DE2901443A1

DE2901443A1 - Vorrichtung zur verbesserung der schmierung in einer drehgelenkverbindung

Info

Publication number: DE2901443A1
Application number: DE19792901443
Authority: DE
Inventors: Ercole Dr Ing Galli
Original assignee: MONDIAL PISTON GALLI ERCOLE C
Current assignee: MONDIAL PISTON GALLI ERCOLE C
Priority date: 1978-06-13
Filing date: 1979-01-16
Publication date: 1979-12-20
Also published as: GB2023238B; ES240954U; GB2023238A; ES240954Y; US4297975A; FR2428762A1; FR2428762B3

Description

Vorrichtung zur Verbesserung der Schmierung in
einer Drehgelenkverbindung.

Die Erfindung ist auf eine Vorrichtung gerichtet, die zur
Durchfährung einer zufriedenstellenden Schmierung in einer mechanischen Drehgelenkverbindung bestimmt ist, welche wegen der besonderen Einbaubedingungen nicht wirksam in irgendeiner herkömmlichen Weise geschmiert werden kann. Ein typisches Beispiel für eine solche Drehgelenkverbindung ist die zwischen dem Kolbenbolzen und den Bohrungen, die in den Naben eines Kolbens für Brennkraftmaschinen vorgesehen sind. Diese Verbindung ist derart, daß die Schmierung lediglich ölspritzern übertragen ist, welche die Fläche des Kolbenbolzens erreichen, der durch die Naben des Kolbens und der Pleuelstange geführt ist, und dann in die zu schmierende Verbindung eindringen. Die Betriebsbedingungen sind dann infolge des
ümstandes, daß die relative Bewegung über einen begrenzten Winkel zwischen den Stillstand- und Umkehrstellungen der
hin- und hergehenden Bewegung und unter erhöhter Belastung stattfindet, was gegebenenfalls zu Phänomenen des Festfres-

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sens führt. Es wurde bereits versucht, die Betriebsbedingungen ähnlicher Verbindungen durch eine sehr genaue Bearbeitung der miteinander verbundenen Teile, derart, daß ihre Rauhigkeit auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird, zu verbessern, jedoch hat sich dieses Verfahren nicht als ausreichend erwiesen.

Aufgabe der Erfindung ist, eine wesentliche Verbesserung der Schinierungsbedingungen einer Verbindung, beispielsweise zwischen einem Kolbenbolzen und einem Kolben, oder für irgendeine mechanische Verbindung herbeizuführen, wenn aus irgendwelchen Gründen ähnliche Schmierungsprobleme bestehen .

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß eine der Flächen der Verbindung eine bestimmte Rauhigkeit dadurch aufweist, daß in ihr eine schraubenförmige Rille oder eine Reihe von parallelen Rillen vorgesehen ist, die einen Kapillarkanal für das Schmieröl bilden.

Dank des Vorhandenseins eines ähnlichen Kapillarkanals verteilt sich das öl, das auf die Fläche eines von ähnlichen gekuppelten Organen gelangt, wirksam über die ganze Kupplung bzw. Verbindung, wodurch eine zufriedenstellende Schmierung erreicht wird und in dieser infolge der Kapillarwirkung während der Stillstandsperioden, auch wenn sie lang sind, der Kupplung bzw. Verbindung aufrechterhalten wird, wodurch das Vorhandensein einer ausreichenden Schmierung auch in den Änfangsphasen der Bewegung sichergestellt wird«

Die Wirkung eines solchen Kapillarkanals ist daher grundsätzlich verschieden von derjenigen breiter Rillen nach Art von Spinnenfüßen, die herkömmlich in Kupplungen bzw.

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Verbindungen verwendet werden, welche Rillen ihre Wirksamkeit nur zeigen, wenn das Schmieröl zu ihnen in ausreichender Menge gelangt, und in jedem Falle sind sie ungeeignet, eine ölreserve für beträchtliche Zeiträume ohne Schmierölzufuhr aufrecht zu erhalten.

Bei der besonderen Anwendung zur Kopplung zwischen einem Kolbenbolzen und einem Kolben bei einer Wärmekraftmaschine weist der erfindungsgemäße Kapillarkanal, der in Form einer schraubenförmigen Rille hergestellt ist, ausserdem den Vorteil auf, daß sie die Stabilisierung einer Schmiermittelströmung ermöglicht, welche ausser der Sicherstellung der Schmierung der Gelenkverbindung bzw. Kopplung, auch zur Wärmeableitung beiträgt.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung hat der Kapillarkanal vorzugsweise eine Tiefe zwischen 2 und 50 Mikrometer bei besonderer Bevorzugung des Bereiches von 5-20 Mikrometer und vornehmlich für Werte von 3-10 Mikrometer, und hat eine Steigung, die vorzugsweise zwischen 0,1 und 2,5 mm liegt, bei besonderer Bevorzugung des Bereichs von 0,25 bis 1 mm und vornehmlich für Werte von 0,4 bis 0,5 mm.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Kapillarkanal in der entsprechenden Fläche der Kopplung mit einer erhöhten Präzision der Konzentrizität vorgesehen und insbesondere mit Werten der Gesamtexzentrizität, die vorzugsweise nicht höher als die Hälfte der Tiefe der Rille ist, bei besonderer Bevorzugung einer Grenze der Exzentrizität von - 2 Mikrometer.

Was die Herstellung des erfindungsgemäßen Kapillarkanals betrifft, wird ein Verfahren besonders bevorzugt, das in der Herstellung der Rille während des Vorgangs des Super-

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finierens (gewöhnlich als Läppen bezeichnet) der Oberfläche besteht. Dies geschieht vorzugsweise durch die Verwendung eines ?ierkzeugs, das seitlich (nach Art einer Bohrstange) vom Schaft des Werkzeugs absteht, das für das Läppen der Oberfläche verwendet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für die angegebene typische Anwendung ist in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 in natürlicher Größe den Querschnitt eines Kolbens für eine Wärmekraftmaschine, wobei der Schnitt in der Höhe der Bohrungen für den Kolbenbolzen geführt ist und der Kolbenbolzen teilweise eingesetzt ist;

Fig., 2 einen Teil des Schnittes durch die Bohrung für den Kolbenbolzen in etwa hundertfacher Vergrösserung,

Mit 1 ist der Mantel eines Kolbens bezeichnet, der mit Naben 2 versehen ist, in welchen eine Bohrung vorgesehen ist, die als Sitz für den Kolbenbolzen 4 dient. In diesem Falle ist der Kolbenbolzen 4 in herkömmlicher Weise mit einer polierten zylindrischen Oberfläche bearbeitet, während die Bohrung in den Naben 2 in ihrer polierten Fläche eine Rille 3 aufweist, die in Fig. 1 wie ein feines Schraubengewinde dargestellt ist, dessen Einzelheiten nur in der starken Vergrösserung der Fig„ 2 erkennbar sind. Bei dem dargestellten Beispiel weist die Rille 3 einen kreisbogenförmigen Querschnitt mit einer Tiefe R von 9-2 Mikrometer und mit einer Steigung P von 0,45 mm auf. Eine ähnliche Ausführungsform hat experimentell die gewünschten Ergebnisse geliefert.

Der Schnitt der Rille kann natürlich verschieden von einem

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Kreisbogen sein und die Rille selbst kann schraubenförmig mit einem oder mehreren Anfängen sein oder durch eine Reihe paralleler Rillen gebildet v/erden, wobei ihre Höhen innerhalb der vorstehend angegebenen Grenzen variieren können.

Ausserdem kann die Rille statt in der Bohrung der Haben des Kolbens in der Oberfläche des Kolbenbolzens vorgesehen werden oder auch für den allgemeinen Fall einer beliebigen Drehgelenkverbindung in der konvexen Fläche statt in der konkaven, wenn auch in den meisten Fällen die erste Möglichkeit vorzuziehen sein dürfte.

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Claims

1.) Vorrichtung zur Verbesserung der Schmierung in einer Drehgelenkverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß sine (2) der Flächen der Drengeleukverbindung (2, 4) sine bestimmte Rauhigkeit dadurch aufweist, daß in ihr sin Kapillarkanal (3) f'ir das Schrai^röl vorgesehen ist, der durch sine schraubenförmige Rille oder durch eine E-5i..ie paralleler Rillen gebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dia Rille (3) schraubenförmig mit einen-, oder mehreren Anfängen ist und mindestens sinen kontinuierlichen Kapillarkanal für das Schmieröl bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und gegebenenfalls 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapillarkanal (3) eine

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Tiefe zwischen 2 und 50, vorzugsweise im Bereich zwischen 5 und 20 Mikrometer und insbesondere von Werten von 3-10 Mikrometer hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und gegebenenfalls 2, daciurch gekennzeichnet, daß der Kapillarkanal (3) eine Steigung zwischen 0,1 und 2,5 mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 0,25 und 1 nun und insbesondere von Werten von 0,4 - 0,5 irmi hat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und gegebenenfalls 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille (3) an der Fläche (2), in der sie vorgesehen ist, eine Exzentrizität von nicht mehr als die Hälfte der Tiefe der Rinne hat, vorzugsweise
krometer.

zugsweise mit einer Grenze der Exzentrizität von - 2 Mi-

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille (3) in der konkaven Fläche (2) der Drehzylinderkupplung (2, 4) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch ihre besondere Verwendung zwischen einem Bolzen (4) und einem Bolzen (1 - 2) für Wärmekraftmaschinen .

8. Bolzen für Wärmekraftmaschine, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Bohrungen (2) für den Kolbenbolzen, die in ihren Naben vorgesehen sind, eine Vorrichtung zur Verbesserung der Schmierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7 bilden.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapillarkanal (3) beim Superfinxeren (gewöhnlich als Läppen bezeichnet) der Fläche (2) hergestellt wird, in welcher die Rille ausgebildet ist.

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