DE1962116A1

DE1962116A1 - Pleuel,insbesondere Gabelpleuel von Kraftmaschinen

Info

Publication number: DE1962116A1
Application number: DE19691962116
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Mezger; Ferdinand Dipl-Ing Piech
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1969-12-11
Filing date: 1969-12-11
Publication date: 1971-06-16
Also published as: JPS4922965B1; GB1281290A; FR2072184A5; DE1962116B2; US3682018A

Description

Dr.-tng. h. c. F. PORSCHE KG · 7 STUTTGART-ZUFFENHAUSEN · PORSCHESTRASSE 42

0 89 Pleuel, insbesondere Gabelpleuel von Kraftmaschinen.

Die Erfindung betrifft ein Pleuel, insbesondere Gabelpleuel vm Kraftmaschinen, das zumindest aus einem Pleuelfuß· und einem Pleuellagerdeckel besteht, die unter Vermittlung von Spannelementen oder von diesen und Zwischengliedern untereinander verbunden sind.

Bei Pleueln der eingangs genannten Art muß eine lösbare, dauerhafte Verbindung von Pleuelfuß und Pleuellagerdeckel selbst bei hohen Belastungen sichergestellt sein.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieses Erfordernisses als Verbindungselemente Dehnschrauben zu verwenden. So ist ein Pleuel bekannt, dessen Pleuellagerdeckel unter Vermittlung von Dehnschrauberi mit gegenläufigen Gewindeabschnitten mit dem Pleuelfuß verschraubt v.'ird (US-Patent j5 266 339). Weiterhin ist ein Pleuel bekannt, dessen Pleuellagerdeckel mittels Dehnschrauben und Muttern mit dem Pleuelfuß verspannt wird (US-Patent 3 O69 926). Bei diesen Ausführungen sind jedoch die Abstützflächen der Spannelemente bzw. ihre zugeordneten Gegenflächen eben ausgebildet. Durch diese ebene Ausbildung entsteht an den Gegenflächen als Über- z/xni* zur übrigen Oberfläche des Pleuelfußes bzw. des Pleuellagerdeokcls eine Kerbe. Diese Kerbe ist üblicherweise rechtwinkelig bearbeitet und schwächt den zugeordneten Querschnitt des Pleuelfu3es hzi/j. des Pleuellagerdeckels durch eine erhöhte Kerbwirkunc·Diese Kerbwirkung führt bei hohen Beanspruchungen zu einem Bruch des Pleuel in diesem Querschnittsbereich.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ohne größere Kosten, auch bei hochbelacteten Pleuel sowohl die Brucheefahr zu vermindern, als auch die Pleuelbreite zu verringern.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst., daß die Spannelemente und/oder die ihnen zugeordneten Zwischenglieder sich mit konvexen Abstützflächen In zugeordneten konkaven Gegenflächen im Pleu.elfuß und/oder Pleuellagerdeckel abstützen. Vorteilhaft sind die konvexen Abstützflächen und die Ihnen zugeordneten konkaven Gegenflächen kugelförmig ausgebildet. Vorzüglich sind die konvexen Abstütsflachen und die ihnen zugeordneten konkaven Gegenflächen lcreiszylirxdarf"rr.ir ausgebildet. Desueiteren Ist von Vorteil, wenn die Radien der konvexen Abstützflächen geringfügig größer ausgebildet sind als die Radien der ihnen zugeordneten konkaven Gegenflächen. Werden die Spannelemente durch Dehnschrauben gebildet, so ist vorteilhaft, wenn der Kopf der Dehnschraube mit einer kreissylinderförmigen Abstützfläche versehen ist und sich an der Gegenfläche am Pleuellagerdeckel abstützt. Uerden die Spannelemente durch Muttern gebildet, so ist die Mutter vorzüglich clernrt ausgebildet, da3 sie mit einer kugelförmigen Abstützfläche versehen Ist und sich an der Gegenfläche am Pleuelfuß abstützt. Als "τΐε-hen^liec!. dient vorzugsweise eine Unterlagscheibe, die gegenüber der zugeordneten Mutter eine ebene Auflagefläche und benachbart der Gegenfläche im Pleuelfuß eine kugelförmige Abstützfläche aufweist .

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine stetige und kerbfreie Übergangszone von den Gegenflächen des Pleuelfußes bzw. des Pleuellagerdeckels zur angrenzenden Oberfläche erhalten wird. Eine derart ausgebildete Übergangszone verhindert eine Kerbwirkung, die bei hohen Belastungen einen Bruch auszulösen Im Stande ist. Ein weiterer Vorteil Ist darin zu sehen, daß die Abstützflächen im Bedarfsfalle an den Spannelementen selbst bzw. durch Zwischenglieder vergrößert werden können und somit eine größere Verspannkraft ermöglicht wird, was insbesondere für Pleuel aus Leichtmetall günstig ist» Weiterhin ist von Vorteil, daß durch die verwendeten Spannelemente bzw. deren Zwischenglieder besondere Verdrehsicherungen gespart werden. Desweiteren kann die Breite des PleuelstangenfuSes und die Schraubenlänge verringert werden, wodurch die Masse dee Pleuels geringer wird, was sich günstig auf das Drehverhalten der Maschine auswirkt. -

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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. JEs zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Symmetriehälfte eines Gabelpleuels für eine Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Verschraubung, und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die andere Symmetriehälfte des Gabelpleuels nach der Fig. 1 mit einer weiteren Verschraubungsart, gemäß der Erfindung.

Das Pleuel nach der Fig. 1 besteht aus einem Pleuelschaft 1 mit einem gegabelten Pleuelfuß 2 und einem Pleuellagerdeckel J> zur Ergänzung der Lagerbohrung 4, die die nichtgezeigte Kurbelwelle aufnimmt. Der PleuelfuI3 2 und der Pleuellagerdeckel J liegen unter Bildung einer Trennfuge 5 planparallel aneinander an. Zur Befestigung des Pleueldeclcels 5 mit dem Pleuelfuß 2 sind Dehnschraube]! 6 mit Passfläclien 7 vorgesehen, die durch öffnungen in Pleuellagerdeckel J bzw. im Pleuelfuß 2 hindurchgesteckt sind. Der Dehnschraube β ist eine Mutter 9 zugeordnet, die zusammen mit einer Unterlagscheibe 10 an einer Gegenfläche 11 des Pleuelfußes 2 gespannt wird. Die Gegenfläche 11 ist., wie strichpunktiert angedeutet, als konkave Kugelfläche ausgeführt und geht mit stetigem Übergang in die Oberfläche 12 des Pleuelfußes 2 über.'Entsprechend ist die Abstützfläche 13 der Unterlagscheibe 10 als Kugelfläche ausgebildet. Der Radius der Kugelfläche 11 des Pleuelfußes 2 ist geringfügig kleiner als der Radius der sich in ihr unmittelbar abstützenden Abstützfläche 1J> der Unterlagscheibe Der Kopf 14 der Dehnschraube 6 ist an seiner dem Pleuellagerdeckel J) zugewandten Seite mit einer konvexen Abstützfläche 15 von kreiszylindrischer Form versehen. Der Abstützfläche 15 ist eine entsprechende Gegenfläche 16 gleicher Beschaffenheit am Pleuellagerdeckel 3 zugewandt. Die Gegenfläche 16 geht mit stetigem Übergang in die konvex gebogene Oberfläche 17 des Pleuellagerdeckels 3 über.

Zur Montage des Pleuels wird zunächst der Pleuellagerdeckel j5 mit den nicht gezeigten Pleuellagerschalen und mit dem Pleuelfuß 2 in Anlage gebracht. Nach Durchstecken der Dehnschraube β durch die öffnung 8 im Pleuellagerdeckel j5 bzw, im Pleuelfuß 2

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wird die Unterlagscheibe 10 aufgebracht. Durch Aufschrauben der Mutter 9 auf die Dehnschraube 6 und Anziehen derselben gegen die Unterlagscheibe 10 werden der Pleuelfuß 2 und der Pleuellagerdeckel 3 gegeneinander verspannt ohne daß es einer besonderen Verdrehsicherung der Dehnschraube ό bedarf.

Das Pleuel nach Pig· 2 besitzt denselben Grundaufbau \rie das Pleuel nach Fig. 1, weshalb dieselben Teile mit denselben jedoch mit einem Index versehenen Bezugsseichen bezeichnet sind. Zur Befestigung des rieuellagerd.eckels 3^! mit dem Pleuelfuß■£' sind Dehnschrauben 13 mit Passflächen 7* vorgesehen die durch Öffnungen 3¹ ira Pleuellagerdeckel ^¹ bzw. Pleuelfuß β'hindurchgesteckt sind. Der Dehnschraube 18 ist eine Mutter 19'zugeordnet, die an eine Gegenfläche 16' des Pleuelfußes 2¹ gespannt wird. Die Gegenfläche 16^T ist kreiszylindrisch konkav ausgeführt. Entsprechend ist die Abstützflache 15' der Mutter 19 gleichfalls als Zylinderfläche ausgebildet. Der Köpf 20 der Dehnschraube ist an seiner den Pleuellagerdeckel ~-)^x zugewandten Seite mit einer konvexen Abstützfläche Ip¹ von kugeliger Form versehen. Der Abstützfläche 13* ist eine entsprechende Gegenfläche II¹ gleicher Beschaffenheit am Pleuellagerdeckel 5' zugewandt. Die Gegenfläche II¹ geht mit stetigem Übergang in die konvex gebogene Oberfläche VJ' des Pleuellagerdeckels j?^! über.

Die Montage des Pleuels entspricht im wesentlichen der des Ausführungsbeispieles nach der Fig. 1.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Beispiele beschränkt. So ist es z.B. weiterhin möglich. Dehnschrauben zu verwenden, die unmittelbar im Pleuellagerdeckel bzw. im Pleuelfuß verschraubt sind. Der Kopf der Dehnschraube kann mit einer kugelförmigen Abstützfläche versehen sine, bzw. mit einer kugelförmigen Unterlagscheibe oder einer kreiszylindrischen Unterlagscheibe zusammenwirken. Weiterhin kann ein Teil der Dehnschraube durch Stoffschluß, z.B. Eingießen., mit dem Pleuellagerdeckel oder- mit dem Pleuelfuß verbunden sein und mit einer Mutter mit kugeliger Abstützflaohe oder einer Mutter und Unterlagscheibe mit kugelförmiger oder kreiszylindrischer Äbstützflache zusammenwirken .

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Claims

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Schutzrechtsansprüche

Pleuel, insbesondere Gabelpleuel von Kraftmaschinen, das zumindest aus einem Pleuelfuß und einem Pleuellagerdeckel besteht, die unter Vermittlung von Spannelementen oder von diesen und Zwischengliedern untereinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß dia Spannelemente (6, 13) und/oder die ihnen zugeordneten Zwischenglieder (10) sich mit konvexen Abstützflächen (1^.. 15/ 15') in zugeordneten konkaven Gegenflächen (11, 16, 16*) im Pleuelfuß (2, 2^f) und/oder im Pleuellagerdeckel (3, 3^X) abstützen.
2. Pleuel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexen Abstützflächen {X3, 15, 15^f) und die ihnen zugeordneten konkaven Gegenflächen (11. 16, l6^f) kugelförmig ausgebildet sind.
3· Pleuel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexen Abstützflächen (Γ2, 15, 15') und die ihnen zugeordneten konkaven Gegenflächen (11, 16, l6^f) kreiszylinderförmig ausgebildet sind.
4. Pleuel nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien der konvexen Abstützflächen (15, I5, 15¹) geringfügig größer ausgebildet sind als die Radien ihrer zugeordneten konkaven Gegenflächen (11, 16. I6¹).
5. Pleuel nach Anspruch 1. 2 oder 3, bei welchen die Spannelemente durch Dehnschrauben gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (4) der Dehnschraube (6) mit einer kreiszylinderförmigen Abstützfläche (I5) versehen ist und sich an der gleichfalls kreis zylinderförmigen Gegenfläche (16) am Pleuellagerdeckel (3) abstützt.
6. Pleuel nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchen die Spannelemente durch Muttern gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (9) mit einer kugelförmigen Abatützfläche (10) versehen ist und sich an der gleichfalls kugelförmigen Gegenfläche (11) am Pleuelfuß (2) abstützt. ^:

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7- Pleuel nach Anspruch 1, 2, J und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied aus einer Unterlagscheibe (10) besteht, die gegenüber der zugeordneten Mutter (9) eine ebene Auflagefläche und benachbart der Gegenfläche (11) im Pleuelfuß (2) eine kugelförmige Abstützfläche (I3) aufweist.

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