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Pleuellager
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Pleuellager, das zur axialen Führung
auf dem Kurbelzapfen mit beidseitigen Planflächen, die als Gleitflächen ausgebildet
sind, an entsprechenden Flächen der Kurbelwangen anläuft.
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Zur axialen Führung von Pleuellagern läßt man die seitlichen kreisringförmigen
Planflächen des Pleuels an entsprechenden Kreisringflächen der Kurbelwange anlaufen.
Da die Kräfte die das Pleuel axial verschieben, gering sind, bedarf es in der Regel
keiner Bundlagerschale, es genügt vielmehr die sorgfältig geglättete Gleitfläche
des Stahlpleuels an der glatten Oberfläche der Kurbelwange anlaufen zu lassen. Hierzu
ist an der Kurbelwange eine geringfügig vorstehende kreisringförmige Fläche notwendig,
die sich aus der Hohlkehle fortsetzt, mit der der Kurbelzapfen in die Kurbelwange
übergeht.
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Der Übergang der Hohlkehle in die glatte Anlauf- oder Gleitfläche
muß aber vom Pleuel durch eine größere Pleuelbreite überbrückt werden. Damit ergeben
sich an beiden Pleuelseiten zusätzliche ringförmige Naben, die eine unerwünschte
Gewichtszunahme der rotierenden Massen bedeuten.
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Andererseits läuft die Gleitfläche des Pleuels auf einer entsprechenden
kreisringförmigen Gleitfläche an der Kurbelwange an, womit eine zusätzliche unerwünschte
Reibung entsteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Pleuellager das
Gewicht und die Reibverluste durch die notwendigen Axiallager zu verringern, und
durch eine einfachere Formgebung gegenüber den bekannten Ausführungen die Herstellkosten
zu senken.
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Dieses wird bei einem Pleuellager der eingangs genannten Art daduch
erreicht, daß die Gleitfläche des Pleuels auf jeder Seite aus zwei kleinen segmentartigen
Gleitflächen besteht, die nahe der Lagerteilungsebene einander gegenüberliegend
angeordnet sind und denen an den Kurbelwangen entsprechende halbkreisförmige Gleitflächen
gegenüberliegen, so daß das Pleuel in jeder Betriebsstellung wenigstens mit einer
Gleitfläche auf jeder Seite geführt wird.
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Durch das auf etwa zwei kleine kreisringförmige Segmente beschränkte
Axiallager wird gegenüber bisherigen Ausführungen beiderseits das Gewicht, des über
den Hohlkehlenbereich bauenden nabenartigen Axiallagers an rotierender Masse eingespart.
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Die Herstellung bekannter nabenartiger Lager durch beidseitiges Ausdrehen
wird erfindungsgemäß durch einfaches Überschleifen der beiden vorstehenden Segmentflächen
ersetzt. Die Segmentflächen sind allein auf die Pleuelstange ohne Lagerdeckel beschränkt,
was wiederum eine Vereinfachung der Herstellung bedeutet, denn das Ausdrehen eines
nabenartig geformten Axiallagers erfordert die Vormontage von Pleuelstange und Pleuellagerdeckel.
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Ein weiterer Vorteil in der Herstellung bedeutet der teilweise Fortfall
der kreisringförmigen axialen Gleitfläche für das Pleuellager an den beiden Kurbelwangen.
Da das Pleuel nur mit den beiden sich gegenüberliegenden Punkten anlaufen kann,
genügt es, wenn an der Kurbelwange als Anlauffläche wenig mehr als eine halbe Kreisringfläche
zur Verfügung steht, denn dann läuft auch in extremen Pleuelstellungen (etwa 900
zur Kurbelwangensymmetrieachse) wenigstens eine der erhöhten Gleitflächen des Pleuels
an der Gleitfläche der Kurbelwange an. Die vorgenannte Extremstellung setzt voraus,
daß am höchsten Punkt der ovalen Kurbelwangenform die Hohlkehle, die den Übergang
vom Kurbelzapfen zur Kurbelwange bildet, sich nicht in die voll ausgebildete Kreisringfläche
fortsetzt. Zur Senkung der Herstellkosten
wird schmiedetechnisch
die Wange in der Regel nur geringfüyig größer als die Hohlkehle geformt, so daß
in diesem Falle die zweite Gleitfläche des Pleuels die Seitenführung an der weiter
unten liegenden Gleitfläche der Kurbelwange übernimmt. Falls die vorgenannten Gründe
für die Lage der Halbkreisring-Gleitfläche nicht zutreffen, kann diese auch in einem
anderen Umfangsbereich der Hohlkehle angeordnet sein.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, daß
die Gleitflächen am Pleuel in der Relativbewegungsrichtung zur Kurbelwangengleitfläche
voreilend eine Anlauframpe haben.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Die Abb. 1 zeigt die Pleuelstange eines schnellaufenden Fahrzeugmotors
in Ansicht, Die Abb. 2 zeigt das in Abb. 1 dargestellte Pleuel in einem Halbschnitt
parallel zur Lagerteilungsebene entsprechend der Linie II - II.
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Die Abb. 3 zeigt das in Abb. 1 dargestellte Pleuel in einem Längsmittelschnitt
durch das Pleuellager mit Lagerdeckel entsprechend der Linie III-III.
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In Abb. 1 ist ein Pleuel 1 mit schräggestelltem Pleuellager 2 mit
montiertem Pleuellagerdeckel 3 dargestellt. Zur Lagesicherung ist der Pleuellagerdeckel
3 mit dem Pleuel 1 mittels einer Nut- und Federverbindung 4 zusammengefügt. Zur
seitlichen Führung des Pleuels 1 zwischen nicht dargestellten Kurbelwangen dienen
die beiden Gleitflächen 5, die nahe der Lagerteilungsebene 6 etwas erhöht gegenüber
der Pleuellagerseitenfläche 7 angeordnet sind. Diese erhöhten Gleitflächen gehen
in der Relativbewegung des Pleuels gegenüber der Wange voreilend in eine Rampe über,
so daß die Gleitfläche 5 ohne Kante nach Art einer Kufe auf der entsprechenden Gleitfläche
an der Kurbelwange gleitet.
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In Abb. 2 ist die Pleuelbreite im Bereich der Gleitfläche 6 dargestellt.
Man erkennt die über die Lagerschale 8 hinaus bauende Breite; die bei herkömmlicher
Bauweise von Pleuelstangen als kreisringförmige Nabe mit Ihrer Planfläche an einer
entsprechenden Gleitfläche der Kurbelwange anläuft. Da diese Breite erfindungsgemäß
nur noch im Bereich der Gleitfläche 6 mit ihrer Anlauframpe vorhanden ist, ergibt
sich gegenüber herkömmlichen Bauarten eine beträchtliche Gewichtsersparnis, die
die rotierende Pleuelstangenmasse verringert. Zugleich kann bei dem erfindungsgemäßen
Pleuel die sehr aufwendige Dreharbeit entfallen, mit der bei herkömmlichen Pleueln
die umlaufende Schräge 9 erzeugt werden muß. Im vorliegenden Falle genügt eine einfache
örtliche Grobbearbeitung der Schräge am Schmiederohling.
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In Abb. 3 ist das Pleuellager im Längsmittelschnitt dargestellt.
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Die Lagerbreite wird durch die Gleitfläche 6 beträchtlich überragt.
Die Höhe der Gleitfläche 6 ist etwas größer als die Hohlkehle des nicht näher dargestellten
Kurbelzapfens. Die auf das Pleuel wirkenden Seitenkräfte können mit je einer Gleitfläche
auf jeder Seite des Pleuels aufgefangen werden. Hierzu genügt es, wenn an der nicht
näher dargestellten Kurbelwange eine halbkreisringförmige Gleitfläche vorgesehen
wird, die sich nur wenig mehr als über 180 erstreckt. Die Gleitfläche kann mit Rücksicht
auf die Fertigung sowohl im oberen Teil des Kurbelzapfens als auch im achsnahen
unteren Teil des Kurbelzapfens angeordnet sein. In jedem Falle bleiben damit wenigstens
zwei gegenüberliegende Gleitflächen des Pleuels geführt.
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