DE2737596A1

DE2737596A1 - Pleuelstangen-kolben-verbindung

Info

Publication number: DE2737596A1
Application number: DE19772737596
Authority: DE
Inventors: Cornelis Van Dipl Ing Rinsum
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH; Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1977-08-20
Filing date: 1977-08-20
Publication date: 1979-03-01

Description

Pleuelstangen-Kolben-Verbindung
Die Erfindung betrifft eine Pleuelstangen-Kolben-Verbindung für eine Brennkraftkolbenmaschine, bei der die Verbrennungs-und Kompressionskräfte über Teilkugelrlächen direkt vom Kolben auf die Pleuelstange übertragen werden.
Zweck der Erfindung ist die Ubertragung von Verbrennungs-, Kompressions- und Fliehkräften von dem Kolben auf die Pleuelstange und damit auf den Kurbeltrieb der Brennkraftmaschine.
Zu diesem Zweck ist die Verwendung eines Kolbenbolzens, der in einer durch die Pleuelstange und durch den Kolben führenden Bohrung angeordnet ist, weit verbreitet. Beim Auftreten von großen Krärten ist der Einbau von Kolbenbolzen mit entsprechend großem Durchmesser erforderlich. Dies führt zu einer starken Vergrößerung der hin- und hergehenden Massen und zu einem größeren Platzbedarf, weil auch die Augen für die Kolbenbolzen-Bohrungen in Pleuelstange und Kolben entsprechend vergrößert werden müssen. Oftmals wird durch die auftretenden großen Kräfte das Kolbenhemd so stark verformt, daß eine Berücksichtigung beim Herstellen des Kolbens stattfinden muß, um ein Klemmen im Betrieb zu vermeiden.
Es sind auch Pleuelstangen-Kolben-Verbindungen bekannt, bei denen beim Auftreten von Kräften eine im Kolben angeordnete Kalotte gegen einen kugelförmig ausgebildeten Pleuelstangenkopf gedrückt wird. Zum Aufnehmen der Fliehkräfte des Kolbens wird hierbei von der Pleuelstangenseite aus eine Gegenkalotte angeordnet. Die Ausführung dieser Gegenkalotte, ihre Montage und ihre Anbringung am Kolben ist aufwendig und dementsprechend störanfällig und erfordert zusätzlich verhältnismäßig große Massen. Zur Montage müssen Kugelkopf und Pleuelstange oder die Gegenkalotte zweiteilig ausgebildet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Pleuelstangen-Kolben-Verbindung so auszubilden, daß große Kräfte in beiden Richtungen übertragen werden können, eine Verformung des Kolbenhemdes dabei nicht oder nur in vernachlässigbarer Weise auftritt und die Abmessungen und Massen der gesamten Anordnung in zulässigen Grenzen gehalten werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Pleuelstangen-Kolben-Verbindung für eine Brennkraftkolbenmaschine, bei der die Verbrennungs-und Kompressionskräfte über Teilkugelflächen direkt vom Kolben auf die Pleuelstange übertragen werden, dadurch gelöst, daß zur übertragung der auf den Kolben wirkenden Fliehkräfte ein Kolbenbolzen in einer durch den Kolben und den Pleuelstangenkopf führenden Bohrung angeordnet ist.
Weil der Kolbenbolzen nur die Fliehkräfte übertragen muß, die ca. 1/4 der Verbrennungskräfte ausmachen, kann er ent- sprechend klein dimensioniert werden. Eine Gefahr der Kolbenhemdverformung besteht dabei nur in geringem Maße und kann durch die Formgebung bei der Konstruktion des Kolbens in zulässigen Grenzen gehalten werden. Beim Auftreten der Verbrennungskräfte kann der Kolbenbolzen einen Teil dieser Kräfte übernehmen und dadurch die Kugelflächen entlasten.
Entsprechend seinen kleinen Abmessungen können die zusätzlichen Massen klein gehalten werden. Bedingt durch die kugelförmigen Anlageflächen kann in der Höhe Bauraum eingespart werden.
Durch die Merkmale des zweiten Anspruches können herstellungsbedingte Ungenauigkeiten, die die Lage der Bohrung für den Kolbenbolzen gegenüber den Teilkugelflächen betrefren, bis zu einem bestimmten Grad ausgeglichen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Pleuelstangen-Kolben-Verbindung; Fig. 2 zeigt einen gegenüber Fig. 1 um 900 verdrehten Längsschnitt.
Bei der dargestellten Pleuelstangen-Kolben-Verbindung werden die im nicht dargestellten Verbrennungsraum entstehenden, auf einen Kolben 11 einwirkenden Verbrennungs- und Kompressionskräfte über Teilkugelflächen 12 direkt vom Kolben 11 auf eine Pleuelstange 13 weitergeleitet. Zur Ubertragung der auf den Kolben 11 im Betrieb einwirkenden Fliehkräfte ist in einer durch den Kolben 11 und einen Pleuelstangenkopf 14 der Pleuelstange 13 führenden Bohrung 15 ein Kolbenbolzen 16 angeordnet. Zum Ausgleich herstellungsbedingter Ungenauigkeiten, die die Lage der Bohrung 15 gegenüber den Teilkugelflächen 12 betreffen, ist der Kolbenbolzen 16 biegeelastisch ausgeführt und in der Bohrung 15 schwimmend gelagert. Die Biegeelastizität wird durch die hohle Ausführung erreicht, die bekannte schwimmende Lagerung (weder im Kolben 11 noch in der Pleuelstange 13 festsitzend) durch entsprechende Wahl der Passungstoleranzen von Bohrung 15 und Kolbenbolzen 16. Zur Vermeidung einer Verlagerung des Kolbenbolzens 15 in Längsrichtung sind in bekannter Weise zwei Sprengringe 17 in der Bohrung 15 angeordnet.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Pleuelstangen-Kolben-Verbindung für eine Brennkraftkolbenmaschine, bei der die Verbrennungs- und Kompressionskräfte über Teilkugeiflächen direkt vom Kolben auf die Pleuelstange übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ubertragung der auf den Kolben (11) wirkenden Fliehkräfte ein Kolbenbolzen (16) in einer durch den Kolben (11) und den Pleuelstangenkopf (14) führenden Bohrung angeordnet ist.
2. Pleuelstangen-Kolben-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenbolzen (16) eine hohe Biegeelastizität aufweist und in der durch Kolben (11) und Pleuelstangenkopf (14) führenden Bohrung (15) schwimmend gelagert ist.