DE19911339A1

DE19911339A1 - Lageranordnung in einer Pleuelstange mit vorzugsweise konischem Pleuelauge, insbesondere für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE19911339A1
Application number: DE19911339A
Authority: DE
Inventors: Jost Wachtel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-09-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung in einer Pleuelstange mit vorzugsweise konischem Pleuelauge, insbesondere für Verbrennungsmotoren, wobei das Pleuelauge das Lager für einen hohlen Kolbenbolzen bildet, welcher beidseits in Lageraugen eines Kolbens eingreift und dort vorzugsweise axial geführt ist. DOLLAR A Es wird die Aufgabe gelöst, eine gattungsgemäße Lageranordnung für Kolbenbolzen mit vorzugsweise trapezförmigem Pleuelauge konstruktiv so zu gestalten, daß eine sichere Schmierung dieser Lagerung erreicht und ein Festfressen des Kolbenbolzens vermieden wird. DOLLAR A Dies wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst: DOLLAR A - Der Querschnitt des Kolbenbolzens (4) ist im Bereich seiner Lagerung im Pleuelauge (2) so bemessen, daß eine elastische Verformung unter Last erfolgt. DOLLAR A - Das Lager (3) im Pleuelauge (2) weist einen ovalförmigen Querschnitt auf, dessen kleinster Durchmesser (D) so bemessen ist, daß der Kolbenbolzen (4) mit Spiel geführt ist und daß dessen größter, sich quer zur Längsachse (L) der Pleuelstange (1) erstreckender Durchmesser (D) so bemessen ist, daß eine Querverformung des Kolbenbolzens (4) unter Last nicht begrenzt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung in einer Pleuelstange mit vorzugsweise konischem Pleuelauge, insbesondere für Verbrennungsmotoren, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches.

Vorbekannt ist durch die Schrift DE-OS 38 13 029 A1 eine gattungsgemäße Lageranordnung für eine Pleuelstange, bei der das kleinere Pleuelauge trapezförmig ausgebildet ist. Problem behaftet ist gegenüber konventionellen Ausführungen bei derartigen Trapezpleuelstangen die Schmierung der Kolbenbolzenlagerung im kleinen Pleuelauge. Aus Belastungsgründen ist bei Trapezpleuelstangen das Einbringen einer Ölversorgungsbohrung oder auch -rille in der Lagerung des kleinen Pleuelauges, wie dies in der Schrift US-PS 5.758.550 dargestellt ist, nicht zweckmäßig. Es ist jedoch zu gewährleisten, daß die besonders belasteten Lagerflä chen im trapezförmigen Pleuelauge sicher geschmiert werden.

Vorbekannt ist weiterhin durch die Schrift DE-OS 16 50 206 eine Kolbenbolzenlagerung bei Kolben für Verbrennungsmaschinen, bei der Lagerbohrungen im Kolben, die den Kolbenbol zen aufnehmen, ovalförmig ausgebildet sind. Der große Durchmesser des ovalförmigen Querschnitts erstreckt sich quer zur Längsachse des Kolbens. Durch die ovalförmige Ausbil dung der Lagerbohrung für den Kolbenbolzen kommt dieser am kleinen Durchmesser des ovalförmigen Querschnitts zur Anlage. Die dazwischen liegenden Bereiche ohne Berührung zwischen Kolbenbolzen und Lagerbohrung dienen als Schmiermittelreservoir.

Vorbekannt ist durch die Schrift DE-OS 30 36 062 A1 die Art der Herstellung von ovalförmi gen Lagerbohrungen für die Aufnahme des Kolbenbolzens, insbesondere in den Bol zennaben von Kolben. Diese Lagerbohrungen werden ovalförmig mittels einer Einrichtung gebohrt, deren Bearbeitungswerkzeug mit einer Vorschubrichtung in Richtung der Achse der Lagerbohrungen bewegt wird, wobei jedoch seine Umlaufachse gering geneigt zur Achse der Lagerbohrungen geführt ist.

Weiterhin ist durch die Schrift DE-OS 33 38 847 A1 ein rohrförmiger Kolbenbolzen für Pleu elstangen vorbekannt, bei dem durch Einwirkung der Querkraft während des Betriebes des Verbrennungsmotors nur eine geringfügige Verformung eintreten soll.

Die Querschnitte des Kolbenbolzens sind entsprechend dem wirkenden Querkraftverlauf entlang seiner Länge unterschiedlich gestaltet. Der Kolbenbolzen weist unter Belastung eine nur geringfügig ovale Form auf, wobei seine Außenabmessung in Richtung der Querkraft geringer ist als jene, welche senkrecht zur Querkraft liegt.

Es wird ein Kolbenbolzen mit gleichmäßiger Spannungsverteilung in allen Querschnitten an gestrebt, der dabei ein geringes Gewicht aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Lageranordnung für Kol benbolzen mit vorzugsweise trapezförmigem Pleuelauge konstruktiv so zu gestalten, daß eine sichere Schmierung dieser Lagerung erreicht und ein Festfressen des Kolbenbolzens vermieden wird.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil der Schutzansprüche genannten Merkmale. Erfindungsgemäß ist der Querschnitt des Kolben bolzens im Bereich seiner Lagerung im Pleuel so bemessen, daß eine elastische Verformung seiner kreisförmigen Außenform in eine leicht ovalförmige unter Last erfolgt.

Während des Betriebes ergibt sich durch die wirkenden Querkräfte zwischen seiner Außen fläche und dem größten, sich quer zur Längsachse der Pleuelstange erstreckenden Durchmesser der Lagerbohrung jeweils beidseits ein Spalt bzw. Raum mit sich ändernder Größe. Dieser Raum bzw. Spalt wirkt erfindungsgemäß als ein von den Querkräften betätig ter Pumpraum für Schmieröl für den benachbarten, besonders druckbelasteten Bereich der Lagerung in der Pleuelstange für den Kolbenbolzen. Anhand einer Zeichnung wird ein Aus führungsbeispiel der Erfindung nachfolgend beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die Teilansicht des Längsschnittes einer Pleuelstange mit konischem Pleuelauge mit zugehörigem Kolbenbolzen sowie einem schematisierten Teilschnitt des zugehörigen Kolbens;

Fig. 2 die Seitenansicht der Pleuelstange gemäß Fig. 1 mit in einer ovalförmigen Lagerbohrung sitzenden Kolbenbolzen.

In Fig. 1 ist eine Teilansicht einer Pleuelstange 1 in einem quer zur Kolbenbolzenachse KA verlaufenden Längsschnitt dargestellt, die ein kleines Pleuelauge 2 mit trapezförmigem Querschnitt für das Lager 3 eines Kolbenbolzens 4 aufweist.

Die Seitenflächen des Pleuelauges 2 verlaufen schräg zur Längsachse L der Pleuelstange 1, so daß die in dem Kolben 5 weisende Lagerbreite geringer ist als die zum stangenförmigen Abschnitt der Pleuelstange gerichtete.

Eine solche Ausführung hat den Vorteil, daß die druckaufnehmende Lagerfläche L_D des klei nen Pleuelauges 2 gegenüber üblichen Pleuelstangenausführungen unverändert bleibt, je doch die, die Zugkraft aufnehmende Lagerfläche L_Z, deutlich verkleinert ist. Damit ist die in Druckrichtung R_D wirksame Breite der Lager 51 im Kolben 5 für den Kolbenbolzen 4 größer als bei üblichen Pleuelstangen mit einem Pleuelauge konstanter Breite ausführbar. Die vom Verbrennungsdruck belasteten Lagerflächen zwischen Kolben 5 und Kolbenbolzen 4 sind in Fig. 1 verstärkt dargestellt. Das Pleuelauge 2 ist üblicherweise mit einer Gleitlagerbuchse 20 versehen, die jedoch in Fig. 2 nur mit ihrer ovalförmigen Lagerbohrung 21 dargestellt ist.

Die Lagerbohrung 21 im Pleuelauge 2, welche den in Fig. 1 in seiner Länge sichtbaren Kol benbolzen 4 aufnimmt, weist erfindungsgemäß einen ovalförmigen Querschnitt auf. Der kleinste Durchmesser d des ovalförmigen Querschnittes ist dabei so bemessen, daß der Kol benbolzen 4 in üblicher Weise verdrehbar geführt ist.

Der größte Durchmesser D der Lagerbohrung 21 erstreckt sich quer zur Längsachse L der Pleuelstange 1. Seine Abmessung läßt eine unbegrenzte Querverformung des Kolbenbol zens 4 unter Last zu, siehe Fig. 2.

Der Kolbenbolzen 4 weist im Abschnitt seiner Lagerung im Pleuelauge 2 einen so bemesse nen Querschnitt auf, daß unter Last ein Abplatten mit Querverformung erfolgt. Diese Verfor mungen erfolgen jedoch im elastischen Bereich.

Die zwischen dem größten Durchmesser D des ovalförmigen Querschnittes 4 und dem Kol benbolzen 4 liegenden spaltförmigen Räume R dienen als Schmiermittelaufnahme, aus der durch die Querverformung des Kolbenbolzens 4 Schmiermittel in die benachbarten, beson ders druckbelasteten Flächen der Lagerung in der Art einer Ölpumpe verdrängt werden.

Der Vorteil der Erfindung besteht in der funktionsgerechten Konstruktion des Pleuels und der damit verbundenen ausreichenden Schmierung des Kolbenbolzens innerhalb der Lagerboh rung des trapezförmigen Pleuelauges.

Die Ausführung der erfindungsgemäßen Lageranordnung ist auch in Pleuelstangen mit rechteckförmigem Pleuelauge möglich, obwohl in diesem Fall auch eine sichere Schmieröl zuführung mit anderen Mitteln, z. B. Nuten oder Ölbohrung vom großen zum kleinen Auge, realisiert werden kann.

Claims

Lageranordnung in einer Pleuelstange mit vorzugsweise konischem Pleuelauge, insbe sondere für Verbrennungsmotoren, wobei das Pleuelauge das Lager für einen hohlen Kolbenbolzen bildet, welcher beidseits in Lageraugen eines Kolbens eingreift und dort vorzugsweise axial geführt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- - Der Querschnitt des Kolbenbolzens (4) ist im Bereich seiner Lagerung im Pleuelauge (2) so bemessen, daß eine elastische Verformung unter Last erfolgt.
- - Das Lager (3) im Pleuelauge (2) weist einen ovalförmigen Querschnitt auf, dessen kleinster Durchmesser (d) so bemessen ist, daß der Kolbenbolzen (4) mit Spiel ge führt ist und daß dessen größter, sich quer zur Längsachse (L) der Pleuelstange (1) erstreckender Durchmesser (D) so bemessen ist, daß eine Querverformung des Kolbenbolzens (4) unter Last nicht begrenzt ist.