DE19911339A1 - Piston engine piston connecting rod geometric dimensions has conical connecting rod eye to improve the gudgeon pin lubrication - Google Patents
Piston engine piston connecting rod geometric dimensions has conical connecting rod eye to improve the gudgeon pin lubricationInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung in einer Pleuelstange mit vorzugsweise konischem Pleuelauge, insbesondere für Verbrennungsmotoren, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches.The invention relates to a bearing arrangement in a connecting rod preferably with conical connecting rod eye, especially for internal combustion engines, according to the preamble of the claim.
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.A generic bearing arrangement is previously known from the document DE-OS 38 13 029 A1 for a connecting rod in which the smaller connecting rod eye is trapezoidal. Problem is afflicted with conventional designs in such trapezoidal connecting rods Lubrication of the piston pin bearing in the small connecting rod eye. For reasons of stress in the case of trapezoidal connecting rods, the drilling of an oil supply hole or groove in the Storage of the small connecting rod eye, as shown in the document US Pat. No. 5,758,550, not appropriate. However, it must be ensured that the particularly stressed storage area be lubricated safely in the trapezoidal connecting rod eye.
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.A piston pin bearing is also known from DE-OS 16 50 206 Pistons for internal combustion engines, in the bearing bores in the piston, the piston pin Record zen, are oval-shaped. The large diameter of the oval Cross-section extends transversely to the longitudinal axis of the piston. Thanks to the oval shape The bearing bore for the piston pin comes from the small diameter of the oval cross-section to the system. The areas in between without touching between the piston pin and the bearing bore serve as a lubricant reservoir.
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.It is previously known from DE-OS 30 36 062 A1 the type of production of oval-shaped gene bearing holes for receiving the piston pin, especially in the bolt hub of pistons. These bearing holes are oval-shaped by means of a device drilled, the machining tool with a feed direction in the direction of the axis Bores is moved, but its axis of rotation is slightly inclined to the axis of Bearing holes is guided.
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.Furthermore, the document DE-OS 33 38 847 A1 is a tubular piston pin for connecting rod previously known, in which by the action of the transverse force during the operation of the Internal combustion engine should only undergo a slight deformation.
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.The cross-sections of the piston pin correspond to the shear force profile designed differently along its length. The piston pin has a under load only slightly oval in shape, with its outer dimension in the direction of the transverse force is less than that which is perpendicular to the transverse force.
Es wird ein Kolbenbolzen mit gleichmäßiger Spannungsverteilung in allen Querschnitten an gestrebt, der dabei ein geringes Gewicht aufweist.A piston pin with uniform stress distribution in all cross sections is attached strived for, which has a low weight.
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.The invention has for its object a generic bearing arrangement for Kol benbolzen with preferably trapezoidal connecting rod eye to design so that this lubrication is reliably lubricated and the piston pin seizes is avoided.
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.The object of the invention is achieved by the in the characterizing part of Features mentioned protection claims. According to the cross section of the piston bolt in the area of its bearing in the connecting rod so dimensioned that an elastic deformation Its circular outer shape takes place in a slightly oval shape under load.
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. During operation, the transverse forces between its outside result area and the largest, extending transversely to the longitudinal axis of the connecting rod Diameter of the bearing bore a gap or space with changing on both sides Size. According to the invention, this space or gap acts as one of the transverse forces ter pump room for lubricating oil for the neighboring, particularly pressure - loaded area of the Bearings in the connecting rod for the piston pin. With the help of a drawing, an out management example of the invention described below.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 die Teilansicht des Längsschnittes einer Pleuelstange mit konischem Pleuelauge mit zugehörigem Kolbenbolzen sowie einem schematisierten Teilschnitt des zugehörigen Kolbens; Figure 1 is a partial view of the longitudinal section of a connecting rod with a conical connecting rod eye with associated piston pin and a schematic partial section of the associated piston.
Fig. 2 die Seitenansicht der Pleuelstange gemäß Fig. 1 mit in einer ovalförmigen Lagerbohrung sitzenden Kolbenbolzen. FIG. 2 shows the side view of the connecting rod according to FIG. 1 with piston pins seated in an oval-shaped bearing bore.
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.In Fig. 1 a partial view of a connecting rod 1 in a transverse to the piston pin axis KA longitudinal section is shown, which has a small connecting rod eye 2 having a trapezoidal cross-section for the bearing 3 of a piston pin 4.
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.The side surfaces of the connecting rod eye 2 run obliquely to the longitudinal axis L of the connecting rod 1 , so that the bearing width pointing in the piston 5 is smaller than that directed towards the rod-shaped section of the connecting rod.
Eine solche Ausführung hat den Vorteil, daß die druckaufnehmende Lagerfläche LD des klei nen Pleuelauges 2 gegenüber üblichen Pleuelstangenausführungen unverändert bleibt, je doch die, die Zugkraft aufnehmende Lagerfläche LZ, deutlich verkleinert ist. Damit ist die in Druckrichtung RD 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.Such an embodiment has the advantage that the pressure-absorbing bearing surface L D of the small connecting rod eye 2 remains unchanged compared to conventional connecting rod designs, but the bearing surface L Z absorbing the tensile force is significantly reduced. Thus, the effective width in the pressure direction R D of the bearings 51 in the piston 5 for the piston pin 4 is larger than with conventional connecting rods with a connecting rod eye of constant width. The bearing surfaces between the piston 5 and the piston pin 4, which are loaded by the combustion pressure, are shown in greater detail in FIG. 1. The connecting rod eye 2 is usually provided with a plain bearing bush 20 , which is, however, only shown in FIG. 2 with its oval-shaped bearing bore 21 .
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.The bearing bore 21 in the connecting rod eye 2 , which receives the bolt 4 visible in its length in FIG. 1, according to the invention has an oval cross section. The smallest diameter d of the oval cross section is dimensioned so that the Kol benbolzen 4 is rotatably guided in the usual manner.
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. The largest diameter D of the bearing bore 21 extends transversely to the longitudinal axis L of the connecting rod 1 . Its size allows an unlimited transverse deformation of the Kolbenbol zens 4 under load, see Fig. 2nd
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.The piston pin 4 has in the section of its bearing in the connecting rod eye 2 such a dimensioned cross-section that flattening with transverse deformation takes place under load. However, these deformations take place in the elastic range.
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.The between the largest diameter D of the oval cross-section 4 and the Kol benbolzen 4 lying gap-shaped spaces R serve as a lubricant receptacle, from which 4 lubricants are displaced by the transverse deformation of the piston pin in the adjacent, particularly pressure-loaded surfaces of the storage in the manner of an oil pump.
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.The advantage of the invention is the functional design of the connecting rod and the associated sufficient lubrication of the piston pin within the bearing bore tion of the trapezoidal connecting rod eye.
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.The design of the bearing arrangement according to the invention is also in connecting rods Rectangular connecting rod eye possible, although in this case also a safe lubricating oil feed by other means, e.g. B. grooves or oil drilling from the large to the small eye, can be realized.
Claims (1)
- - 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.
- - The cross section of the piston pin ( 4 ) is dimensioned in the area of its bearing in the connecting rod eye ( 2 ) so that an elastic deformation takes place under load.
- - The bearing ( 3 ) in the connecting rod eye ( 2 ) has an oval cross-section, the smallest diameter (d) is dimensioned so that the piston pin ( 4 ) leads with play ge and that its largest, transverse to the longitudinal axis (L) the connecting rod ( 1 ) extending diameter (D) is dimensioned so that a transverse deformation of the piston pin ( 4 ) is not limited under load.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
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R003 | Refusal decision now final | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20141223 |