DE2201506A1 - connecting rod - Google Patents

connecting rod

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DE2201506A1
DE2201506A1 DE19722201506 DE2201506A DE2201506A1 DE 2201506 A1 DE2201506 A1 DE 2201506A1 DE 19722201506 DE19722201506 DE 19722201506 DE 2201506 A DE2201506 A DE 2201506A DE 2201506 A1 DE2201506 A1 DE 2201506A1
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DE
Germany
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connecting rod
rod according
shaft
sheet
clamp
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DE19722201506
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German (de)
Inventor
Stefan Dipl-Ing Kotoc
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Ustav Pro Vyzkum Motorovych Vozidel
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Ustav Pro Vyzkum Motorovych Vozidel
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
    • F16C7/023—Constructions of connecting-rods with constant length for piston engines, pumps or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/08—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads made from sheet metal

Description

233-18.16ΘΡ(1Β.169Η) 13· 1. 1972233-18.16ΘΡ (1Β.169Η) 13 1. 1972

Ustav pro vyzkutn motorovych vozidel, Praha,Ustav pro vyzkutn motorovych vozidel, Praha,

(CSSR)(CSSR)

Pleuelstangeconnecting rod

Die Erfindung betrifft eine Pleuelstange, die insbesondere für Verbrennungsmotoren benützt wird.The invention relates to a connecting rod which is used in particular for internal combustion engines.

Die bisher bekannten Pleuelstangen bilden starre und sehr feste geformte Stangen, die durch Schmieden, durch Wärmebehandlung und durch spangebende Formung aus Kohlenstoffstahl oder aus legiertem Stahl verfertigt werden. Die Zugfestigkeit einer so erzeugten Pleuelstange beträgt un-The previously known connecting rods form rigid and very strong shaped rods obtained by forging, heat treatment and machining from carbon steel or made of alloy steel. The tensile strength of a connecting rod produced in this way is un-

gefähr 50 bis 80 kp/mm . Oft kommen jedoch bei diesen Pleuelstangen strukturale Fehler und verschiedene Mängel zum Vorschein, die bei der Bearbeitung entstehen und die die Festigkeit herabsetzen. Es ist deshalb notwendig, dieabout 50 to 80 kp / mm. Often, however, this occurs Connecting rods reveal structural defects and various defects that arise during machining and which decrease the strength. It is therefore necessary that the

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Abmessungen der Pleuelstange zu vergrößern, was selbstverständlich eine gleichzeitige Erhöhung der Masse bedeutet. Größere Abmessungen, größere Maße rufen beim Betrieb größere dynamische Kräfte hervor und daher einen größeren Verschleiß sämtlicher Reibungsflächen der sich bewegenden Bestandteile, insbesondere von Kolbenlagern und von Zylindern. Gleichzeitig zeigen sich ein größerer Lärm und Vibrationen des Motors.To enlarge the dimensions of the connecting rod, which goes without saying means a simultaneous increase in mass. Larger dimensions, larger dimensions call for larger ones in operation dynamic forces and therefore a greater wear of all friction surfaces of the moving Components, in particular of piston bearings and cylinders. At the same time, there is greater noise and vibrations of the motor.

Die angeführten Nachteile können nur dann vermindert oder beseitigt werden, wenn es gelingt, entsprechend die Abmessungen und das Gewicht der Pleuelstange herabzusetzen. The disadvantages mentioned can only be reduced or eliminated if it is possible to achieve the corresponding Reduce the size and weight of the connecting rod.

Nach der Erfindung kann dies dadurch erzielt werden, daß die ganze Pleuelstange aus blattförmigem Material hergestellt wird. Falls ein nichtlegierter Kaltbandstahl benutzt wird, kann die Pleuelstange durch Stanzen aus einem endlosen Stahlband verfertigt werden.According to the invention, this can be achieved in that the entire connecting rod is made of sheet material will. If a non-alloy cold strip steel is used, the connecting rod can be punched from a endless steel belt can be manufactured.

Nach der Zweckdienlichkeit, nach der Größe der Beanspruchung, nach den Konstruktions-, Betriebs- und anderen Bedingungen kann die Pleuelstange aus Bandstahl in verschiedenen günstigen Variationen hegestellt werden.According to the expediency, according to the size of the stress, according to the construction, operational and other Conditions, the connecting rod made of strip steel can be made in various favorable variations.

So kann zum Beispiel die Pleuelstange aus zwei symmetrischen Bündeln (Blechpaketen) hergestellt werden. Ihr Pleuelstangenkopf kann mit Hilfe eines abnehmbaren Deckels verfertigt werden, der auf der Pleuelstange mit Hilfe von Verbindungeschrauben befestigt wird.For example, the connecting rod can be made from two symmetrical bundles (laminated stacks). you Connecting rod end can be made with the help of a removable cover that is attached to the connecting rod with the help of Connecting screws is attached.

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Es ist möglich, eine solche Pleuelstange auch aus zwei Teilen herzustellen, von denen jeder aus einem endlosen
Band gestanzt wird.It is also possible to make such a connecting rod from two parts, each of which consists of an endless one
Tape is punched.

Die Knickfestigkeit und die Biegungsfestigkeit einer
blattförmigen Pleuelstange kann dadurch sehr erhöht werden, daß ihre Blätter im Schaft-Tragteil in Querprofile geformt werden. Eine hohe Biegungsfestigkeit kann auch durch Formgebung der Blätter in den Pleuelstangenköpfen erzielt werden. The buckling strength and flexural strength of a
leaf-shaped connecting rod can be increased greatly in that its leaves are shaped into transverse profiles in the shaft support part. A high flexural strength can also be achieved by shaping the blades in the connecting rod ends.

Eine aus mehreren Blättern hergestellte Pleuelstange
kann diese Blätter durch Blattklammern verbunden haben.
Dabei kann eine solche Klammer ihre Blätter entlang des
ganzen Schafts derselben zusammenklemmen.A connecting rod made from several leaves
may have these sheets connected by sheet clips.
Such a clip can move its leaves along the
clamp the entire shaft of the same together.

Im Bedarfsfall ist es möglich, eine solche Längsklammer als einen Tragteil des Schafts zu benützen und für die Erhöhung der Biegungsfestigkeit und der Knickfestigkeit
kann diese Klammern querprofiliert werden.If necessary, it is possible to use such a longitudinal clamp as a support part of the shaft and to increase the flexural strength and the buckling strength
these brackets can be cross-profiled.

Es ist sehr günstig, in einem solchen Fall die Längsklammer direkt aus einem äußeren Blatt des Schaft-Blechbündels als ein Ganzes auszubilden.In such a case, it is very advantageous to have the longitudinal clamp directly from an outer sheet of the shank sheet-metal bundle train as a whole.

Im Vergleich mit geschmiedetem Material ist der Bandstahl günstiger voererst dadurch, daß er eine zweifach bis dreifach höhere Festigkeit besitzt, bis zu 150 kp/mm , was eine proportionale Herabsetzung der Masse der Pleuelstange ermöglicht. Außerdem besitzt dieses Blattmaterial ein« bes-Compared with forged material, the strip is steel cheaper at first in that it has a two-fold to three-fold higher strength, up to 150 kp / mm, what allows a proportional reduction in the mass of the connecting rod. In addition, this sheet material has a «very good

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sere elastische Nachgiebigkeit, so daß eine größere Gleichmäßigkeit der Lagerbelastung erzielt wird und dies ohne höhere Ansprüche an die Präzision der Herstellung der geteilten sowie der nichtgeteilten Pleuelstangenköpfe. Der Kaltbandstahl als Ausgangsmaterial wird üblicherweise mit großer Genauigkeit der Dickentoleranz 0,01 mm und der Breitentoleranz 0,1 mm hergestellt und mit einer perfekten Struktur und Oberflächengüte. Die Benutzung dieses Materials ermöglicht, Pleuelstangen mit einem minimalen Verbrauch von Material herzustellen und in einem breiten Ausmaß die Rationalisierung des Fertigungsprozesses im Vergleich mit dem bekannten Schmieden und spanngebender Formung geltend zu machen. Die übliche Anzahl von 18 bis 30 Arbeitsgängen bei einer Serienerzeugung wird annähernd auf 3 Arbeitsgänge herabgesetzt, einschließlich der Wärmebehandlung. Its elastic resilience, so that greater uniformity the bearing load is achieved and this without higher demands on the precision of the production of the divided as well as the non-split connecting rod ends. The cold strip steel as the starting material is usually used high accuracy of the thickness tolerance 0.01 mm and the width tolerance 0.1 mm and manufactured with a perfect Structure and surface quality. The use of this material enables connecting rods to be manufactured with a minimal consumption of material and to a large extent the rationalization of the manufacturing process in comparison with the well-known forging and exciting forming to assert. The usual number of 18 to 30 work steps in a series production is approximated to 3 operations reduced, including heat treatment.

Ebenso wird es möglich sein, die Kapazität der Arbeitsgang-Zwischenlager herabzusetzen, die heute eine mehrwöchige Produktion des Betriebs aufnehmen, und zwar bis auf ein Zehntel der heutigen Lagerkapazität.It will also be possible to reduce the capacity of the work-aisle intermediate storage facilities, which are now in operation for several weeks, to a tenth of the current storage capacity.

Durch die Ausnutzung der Erfindung wird eine gleichmäßigere Beanspruchung der ganzen Pleuelstange in einzelnen Querschnitten, die Herabsetzung der Masse der Verbindungen der einzelnen Teile der Pleuelstange und eine Herabsetzung der Masse der Kurbelzapfen der Kurbelwelle erzielt, wenn auch eine gewisse Erhöhung der Starrheit der Lagerbuchsen notwendig sein wird; weiter erreicht man eine Rationalisierung der Konstruktion der Kurbelwelle und des Kurbelgehäuses, eine Erhöhung der Lebensdauer der KolbenBy utilizing the invention, a more even loading of the entire connecting rod in individual cross-sections, a reduction in the mass of the connections of the individual parts of the connecting rod and a reduction in the mass of the crank pin of the crankshaft, although a certain increase in the rigidity of the bearing bushes will be necessary ; Furthermore, the construction of the crankshaft and the crankcase is rationalized and the service life of the pistons is increased

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und der Zylinder, der Lager und der Kurbelzapfen der Kurbelwelle, eine Herabsetzung des Kräftebedarfs der Reibung des Motors als Folge einer Herabsetzung der parasitären inneren Leistungen, eine Herabsetzung des Lärms und der Vibrationen, eine Verbesserung der Bedingungen für die Lagerung des Motors im Fahrzeug.and the cylinder, the bearings and the crankpin of the crankshaft, a reduction in the force required by friction of the engine as a result of a reduction in parasitic internal performance, a reduction in noise and the Vibration, an improvement in the conditions for storing the engine in the vehicle.

Die weiteren Vorteile der Erfindung sind ebenfalls verhältnismäßig bedeutend, wie zum Beispiel: die finanzielle Ersparnis als Folge eines niedrigeren Preises des neu benützten Bandmaterials im Vergleich mit dem Preis des bisher benützten Materials, eine Ersparnis an Material infolge einer Herabsetzung der Menge des Materials der Pleuelstange, eine Ersparnis des Materialverbrauchs infolge einer Herabsetzung des Abfalls bei der Erzeugung, wobei auch eine vollständig abfallfreie Erzeugung gesichert werden kann, eine Ersparnis des Materials und der Halbfertigproduktion infolge der Liquidierung von Arbeitsgang-Zwischenlagern, eine Ersparnis von Legierungszusätzen, eine Ersparnis an Fertigungs- und Hilfsräumen, an Werkzeugmaschinen, an Werkzeugen, an den Gemeinkosten der Fertigung und der Arbeitskräfte infolge von besseren Möglichkeiten der Automation der Erzeugung, eine Ersparnis an Material bei den weiteren Teilen des Motors.The other advantages of the invention are also relatively significant, such as: the financial Savings as a result of a lower price of the newly used tape material compared to the price of the previous one used material, a saving of material due to a reduction in the amount of material of the connecting rod, a saving in material consumption due to a reduction in waste in production, including a completely waste-free production can be ensured, a saving of the material and the semi-finished production as a result of the liquidation of intermediate storage facilities, a saving in alloy additives, a saving Production and auxiliary rooms, on machine tools, on tools, in the overheads of manufacturing and manpower as a result of better automation capabilities the production, a saving of material in the other parts of the engine.

Einen interessanten Vorteil der aus blattförmigem Material hergestellten Pleuelstange nach der Erfindung bildet die Möglichkeit ihrer einfachen Prototyperzeugung mit beliebigen Abmessungen, ohne daß komplizierte Einzweckwerkzeuge und Stanzvorrichtungen notwendig wären.An interesting advantage of the sheet material manufactured connecting rod forms according to the invention the possibility of their simple prototyping with any dimensions without the need for complicated single-purpose tools and punching devices.

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Bei einer Pleuelstange, insbesondere für Selbstzündungsmotoren, ist ihre hohe Knickfestigkeit wichtig. Dies kann jedoch bei einer Pleuelstange nach der Erfindung ohne Schwierigkeiten durch eine geeignete Formgebung der Blätter im Querdurchschnitt des Schafts der Pleuelstange und durch Bildung von festen Blattbündeln (Blechpaketen) durch ihr Nieten, Zusammenschrauben oder durch Schweissen erzielt werden. Die Befestigung der Lagerbuchsen und die Teilung des Pleuelstangenkopfes kann durch bekannte übliche Mittel sichergestellt werden.In the case of a connecting rod, especially for compression-ignition engines, their high buckling strength is important. this can, however, in a connecting rod according to the invention without difficulties by a suitable shaping of the leaves in the cross section of the shank of the connecting rod and achieved by the formation of solid sheet bundles (sheet metal stacks) by riveting, screwing them together or by welding will. The fastening of the bearing bushes and the division of the connecting rod end can be carried out by known conventional means Funds are secured.

In Fig. 1 ist eine typische Ausführung einer Pleuelstange nach der Erfindung dargestellt. Die Pleuelstange ist durch die Verbindung eines rechten Blattbündels 1 und eines linken Blattbündels 2 durch Verbindungsschrauben 31 k, 5 und 6 gebildet.In Fig. 1 a typical embodiment of a connecting rod according to the invention is shown. The connecting rod is formed by connecting a right sheet bundle 1 and a left sheet bundle 2 by connecting screws 31 k, 5 and 6.

Bei der Ausführung mit den Querschnitten nach Fig. 2, 3 oder k sind beide Blattbündel im Bereich des Schafts durch Längsumbiegung von Blättern als profilierte Träger und durch ihr inneres Hochziehen an den in Fig. 1 mit einem Pfeil A bezeichneten Stellen versteift. Falls die Pleuelstange nur eine Schraube auf ihrem Pleuelstangenkopf besitzt, kann sie vom Kurbelzapfen durch das Auseinanderziehen der Hälften dieses Kopfes abgenommen werden.In the embodiment with the cross-sections according to FIG. 2, 3 or k , both sheet bundles are stiffened in the area of the shaft by bending sheets longitudinally as profiled supports and by pulling them up at the points indicated by an arrow A in FIG. If the connecting rod has only one screw on its connecting rod head, it can be removed from the crank pin by pulling the halves of this head apart.

In Fig. 5, 6 und 7 sind Methoden einer Verfestigung des Pleuelschafts durch Klemmen mit Hilfe von Blattklammern dargestellt. Die Klammer 7 kann bis zu beiden Pleuelstangenköpfen verlängert werden und kann einen tragenden Teil des Schafts bei seiner Beanspruchung auf Biegung und Knik-In Figs. 5, 6 and 7 are methods of consolidation of the connecting rod shaft by clamping with the help of blade clamps shown. The bracket 7 can be extended up to both connecting rod ends and can be a load-bearing part of the shaft when it is subjected to bending and kinking

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ken bilden. Sie kann dann im Querschnitt geeignet profiliert werden und gleichzeitig kann sie aus dem äußeren Blatt der Pleuelstange als ein Ganzes gebildet werden.form ken. It can then be appropriately profiled in cross section and at the same time it can be formed from the outer sheet of the connecting rod as a whole.

In Fig. 8 ist eine Variante der Pleuelstangenausführung dargestellt, bei der der Pleuelstangenkopf geteilt ist und einen selbständigen Deckel 8 besitzt, der auf der Pleuelstange mit Hilfe von Schrauben 9 und 10 befestigt ist. In dieser Figur ist eine profilierte Längskiammer7 dargestellt, die die Blätter 11, 12 des Pleuelschafts in ein festes BUndel zusammenklemmt.In Fig. 8 a variant of the connecting rod design is shown in which the connecting rod head is divided and has an independent cover 8 which is fastened to the connecting rod by means of screws 9 and 10. In this figure a profiled longitudinal pin7 is shown, which clamps the sheets 11, 12 of the connecting rod shaft together in a solid bundle.

In Fig. 9 ist eine Ausführung der aus blattförmigen Blechen hergestellten Pleuelstange nach dieser Erfindung dargestellt, bei der die ganze Pleuelstange aus einem endlosen Band 13 ausgeführt ist, das ein rechtes und ein linkes Bündel bildet, die im Pleuelstangenkopf mit einer einzigen Endklammer lh verbunden sind, die als ein selbständiger Teil oder als ein Bestandteil des Tragblattes der Pleuelstange bzw. deren Verlängerung ausgeführt werden kann. Der Pleuelschaft kann zusammengeschraubt oder -geschweißt werden bzw. durch Klammern geklemmt und nach der in Fig. 2 bis 7 dargestellten Weise profiliert werden.In Fig. 9 an embodiment of the connecting rod made of sheet-like metal sheets according to this invention is shown, in which the entire connecting rod is made of an endless band 13 which forms a right and a left bundle which are connected in the connecting rod head with a single end bracket lh , which can be designed as a separate part or as a component of the support sheet of the connecting rod or its extension. The connecting rod shaft can be screwed or welded together or clamped by clamps and profiled in the manner shown in FIGS. 2 to 7.

In Fig. 10 ist eine Ausführung der Pleuelstange mit einem Deckel 15 und mit einem eigenen Körper λ6 dargestellt. Beide Teile sind aus einem endlosen Band hergestaL.lt und sind mit einer Schraube 17 und mit einer Endklammer 18 verbunden. In Fig. 10 an embodiment of the connecting rod is shown with a cover 15 and its own body λ6 . Both parts are made from an endless belt and are connected with a screw 17 and with an end clamp 18.

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Claims (12)

PatentansprücheClaims 1. Pleuelstange, insbesondere für Verbrennungsmotoren, gekennzeichnet dadurch, daß sie ganz aus Blattmaterial hergestellt ist.1. Connecting rod, especially for internal combustion engines, characterized in that it is made entirely of sheet material. 2. Pleuelstange nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie aus einem ununterbrochenen Band hergestellt ist.2. Connecting rod according to claim 1, characterized in that that it is made of a continuous band. 3. Pleuelstange nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie aus zwei symmetrischen Blatt-Bündeln (i, Z) hergestellt ist.3. Connecting rod according to claim 1, characterized in that it is made of two symmetrical leaf bundles (i, Z) . h* Pleuelstange nach den Ansprüchen 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß sie mit einem Pleuelstangenkopf versehen ist, der mit Hilfe eines abnehmbaren Deckels (8) ρτ-bildet ist, der auf der Pleuelstange mit Verbindungsschrauben (9, 10) befestigt ist. h * connecting rod according to claims 1 and 3, characterized in that it is provided with a connecting rod head which is ρτ-forms with the aid of a removable cover (8) which is fastened to the connecting rod with connecting screws (9, 10). 5. Pleuelstange nach Anspruch k, gekennzeichnet dadurch, daß sie aus zwei Teilen (15» 16) hergestellt ist, von denen ein jeder durch Stanzen aus einem unterbrochenen Band hergestellt ist.5. Connecting rod according to claim k, characterized in that it is made of two parts (15 »16), each of which is made by punching from an interrupted band. 6. Pleuelstange nach den Ansprüchen 1 bis 5t gekennzeichnet dadurch, daß die Blätter im Schafttragteil querverformt sind.6. Connecting rod according to claims 1 to 5t characterized in that the blades are transversely deformed in the shaft support part are. 209831 /070/.209831/070 /. 7. Pleuelstange nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Blätter in den Pleuelstangenköpfen geformt sind.7. Connecting rod according to claims 1 to 6, characterized in that the blades in the connecting rod heads are shaped. 8. Pleuelstange nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß ihre Blätter gegenseitig durch Schraubenverbindungen oder Nietverbindungen bzw. durch Schweissen oder durch eine Kombination dieser Verbindungen verbunden sind.8. Connecting rod according to claims 1 to 7, characterized in that their blades are mutually screwed or riveted connections or connected by welding or by a combination of these connections are. 9. Pleuelstange nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß ihre Blätter durch Blattklammern (7, 1.4, 18) zusammengeklemmt sind.9. Connecting rod according to claims 1 to 8, characterized in that its leaves are secured by leaf clips (7, 1.4, 18) are clamped together. 10. Pleuelstange nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, djß die Enden der Blattbündel (Blechpakete) durch eine Endklammer oder durch Klammern (i4, 18) geklemmt sind.10. Connecting rod according to claims 1 to 8, characterized in that the ends of the sheet bundles (laminated cores) are clamped by an end clamp or by clamps (i4, 18). 11. Pleuelstange nach Anspruch 9» gekennzeichnet dadurch, daß ihre Blätter durch eine Blattklammer (7) entlang des ganzen Pleuelschafts geklemmt sind.11. Connecting rod according to claim 9 »characterized in that its sheets through a sheet clamp (7) along of the entire connecting rod shaft are clamped. 12. Pleuelstange nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß ihre Längsklammer (7) gleichzeitig einen Tragteil des Schafts bildet und daß sie quer profiliert ist.12. Connecting rod according to claim 10, characterized in that its longitudinal clamp (7) at the same time a support part of the shaft and that it is profiled transversely. 13· Pleuelstange nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß ihre Längsklammer (7) durch ein äußeres Blatt des Schaftbündels als ein Ganzes gebildet ist.13 · connecting rod according to claim 11, characterized in that its longitudinal clamp (7) is through an outer blade of the shaft bundle is formed as a whole. 2098317070420983170704
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IT (1) IT946503B (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3006240A1 (en) * 1980-02-20 1981-08-27 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Connecting rod for piston engine - consists of two identical sheet metal pressings connected at edge and bent together
DE3841205A1 (en) * 1988-12-07 1990-06-13 Feintool Int Holding METHOD FOR PRODUCING WORKPIECES FROM METAL
DE4420265A1 (en) * 1993-11-01 1995-05-04 Griwe Innovative Umformtechnik Process for producing a connecting rod from sheet metal

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IT946503B (en) 1973-05-21
FR2122217A5 (en) 1972-08-25

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