Die
Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine, insbes. eine Brennkraftmaschine,
mit zumindest zwei achsgleich gegenüberliegend angeordneten Arbeitszylindern
und einer in einem Kurbelgehäuse
untergebrachten Übertragungseinrichtung
zur Umwandlung der Translations-Bewegungen der in den Arbeitszylindern
gleitenden Arbeitskolben und deren starr mit ihnen verbundenen Kolbenstangen
in Rotationsbewegungen einer Kurbelwelle oder umgekehrt, wobei diese
Kurbelwelle mit Kurbelzapfen ausgebildet ist und der Kurbelzapfen
in einem Gleitstein lagert, der in einer geradlinigen Gleitbahnführung einer rahmenförmigen Kurbelschlaufe
hin- und her gleitbar sitzt, wobei die Kolbenstangen sich gegenüberliegend
senkrecht zur Gleitbahn fest am Rahmen der Kurbelschlaufe angeordnet
sind. Die Erfindung kann gleichermaßen bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine,
einem Viertaktmotor mit oder ohne doppelten Ladungshub sowie einem
Hubkolbenverdichter mit entsprechendem Aufbau Anwendung finden.The
The invention relates to a reciprocating piston engine, esp. An internal combustion engine,
with at least two coaxially oppositely arranged working cylinders
and one in a crankcase
accommodated transmission facility
for converting the translational movements of the working cylinders
sliding piston and their rigidly connected to them piston rods
in rotational movements of a crankshaft or vice versa, these
Crankshaft is designed with crankpin and the crankpin
stored in a sliding block, which in a linear slide guide a frame-shaped crank loop
slidably seated back and forth with the piston rods facing each other
arranged perpendicular to the slide fixed to the frame of the crank
are. The invention can equally be applied to a two-stroke internal combustion engine,
a four-stroke engine with or without double charge stroke and one
Reciprocating compressors with a corresponding structure find application.
Eine Übertragungseinrichtung
für eine Brennkraftmaschine
dieser Art ist z. B. aus der DE
34 33 510 A , z. B. 1 bekannt.
Aus der EP 429 918 B1 , 4 ist
bekannt, den Kurbelschlaufenrahmen seitlich offen zu gestalten.A transmission device for an internal combustion engine of this type is z. B. from the DE 34 33 510 A , z. B. 1 known. From the EP 429 918 B1 . 4 It is known to make the crank loop frame laterally open.
Ein
ungelöstes
Problem bei derartigen Kurbelschlaufenmotoren ist die Schmierung
im Bereich zwischen den als Gleitbahnen ausgebildeten Oberflächen des
Kurbelschlaufenrahmens und den Gleitbahnen zugewandten Oberflächen des
Gleitsteins.One
unsolved
Problem with such crank loom motors is the lubrication
in the area between the trained as slideways surfaces of
Crank loop frame and the sliding surfaces facing the surfaces
Sliding block.
Gemäß der US 4,794,887 A ,
z. B. 3, werden Kugellager zur Lösung des Problems verwendet.
Nach der US 4,013,048
A , z. B. 4, werden von der Kurbelzapfenlagerung
ausgehend den Gleitstein durchsetzende öltransportierende Bohrungen
vorgesehen, die in Nuten an den Gleitoberflächen des Gleitsteins münden. Dabei
wird das Öl
in entsprechende Kanäle
aus der Kurbelwelle über
den Kurbelzapfen in die Gleitsteinbohrungen und anschließend in
die Nuten der Gleitoberfläche
gebracht. Die Nuten sind fischgrätartig
auf der Gleitoberfläche des Gleitsteins
angeordnet. Eine zentrale Nut erstreckt sich mittig in Gleitrichtung
des Gleitsteins zwischen den Stirnseiten der Gleitfläche. Von
der zentralen Nut aus führen
zu beiden Längskanten
der Gleitfläche
hin jeweils bezüglich
der zentralen Nut abgewinkelt mehrere Quernuten. Die zentrale Nur
ist endseitig an den Stirnkanten der Gleitflächen offen ausgebildet, so
dass unter Druck stehendes Schmieröl dort austreten kann, ohne
zur Schmierung der gleitenden Flächen
beizutragen.According to the US 4,794,887 A , z. B. 3 , ball bearings are used to solve the problem. After US 4,013,048 A , z. B. 4 , From the crank pin bearing starting from the sliding block passing through oil-carrying holes are provided, which open into grooves on the sliding surfaces of the sliding block. In this case, the oil is brought into corresponding channels from the crankshaft via the crank pin in the Gleitsteinbohrungen and then into the grooves of the sliding surface. The grooves are arranged herringbone on the sliding surface of the sliding block. A central groove extends centrally in the sliding direction of the sliding block between the end faces of the sliding surface. From the central groove lead to both longitudinal edges of the sliding surface in each case angled relative to the central groove a plurality of transverse grooves. The central only is open on the end edges of the sliding surfaces, so that pressurized lubricating oil can escape there without contributing to the lubrication of the sliding surfaces.
Aus
der US 4,598,672 A ,
z. B. 3 bis 8, ergibt sich ebenfalls eine Ölversorgung
der Reibungsflächen
zwischen Gleitstein und Gleitbahn der Kurbelschlaufe über korrespondierende
Versorgungsbohrungen im Kurbelzapfen und im Gleitstein sowie über Quernuten
in den schmalseitigen Endbereichen der Gleitsitzoberfläche des
Gleitsteins. Der Gleitstein weist zudem zur seitlichen Führung des Gleitsteins
bezüglich
der Kurbelschlaufe Führungswangen
auf. In die Endbereiche der Führungswangen
sind nutenförmige
Ausnehmungen eingebracht, die einendig mit den Quernuten der Gleitoberfläche korrespondieren,
so dass Öl
in die Ausnehmungen gelangt. Anderendig sind die Ausnehmungen offen, was
zur Folge hat, dass ein erheblicher Teil des von der Ölpumpe in
die Quernut und in die Ausnehmungen der Führungswangen geförderten Öls diese
nur durchströmt,
ohne zur Schmierung der gleitenden Flächen des Gleitsteins und der
Kurbelschlaufe beizutragen. Ein derartig ”offener” Druckölkreislauf weist prinzipbedingt
hohe Leckölmengen
auf. Um zusätzliche
Leckölverluste
an den übrigen
Randbereichen der gleitenden Flächen
und damit einen ungewollten Abfall des Öldrucks in Grenzen zu halten,
ist es deshalb bei Übertragungseinrichtungen,
die gemäß der US 4,013,048 A oder
gemäß der US 4,598,672 A ausgestaltet
sind, notwendig, den Gleitstein mit sehr geringem Spiel in die Kurbelschlaufenrahmen
einzupassen. Dies hat jedoch zur Folge, dass besonders bei hohen
Pressungen zwischen Gleitstein und Kurbelschlaufe oder bei einer
Verkantung des Gleitsteins im Kurbelschlaufenrahmen, verursacht
durch das Reibmoment zwischen Gleitstein und dem in ihm gelagerten
Kurbelzapfen zwischen den gleitenden Flächen kein Ölfilm ausreichender Dicke für eine reine Flüssigkeitsreibung
vorliegt.From the US 4,598,672 A , z. B. 3 to 8th , Also results in an oil supply of the friction surfaces between the sliding block and slideway of the crank loop via corresponding supply holes in the crank pin and in the sliding block and transverse grooves in the narrow end portions of the sliding seat surface of the sliding block. The sliding block also has guide rails for lateral guidance of the sliding block relative to the crank loop. In the end portions of the guide cheeks groove-shaped recesses are introduced, which correspond to one end with the transverse grooves of the sliding surface, so that oil enters the recesses. Alternatively, the recesses are open, with the result that a significant portion of the oil pumped by the oil pump into the transverse groove and into the recesses of the guide cheeks only flows through them without contributing to the lubrication of the sliding surfaces of the sliding block and the crank loop. Such an "open" pressure oil circuit has inherently high leakage oil quantities. In order to keep additional leakage oil losses at the other edge regions of the sliding surfaces and thus an unwanted drop in oil pressure in limits, it is therefore in transmission facilities, according to the US 4,013,048 A or according to the US 4,598,672 A are necessary, fit the sliding block with very little play in the crank loop frame. However, this has the consequence that, especially at high pressures between the sliding block and the crank loop or tilting of the sliding block in the crank loop frame, caused by the friction between sliding block and the crankpin mounted in it between the sliding surfaces no oil film of sufficient thickness for a pure liquid friction is present.
Es
hat sich gezeigt, dass bisher bekannte Ölversorgungs-Einrichtungen nicht
bewirken können, dass
immer eine ausreichende Ölmenge
vorhanden ist, so auch EP
293 233 A .It has been found that hitherto known oil supply devices can not cause that there is always a sufficient amount of oil, as well EP 293 233 A ,
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Hubkolbenmaschine der eingangs beschriebenen
Art zu schaffen, deren Übertragungseinrichtung
dafür sorgen,
dass die Gleiteigenschaften bzw. die Gleitbedingungen der aufeinander
gleitenden Teile der Übertragungseinrichtung
auch unter erschwerten Verhältnissen
optimiert sind.task
The invention is a reciprocating engine of the type described above
Kind of creating, their transmission device
ensure,
that the sliding properties or the sliding conditions of each other
sliding parts of the transmission device
even under difficult conditions
are optimized.
Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind von den Unteransprüchen erfasst.These
The object is solved by the features of claim 1. advantageous
Further developments of the invention are covered by the subclaims.
Im
Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass die sich gegenüberliegenden
Gleitoberflächen des
Gleitsteins und die Gleitbahnen der Kurbelschlaufe während der
Arbeitsspiele der beiden Kolbenzylindereinheiten während einer
Hin- oder Herbewegung des Gleitsteins in der Kurbelschlaufe, insbesondere
aufgrund der Wirkung des Trennwandlagers, während einer Umdrehung mehrmals
wechselnd belastet werden.in the
Under the invention it has been recognized that the opposing ones
Sliding surfaces of the
Sliding block and the slideways of the crank loop during the
Working cycles of the two piston-cylinder units during a
Back and forth movement of the sliding block in the crank, in particular
due to the action of the dividing wall bearing, during one revolution several times
be charged alternately.
Erfindungsgemäß ist die Übertragungseinrichtung
der Hubkolbenmaschine derart ausgestaltet, dass zwischen den Gleitoberflächen des
Gleitsteins und den Gleitbahnen der Kurbelschlaufe immer eine zur
Optimierung der Gleiteigenschaften bzw. Gleitbedingungen ausreichende Ölmenge vorhanden
ist: Über
die gesamte Gleitstrecke der gleitenden Teile im Schmierspalt liegt
ein definiertes Hydroplaning vor.According to the invention, the transmission device
the reciprocating engine designed such that between the sliding surfaces of the
Sliding block and the slide tracks of the crank loop always one to
Optimization of the sliding properties or sliding conditions sufficient amount of oil available
is: About
the entire sliding distance of the sliding parts lies in the lubrication gap
a defined hydroplaning.
Wenn
der eine Kolben einen Arbeitstakt ausführt, wird über die Kolbenstange auf den
Rahmen der Kurbelschlaufe eine Belastung ausgeübt, die sich über die
Gleitbahnoberfläche
auf die Gleitoberfläche des
Gleitsteins überträgt, wobei
diese Flächen vermehrt
aufeinander gedrückt
werden. In gleicher Weise wirkt die andere Kolbenzylindereinheit
von der Gegenseite, so dass abhängig
von der Drehzahl der Hubkolbenmaschine erhöhte Pressungen zwischen Gleitsteinoberflächen und
Gleitbahnen während
einer Hin- oder Herbewegung des Gleitsteins sich von einer Seite
zur anderen Seite der Kurbelschlaufe verlagern bzw. pendeln. Zusätzlich ergeben
sich drehzahlabhängig
Pressungen, die aus der Verdichtungsarbeit der Kolben im Arbeitsraum
und im unterhalb des Kolbens vorhandenen, z. B. vom Trennwandlager
abgeschotteten Gaswechselraum resultieren. Im Rahmen der Erfindung
wurde daher folgerichtig erkannt, dass dafür Sorge getragen werden muss,
dass immer zu dem Zeitpunkt, zu dem die Pressungen bevorstehen,
ein ausreichendes Ölpolster
in diesen Belastungsbereichen vorhanden ist. Dies kann gewährleistet
werden, wenn zwischen den Gleitoberflächen des Gleitsteins und den
entsprechenden Gleitbahnen der Kurbelschlaufe motorbauartspezifisch
ein Spiel bestimmter Mindestgröße konstruktionsbedingt
vorgesehen ist und wenn die Ölzufuhr
direkt und unmittelbar an der Oberfläche durch direkt an der Oberfläche mündende Bohrungen
bereitgestellt wird, so dass genügend Öl zwischen
die Gleitoberflächen
des Gleitsteins und die Gleitbahnen der Kurbelschlaufe gedrückt bzw.
gebracht werden kann, wenn diese Flächen gerade nicht zusammengepresst
sind bzw. der Spielspalt offen ist. Letzteres ist der Fall, wenn
z. B. die Belastung auf der gegenüberliegenden Seite der Kurbelschlaufe
erfolgt. Die direkte und unmittelbare Ölzufuhr an der Oberfläche ist
erfindungsgemäß auch dadurch
gewährleistet,
dass die Ölzufuhr über Bohrungen
erfolgt, welche in Nuten in der Oberfläche der Gleitsteingleitflächen münden, wobei
es wesentlich ist, dass die Nuten jeweils innerhalb der Begrenzungen
der gleitenden Flächen,
in die sie eingebracht sind, enden, so dass das zugeführte Schmieröl zwingend
in den Spielspalt zwischen den gleitenden Teilen gelangt.If
a piston performs a stroke, is on the piston rod on the
Frame of the crank loop exerted a load that extends over the
Gleitbahnoberfläche
on the sliding surface of the
Sliding block transfers, where
these areas increased
pressed on each other
become. In the same way, the other piston-cylinder unit acts
from the other side, so that depends
From the speed of the reciprocating engine increased pressure between Gleitsteinoberflächen and
Slideways during
a float's movement from one side
shift to the other side of the crank loop or commute. Additionally revealed
speed dependent
Pressings resulting from the compression work of the pistons in the working space
and in the existing below the piston, z. B. from the partition wall storage
foreclosed gas exchange space result. Within the scope of the invention
was therefore logically recognized that care must be taken
that always at the time when the pressing is imminent,
a sufficient oil pad
is present in these load areas. This can be guaranteed
be when between the sliding surfaces of the sliding block and the
corresponding slideways of the crank loop engine-specific
a game of a certain minimum size by design
is provided and if the oil supply
directly and directly on the surface through holes opening directly on the surface
is provided so that enough oil between
the sliding surfaces
of the sliding block and the slideways of the crank loop pressed or
can be brought if these surfaces just not pressed together
are or the gap is open. The latter is the case when
z. B. the load on the opposite side of the crank loop
he follows. The direct and immediate oil supply to the surface is
also according to the invention
guaranteed
that the oil supply through holes
takes place, which open into grooves in the surface of Gleitsteingleitflächen, wherein
It is essential that the grooves each within the boundaries
the sliding surfaces,
in which they are introduced, end, so that the supplied lubricating oil mandatory
gets into the clearance between the sliding parts.
Das
konstruktiv vorgesehene Spiel, mit dem der Gleitstein im Kurbelschlaufenrahmen
sitzt, zusammen mit der Pendelbewegung des Gleitsteins im Kurbelschlaufenrahmen
aufgrund der pro Umdrehung wechselnden Belastungen am Gleitstein
erzeugt einen Pump- und Leiteffekt für das Schmieröl derart,
dass einerseits Öl
vom belasteten Ölfilm
teilweise in die an der Oberfläche
mündenden
Bohrungen zurückgedrückt wird
und somit in den Bohrungen ein ”Sperrdruck” aufgebaut
bzw. ein Pumpen des in den Bohrungen befindlichen Öls zur entlasteten
Seite des Gleitsteins hin erfolgte und andererseits am entlasteten Ölfilm, d.
h. am offenen Spielspalt, ein Unterdruck ausgebildet wird. Der ”Sperrdruck” bzw. der Pumpeffekt
auf der belasteten Seite und der Unterdruck auf der entlasteten
Seite des Gleitsteins bewirkt bzw. unterstütz jeweils ein bevorzugtes
Leiten des nachfliessenden Schmieröls vom Druckölkreislauf
hin zur entlasteten Seite des Gleitsteins, so dass dort vor jeder
Belastungsphase im noch offenen Spielspalt auf den Gleitflächen des
Kurbelschlaufenrahmens und des Gleitsteins ein Ölfilm ausreichender Dicke vorbereitet
wird.The
constructively provided game, with the sliding block in the crank loop frame
sits, together with the pendulum movement of the sliding block in the crank loop frame
due to the changing loads on the sliding block per revolution
creates a pumping and guiding effect for the lubricating oil in such a way
that on the one hand oil
from the loaded oil film
partly in the on the surface
opens
Holes pushed back
and thus built in the holes a "barrier pressure"
or a pump of the oil in the holes to the relieved
Side of the sliding block out and on the other hand on the relieved oil film, d.
H. at the open clearance, a negative pressure is formed. The "barrier pressure" or the pumping effect
on the loaded side and the negative pressure on the relieved
Side of the sliding block causes or supports each a preferred one
Guiding the flow of lubricating oil from the pressure oil circuit
towards the relieved side of the sliding block, so there in front of everyone
Stress phase in the still open play gap on the sliding surfaces of the
Crank loop frame and the sliding block prepared an oil film of sufficient thickness
becomes.
Das
direkte und unmittelbare Münden
der Bohrungen in die Gleitsteingleitflächen bzw. in Nuten der Gleitsteingleitflächen, welche
vor den Begrenzungen der gleitenden Flächen enden, stellt zudem sicher,
dass das gesamte dort jeweils austretende Schmieröl in den
Schmierspalt zwischen den gleitenden Flächen gelangt und somit zwangsläufig zur Schmierung
der gleitenden Flächen
beiträgt.
Ein derart ”geschlossener” Ölkreislauf
weist nur geringe Leckölverluste
in den Schmierspalten auf und sorgt im Zusammenspiel mit dem Pump-
und Leiteffekt aufgrund der Pendelbewegungen des Gleitsteins für eine sichere,
gleitoptimierte Schmierung der relativ zueinander gleitenden Bauteile
der Übertragungseinrichtung.
Somit wird während
des Betriebs einer erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine
sichergestellt, dass zwischen den gleitenden Teilen der Übertragungseinrichtung
ständig
ein definiertes Hydroplaning herrscht und somit immer optimale Gleitbedingungen
zwischen den gleitenden Bauteilen vorliegen.The
direct and immediate mouths
the holes in the Gleitsteingleitflächen or in grooves of Gleitsteingleitflächen, which
before the boundaries of the sliding surfaces, also ensures
that the entire there in each case leaking lubricating oil in the
Lubricating gap between the sliding surfaces and thus inevitably for lubrication
the sliding surfaces
contributes.
Such a "closed" oil circuit
has only low leakage oil losses
in the lubrication gaps and in conjunction with the pumping
and conductive effect due to the pendulum movements of the sliding block for a safe,
Slip-optimized lubrication of the relatively sliding components
the transmission device.
Thus, during
the operation of a reciprocating piston engine according to the invention
ensured that between the sliding parts of the transmission device
constantly
A defined hydroplaning prevails and thus always optimal sliding conditions
exist between the sliding components.
In
Kombination mit diesen Merkmalen ist vorteilhaft, einen seitlich
offenen Kurbelschlaufenrahmen zu verwenden, der es ermöglicht,
dass die vom Gleitstein verdrängte
Luft und überschüssiges Öl aus dem
Innenraum der Kurbelschlaufe befördert werden kann,
so dass die Bewegung des Gleitsteins beeinträchtigende Luftpolsterbildungen
oder Ölpolsterbildungen
an den Seitenwandungen des Kurbelschlaufenrahmens vermieden werden
können.In
Combination with these features is beneficial to one side
open crank loop frame that allows you to
that displaced from the sliding block
Air and excess oil from the
Interior of the crank loop can be transported
so that the movement of the sliding block interfering Luftpolsterbildungen
or oil padding
be avoided on the side walls of the crank loop frame
can.
Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung am Beispiel einer Zweitaktbrennkraftmaschine
näher erläutert. Es
zeigen:Based
the drawing of the invention using the example of a two-stroke internal combustion engine
explained in more detail. It
demonstrate:
1 schematisch
eine Vierzylinder-Zweitaktbrennkraftmaschine mit einem Schnitt durch
die Ebene eines Arbeitszylinderpaares; 1 schematically a four-cylinder two-stroke internal combustion engine with a section through the plane of a pair of working cylinders;
2 schematisch
eine Übertragungseinrichtung
einer Zweizylinderbrennkraftmaschine bzw. eines Zweizylinder-Hubkolbenverdichters
in einer Explosionsdarstellung; 2 schematically a transmission direction of a two-cylinder internal combustion engine or a two-cylinder reciprocating compressor in an exploded view;
3 ein
Diagramm, das für
eine ausgewählte
Drehzahl die Belastung am Gleitstein einer Brennkraftmaschine in
Abhängigkeit
vom Kurbelwinkel verdeutlicht; 3 a diagram illustrating the load on the sliding block of an internal combustion engine as a function of the crank angle for a selected speed;
4 einen
Ausschnitt der Übertragungseinrichtung
in einem Schnitt senkrecht zur Kurbelzapfenachse bei einseitiger
Belastung des Gleitsteins; 4 a section of the transfer device in a section perpendicular to the crank pin axis with one-sided loading of the sliding block;
5 den
Ausschnitt der Übertragungseinrichtung
aus 4 bei andersseitiger Belastung des Gleitsteins; 5 the cutout of the transmission device 4 with other load on the sliding block;
6 bis 9 unterschiedliche
Ausführungsformen
bzw. Ausgestaltungen des Eckkanals 132 zwischen dem Gleitstein
und dem Kurbelschlaufenrahmen in vergrößerter Ausschnittsdarstellung; 6 to 9 different embodiments or embodiments of the corner channel 132 between the sliding block and the crank loop frame in enlarged detail;
10, 11 weitere
Anordnungsbeispiele für
die im Gleitstein angebrachten Druckölbohrungen. 10 . 11 Further arrangement examples for the pressure oil bores mounted in the sliding block.
1 zeigt
den grundsätzlichen
Aufbau einer Vierzylinder-Zweitaktbrennkraftmaschine
mit einem Schnitt durch die Ebene eines Arbeitszylinderpaares 1, 2.
Das zweite gleich aufgebaute Arbeitszylinderpaar 11, 12 liegt
in der Darstellung hinter dem ersten Zylinderpaar und wird vom Schnitt
nicht erfasst. 1 shows the basic structure of a four-cylinder two-stroke engine with a section through the plane of a pair of working cylinders 1 . 2 , The second identical pair of working cylinders 11 . 12 lies in the illustration behind the first pair of cylinders and is not detected by the section.
Die
Arbeitszylinder 1, 2 sind achsgleich gegenüberliegend
mit einer Mittelachse 18a angeordnet. Sie umgeben jeweils
einen Arbeitskolben 3, 4, an denen Kolbenstangen 5, 6 starr
befestigt sind. Anderendig stehen die Kolbenstangen 5, 6 mit
einer Bewegungsübertragungseinrichtung
in Verbindung, indem sie an einem Kurbelschlaufenrahmen 7 fest
angeordnet sind, in dessen Innenraum ein Gleitstein 8 gefangen
aufgenommen ist. Im Gleitstein 8 sitzt zentral ein Kurbelzapfen 9 einer
Kurbelwelle 10. Die Bewegungsübertragungseinrichtung ist
in einem Kurbelgehäuse 13 untergebracht,
dessen Innenraum jeweils von einem unterhalb des Kolbens 3, 4 vorgesehnen Gaswechselraum 14 des
jeweiligen Zylinders 1, 2 durch ein Trennwandlager 15 gasdicht
abgeschottet ist.The working cylinders 1 . 2 are coaxially opposite each other with a central axis 18a arranged. They each surround a working piston 3 . 4 on which piston rods 5 . 6 are rigidly attached. At the other end are the piston rods 5 . 6 with a motion transmitting device by connecting to a crank loop frame 7 are fixed, in the interior of a sliding block 8th captured is captured. In the sliding block 8th centrally sits a crank pin 9 a crankshaft 10 , The motion transmission device is in a crankcase 13 housed, the interior of each of which is below the piston 3 . 4 anticipated gas exchange space 14 of the respective cylinder 1 . 2 through a partition wall storage 15 gas-tightly sealed off.
Die
Arbeitsweise dieser fremdgezündeten Kolbenzylindereinheit
ist bekannt. Der Arbeitskolben 3 hat gemäß der Darstellung
in 1 Luft verdichtet; es wird Brennstoff eingespritzt
und mit der Zündkerze 16 die
Zündung
im Brennraum 17 initiiert; der Arbeitskolben 3 fährt aufgrund
des Explosionsdrucks abwärts
und verdichtet im Gaswechselraum 14 Luft, was zur Entlastung
des Gleitsteins 8 führt.
Von der anderen Seite geschieht der gleiche Vorgang zeitversetzt
und wirkt entsprechend zeitversetzt auf den Gleitstein 8.
Dabei überlagern
sich Gasdruck- und Massenkräfte,
unter anderem auch bedingt durch den Druckaufbau, im jeweiligen
Gaswechselraum 14 und Brennraum 17, wodurch es
zu wechselnden Pressungen zwischen Gleitsteingleitoberflächen 18 und
Kurbelschlaufengleitbahnen 19 kommt.The operation of this spark-ignited piston-cylinder unit is known. The working piston 3 as shown in 1 Compressed air; Fuel is injected and with the spark plug 16 the ignition in the combustion chamber 17 initiated; the working piston 3 moves downwards due to the explosion pressure and compresses in the gas exchange space 14 Air, which relieves the sliding block 8th leads. From the other side, the same process takes place with a time delay and acts accordingly on the sliding block with a time delay 8th , This gas pressure and inertial forces are superimposed, among other things, due to the pressure build-up in each gas exchange space 14 and combustion chamber 17 , causing it to changing pressures between Gleitsteingleitoberflächen 18 and crank slideways 19 comes.
Die
Bewegungsübertragungseinrichtung
einer erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine
(hier: Zweizylinderbrennkraftmaschine bzw. Zweizylinder-Hubkolbenverdichter)
(2) besteht aus der Kurbelwelle 10 mit
zumindest einem Kurbelzapfen 9, auf dem der Gleitstein 8 mittels
Gleitlagerschalen 43a, 43b drehbar gelagert ist
und dem Kurbelschlaufenrahmen 7, bestehend aus den Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b,
in dem der Gleitstein 8 geradlinig gleitbar verschieblich
geführt
ist.The motion transmission device of a reciprocating piston engine according to the invention (here: two-cylinder internal combustion engine or two-cylinder reciprocating compressor) ( 2 ) consists of the crankshaft 10 with at least one crankpin 9 on which the sliding block 8th by means of plain bearing shells 43a . 43b is rotatably mounted and the crank loop frame 7 , consisting of the crank loop frame halves 7a . 7b in which the sliding block 8th is guided linearly slidably displaceable.
Die
Kurbelwelle 10 ist in bekannter Art und Weise, beispielsweise
als einfach gekröpfte
Kurbelwelle einstückig
aufgebaut. Je nach Bauart und/oder Baugröße der erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine
ist die Kurbelwelle 10 gegebenenfalls mehrteilig als sogenannte
gebaute Kurbelwelle 10 ausgeführt. Sie weist zumindest einen
ersten Lagerzapfen 20 und einen zweiten Lagerzapfen 21 mit
einer gemeinsamen Drehachse 22 als Mittelachse auf. Die Lagerzapfen 20, 21 besitzen
jeweils eine zylinderförmige
oder leicht ballige Umfangsfläche 20a, 21a. Zwischen
den Lagerzapfen 20, 21 befindet sich der Kurbelzapfen 9,
dessen Mittelachse 23 exzentrisch zur Drehachse 22 versetzt
ist. Der Kurbelzapfen 9 weist ebenfalls eine zylinderförmige oder
leicht ballige Umfangsfläche 9a auf.
Der doppelte Abstand der Mittelachse 23 von der Drehachse 22 bestimmt
den Hub der Hubkolbenmaschine. Endseitig ist der Kurbelzapfen 9 jeweils über eine
Wange 24, 25 mit den inneren Enden der Lagerzapfen 20, 21 verbunden.The crankshaft 10 is constructed in one piece in a known manner, for example as a single cranked crankshaft. Depending on the type and / or size of the reciprocating piston engine according to the invention is the crankshaft 10 optionally in several parts as a so-called built crankshaft 10 executed. It has at least one first journal 20 and a second journal 21 with a common axis of rotation 22 as a central axis. The journals 20 . 21 each have a cylindrical or slightly spherical peripheral surface 20a . 21a , Between the journals 20 . 21 is the crank pin 9 , whose central axis 23 eccentric to the axis of rotation 22 is offset. The crankpin 9 also has a cylindrical or slightly spherical peripheral surface 9a on. The double distance of the central axis 23 from the axis of rotation 22 determines the stroke of the reciprocating engine. End is the crank pin 9 each over a cheek 24 . 25 with the inner ends of the journals 20 . 21 connected.
Die
Wangen 24, 25 weisen eine im Wesentlichen scheibenförmige Raumform
mit jeweils einer dem Kurbelzapfen 9 zugewandten, ebenen
Innenfläche 26, 27 und
einer den jeweiligen Lagerzapfen 20, 21 zugewandten
Außenfläche 28, 29 auf.
Die Innenflächen 26, 27 sind
parallel zueinander und senkrecht zur Mittelachse 23 angeordnet,
wobei deren Abstand zueinander der Länge des Kurbelzapfens 9 entspricht.
Die Außenflächen 28, 29 sind
jeweils zum Kurbelzapfen 9 hin angeschrägt ausgebildet. An dem Kurbelzapfen 9 gegenüberliegenden
Ende der Wangen 24, 25 sind in deren Verlängerung
jeweils Gegengewichte 30, 31 einstückig derart
angeformt, dass die Innenflächen
der Gegengewichte 30, 31 in derselben Erstreckungsebene
liegen wie die Innenflächen 26, 27.The cheeks 24 . 25 have a substantially disc-shaped spatial form, each with a crank pin 9 facing, flat inner surface 26 . 27 and a respective journal 20 . 21 facing outer surface 28 . 29 on. The inner surfaces 26 . 27 are parallel to each other and perpendicular to the central axis 23 arranged, wherein the distance from each other the length of the crank pin 9 equivalent. The outer surfaces 28 . 29 are each to the crank pin 9 beveled. At the crankpin 9 opposite end of the cheeks 24 . 25 are counterweights in their extension 30 . 31 integrally formed in such a way that the inner surfaces of the counterweights 30 . 31 lie in the same plane of extent as the inner surfaces 26 . 27 ,
An
den Außenflächen 28, 29 sind
ringstufenförmige,
die Lagerzapfen 20, 21 umgebende Vorsprünge 32, 33 angeformt,
welche jeweils eine den Lagerzapfen 20, 21 zugewandte,
ebene Ringstirnfläche 34, 35 ausbilden.
Die Erstreckungsebene der Ringstirnflächen 34, 35 steht
senkrecht auf der Drehachse 22.On the outer surfaces 28 . 29 are ring-shaped, the journals 20 . 21 surrounding vor jumps 32 . 33 molded, which in each case one the bearing pin 20 . 21 facing, flat annular end face 34 . 35 form. The extension plane of the ring end faces 34 . 35 is perpendicular to the axis of rotation 22 ,
Kurbelwellenendseitig
folgt auf den Lagerzapfen 20 ein Antriebsflansch 36,
der einen im Vergleich zum Lagerzapfen 20 größeren Durchmesser
aufweist, so dass eine zur Ringstirnfläche 34 parallele Ringstirnfläche 37 und
eine kurbelwellenendseitige Stirnfläche 38 ausgebildet
wird. Der Antriebsflansch 36 ist ebenfalls zylinderförmig und
besitzt als Mittelachse die Drehachse 22.Crankshaft end side follows on the bearing pin 20 a drive flange 36 , the one compared to the journal 20 larger diameter, so that one to the ring end face 34 parallel ring end face 37 and a crankshaft end-side end face 38 is trained. The drive flange 36 is also cylindrical and has as center axis the axis of rotation 22 ,
Anderendig
folgt auf den Lagerzapfen 21 ein im Durchmesser kleinerer,
zylinderförmiger
Zapfen 40 mit einer kurbelwellenanderendigen Stirnfläche 41.
Der Zapfen 40 besitzt ebenfalls die Drehachse 22 als
Mittelachse. Die Stirnflächen 38, 41 begrenzen die
Längserstreckung
der Kurbelwelle 10. In die Stirnfläche 41 sind in Axialrichtung
mehrere über
den Umfang verteilte sacklochförmige
Vertiefungen 42 eingebracht. Diese Vertiefungen 42 können wahlweise
als Sacklochgewinde oder als Sacklochbohrungen zur Aufnahme von
Passstiften ausgeführt
sein. Der Zapfen 40 dient zusammen mit den Vertiefungen 42 zur
Aufnahme und zur Befestigung von Antriebsmitteln, beispielsweise
Zahnrädern
zum Antrieb von Nebenaggregaten wie z. B. Öl- oder Wasserpumpen.Other end follows on the bearing journal 21 a diameter smaller, cylindrical pin 40 with a crankshaft end face 41 , The pin 40 also has the axis of rotation 22 as a central axis. The faces 38 . 41 limit the longitudinal extent of the crankshaft 10 , In the face 41 are in the axial direction a plurality of distributed over the circumference blind hole-shaped depressions 42 brought in. These depressions 42 can be designed either as a blind hole thread or as blind holes for receiving dowel pins. The pin 40 serves together with the wells 42 for receiving and fixing drive means, such as gears for driving ancillaries such. As oil or water pumps.
Schräg von der
Umfangsfläche 21a des Lagerzapfens 21 weg
führt den
Lagerzapfen 21 und die Wange 25 durchdringend
zum Zentrum des Kurbelzapfens 9 hin eine Bohrung 45,
die dort in eine den Kurbelzapfen 9 durchdringende Querbohrung 46 mündet.Slanted from the peripheral surface 21a of the journal 21 away leads the trunnion 21 and the cheek 25 penetrating to the center of the crankpin 9 out a hole 45 Put it in a crankpin 9 penetrating transverse bore 46 empties.
Im
Folgenden wird die Ausführung
der Kurbelwellenlagerung im Kurbelgehäuse 13 am Beispiel des
Lagerzapfens 21 beschrieben. Die radiale Lagerung des Lagerzapfens 20 im
Kurbelgehäuse 13 erfolgt
analog zur Lagerung des Lagerzapfens 21 und ist deshalb
nicht dargestellt bzw. separat beschrieben. Die axiale Festlegung
der Kurbelwelle 10 erfolgt in bekannter Art und Weise über die
Ringstirnflächen 34, 37 und
entsprechend ausgestaltete Axialgleitlagerflächen (nicht dargestellt). Die
genaue Ausgestaltung der Axiallagerung der Kurbelwelle 10 erfolgt
in bekannter Art und Weise über
die Ringstirnflächen 34, 37 und
entsprechend ausgestaltete Axialgleitlagerflächen (nicht dargestellt). Die
genaue Ausgestaltung der Axiallagerung der Kurbelwelle 10 ist
nicht erfindungswesentlich und ist deshalb nicht in den Figuren
dargestellt und im Beschreibungstext nicht weiter ausgeführt.The following is the execution of the crankshaft bearing in the crankcase 13 the example of the journal 21 described. The radial bearing of the journal 20 in the crankcase 13 takes place analogously to the storage of the journal 21 and is therefore not shown or described separately. The axial fixing of the crankshaft 10 takes place in a known manner via the annular end faces 34 . 37 and correspondingly designed Axialgleitlagerflächen (not shown). The exact configuration of the axial bearing of the crankshaft 10 takes place in a known manner via the annular end faces 34 . 37 and correspondingly designed Axialgleitlagerflächen (not shown). The exact configuration of the axial bearing of the crankshaft 10 is not essential to the invention and is therefore not shown in the figures and not further explained in the description.
Die
Lagerung des aggregatseitigen Lagerzapfens 21 ist beispielsweise
als hydrodynamisch geschmiertes Gleitlager mit zwei Gleitlagerschalen 50a, 50b ausgeführt. In
Abhängigkeit
von z. B. der Bauart und der Baugröße der Hubkolbenmaschine ist
die Lagerung der Kurbelwelle 10, insbesondere bei gebauten
Kurbelwellen, als Walzlagerung, insbesondere in Kombination mit
Drehdurchführungen
zur Weiterleitung des Drucköls
ausgeführt.
Die Gleitlagerschalen 50a, 50b sitzen auf der
Umfangsoberfläche 21a des
Lagerzapfens 21. Die Gleitlagerschalen 50a, 50b sind
baugleich ausgeführt
und besitzen eine dünnwandige
halbhohlzylinderförmige Raumform
mit jeweils einer Innenfläche 51,
eine Außenfläche 52,
zwei halbkreisringförmige
axiale Begrenzungsflächen 53, 54 sowie
zwei radiale Begrenzungsflächen 55, 56.
Im montierten Zustand sind die Gleitlagerschalen 50a, 50b derart
angeordnet, dass sich die jeweilig gegenüberliegenden radialen Begrenzungsflächen 55 bzw. 56 zweier
Gleitlagerschalen 50a, 50b berühren und die Innenflächen 51 der Gleitlagerschalen 50a, 50b die
Umfangsoberfläche 21a des
aggregatseitigen Lagerzapfens 21 mit geringem Spiel derart
umgreifen, dass die Kurbelwelle 10 in der Gleitlagerung
drehbar gelagert ist. Die Innenfläche 51 besitzt radial
umlaufend eine z. B. im Querschnitt rechteckförmige Nut 57, welche
einen Nutboden 58 aufweist. In Axialrichtung ist die Nut 57 derart angeordnet,
dass sie mit dem lagerzapfenseitigen Ende der Bohrung 45 kommuniziert.
Die axiale Erstreckung der Nut 57 beträgt beispielsweise etwa der axialen
Erstreckung der Gleitlagerschalen 50a, 50b. Die
Tiefe der Nut 57 beträgt
beispielsweise ca. die Hälfte
der Dicke der Gleitlagerschalen 50a, 50b.The storage of the aggregate side journal 21 is for example a hydrodynamically lubricated sliding bearing with two plain bearing shells 50a . 50b executed. Depending on z. B. the type and size of the reciprocating engine is the storage of the crankshaft 10 , Especially with built crankshafts, designed as a rolling bearing, especially in combination with rotary unions for forwarding the pressure oil. The plain bearing shells 50a . 50b sit on the peripheral surface 21a of the journal 21 , The plain bearing shells 50a . 50b are identical in construction and have a thin-walled semi-hollow cylindrical space shape, each with an inner surface 51 , an outer surface 52 , two semicircular axial boundary surfaces 53 . 54 and two radial boundary surfaces 55 . 56 , When mounted, the plain bearing shells 50a . 50b arranged such that the respective opposite radial boundary surfaces 55 respectively. 56 two plain bearing shells 50a . 50b touch and the inner surfaces 51 the sliding bearing shells 50a . 50b the peripheral surface 21a of the aggregate bearing journal 21 engage with a small clearance such that the crankshaft 10 is rotatably mounted in the sliding bearing. The inner surface 51 has radially circulating a z. B. in cross-section rectangular groove 57 which have a groove bottom 58 having. In the axial direction is the groove 57 arranged such that it with the bearing pin end of the bore 45 communicated. The axial extent of the groove 57 is for example about the axial extent of the plain bearing shells 50a . 50b , The depth of the groove 57 For example, is about half the thickness of the plain bearing shells 50a . 50b ,
In
den Nutboden 58 einer Gleitlagerschale 50a, 50b sind
mehrere, z. B. fünf,
radiale Bohrungen als Durchgangsbohrungen 59 eingebracht.
Der Durchmesser der Durchgangsbohrungen 59 entspricht in
etwa der Axialerstreckung der Nut 57.In the groove bottom 58 a plain bearing shell 50a . 50b are several, z. B. five, radial holes as through holes 59 brought in. The diameter of the through holes 59 corresponds approximately to the axial extent of the groove 57 ,
Die
Außenfläche 52 der
Gleitlagerschalen 50a, 50b weist eine halbzylindermantelförmige Raumform
auf und ist jeweils koaxial zu den Innenflächen 51 angeordnet.The outer surface 52 the sliding bearing shells 50a . 50b has a half-cylinder shell-shaped spatial form and is each coaxial with the inner surfaces 51 arranged.
Die
Gleitlagerschalen 50a, 50b sitzen mit ihren Außenflächen 52 in
entsprechenden Lagersitzflächen 60 des
Kurbelgehäuses 13,
welches in 2 ausschnittsweise im Bereich
eines Gleitlagersitzes dargestellt ist. Die Lagersitzflächen 60 weisen
radial umlaufend analog zu den Innenflächen 51 der Gleitlagerschalen 50a, 50b eine
Nut 61 auf. Die Nut 61 hat einen Nutboden 62 und
in etwa die gleiche Querschnittsform wie die Nut 51. Die
Nut 61 ist derart in der Lagersitzfläche 60 angeordnet,
dass im montierten Zustand der Hubkolbenmaschine die Nuten 61 mit
den Durchgangsbohrungen 59 der Gleitlagerschalen 50a, 50b kommunizieren.
Weiterhin sind im Kurbelgehäuse 13 für jeweils
eine Gleitlagerstelle zumindest eine Ölversorgungsbohrung 63 vorgesehen, die
einendig in die Nut 61 mündet und anderendig mit dem
Druckölkreislauf
der Hubkolbenmaschine in Verbindung steht.The plain bearing shells 50a . 50b sit with their outer surfaces 52 in corresponding bearing seats 60 of the crankcase 13 which is in 2 is shown in sections in the region of a sliding bearing seat. The bearing seats 60 have radially encircling analogous to the inner surfaces 51 the sliding bearing shells 50a . 50b a groove 61 on. The groove 61 has a groove bottom 62 and in approximately the same cross-sectional shape as the groove 51 , The groove 61 is so in the bearing seat area 60 arranged that in the assembled state of the reciprocating engine, the grooves 61 with the through holes 59 the sliding bearing shells 50a . 50b communicate. Furthermore, in the crankcase 13 for each sliding bearing at least one oil supply hole 63 provided, the one-end in the groove 61 opens and anderendig with the pressure oil circuit of the reciprocating engine in Ver bond stands.
Der
Gleitstein 8 ist ebenfalls vorzugsweise mit einer hydrodynamisch
geschmierten Gleitlagerung, bestehend aus den vorzugsweise baugleichen Gleitlagerschalen 43a, 43b oder
einer Wälzlagerung auf
dem Kurbelzapfen 9 drehbar gelagert. Die Gleitlagerschalen 43a, 43b sind ähnlich den
Gleitlagerschalen 50a, 50b aufgebaut und weisen
jeweils eine dünnwandige,
halbzylindermantelförmige
Raumform auf. Die Gleitlagerschalen 43a, 43b besitzen
je eine Innenfläche 65,
eine Außenfläche 66,
zwei radiale Begrenzungsflächen 67, 68 und
zwei radiale Stirnflächen 69, 70.The sliding block 8th is also preferably with a hydrodynamically lubricated slide bearing, consisting of the preferably identical plain bearing shells 43a . 43b or a rolling bearing on the crank pin 9 rotatably mounted. The plain bearing shells 43a . 43b are similar to the plain bearing shells 50a . 50b constructed and each have a thin-walled, half cylinder shell-shaped spatial form. The plain bearing shells 43a . 43b each have an inner surface 65 , an outer surface 66 , two radial boundary surfaces 67 . 68 and two radial end faces 69 . 70 ,
Die
Innenflächen 65 der
Gleitlagerschalen 43a, 43b sind im Durchmesser
derart bemessen, dass sie im montierten Zustand des Gleitsteingleitlagers
die Umfangsoberfläche 9a des
Kurbelzapfens 9 mit geringem Spiel umschließen.The inner surfaces 65 the sliding bearing shells 43a . 43b are dimensioned in diameter such that they in the assembled state of Gleitsteingleitlagers the peripheral surface 9a of the crankpin 9 enclose with a small amount of play.
Weiterhin
weisen die Gleitlagerschalen 43a, 43b an ihrer
Innenfläche 65 vorzugsweise
eine Nut 71 mit einem Nutboden 72 auf, wobei im
Nutboden 72 radial über
den Umfang verteilt, jeweils mehrere, z. B. 3, Durchlassbohrungen 73 in
die Gleitlagerschalen 43a, 43b eingebracht sind.
Die Lage der Nut 71 zusammen mit den Durchlassbohrungen 73 ist
so gewählt,
dass die Querbohrung 46 des Kurbelzapfens 9 endseitig
jeweils in die Nut 71 mündet.Furthermore, the plain bearing shells 43a . 43b on its inner surface 65 preferably a groove 71 with a groove bottom 72 on, wherein in the groove bottom 72 radially distributed over the circumference, each several, z. B. 3, through holes 73 in the plain bearing shells 43a . 43b are introduced. The location of the groove 71 along with the passage holes 73 is chosen so that the transverse bore 46 of the crankpin 9 each end in the groove 71 empties.
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine,
insbesondere bei Kleinmotoren, ist der Gleitstein 8 aus
einem Gleitlagermaterial hergestellt. In diesem Fall kann gegebenenfalls
auf die Gleitlagerschalen 43a, 43b verzichtet
werden.According to a further embodiment of the reciprocating piston engine according to the invention, in particular for small engines, the sliding block 8th made of a plain bearing material. In this case, if necessary, on the plain bearing shells 43a . 43b be waived.
Die
Außenflächen 66 der
beiden Gleitlagerschalen 43a, 43b zum Verdrehschutz
klemmend umgreifend sitzt der Gleitstein 8, bestehend aus
den beiden Gleitsteinhälften 8a, 8b.
Der Gleitstein 8 besitzt im montierten Zustand eine im
Wesentlichen quaderförmige
Raumform mit einer ersten Außenseite 80, einer
zweiten Außenseite 81,
einer ersten Gleitsteingleitfläche 82,
einer zweiten Gleitsteingleitfläche 83 und
einer ersten Stirnfläche 84 sowie
einer zweiten Stirnfläche 85.The outer surfaces 66 the two plain bearing shells 43a . 43b The sliding block sits clamped around the anti-twist protection 8th , consisting of the two Gleitsteinhälften 8a . 8b , The sliding block 8th has in the assembled state a substantially cuboidal spatial form with a first outer side 80 , a second outside 81 , a first Gleitsteingleitfläche 82 , a second Gleitsteingleitfläche 83 and a first end face 84 and a second end face 85 ,
Die
erste Außenseite 80 und
die zweite Außenseite 81 weisen
jeweils vorzugsweise eine U-förmige
Vertiefung 86 bzw. 87 auf, die sich in Axialrichtung
von der Stirnfläche 84 zur
Stirnfläche 85 erstreckt
und in der Richtung quer zur Axialrichtung beispielsweise in etwa
4/5 der ersten Außenseite 80 bzw.
der zweiten Außenseite 81 einnehmen.The first outside 80 and the second outside 81 each preferably have a U-shaped recess 86 respectively. 87 on, extending in the axial direction of the face 84 to the face 85 extends and in the direction transverse to the axial direction, for example, about 4/5 of the first outer side 80 or the second outer side 81 taking.
Die
zweite Stirnfläche 85 und
die erste Stirnfläche 84 sind
vorzugsweise eben und parallel zueinander ausgerichtet, wobei die
Erstreckungsebenen der Stirnflächen 84, 85 senkrecht
auf der Mittelachse 23 des Kurbelzapfens 9 stehen.
Insbesondere jeweils die an die Gleitsteingleitflächen 82, 83 angrenzenden
Bereiche der Stirnflächen 84, 85 sind
als Führungsgleitflächen 84a, 85a,
vorzugsweise glattflächig,
ausgebildet. Die Gleitsteingleitflächen 82, 83 und/oder
die Führungsgleitflächen 84a, 85a können beispielsweise
entweder gehärtet
und geschliffen sein oder gegebenenfalls eine Beschichtung aus Gleitlagerwerkstoff
aufweisen oder mit einem Gleitlagerblech belegt sein.The second face 85 and the first end face 84 are preferably flat and aligned parallel to each other, wherein the extension planes of the end faces 84 . 85 perpendicular to the central axis 23 of the crankpin 9 stand. In particular, in each case to the Gleitsteingleitflächen 82 . 83 adjacent areas of the faces 84 . 85 are as guide sliding surfaces 84a . 85a , preferably smooth-surfaced, formed. The Gleitsteingleitflächen 82 . 83 and / or the guide sliding surfaces 84a . 85a For example, they can either be hardened and ground or optionally have a coating made of plain bearing material or be covered with a plain bearing plate.
Der
Abstand zwischen den Stirnflächen 84, 85 ist
etwas kleiner als die axiale Länge
des Kurbelzapfens 9 und entspricht in etwa der Breite der Gleitlagerschalen 43a, 43b.The distance between the faces 84 . 85 is slightly smaller than the axial length of the crankpin 9 and corresponds approximately to the width of the plain bearing shells 43a . 43b ,
Die
Gleitsteingleitflächen 82, 83 bilden
jeweils mit den Führungsgleitflächen 84a, 85a Begrenzungskanten 90 und 91 aus,
welche vorzugsweise gratfrei scharfkantig ausgeführt sind oder einen Übergangsradius,
oder eine entsprechende Anfasung aufweisen.The Gleitsteingleitflächen 82 . 83 each form with the Führungsgleitflächen 84a . 85a boundary edges 90 and 91 from, which are preferably designed without burr sharp sharp or have a transition radius, or a corresponding chamfer.
Im
Zentrum des Gleitsteins 8 ist eine Kurbelzapfenbohrung 93 mit
einer Innenfläche 94 vorgesehen,
deren Bohrungsmittelachse die Mittelachse 23 ist und deren
Innendurchmesser dem Außendurchmesser
der beiden Gleitlagerschalen 43a, 43b entspricht
bzw. geringfügig
kleiner ist, so dass die Gleitlagerschalen 43a, 43b vom
Gleitstein 8 klemmend und verdrehsicher bezüglich des
Gleitsteins umgriffen werden. Die Verdrehsicherung für die Gleitlagerschalen 43a, 43b, 50a, 50b kann
auch formschlüssig,
z. B. durch Nasen in den Gleitlagerschalen 43a, 43b, 50a, 50b erfolgen.In the center of the sliding block 8th is a crankpin hole 93 with an inner surface 94 provided, the Bohrungsmittelachse the central axis 23 is and the inner diameter of the outer diameter of the two plain bearing shells 43a . 43b corresponds or slightly smaller, so that the plain bearing shells 43a . 43b from the sliding block 8th clamped and against rotation with respect to the sliding block are embraced. The anti-twist device for the plain bearing shells 43a . 43b . 50a . 50b can also form fit, z. B. by lugs in the plain bearing shells 43a . 43b . 50a . 50b respectively.
In
Axialrichtung der Kurbelzapfen-Bohrung 93 etwa mittig,
korrespondierend zu den Durchlass-Bohrungen 73 der Gleitlagerschalen 43a, 43b ist eine
radial umlaufende, im Querschnitt etwa rechteckförmige Nut 95 mit einem
Nutboden 96 eingebracht. Ausgehend vom Nutboden 96 weist
der Gleitstein 8 radial über den Umfang verteilt zumindest zwei,
z. B. vier Bohrungen 97, auf, welche anderendig jeweils
in etwa der Mitte der bezüglich
der Gleitrichtung äußeren Drittel
der Gleitsteingleitflächen 82, 83 direkt
in diese Gleitsteingleitflächen 82, 83 oder
in Nuten (nicht dargestellt) münden,
wobei die Nuten innerhalb der Begrenzungen der gleitenden Flächen enden.
Von den Bohrungen 97 zweigen jeweils Bohrungen 98 ab,
welche in etwa an den äußeren Enden des
mittleren Drittels der Gleitsteingleitflächen 82 bzw. 83 direkt
in diese münden.In the axial direction of the crankpin bore 93 approximately in the middle, corresponding to the passage holes 73 the sliding bearing shells 43a . 43b is a radially encircling, in cross-section approximately rectangular groove 95 with a groove bottom 96 brought in. Starting from the groove bottom 96 points the sliding block 8th radially distributed over the circumference at least two, z. B. four holes 97 , on which other end in each case approximately in the middle of the outer third of Gleitsteingleitflächen with respect to the sliding direction 82 . 83 directly into these Gleitsteingleitflächen 82 . 83 or in grooves (not shown), the grooves terminating within the boundaries of the sliding surfaces. From the holes 97 drill each holes 98 which is approximately at the outer ends of the middle third of Gleitsteingleitflächen 82 respectively. 83 directly into this one.
Bei
einer weiteren Ausführungsform
des Gleitsteins 8 sind die Bohrungen 97 als Sacklochbohrungen
ausgeführt,
in die die Bohrungen 98 derart einmünden, dass ein abgewinkelter Ölversorgungskanal
aus den Bohrungen 97 und 98 gebildet ist (10).In a further embodiment of the sliding block 8th are the holes 97 executed as blind holes, into which the holes 98 open out so that an angled oil supply channel from the holes 97 and 98 is formed ( 10 ).
Weiterhin
liegt es im Bereich der Erfindung, die Ölzufuhr in den Schmierspalt
zwischen dem Gleitstein 8 und dem Kurbelschlaufenrahmen 7 über gerade
Bohrungen 97 (11) zu bewerkstelligen.Furthermore, it is within the scope of the invention, the oil supply in the lubrication gap between the sliding block 8th and the crank loop frame 7 about straight holes 97 ( 11 ) to accomplish.
Der
Gleitstein 8 ist vorzugsweise zwei- oder mehrteilig ausgeführt. Bei
Einsatz einer gebauten Kurbelwelle 10 kann der Gleitstein 8 auch
einstückig ausgeführt sein.
Die Gleitsteinhälften 8a, 8b weisen jeweils
eine erste und eine zweite Berührungsfläche 99, 100 auf,
welche vorzugsweise in einer gemeinsamen Trennungsebene liegen.The sliding block 8th is preferably designed in two or more parts. When using a built crankshaft 10 can the sliding block 8th also be made in one piece. The sliding block halves 8a . 8b each have a first and a second contact surface 99 . 100 which are preferably located in a common separation plane.
Die
Trennungsebene kann, wie in 2 dargestellt,
parallel zu den Gleitsteingleitflächen 82, 83 ausgerichtet
sein. Selbstverständlich
ist auch eine Trennungsebene, die mit den Gleitsteingleitflächen 82, 83 einen
Winkel einschließt,
denkbar. Dieser Winkel ist jedoch so zu bemessen, dass die Trennungsebene
die Gleitsteingleitflächen 82, 83 nicht
schneidet. Zur Verbindung der Gleitsteinhälften 8a, 8b sind
Befestigungsmittel vorgesehen, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt
sind. Derartige Befestigungsmittel sind beispielsweise aus der DE 34 33 510 A1 bekannt.The separation level can, as in 2 represented, parallel to the Gleitsteingleitflächen 82 . 83 be aligned. Of course, there is also a separation plane with the Gleitsteingleitflächen 82 . 83 includes an angle, conceivable. However, this angle is to be dimensioned so that the separation plane Gleitsteingleitflächen 82 . 83 does not cut. To connect the sliding block halves 8a . 8b fasteners are provided, which are not shown for reasons of clarity. Such fasteners are for example from the DE 34 33 510 A1 known.
Durch
die bisher beschriebene Anordnung ergibt sich ein kontinuierlich
durchströmbarer
Strömungsweg
A für das
die Übertragungseinrichtung schmierende Öl. Der Strömungsweg
A ist mit den Pfeilsymbolen A1 bis A8 gekennzeichnet.By
The arrangement described so far results in a continuous
flowed through
flow
A for that
the transmission device lubricating oil. The flow path
A is marked with the arrow symbols A1 to A8.
Zunächst strömt das von
einer Ölpumpe (nicht
gezeigt) mit Druck beaufschlagte Schmieröl durch die Ölversorgungs-Bohrung 63 (Pfeil
A1) und füllt
die Nut 61 aus. Von der Nut 61 aus gelangt das Öl durch
die Durchgangs-Bohrungen 59 in die Nut 57 der
Gleitlagerschalen 50a, 50b (Pfeil A2). Von der Nut 57 gelangt
eine Teilmenge des Öls
zwischen die Umfangsfläche 21a und
die Innenfläche 51 der
Gleitlagerschalten 50a, 50b, so dass zwischen
dem Lagerzapfen 21 und den Gleitlagerschalen 50a, 50b im
Betrieb ein hydrodynamisch tragender Schmierfilm ausgebildet wird.
Das restliche Öl
strömt
von der Nut 57 aus in die Bohrung 45 (Pfeil A3)
und tritt an beiden Enden der Quer-Bohrung 46 aus (Pfeil
A4). Von dort gelangt das Öl
in die Nut 71 der Gleitlagerschalen 43a, 43b (Pfeil
A5). Hier gelangt wiederum eine Teilmenge des Öls zwischen die Umfangsfläche 9a des
Kurbelzapfens 9 und die Innenfläche 65 der Gleitlagerschalen 43a, 43b und
dient dort zur hydrodynamischen Schmierung des Kurbelzapfens 9 bezüglich der
Gleitlagerschalen 43a, 43b. Das restliche Öl durchströmt die Durchlass-Bohrungen 73 und
gelangt in die Nuten 95 der Gleitsteinhälften 8a, 8b.
Von den Nuten 95 aus strömt das Öl in die Öffnungen als Bohrungen 97 (Pfeil
A6) und in die Öffnungen
als Bohrungen 98. Am äußeren Ende
der Bohrungen 97, 98 tritt das Öl aus (Pfeil
A7, A8) und benetzt die beiden Gleitsteingleitflächen 82, 83 und
die jeweils gegenüberliegenden
Gleitbahnen des Kurbelschlaufenrahmens 7 bzw. befüllt den
zwischen diesen Flächen existierenden
Spielspalt bzw. Schmierspalt.First, the lubricating oil pressurized by an oil pump (not shown) flows through the oil supply hole 63 (Arrow A1) and fills the groove 61 out. From the groove 61 out the oil passes through the through holes 59 in the groove 57 the sliding bearing shells 50a . 50b (Arrow A2). From the groove 57 a subset of the oil passes between the peripheral surface 21a and the inner surface 51 the slide bearing switch 50a . 50b , so that between the journal 21 and the plain bearing shells 50a . 50b During operation, a hydrodynamically bearing lubricating film is formed. The remaining oil flows from the groove 57 out into the hole 45 (Arrow A3) and enters at both ends of the transverse bore 46 off (arrow A4). From there, the oil gets into the groove 71 the sliding bearing shells 43a . 43b (Arrow A5). Here again a subset of the oil passes between the peripheral surface 9a of the crankpin 9 and the inner surface 65 the sliding bearing shells 43a . 43b where it serves for hydrodynamic lubrication of the crank pin 9 with regard to the plain bearing shells 43a . 43b , The remaining oil flows through the passage holes 73 and gets into the grooves 95 the sliding block halves 8a . 8b , From the grooves 95 from the oil flows into the openings as holes 97 (Arrow A6) and in the openings as holes 98 , At the outer end of the holes 97 . 98 the oil comes out (arrow A7, A8) and wets the two Gleitsteingleitflächen 82 . 83 and the respective opposite slideways of the crank loop frame 7 or fills the gap existing between these surfaces or lubrication gap.
Der
Gleitstein 8 ist im Kurbelschlaufenrahmen 7 in
Axialrichtung formschlüssig
und in Gleitrichtung, welche senkrecht zur Axialrichtung und senkrecht
zur Zylinderachse der Arbeitszylinder 1, 2 steht, geradlinig
gleitbar geführt.The sliding block 8th is in the crank loop frame 7 in the axial direction positively and in the sliding direction, which is perpendicular to the axial direction and perpendicular to the cylinder axis of the working cylinder 1 . 2 stands, slidably guided in a straight line.
Der
Kurbelschlaufenrahmen 7 ist beispielsweise zweiteilig,
bestehend aus dem Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b,
ausgeführt.
Gegebenenfalls, z. B. bei einem Motor mit gebauter Kurbelwelle 10,
kann der Kurbelschlaufenrahmen 7 auch einteilig ausgeführt sein.
Die Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b sind
gleichartig symmetrisch ausgebildet, so dass die Bezugszeichen,
die in 2 an einer der Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b angezogen sind,
jeweils auch für
die andere Rahmenhälfte
gelten.The crank loop frame 7 For example, is in two parts, consisting of the crank loop frame halves 7a . 7b , executed. If necessary, z. For example, in an engine with built crankshaft 10 , the crank loop frame can 7 also be made in one piece. The crank loop frame halves 7a . 7b are similarly symmetrical, so that the reference numerals in FIG 2 on one of the crank loop frame halves 7a . 7b are attracted, in each case also apply to the other frame half.
Die
Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b weisen
je einen Gleitbahnrahmensteg 110 mit einer Außenseite 111,
einer als Gleitbahn 112 ausgeführten Innenseite, einer die
Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b in
Gleitrichtung begrenzenden ersten Stirnfläche 113 und einer
solchen zweiten Stirnfläche 114 auf.The crank loop frame halves 7a . 7b each have a Gleitbahnrahmensteg 110 with an outside 111 , one as slideway 112 executed inside, one the crank loop frame halves 7a . 7b in the sliding direction limiting first end face 113 and such a second end face 114 on.
Die
Gleitbahn 112 kann beispielsweise entweder gehärtet und
geschliffen sein oder gegebenenfalls eine Beschichtung aus Gleitlagerwerkstoff
aufweisen oder mit einem Gleitlagerblech belegt sein. Ist eine von
zwei zusammenwirkenden Gleitflächen
des Gleitsteins 8 bzw. des Kurbelschlaufenrahmens 7 mit einem
Gleitlagerwerkstoff beschichtet oder belegt, so ist jeweils die
mit dieser Gleitfläche
zusammenwirkende andere Gleitfläche
vorzugsweise gehärtet
und geschliffen ausgeführt,
so dass jeweils eine oberflächenharte
Gleitbahn mit einer oberflächenweichen Gleitbahn
zusammenwirkt. Zur Verbesserung der Notlaufeigenschaften können in
die jeweils oberflächenharte
Gleitfläche
definierte Vertiefungen zur Ausbildung von Mikro- und/oder Makroöltaschen eingebracht sein.
Die definierten Vertiefungen in der oberflächenharten Gleitbahn können beispielsweise durch
mechanische Fertigungsverfahren oder durch ein Ätzverfahren hergestellt werden.
Ebenso können in
geeigneter Art und Weise Beschichtungen wie z. B. Nikasil-Beschichtungen
auf die Gleitflächen
aufgetragen sein.The slideway 112 For example, it can either be hardened and ground or optionally have a coating made of plain bearing material or be covered with a sliding bearing plate. Is one of two co-operating sliding surfaces of the sliding block 8th or the crank loop frame 7 coated or covered with a sliding bearing material, the other sliding surface cooperating with this sliding surface is preferably hardened and ground, so that in each case a surface-hardening sliding track cooperates with a surface-smooth sliding track. To improve the emergency running properties defined depressions for the formation of micro and / or Makroöltaschen can be introduced into the respective surface-hard sliding surface. The defined depressions in the surface-hardening slideway can be produced, for example, by mechanical production methods or by an etching method. Likewise, in a suitable manner coatings such. B. Nikasil coatings may be applied to the sliding surfaces.
Die
Längserstreckung
der Gleitbahnrahmenstege 110 ist so gewählt, dass die Gleitsteingleitflächen 82, 83 in
der in Gleitrichtung jeweiligen Extremstellung des Gleitsteins 8 vollständig von
den Gleitbahnen 112 bedeckt sind. An den Längsseiten
der Gleitbahnrahmenstege 110 sind jeweils senkrecht zur
Gleitbahn 112 je ein erster Schenkelsteg 115 und ein
aggregatzweiter Schenkelsteg 116 einstückig angeformt, womit die Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b eine
im Querschnitt H-förmige
Kontur ausbilden. An den bezüglich
der Gleitrichtung äußeren Enden
sind Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b jeweils
gemäß EP 429 918 B1 offen
ausgestaltet. Die Schenkelstege 115, 116 besitzen
jeweils eine dem Gleitbahnrahmensteg 110 zugewandte Innenfläche 117, 118 und
eine vom Gleitbahnrahmensteg 110 abgewandte Außenfläche 119 bzw. 120.The longitudinal extension of the Gleitbahnrahmenstege 110 is chosen so that the Gleitsteingleitflächen 82 . 83 in the sliding direction in each extreme position of the sliding block 8th completely off the slides 112 are covered. On the long sides of the Gleitbahnrahmenstege 110 are each perpendicular to the slideway 112 each a first leg web 115 and an aggregate-wide thigh web 116 integrally formed, bringing the crank loop frame halves 7a . 7b form a cross-section H-shaped contour. At the outer ends with respect to the sliding direction are crank loop frame halves 7a . 7b each according to EP 429 918 B1 open design. The thigh webs 115 . 116 each have a the Gleitbahnrahmensteg 110 facing inner surface 117 . 118 and one from Gleitbahnrahmensteg 110 remote outer surface 119 respectively. 120 ,
Die
Schenkelstege 115, 116 ragen über die gesamte Längserstreckung
des Gleitbahnrahmensteges 110 ein Stück über dessen Außenseite 111 hinaus,
wobei der Überstand
von der Mitte des Gleitbahnrahmenstegs 110 in Gleitrichtung
nach außen zu
den Stirnseiten 113, 114 hin jeweils abnimmt.The thigh webs 115 . 116 protrude over the entire longitudinal extent of the Gleitbahnrahmensteges 110 a piece over the outside 111 out, with the supernatant from the center of the Gleitbahnrahmenstegs 110 in the sliding direction outwards to the end faces 113 . 114 decreases in each case.
Im
Zentrum der Außenfläche 111 des
Gleitbahnrahmensteges 110 ist zwischen den Schenkelstegen 115, 116 die
Kolbenstange 5 bzw. 6 vorzugsweise einstückig angeformt.
Die Kolbenstangen 5, 6 haben eine zylinderrohrförmige Raumform
mit einer Mittelachse 5a, 6a, welche jeweils der
Zylindermittelachse der Arbeitszylinder 1, 2 entspricht.
Zudem weisen die Kolbenstangen 5, 6 je eine von
der Übertragungseinrichtung
weg weisende Stirnfläche 5c, 6c auf,
an der die Kolben 3, 4 (vgl. 1)
befestigt sind.In the center of the outer surface 111 the Gleitbahnrahmensteges 110 is between the thigh webs 115 . 116 the piston rod 5 respectively. 6 preferably integrally formed. The piston rods 5 . 6 have a cylindrical tube-shaped spatial form with a central axis 5a . 6a , which in each case the cylinder center axis of the working cylinder 1 . 2 equivalent. In addition, the piston rods 5 . 6 one each of the transmission device facing away end face 5c . 6c on, on the pistons 3 . 4 (see. 1 ) are attached.
An
den Außenseiten 119, 120 der
Schenkelstege 115, 116 sind jeweils in den bezüglich der
Gleitrichtung äußeren Endbereichen
rohrförmige
Führungen 121 einstückig derart
angeformt, dass im montierten Zustand die jeweils entsprechenden
gegenüberliegenden
Führungen 121 der
Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b zueinander
fluchten. Die rohrförmigen
Führungen 121 dienen
zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, beispielsweise Dehnschrauben (nicht
dargestellt), welche die Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b miteinander
fest verbinden. Weiterhin weisen die Schenkelstege 115, 116 von
der Gleitbahn 112 weg ein Stück in Richtung der jeweils anderen
Kubelschlaufen-Rahmenhälfte 7a, 7b und bilden
Stirnflächen 122 aus.
Die Stirnflächen 122 sind jeweils
parallel zur zugehörigen
Gleitbahn 112 ausgerichtet. Der Abstand zwischen den Stirnflächen 122 und
der zugehörigen
Gleitbahn 112 ist derart gewählt, dass im montierten Zustand
des Kurbelschlaufenrahmens 7 die Gleitbahnen 112 der
Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b parallel
zueinander verlaufen und voneinander den Abstand X haben.On the outside 119 . 120 the thigh webs 115 . 116 are each in the respect to the sliding outer end portions tubular guides 121 integrally formed in such a way that in the assembled state, the respective corresponding opposite guides 121 the crank loop frame halves 7a . 7b aligned with each other. The tubular guides 121 serve for receiving fasteners, such as expansion screws (not shown), which the crank loop frame halves 7a . 7b firmly connect with each other. Furthermore, the leg webs 115 . 116 from the slideway 112 away a piece in the direction of each other Kubelschlaufen frame half 7a . 7b and form end faces 122 out. The faces 122 are each parallel to the associated slideway 112 aligned. The distance between the faces 122 and the associated slideway 112 is selected such that in the assembled state of the crank loop frame 7 the slides 112 the crank loop frame halves 7a . 7b parallel to each other and have the distance X from each other.
Somit
ist der Gleitstein 8 im montierten Zustand mit einem vorbestimmten
Spiel S1 in Richtung der Zylindermittelachsen 23 im Kurbelschlaufenrahmen 7 geführt.Thus, the sliding block 8th in the assembled state with a predetermined game S1 in the direction of the cylinder center axes 23 in the crank loop frame 7 guided.
An
den Innenflächen 117, 118 der
Schenkelstege 115, 116 sind jeweils rechtwinklig
an die Längskanten
der Gleitahn 112 angrenzend stufenförmige Vorsprünge 125, 126 vorgesehen.
Diese Vorsprünge 125, 126 weisen
je eine Führungsgleitbahn 127, 128 auf,
welche vorzugsweise parallel zueinander und senkrecht zur Gleitbahn 112 und
je eine Begrenzungskante 131 ausbilden. Die Begrenzungskanten 131 der
Führungsgleitbahnen 127, 128 zur
Gleitbahn 112 hin sind vorzugsweise freischnittfrei oder
mit einem kleinen Übergangsradius
bzw. einer kleinen Übergangsfase
versehen. Sind die Begrenzungskanten 131 zwischen den Führungsgleitbahnen 127, 128 und
der Gleitbahn 112 mit einem Übergangsradius oder einer Übergangsfase
versehen, so sind diese den entsprechenden Radien oder Fasen an
den Begrenzungskanten 90, 91 des Gleitsteins 8 angepasst. Für die Ausgestaltung
dieses Eckbereichs ist es wesentlich, dass der von dem Gleitstein 8,
der Gleitbahn 112 und den Führungsgleitbahnen 127 bzw. 128 gebildete
Eckkanal 132 im Querschnitt kleinstmöglich ausgeführt ist,
um an dessen offenen Enden ein ungewollt starkes Austreten von Schmieröl zu verhindern.On the inner surfaces 117 . 118 the thigh webs 115 . 116 are each perpendicular to the longitudinal edges of the Gleitahn 112 adjacent stepped projections 125 . 126 intended. These projections 125 . 126 each have a guide slide 127 . 128 which are preferably parallel to each other and perpendicular to the slide 112 and one bounding edge each 131 form. The boundary edges 131 the guide slides 127 . 128 to the slideway 112 are preferably free cut or provided with a small transition radius or a small transition bevel. Are the boundary edges 131 between the guide slides 127 . 128 and the slideway 112 provided with a transition radius or a transition bevel, so these are the corresponding radii or chamfers on the boundary edges 90 . 91 of the sliding block 8th customized. For the design of this corner, it is essential that of the sliding block 8th , the slideway 112 and the guide slides 127 respectively. 128 formed corner channel 132 In the cross section is made as small as possible in order to prevent at its open ends an unintentionally strong leakage of lubricating oil.
Dies
wird im Folgenden anhand der 6, 7, 8 und 9 näher erläutert. In
diesen Figuren ist der Gleitstein 8 jeweils in einer Ausgangsstellung
mit einem Abstand S1 von den Gleitbahnen 112 und einem
Abstand S2 von den Führungsgleitbahnen 127, 128 gezeigt,
wobei der Spalt zwischen dem Gleitstein 8 und dem Kurbelschlaufenrahmen 7 mit
Schmieröl
gefüllt
ist. Weiterhin ist der Gleitstein 8 in einer konstruktiv
extrem ausgelenkten Stellung gezeichnet (gestrichelte Linien). Die
Begrenzungskanten 90, 91 tragen in dieser Stellung
die Bezugszeichen 90', 91'. Die 6 bis 9 sind
nicht maßstäblich zu
sehen, sondern verdeutlichen unterschiedliche Ausgestaltungsformen
des Eckbereichs zwischen Gleitstein 8 und Kurbelschlaufenrahmen 7. Weiterhin
sind die in 6 bis 9 aufgeführten Ausführungsformen
beispielhafter Natur. Selbstverständlich liegen auch andere Ausgestaltungen
dieses Eckbereichs, beispielsweise weitere Kombinationen aus Radien
und Fasen im Bereich der Erfindung.This will be explained below on the basis of 6 . 7 . 8th and 9 explained in more detail. In these figures is the sliding block 8th each in a starting position with a distance S1 from the slideways 112 and a distance S2 from the guide slides 127 . 128 shown, with the gap between the sliding block 8th and the crank loop frame 7 filled with lubricating oil. Furthermore, the sliding block 8th drawn in a structurally extremely deflected position (dashed lines). The boundary edges 90 . 91 carry in this position the reference numerals 90 ' . 91 ' , The 6 to 9 are not to scale, but illustrate different embodiments of the corner between Gleitstein 8th and crank loop frame 7 , Furthermore, the in 6 to 9 listed embodiments of exemplary nature. Of course, other configurations of this corner region, for example, further combinations of radii and chamfers are within the scope of the invention.
Befindet
sich der Gleitstein 8 in seiner theoretischen Extremlage,
so ist allen Ausführungsformen
gemäß 6 bis 9 gemeinsam,
dass zwischen dem Gleitstein 8 in seiner Extremposition
(Begrenzungskanten 90', 91') und dem Kurbelschlaufenrahmen 7,
insbesondere der Begrenzungskante 131 des Kurbelschlaufenrahmens 7 ein
Resteckkanal 132' verbleibt.
Erfindungsgemäß ist es
wesentlich, diesen Resteckkanal 132' in seiner Querschnittsfläche zu minimieren.Is the sliding block 8th in its theoretical extreme position, so is all embodiments according to 6 to 9 together, that between the sliding block 8th in its extreme position (boundary edges 90 ' . 91 ' ) and the crank loop frame 7 , in particular the boundary edge 131 the crank loop frame 7 a Resteckkanal 132 ' remains. According to the invention, it is essential this Resteckkanal 132 ' to minimize in its cross-sectional area.
In
einer ersten Ausführungsform
des Eckkanals 132 gemäß 6 ist
der Gleitstein 8 an seiner Begrenzungskante 90, 91 scharfkantig
oder mit einer lediglich gebrochenen Kante ausgeführt. Die
Begrenzungskante 131 des Kurbelschlaufenrahmens 7 ist ein
Freischnitt, der jedoch in seinen Abmessungen kleinstmöglich ausgebildet
ist, so dass der Resteckkanal 132' bzw. der Eckkanal 132 im
Querschnitt minimal bemessen sind. Eine derartige Ausführungsform
ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn
die Führungsgleitbahnen 127, 128 und
die Gleitbahnen 112 mit einer geschliffenen Oberfläche versehen
werden sollen.In a first embodiment of the corner channel 132 according to 6 is the sliding block 8th at its boundary edge 90 . 91 sharp-edged or with a merely broken edge. The Begren Zung edge 131 the crank loop frame 7 is a free cut, but the smallest possible in its dimensions, so that the Resteckkanal 132 ' or the corner channel 132 are minimally dimensioned in cross section. Such an embodiment is particularly useful when the Führungsgleitbahnen 127 . 128 and the slides 112 to be provided with a ground surface.
Bei
einer weiteren Ausführungsform
des Eckkanals 132 gemäß 7 sind
die Begrenzungskanten 90, 91 des Gleitsteins 8 bzw.
die Begrenzungskanten 131 des Kurbelschlaufenrahmens 7 als Außen- bzw.
Innenfase ausgeführt
und derart angepasst, dass ein Resteckkanal 132' verbleibt,
wenn der Gleitstein 8 in seiner theoretischen Extremstellung
zu liegen käme.
Bei einer Ausführungsform
gemäß 7 ist
der verbleibende Resteckkanal 132' im Querschnitt trapezspaltförmig.In a further embodiment of the corner channel 132 according to 7 are the boundary edges 90 . 91 of the sliding block 8th or the boundary edges 131 the crank loop frame 7 designed as outer or inner bevel and adapted so that a Resteckkanal 132 ' remains when the sliding block 8th would be in his theoretical extreme position. In one embodiment according to 7 is the remaining remaining corner channel 132 ' in cross-section trapezoidal-shaped.
In
einer Ausführungsform
gemäß 8 sind der
Gleitstein 8 und der Kurbelschlaufenrahmen 7 jeweils
im Bereich ihrer Begrenzungskanten 90, 91 und 131 ebenfalls
angefast, wobei die Erstreckungsebenen der Fasungsflächen zueinander
einen Winkel einschließen,
derart, dass der Resteckkanal 132' im Querschnitt zu den Führungsgleitbahnen 127, 128 hin
konvergiert und somit keilspaltförmig
ausgebildet ist.In an embodiment according to 8th are the sliding block 8th and the crank loop frame 7 each in the region of their boundary edges 90 . 91 and 131 also chamfered, wherein the extension planes of the chamfer surfaces enclose an angle to each other, such that the Resteckkanal 132 ' in cross section to the Führungsgleitbahnen 127 . 128 converges and thus formed wedge-shaped.
Bei
einer weiteren Ausführungsform
gemäß 9 sind
die Begrenzungskanten 90, 91 und die Begrenzungskanten 131 des
Gleitsteins 8 bzw. des Kurbelschlaufenrahmens 7 jeweils
mit einem Rundungsradius versehen, wobei die Radien derart abgestimmt
sind, dass ein sichelspaltförmiger
Resteckkanal 132' verbleibt,
wenn der Gleitstein 8 in seiner Extremposition zu liegen
kommt.In a further embodiment according to 9 are the boundary edges 90 . 91 and the boundary edges 131 of the sliding block 8th or the crank loop frame 7 each provided with a radius of curvature, wherein the radii are tuned such that a sickle-shaped Resteckkanal 132 ' remains when the sliding block 8th comes to rest in its extreme position.
Die
Wahl der Ausgestaltung des Eckkanals 132 hängt dabei
im Wesentlichen von der Baugröße und der
Bauart der Hubkolbenmaschine sowie den für die Einzelteile verwendeten
Werkstoffen und Fertigungsverfahren ab. So eignen sich die Ausführungsformen
gemäß der 7, 8 und 9 des Kurbelschlaufenrahmens 7 insbesondere
für eine räumende Bearbeitung
des Kurbelschlaufenrahmens 7.The choice of the design of the corner channel 132 Depends essentially on the size and design of the reciprocating engine and the materials used for the items and manufacturing processes. Thus, the embodiments are suitable according to the 7 . 8th and 9 the crank loop frame 7 in particular for a clearing of the crank loop frame 7 ,
Vorteilhafterweise
sind die Führungsgleitbahnen 127, 128 und
die Gleitbahnen 112 analog zum Gleitstein 8 und
Oberflächenbeschichtungen bzw.
-behandlungen zur weiteren Verbesserung der Gleiteigenschaften versehen.Advantageously, the guide slides 127 . 128 and the slides 112 analogous to the sliding block 8th and surface coatings or treatments to further improve the sliding properties provided.
Die
Führungsgleitbahnen 127, 128 haben zueinander
in Axialrichtung den Abstand Y, welcher größer ist als der Abstand der
Führungsgleitflächen 84a, 85a des
Gleitsteins 8, so dass der Gleitstein 8 in Axialrichtung
mit einem vorbestimmten Spiel S2 geführt ist, wobei das Spiel S1
vorzugsweise größer gewählt ist
als das Spiel S2.The guide slides 127 . 128 have each other in the axial direction of the distance Y, which is greater than the distance between the Führungsgleitflächen 84a . 85a of the sliding block 8th so that the sliding block 8th is guided in the axial direction with a predetermined game S2, wherein the game S1 is preferably selected to be larger than the game S2.
Die
Schmierung der Relativbewegung zwischen dem Gleitstein 8 und
den Führungsgleitbahnen 127, 128 wird
durch Öl
bewerkstelligt, welches aus Bohrungen 97, 98 austritt
und von den Gleitsteingleitflächen 82, 83 um
dessen Begrenzungskanten 90, 91 herum zwischen
dem Gleitstein 8 und die Führungsgleitbahnen 127, 128 gelangt.The lubrication of the relative movement between the sliding block 8th and the guide slides 127 . 128 is accomplished by oil, which from drilling 97 . 98 exit and from the Gleitsteingleitflächen 82 . 83 around its boundary edges 90 . 91 around between the sliding block 8th and the guide slides 127 . 128 arrives.
Weiterhin
weisen die Schenkelstege 115, 116 zwischen zwei
rohrförmigen
Führungen 121 eine U-förmige Ausnehmung 130 auf,
welche sich in ihrer Tiefe bis n die Nähe der Führungsgleitbahnen 127, 128 erstreckt.
Die U-förmige
Ausnehmung 130 ist dabei so bemessen, dass im zusammengebauten
Zustand der Kurbelzapfen 9 während einer gesamten Kurbelwellenumdrehung
bezüglich
des Kurbelschlaufenrahmens 7 freigebt.Furthermore, the leg webs 115 . 116 between two tubular guides 121 a U-shaped recess 130 on, which in their depth to n the proximity of the Führungslleitbahnen 127 . 128 extends. The U-shaped recess 130 is dimensioned so that in the assembled state of the crank pin 9 during one entire crankshaft revolution with respect to the crank loop frame 7 freely give.
Die
Belastung der Gleitsteingleitflächen 82, 83 und
der entsprechenden Gleitbahnen 112 ist beim Betrieb einer
erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine
veränderlich.
Sie resultiert im Wesentlichen aus einer Überlagerung der an den Arbeitskolben 2, 3 Gasdruckkräften und
den – den
Gasdruckkräften
in ihrer Wirkrichtung entgegengesetzten – Massenkräften der bewegten Teile der Übertragungseinrichtung. Aus
dem Diagramm der 3 ist erkennbar, dass auf der
Abszisse die resultierenden Gleitsteinkräfte FG und
auf der Ordinate die Kurbelwinkel 0 ≤ φ ≤ 180° aufgetragen sind. Die dargestellte
Kurve repräsentiert
beispielhaft die resultierenden Gleitsteinkräfte FG,
wie sie bei einer Brennkraftmaschine für eine spezifische Drehzahl
(hier: n = 4000 U/min) auftreten. Man erkennt, dass die Belastung
bei etwa φ1 = 4° erstmals,
bei etwa φ2 = 41° zum
zweiten Mal und etwa bei φ3 = 79° zum
dritten Mal das Vorzeichen wechselt, weil die Belastungskurve die
Nulllastlinie dort jeweils schneidet.The load of Gleitsteingleitflächen 82 . 83 and the corresponding slideways 112 is variable during operation of a reciprocating piston engine according to the invention. It essentially results from a superposition of the working piston 2 . 3 Gas pressure forces and - the gas pressure forces in their direction of action opposite - mass forces of the moving parts of the transmission device. From the diagram of 3 It can be seen that the resulting sliding block forces F G are plotted on the abscissa and the crank angles 0 ≦ φ ≦ 180 ° on the ordinate. The illustrated curve exemplifies the resulting Gleitsteinkräfte F G , as they occur in an internal combustion engine for a specific speed (here: n = 4000 U / min). It can be seen that the load changes at about φ 1 = 4 ° for the first time at about φ 2 = 41 ° for the second time and at φ 3 = 79 ° for the third time because the load curve intersects the zero load line there.
Das
bedeutet, dass bei diesem Betriebszustand während einer ganzen Umdrehung
sechs Lastwechsel zwischen dem Gleitstein 8 und Kurbelschlaufenrahmen 7 stattfinden.
Für die
Stellen φ1, φ2, φ3 sind unter dem Diagramm schematisch die
Pressungszustände
des Gleitsteins 8 mit dem Kurbelschlaufenrahmen 7 dargestellt,
die jeweils nach dem Durchlaufen der Punkte φ1, φ2, φ3 vorliegen. So belastet beispielsweise im
Bereich φ1 ≤ φ ≤ φ2 und im Bereich φ ≥ φ3 die
Gleitsteingleitfläche 83 des
Gleitsteins 8 die Gleitbahn 112 der Kurbelschlaufenrahmenhälfte 7a,
wobei im Bereich φ2 ≤ φ ≤ φ3 die Gleitsteingleitfläche 82 die Gleitbahn 112 der
Kurbelschlaufenrahmenhälfte 7b belastet.
Zwischen der jeweils entlasteten Gleitsteingleitflächen und
der zugehörigen
Gleitbahn einer Kurbelschlaufenrahmenhälfte liegt somit ein Spielspalt
S vor. Die Größe des Spielspaltes
S ergibt sich aus der Differenz des Einbauspiels S1 des Gleitsteins 8 und
der Dicke des Ölfilmes
auf der belasteten Seite des Gleitsteins 8.This means that in this operating state during a complete revolution six load changes between the sliding block 8th and crank loop frame 7 occur. For the positions φ 1 , φ 2 , φ 3 , the compression states of the sliding block are schematically shown below the diagram 8th with the crank loop frame 7 represented, each after passing through the points φ 1 , φ 2 , φ 3 are present. For example, in the range φ 1, ≤ φ ≤ φ 2 and in the range φ ≥ φ 3 load the sliding-stone guide surface 83 of the sliding block 8th the slideway 112 the crank loop frame half 7a , wherein in the region φ 2 ≤ φ ≤ φ 3 the Gleitsteingleitfläche 82 the slideway 112 the crank loop frame half 7b loaded. Thus, there is a clearance gap S between the respectively relieved Gleitsteingleitflächen and the associated slideway of a crank loop frame half. The size of the Play gap S results from the difference of the installation play S1 of the sliding block 8th and the thickness of the oil film on the loaded side of the sliding block 8th ,
Der
Gleitstein 8 führt
aufgrund der an ihm wirkenden Kräfte
FG während
eines Kurbelwellenumlaufs eine Pendelbewegung zwischen den Gleitbahnen 112 der
Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a und 7b aus,
welche je nach Drehzahl und Betriebsweise der Hubkolbenmaschine
als Brennkraftmaschine oder als Hubkolbenkompressor zumindest einmal pro
Umdrehung stattfindet. Bei bestimmten Drehzahlen, bei denen sich
die Gas- und Massenkräfte
so überlagern,
dass die resultierende Gleitsteinbelastungskraft die Nulllastlinie
mehrfach schneidet, kann diese Pendelbewegung auch mehr als einmal
pro Kurbelwellenumdrehung (vgl. 3) stattfinden.The sliding block 8th due to the forces F G acting on it during a crankshaft revolution, a pendulum movement between the slideways 112 the crank loop frame halves 7a and 7b from, which takes place depending on the speed and operation of the reciprocating engine as an internal combustion engine or reciprocating compressor at least once per revolution. At certain speeds, where the gas and mass forces overlap so that the resulting Gleitsteinbelastungskraft multiple cuts the zero load line, this pendulum movement can also more than once per crankshaft revolution (see. 3 ) occur.
Im
Folgenden wird eine derartige Pendelbewegung anhand der 4 und 5 näher erläutert.In the following, such a pendulum motion is based on the 4 and 5 explained in more detail.
In 4 wirkt
die Kraft FG über die Kurbelschlaufen-Rahmenhälfte 7b auf
die Gleitsteingleitfläche 82,
so dass der zwischen den Flächen 82 und 112 befindliche Ölfilm 140 belastet,
d. h. mit Druck beaufschlagt wird. Aufgrund der Last FG verringert sich
der Abstand zwischen der Gleitsteingleitfläche 82 und der Gleitbahn 112,
so dass eine Verdrängung des Öls zwischen
diesen Flächen 82 und 112 stattfindet.
Ein Teil des verdrängten Öles wird
um die Begrenzungskanten 90, 91 des Gleitsteines 8 herum zwischen
die Führungsgleitflächen 84a, 85a und
den entsprechenden Führungsgleitbahnen 127, 128 (vgl. 2)
gedrückt
und dient dort der Schmierung der Führungsgleitflächen 84a, 85a gegenüber den
Führungsgleitbahnen 127, 128.
Aufgrund des konstruktiv relativ gering gewählten Axialspiels S2 des Gleitsteins 8 im
Kurbelschlaufenrahmen 7 verlässt nur eine geringe Ölmenge den
Schmierspalt zwischen den Führungsgleitflächen 84a, 85a und
den Führungsgleitbahnen 127, 128.
Ein weiterer Teil des verdrängten Öls dringt
aufgrund der Druckbelastung im Schmierfilm 140 in die Bohrungen 97, 98 ein
(Pfeile A10) und strömt
etwas in Richtung der gegenüberliegenden,
entlasteten Gleitsteingleitfläche 83 bzw. baut
in den Bohrungen 97, 98 der belasteten Gleitsteinhälfte 82 einen ”Sperrdruck” für das von
der Ölpumpe
geförderte Öl auf. Gleichzeitig
mit dem Verdrängen
des Öls
im Ölfilm 140 entsteht
aufgrund der Vergrößerung des
Abstandes zwischen der entlasteten Gleitsteingleitfläche 83 und
der Gleitbahn 112 der Kurbelschlaufenrahmenhälfte 7a ein
Unterdruck im Ölfilm 141,
der das Ausströmen
des Öls
(Pfeile All) auf der entlasteten Seite des Gleitsteins 8 unterstützt. Die
Erfindung nutzt somit die Pendelbewegung des Gleitsteins im Kurbelschlaufenrahmen 7 zur
Ausbildung eines die Schmierfilmvorbereitung unterstützenden
Pumpeffekts. Somit wird auf der entlasteten Seite des Gleitsteins 8 jeweils
vor der Belastung ein ausreichend dicker Ölfilm 140, 141 vorbereitet,
der während
der gesamten folgenden Belastungsphase ein definiertes Hydroplaning
zwischen den gleitenden belasteten Flächen sicherstellt. Dieses Vorbereiten
geschieht zum einen durch das von der Motorölpumpe unter Druck gesetzte Öl (Pfeile
A12), welches durch die Bohrung 45 und die Quer-Bohrung 46 strömt und wird
zum anderen unterstützt
durch den Teil des Öls,
der aufgrund des Pumpeffekts von der belasteten Seite hin zur entlasteten
Seite des Gleitsteins 8 gedrückt wird. Zusätzlich unterstützend wirkt der
auf der entlasteten Seite durch Vergrößerung des Spielspaltes erzeugte
Unterdruck im Ölfilm 140, 141. Um
jedoch einen ungewollt starken Abbau des belasteten Ölfilms 140, 141 zu
verhindern, sind die Bohrungen 97, 98 in ihrem
Durchmesser derart bemessen, dass zwar eine zur Verwirklichung des
Pumpeffekts bzw. zum Aufbau des ”Sperrdrucks” ausreichende Ölmenge vom
belasteten Schmierfilm in die Bohrungen 97, 98 gelangen
kann, es jedoch sichergestellt ist, dass der belastete Ölfilm 140, 141 während der
gesamten Belastungsphase immer ein zur Aufrechterhaltung eines ausreichend
dicken Ölfilms erforderliches
Mindestmaß aufweist.
Dies kann zweckmäßiger Weise
dadurch erreicht werden, dass die in die Gleitsteinflächen randnah
mündenden Ölzuführungsbohrungen
(im Ausführungsbeispiel
die Bohrungen 97) im Mündungsbereich
beispielsweise einen geringeren Durchmesser aufweisen als randfernere
Bohrungen (hier z. B. die Bohrungen 98), da die im Randbereich
zwar erfindungsgemäß verringerten,
aber nicht vollständig
zu verhindernden Leckölverluste
eine Verringerung der rückströmenden Teilmengen
notwendig machen kann. Dem kann durch eine Verengung der randnahen
Bohrungen im Mündungsbereich
zuverlässig
entgegengewirkt werden.In 4 the force F G acts on the crank loop frame half 7b on the Gleitsteingleitfläche 82 so that between the surfaces 82 and 112 located oil film 140 loaded, that is pressurized. Due to the load F G , the distance between the Gleitsteingleitfläche reduced 82 and the slideway 112 , allowing a displacement of the oil between these surfaces 82 and 112 takes place. Part of the displaced oil gets around the boundary edges 90 . 91 of the sliding block 8th around between the guide sliding surfaces 84a . 85a and the corresponding guide slides 127 . 128 (see. 2 ) and is there to lubricate the Führungsgleitflächen 84a . 85a opposite the guide slides 127 . 128 , Due to the structurally relatively low chosen axial clearance S2 of the sliding block 8th in the crank loop frame 7 leaving only a small amount of oil the lubrication gap between the guide sliding surfaces 84a . 85a and the guide slides 127 . 128 , Another part of the displaced oil penetrates due to the pressure load in the lubricating film 140 into the holes 97 . 98 on (arrows A10) and flows slightly in the direction of the opposite, unloaded Gleitsteingleitfläche 83 or builds in the holes 97 . 98 the loaded sliding block half 82 a "blocking pressure" for the oil pumped by the oil pump. Simultaneously with the displacement of the oil in the oil film 140 arises due to the increase in the distance between the relieved Gleitsteingleitfläche 83 and the slideway 112 the crank loop frame half 7a a negative pressure in the oil film 141 , the outflow of the oil (arrows All) on the relieved side of the sliding block 8th supported. The invention thus utilizes the pendulum movement of the sliding block in the crank loop frame 7 for forming a lubricating film preparation assisting pumping effect. Thus, on the relieved side of the sliding block 8th each before the load a sufficiently thick oil film 140 . 141 prepared to ensure a defined hydroplaning between the sliding loaded surfaces throughout the following loading phase. This preparation is done on the one hand by the engine oil pump pressurized oil (arrows A12), which through the bore 45 and the cross hole 46 flows and is supported by the part of the oil, due to the pumping effect from the loaded side to the unloaded side of the sliding block 8th is pressed. In addition, the negative pressure created on the relieved side by enlarging the clearance acts in the oil film 140 . 141 , However, an unintentionally heavy degradation of the contaminated oil film 140 . 141 to prevent, are the holes 97 . 98 dimensioned in diameter such that, although sufficient for the realization of the pumping effect or to build up the "barrier pressure" amount of oil from the loaded lubricating film in the holes 97 . 98 However, it is ensured that the contaminated oil film 140 . 141 during the entire load phase always has a minimum required to maintain a sufficiently thick oil film. This can be conveniently achieved by the fact that in the sliding stone surfaces close to opening oil supply holes (in the embodiment, the holes 97 ) have, for example, a smaller diameter in the mouth region than bores located further from the edge (here, for example, the bores 98 ), since in the edge region, although reduced according to the invention, but not completely preventable leakage oil losses can make a reduction of the backflow subsets necessary. This can be reliably counteracted by a narrowing of the near-edge holes in the mouth area.
Kehrt
sich, z. B. bei φ1 = 41°,
die Richtung der resultierenden Kraft FG auf
den Gleitstein 8 um (5), so ist
der Ölfilm 141 der
belastete und der Ölfilm 140 der
entlastete Ölfilm.
Analog zur Situation in 4 wird nun das Öl des Ölfilms 141 verdrängt und
gelangt zumindest teilweise in die Bohrungen 97, 98,
die in die nun belastete Gleitsteingleitfläche 83 münden und
bewirkt nun dort ein Zurückpumpen bzw.
einen ”Sperrdruck”. Zudem
strömt
zu diesem Zeitpunkt das von der Ölpumpe
geförderte Öl zum Aufbau
des Ölfilms 140 von
den Bohrungen 45 und 46 über die Nuten 71 und 95 in
Richtung der Gleitsteingleitfläche 82.
Insofern kehrt sich beim Wechsel der Kraftangriffsrichtung der Kraft
FG am Gleitstein 8, bedingt durch
die resultierenden Druckverhältnisse
in den Ölfilmen 141, 140 die
Strömungsrichtung
des Öles
in den Bohrungen 97, 98 beider Gleitsteinhälften 8a, 8b um.
Der auf der belasteten Gleitsteinseite entstehende Pumpeffekt bzw. ”Sperrdruck” hat im Zusammenspiel
mit dem auf der entlasteten Seite entstehenden Unterdruck somit
jeweils ein unterstützendes
Pumpen bzw. Leiten des von der Ölpumpe geförderten Öls zum Aufbau
eines Ölpölsters an
der entlastäten
Seite zur Folge.Returns, z. B. at φ 1 = 41 °, the direction of the resultant force F G on the sliding block 8th around ( 5 ), that's the oil film 141 the loaded and the oil film 140 the relieved oil film. Analogous to the situation in 4 now becomes the oil of the oil film 141 displaced and at least partially gets into the holes 97 . 98 , in the now loaded Gleitsteingleitfläche 83 lead and now causes there a back pumping or a "barrier pressure". In addition, at this time, the oil pumped by the oil pump flows to build up the oil film 140 from the holes 45 and 46 over the grooves 71 and 95 in the direction of Gleitsteingleitfläche 82 , In this respect, the force F G on the sliding block is reversed when the force application direction changes 8th due to the resulting pressure conditions in the oil films 141 . 140 the flow direction of the oil in the holes 97 . 98 both Gleitsteinhälften 8a . 8b around. The resulting on the loaded Gleitsteinseite pumping effect or "blocking pressure" has in conjunction with the negative pressure arising on the relieved side thus each supporting a pumping or guiding the oil pumped by the oil pump to build an oilpump on the relieved side result.
Daraus
ergibt sich durch die Pendelbewegung des Gleitsteins 8 in
dem Kurbelschlaufenrahmen 7 während einer Kurbelwellenumdrehung
ein Leiteffekt bzw. ein Pumpeffekt, welcher die Vorbereitung eines
ausreichend dicken Ölfilms 140, 141 auf der
jeweils entlasteten Seite des Gleitsteins 8 unterstützt. Dieser
Pumpeffekt bzw. Leiteffekt ist prinzipbedingt stark von der Größe der Spielspalte
zwischen dem Gleitstein 8 und dem Kurbelschlaufenrahmen 7 abhängig, da
beispielsweise zu große
Spielspalte die randseitig austretende Leckölmenge und damit die Druckverhältnisse
in den Schmierfilmen und deren Dicke nachteilig beeinflussen können. Dies
gilt es gerade im Umkehrpunkt des Gleitsteins 8 zu verhindern,
in dem die Gleitgeschwindigkeit kurzzeitig den Wert ”Null” (vG = 0) annimmt und so die hydrodynamische
Tragwirkung des Ölfilmes
kurzzeitig ausbleibt. In diesem Betriebszustand muss somit gewährleistet sein,
dass der belastete Ölfilm 140, 141 zwischen dem
Gleitstein 8 und dem Kurbelschlaufenrahmen 7 durch
Rand-Leckölverluste
nicht zu stark geschwächt
wird.This results from the pendulum movement of the sliding block 8th in the crank loop frame 7 During a crankshaft revolution, a conductive effect or a pumping effect, which is the preparation of a sufficiently thick oil film 140 . 141 on the respective relieved side of the sliding block 8th supported. This pump effect or Leiteffekt is inherently strong on the size of the play gaps between the sliding block 8th and the crank loop frame 7 Depending, for example, too large play gaps can adversely affect the edge leakage leakage oil quantity and thus the pressure conditions in the lubricating films and their thickness. This applies precisely in the reversal point of the sliding block 8th to prevent, in which the sliding speed briefly the value "zero" (v G = 0) assumes and so the hydrodynamic bearing effect of the oil film is absent for a short time. In this operating state must thus be ensured that the loaded oil film 140 . 141 between the sliding block 8th and the crank loop frame 7 is not weakened too much by edge leakage oil losses.
Mit
einer derartigen Anordnung bzw. Ausgestaltung einer Übertragungseinrichtung
für eine
Hubkolbenmaschine, die nach dem Kurbelschlaufenprinzip arbeitet,
ist unter Ausnutzung des Pumpeffekts bzw. des Leiteffekts zwischen
den belasteten und entlasteten Seiten des Gleitsteins im Zusammenspiel mit
einer Minimierung der Leckölverluste
im Druckölkreislauf
zuverlässig
gelungen, die Übertragungseinrichtung
in kritischen Betriebszuständen
zuverlässig und
dauerhaft mit Schmieröl
in ausreichender Menge zu versorgen, d. h. im Betrieb ein definiertes
Hydroplaning sicherzustellen. Somit liegen zwischen dem Gleitstein
und dem Kurbelschlaufenrahmen in jeder Betriebssituation immer optimale
Gleitbedingungen vor.With
Such an arrangement or embodiment of a transmission device
for one
Reciprocating piston engine that operates on the principle of a crank-type
is by taking advantage of the pumping effect or the Leiteffekts between
the loaded and unloaded sides of the sliding block in interaction with
a minimization of leakage oil losses
in the pressure oil circuit
reliable
succeeded, the transmission device
in critical operating conditions
reliable and
permanently with lubricating oil
in sufficient quantity, d. H. in operation a defined
Ensure hydroplaning. Thus lie between the sliding block
and the crank loop frame always optimal in any operating situation
Sliding conditions.
