DE19802284A1

DE19802284A1 - Gudgeon pin link between piston and connecting rod in piston engine

Info

Publication number: DE19802284A1
Application number: DE1998102284
Authority: DE
Inventors: Heribert Dipl Ing Moeller
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 1999-07-29

Abstract

The piston has a hole with a gudgeon-pin link to a connecting rod. The gudgeon-pin bore (2) has a cylindrical surface (5) which is worked directly into a drill hole (3) within the piston (4). The piston, gudgeon pin and connecting rod are assembled using a recess (11) within the piston skirt (10) through which the connecting rod (1) is inserted. A bearing bush (6) provides a high-quality finish to the cylindrical surface. Piston skirt deformation caused by the recess can be compensated using a steel ring (12) pressed or shrunk onto the piston skirt free rim.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-Pleuelverbindung für Tauchkolben gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a piston-connecting rod connection for plungers according to the generic term of claim 1.

Die Verbindung von Kolben und Pleuel erfolgt bei Tauchkolben üblicherweise mittels eines Kolbenbolzens, welcher den Kolben und ein Pleuelauge in Bohrungen durch dringt. Bei einer hochbelasteten Verbindung vorgenannter Art muß der Kolbenbolzen aus Gründen der Verformung und der Flächenpressung reichlich dimensioniert wer den, was mit einer beträchtlichen Masse einhergeht und entsprechende Massenträg heitskräfte hervorruft.The connection of pistons and connecting rods in plungers is usually done by a piston pin, which through the piston and a connecting rod eye in bores penetrates. In the case of a highly stressed connection of the aforementioned type, the piston pin must for reasons of deformation and surface pressure who generously dimensioned what is associated with a considerable mass and the corresponding mass forces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung von Kolben und Pleuel zu schaffen, welche mit möglichst geringer Masse zu realisieren ist.The invention has for its object to connect the piston and connecting rod create which can be realized with the least possible mass.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent anspruches 1 gelöst.According to the invention, the object is achieved by the characterizing features of the patent Claim 1 solved.

Durch die unmittelbare Lagerung des Pleuelauges in der Bohrung des Kolben wird der schwere Kolbenbolzen eingespart, wodurch die daraus resultierenden Massenkräfte spürbar reduziert werden. Durch die Ausnehmung im Kolbenmantel kann das Pleuel leicht montiert werden.Due to the immediate mounting of the connecting rod eye in the bore of the piston Heavy piston pin saved, resulting in the resulting inertial forces noticeably reduced. The connecting rod can be through the recess in the piston skirt can be easily assembled.

Eine vorteilhafte Weiterbildung kann Anspruch 2 entnommen werden. Durch das Auf schieben einer Lagerhülse auf das Pleuelauge spart man die Feinstbearbeitung der Um fangsfläche des Pleuelauges. Die Lagerhülse kann eine handelsübliche Wälzlagerhülse sein und diese kann durch einen Bolzen fixiert werden. An advantageous further development can be found in claim 2. By opening pushing a bearing sleeve onto the connecting rod eye saves the fine machining of the um catch surface of the connecting rod eye. The bearing sleeve can be a commercially available roller bearing sleeve and this can be fixed with a bolt.

Eine Erhöhung der Stabilität des Kolbens im Bereich der Ausnehmung ist Anspruch 3 zu entnehmen.An increase in the stability of the piston in the region of the recess is claim 3 refer to.

Durch den Stahlring wird ein mögliches Atmen als Folge der Ausnehmung zuverlässig vermieden.The steel ring makes possible breathing as a result of the recess reliable avoided.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand von Zeichnungen dargestellt.An embodiment of the invention is illustrated with reference to drawings.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Schnitt I-I mit Lagerung des Pleuelauges in der Bohrung des Kolbens Fig. 1 shows a section II with storage of the connecting rod eye in the bore of the piston

Fig. 2 einen Schnitt II-II Fig. 2 shows a section II-II

Fig. 3 einen Schnitt III-III Fig. 3 shows a section III-III

Einen Schnitt I-I zeigt Fig. 1. Ein Pleuel 1 mit Pleuelauge 2 ist erfindungsgemäß unmittelbar schwenkbar in einer Bohrung 3 eines Kolbens 4 gelagert. Das Pleuelauge 2 ist zu diesem Zweck auf seiner äußeren Umfangsfläche 5 zirkular bearbeitet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf die Umfangsfläche 5 des Pleuelauges 2 noch eine Lagerhülse 6 geschoben. Der Vorteil einer Lagerhülse 6 ist darin zu sehen, daß die Umfangsfläche 5 mit einem Fräser bearbeitet werden kann. Als Lagerhülse kann eine handelsübliche Wälzlagerhülse verwendet werden, welche bei hoher Oberflä chengüte relativ preisgünstig ist. Die Lagerhülse 6 wird geschlitzt und auf die Um fangsfläche 5 aufgeschoben. Zur Fixierung kann ein Bolzen 7 verwendet werden.A section II is shown in FIG. 1. A connecting rod 1 with a connecting rod eye 2 is, according to the invention, directly pivotable in a bore 3 of a piston 4 . The connecting rod eye 2 is circularly machined on its outer peripheral surface 5 for this purpose. In the illustrated embodiment, a bearing sleeve 6 is pushed onto the peripheral surface 5 of the connecting rod eye 2 . The advantage of a bearing sleeve 6 can be seen in the fact that the peripheral surface 5 can be machined with a milling cutter. As a bearing sleeve, a commercially available roller bearing sleeve can be used, which is relatively inexpensive with high surface quality. The bearing sleeve 6 is slotted and slid onto the peripheral surface 5 . A bolt 7 can be used for fixation.

Um eine Verformung der Nabe 8 der Bohrung 3 zu vermeiden werden Rippen 9 vorge sehen.In order to avoid deformation of the hub 8 of the bore 3 , ribs 9 are provided.

Die aus dem Druck der Brenngase herrührenden Kräfte wirken auf die den Kolbenbo den zugewandte obere Hälfte der Nabe 8, während auf die untere, offene Hälfte der Nabe 8 nur die Massenkräfte wirken, die aber wesentlich kleiner sind. The forces resulting from the pressure of the fuel gases act on the piston top facing the upper half of the hub 8 , while only the inertial forces act on the lower, open half of the hub 8 , but these are considerably smaller.

Zur Montage des Pleuels 1 ist im Kolbenmantel 10 mindestens eine Ausnehmung 11 erforderlich, durch welche das Pleuel 1 mit Pleuelauge 2 eingeschoben wird. Um ein Atmen des Kolbenmantels 10 auch bei hoher Belastung zu unterdrücken kann ein Stahlring 12 vorgesehen werden, welcher über eine Eindrehung am freien Rand des Kolbenmantels 10 geschoben wird. Der Stahlring 12 kann aufgepreßt oder aufgezogen werden.To assemble the connecting rod 1 , at least one recess 11 is required in the piston skirt 10 , through which the connecting rod 1 with the connecting rod eye 2 is inserted. In order to suppress breathing of the piston skirt 10 even under high loads, a steel ring 12 can be provided, which is pushed over a turn on the free edge of the piston skirt 10 . The steel ring 12 can be pressed on or pulled on.

Fig. 2 stellt einen Schnitt II-II dar. Das Pleuelauge 2 ist mit seiner äußeren Umfangs fläche 5, bzw. in der dargestellten Ausführungsform mittels der Lagerhülse 6 in der Nabe 8 der Bohrung 3 geführt. Ein Kolbenbolzen kann vollkommen in Wegfall kommen. Durch Wahl der Breite und des Durchmessers des Pleuelauges 2 kann die Höhe der Flächenpressung festgelegt werden. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die erfindungsgemäße Verbindung von Kolben und Pleuel wesentlich leichter baut als die übliche Verbindung mit Bolzen, wo die Flächenpressung zwischen Bolzen und der Pleuelaugenbohrung und zwischen Bolzen und Kolbenboden auftritt. Zur weiteren Ge wichtsreduzierung kann das Pleuelauge 2 noch mit einer Zentralbohrung 13 versehen werden. Fig. 2 shows a section II-II. The connecting rod eye 2 is with its outer circumferential surface 5 , or in the embodiment shown by means of the bearing sleeve 6 in the hub 8 of the bore 3 . A piston pin can be completely eliminated. The height of the surface pressure can be determined by selecting the width and the diameter of the connecting rod eye 2 . It can be readily appreciated that the connection of the piston and connecting rod according to the invention is much lighter than the conventional connection with bolts, where the surface pressure between the bolt and the connecting rod eye bore and between the bolt and the piston crown occurs. To further reduce weight, the connecting rod eye 2 can also be provided with a central bore 13 .

Im Schnitt III-III gemäß Fig. 3 erkennt man die Rippen 9 die der Versteifung des Kolbenmantels 10 dienen. Das Pleuel 1 wird bei der Montage durch eine der seitlichen Ausnehmungen 11 eingeschoben.In section III-III according to FIG. 3 one can see the ribs 9 which serve to stiffen the piston skirt 10 . The connecting rod 1 is inserted through one of the side recesses 11 during assembly.

Neben der Gewichtseinsparung und daraus resultierender Reduzierung der Massen kräfte ergibt sich auch ein verbessertes λ - Verhältnis (λ = r/l), wobei r den Kurbelradius und 1 die Länge der Pleuelstange von Mitte Pleuelkopf bis Mitte Pleuelauge bedeutet.In addition to saving weight and the resulting reduction in mass forces there is also an improved λ ratio (λ = r / l), where r den Crank radius and 1 the length of the connecting rod from the middle of the connecting rod head to the middle Conrod eye means.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kolben-Pleuelverbindung ist in der gerin geren Bauhöhe eines damit ausgerüsteten Motors zu sehen. Die Bohrung 3 (Fig. 1) kann natürlich viel näher an den Kolbenboden gerückt werden, als im Ausführungsbei spiel dargestellt. Daraus ergibt sich eine geringere Bauhöhe des Motors.Another advantage of the piston-connecting rod connection according to the invention can be seen in the smaller overall height of an engine equipped with it. The bore 3 ( Fig. 1) can of course be moved much closer to the piston crown than shown in the game Ausführungsbei. This results in a lower overall height of the engine.

Claims

1. Piston-connecting rod connection for plunger, in which the piston has a bore for connection to the connecting rod, characterized in that the connecting rod eye ( 2 ) on its outer peripheral surface ( 5 ) for the purpose of immediate storage in the bore ( 3 ) as cylindrical surface is machined, and that the piston skirt ( 10 ) for receiving the connecting rod ( 1 ) has at least one recess ( 11 ).

2. Piston-connecting rod connection according to claim 1, characterized in that a slotted bearing sleeve ( 6 ) is additionally pushed onto the connecting rod eye ( 2 ) and that a bolt ( 7 ) is provided for fixing the bearing sleeve ( 6 ) relative to the connecting rod eye ( 2 ) .

3. Piston-connecting rod connection according to claims 1 and 2, characterized in that in the region of the free edge of the piston skirt ( 10 ) a steel ring ( 12 ) is pressed, or shrunk.