die durch die Pleuelstange miteinander verbunden worden, mit einer durch einen Kolbungeptenringteil an einen Ende gebildeten Kolbenraptonbohrungg einer von einen Kurbolzapfenringteil an dem anderen Bad* gebildeten und ungrenzten Zurbolzapfenbohrung und einen die beiden tingteile verbindenden Schaft, dadurch gekennreiebuttg daß die Pleuelstange in wesentlichen entlang einermittleren Längeobene durch den Schaft (11) von der Kurbolzapfenbohrung (16)mindeutens bis zu dem Kolbenzapfenringteil (10) gabelartig gespalten ist und daß die Gabelung auch durch einen Teil des Kurbolzaptenringteiles (14) verläuft, der von dem Schaft (11) entfernt ist, wodurch die Pleuelstange in zwei Gabelarme geteilt ist, dii) durch einen Teil des Kolbenzapfenringteiles (10) miteinander vereinigt werdeng wodurch die Pleuelstange.als ein einheitliches ganzes Gebilde erhalten ist. 8. Pleuelstange nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtungg mittels derer die Gabelarme fest zusammen gespannt werden. 9. Pleuelstange nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zusammenspannen der Gabelarme aus einem Bolzen (25) in dem von dem Schaft (11) entfernten Teil des Kurbelzapfenringes (14) besteht, der die Gabelarme um den Kurbelzapfen herum fest aneinander hält. 10. Pleuelstange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelung aus ei nem Schlitz (17), der von dem Kolbenzapfenringteil (10) zu dem Kurbelzapfenringteil (14) verläuft, einem von dem einen Ende des Schlitzes (17) zu der Kurbelzapfenbohrung (16) verlaufenden Bruch durch das Material und einem Bruch (22) des Materials durch den in Abstand von dem Schaft (11) befindlichen Teil des Kurbelzapfenringteiles (14) besteht. 11. Pleuelstange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelung in dem von dem Schaft (11) entfernten Teil des Kurbelmpfenringteiles (14) im wesentlichen in einer Ebene liegt, die durch die Achse der Kurbelzapfenbohrung (16) verläuft und in einem Winkel zwischen 0 und 60 0 gegenüber der mittleren Längeebene der Gabelung liegt. 12. Pleuelstange nach Anspruch 71 dadurch gekenn-.zeichnet, daß ein Verbindungsbolzen quer durch die Pleuelstange verläuft und zwischen den Bohrungen (10, 14) in Nähe der Kurbelzapfenbohrung angeordnet ist, daß ein Durchgang (18) in der Pleuelstange ausgebildet ist, der in der Gabelungsebene liegt und quer zu dem. Bolzen (26) verläuft, und in den ein Anschlagteil (31) eingeführt werden kann, so daß bei umgekehrter Einführung des Verbindungsbolzens (26) die Gabelarme der Pleuelstange auseinandergespreiztwerden und dadurch der Kurbelzapfenringteil (14) um einen Kurbelzapfen angeordnet werden kann. 13. Pleuelstange nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelung in dem von dem Schaft (11) entfernt liegenden Teil des Kurbelzapfenringteiles (14) durch einen Bruch des Materials der Stange gebildet wird. 14. Pleuelstange nach Anspruch 10, dadurdi'gekennzeichnet, daß die Gabelung ferner aus einem Materialbruch besteht, der von dem eingn Ende des Schlitzes (V) zu der Kolbenzapfenbohrung (15) verläuft. 15. Pleuelstange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kolbenzapfenringteil (10) vondem Schaft (11) entfernt ein im wesentlichen radialer Schlitz (41) ausgebildet ist und daß ein im wesentlichen tangentialer Bolzen (43) den Schlitz (41) überspannt und einen geschlossenen Ring um die Kolbenzapfenbohrung (15) bildet.
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