DE29723973U1

DE29723973U1 - Hubkolbenmotor

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Publication number: DE29723973U1
Application number: DE29723973U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2007-04-10

Description

PATENTANWÄLTE '. : : . 1. _: · DR.-ING. H. NEQENlJ/JvJK 5-l57t) I "I' * "'

HAUCK, GRAALFS, WEHNERT,"DÖRING, S*IEMO*NS HAMBURG - MÜNCHEN - DÜSSELDORF

PATENT-U. RECHTSANW. ■ NEUER WALL 41 · 20354 HAMBURG

K-42263-22 JosifVelkovski Schwartmohrallee 3

D-25451 Quickborn

EDO GRAALFS₁ Dipl.-Ing. NORBERT SIEMONS, Dr.-Ing. HEIDI REICHERT, Rechtsanwältin Neuer Wall 41,20354 Hamburg Postfach 30 24 30,20308 Hamburg Telefon (040) 36 67 55, Fax (040) 36 40 39

HANS HAUCK, Dipl.-Ing. (&idiagr;) WERNER WEHNERT, Dipl.-Ing. Mozartstraße 23, 80336 München Telefon (089) 53 92 36, Fax (089) 53 12 39

WOLFGANG DÖRING, Dr.-Ing.

Mörikestraße 18, 40474 Düsseldorf Telefon (0211) 45 07 85, Fax (0211) 454 32 83

ZUSTELLUNGSANSCHRIFT/ PLEASE REPLY TO:

Hamburg, 29. April 1999

Hubkolbenmotor
Die Erfindung betrifft einen Hubkolbenmotor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bekannte Hubkolbenmotoren sind VerbrennungskraftmaLSchinen, z.B. mit Benzin oder Diesel als Kraftstoff. Zur Schmierung weisen diese Motoren bekannterweise einen Ölkreislauf auf, der von einer Ölpumpe gefördert wird, welche von dem Motor angetrieben ist. Der Öldruck beträgt bekannterweise etwa 3 bis 7 bar. Der Antrieb der Ölpumpe verbraucht einen nur geringen Leistungsanteil des Motors. Der Wirkungsgrad von Ölpumpen ist bekannterweise hoch.

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Patentanwälte · European Patent Attorneys · Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt Zugelassene Vertreter beim Harmonisierungsamt für den Binnenmarkt

Rechtsanwalt: zugelassen zu den Hamburger Gerichten

Deutsche Bank AG Hamburg, Nr. 05 28497 (BLZ 200 700 00) · Postbank Hamburg, Nr. 28 42 206 (BLZ 200 100 20) Dresdner Bank AG Hamburg, Nr. 933 60 35 (BLZ 200 800 00)

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad eines Hubkolbenmotors zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Hubkolbenmotor mit den in Anspruch 1 formulierten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Motor hat einen höheren Wirkungsgrad, d.h. es steht mehr Antriebsleistung bei gleichem Energieaufwand zur Verfügung. Mit anderen Worten: Bei gleicher Leistung ist der Kraftstoffverbrauch des erfindungsgemäßen Hubkolbenmotors geringer dadurch, daß die Ölpumpe einen Öldruck erzeugt, der höher ist als üblich, ohne daß dies für den Motor einen wesentlich höheren Leistungsverbrauch darstellt, wobei der höhere Öldruck in einen Öldruckstrahl umgesetzt wird, der in der Taktphase zwischen unterem Totpunkt und oberem Totpunkt von unten gegen den Kolben schießt, und dadurch eine Kraft im Kolben nach oben bewirkt und so den Hub des Kolbens entlastet.

Dazu ist in jedem Pleuel eines erfindungsgemäßen Kolbenmotors ein Ölkanal angeordnet, und zwar vorzugsweise gebohrt und/oder eingegossen, der eine im Dach des Pleuelauges radial nach außen weisende Auslaßöffnung mit einer in die Lagerbohrung im Pleuelkopf mündenden Einlaßöffnung verbindet. Von dort ist der Ölkanal durch ei-

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nen halbringförmigen Ölkanal verlängert, der sich nutförmig in der Wandung der Lagerbohrung erstreckt.

Der halbringförmige Ölkanal kann von den beiden Hälften einer radial geteilten Lagerschale axial von beiden Seiten begrenzt sein, wobei zum Beispiel bei einer Lagerbohrung von 60 mm Durchmesser und 30 mm Breite die beiden Lagerschalenhälften jeweils 12,5 mm breit sind und, von beiden Seiten in die Lagerbohrung eingesetzt, somit einen halbringförmigen Ölkanal von 5 mm Breite zwischen sich begrenzen, wenn die andere Hälfte des insgesamt ringförmigen Zwischenraums von einem halbringförmigen Vorsprung ausgefüllt ist, der in der Lagerbohrung innenseitig radial, z. B. um 5 mm, vorspringt und an den die beiden Lagerschalenhälften axial von beiden Seiten angrenzen. Die Lagerschale hat dann eine Stärke von ebenfalls 5 mm, so daß sich dann eine Höhe des halbringförmigen Ölkanals von auch 5 mm und eine lichte Weite für einen Kurbelzapfen von 50 mm ergibt.

In den halbringförmigen Ölkanal mündet, abhängig vom Drehwinkel der Kurbelwelle im Pleuelkopf, eine Anschlußbohrung aus dem durch die Kurbelwelle durchgehenden Schmierölkanal, wenn sich die Pleuelstange im unteren Totpunkt befindet. Dort beginnt die Phase, in der der Ölfluß aus der Anschlußbohrung in den halbringförmigen Ölkanal mündend mit dem Ölkanal in der Pleuelstange in Verbindung steht, bis die Pleuelstange den oberen Totpunkt erreicht. Dort unterbricht der halbringförmige Vor-

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sprung den Öldruck auf den Ölkanal in der Pleuelstange und schließt die Anschlußbohrung, bis der untere Totpunkt wieder erreicht ist.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine Pleuelstange und eine Kurbelwelle eines erfindungsgemäßen Hubkolbenmotors in einer Ebene radial in der Lagerbohrung der Pleuelstange.

Fig. 2 zeigt eine Pleuelstange und eine geteilte Lagerschale nach der Erfindung in räumlicher, explodierter Darstellung mit dargestelltem Verlauf eines eigentlich verdeckten Ölkanals.

Mit Bezug auf Fig. 1 und 2 weist ein Pleuel 2 eines nicht dargestellten Hubkolbenmotors einen Ölkanal 4 auf, der eine im Dach des Pleuelauges 6 radial nach außen weisende Auslaßöffnung 8 mit einer in die Lagerbohrung im Pleuelkopf 12 mündenden Einlaßöffnung 14 verbindet. Ein halbringförmiger Vorsprung 16 ist in der Lagerbohrung 10 innenseitig radial angeordnet und erstreckt sich über eine erste Umfangshälfte der Lagerbohrung 10. Mit Bezug auf Fig. 2 ist eine radial in zwei Hälften 18, 20 geteilte Lagerschale in die Lagerbohrung 10 einsetzbar, so daß die eine Lagerschalenhälfte 18 von links und die andere Lagerschalenhälfte 20 von rechts sich

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axial bis an den halbringförmigen Vorsprung 16 erstreckt. Jede Lagerschalenhälfle 18, 20 ist zur Montierbarkeit an der Kurbelwelle zusätzlich jeweils in zwei Halbschalen geteilt.

In Fig. 1 ist gestrichelt ein alternativer Verlauf der vom Schmierölkanal 24 durch den Kurbelzapfen 22 führenden Anschlußbohrung 26 dargestellt. Dieser alternative Verlauf 26' ist nicht genau radial, sondern mündet unter einem Winkel von etwa 30° in der Oberfläche des Kurbelzapfens 22, wodurch das auch in dieser Bohrung unter Druck stehende Öl einen Druckimpuls nicht nur in radialer, sondern auch in Umfangsrichtung erhält.

Claims

1. Hubkolbenmotor mit mindestens zwei zeitversetzt getakteten Kolben, welche jeweils über eine Pleuelstange (2) eine Kurbelwelle (22) antreiben, und mit einer Ölpumpe, die von dem Motor angetrieben ist und die eine durch die Kurbelwelle (22) führende Schmierölleitung (24) mit Druck beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß
jede Pleuelstange (2) einen Ölkanal (4) aufweist, der eine im Dach des Pleuelauges (6) radial nach außen weisende Auslaßöffnung (8) mit einer in die Lagerbohrung (10) im Pleuelkopf (12) mündenden Einlaßöffnung (14) verbindet,
wobei die Schmierölleitung (24) in der Kurbelwelle eine im wesentlichen radial nach außen weisende Anschlußbohrung (26) in der Mantelfläche (28) des Kurbelzapfens (22) aufweist, die in der Taktphase zwischen oberem Totpunkt und unterem Totpunkt von einer Innenwandung (30) in der Lagerbohrung (10) im Pleuelkopf (12) verschlossen ist, welche sich über eine erste Umfangshälfte der Lagerbohrung erstreckt, und die in der Taktphase zwischen unterem Totpunkt und oberem Totpunkt in eine in der Lagerbohrung innenseitig, radial angeordnete Ölleitungsnut (32) mündet, welche sich über die zweite Umfangshälfte der Lagerbohrung (10) erstreckt und welche innenseitig von der Mantelfläche (28) des Kurbelzapfens (22) begrenzt ist, wobei die Einlaßöffnung (14) des Ölkanals (4) in die Ölleitungsnut (32) mündet,
wobei der Öldruck erhöht ist,
so daß in der Taktphase zwischen unterem Totpunkt und oberem Totpunkt Schmieröl unter Druck aus der Schmierölleitung (24) durch die Ölleitungsnut (32) und durch den Ölkanal (4) aus der Auslaßöffnung (8) radial nach außen (33) hinausschießt und den jeweiligen Kolben unterseitig trifft.

2. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung (30) von einem in der Lagerbohrung (10) im Pleuelkopf (12) innenseitigen, radialen Vorsprung (16) gebildet ist, welcher sich über eine erste Umfangshälfte der Lagerbohrung (10) erstreckt,
und daß die auf dem Kurbelzapfen (22) laufende Lagerfläche (34) von einer radial geteilten Lagerschale (18, 20) gebildet ist, deren Hälften sich in der Lagerbohrung (10) im Bereich der ersten Umfangshälfte axial von beiden Seiten bis an den Vorsprung (16) erstrecken und im Bereich der zweiten Umfangshälfte die Ölleitungsnut (32) begrenzen.

3. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen radial nach außen weisende Anschlußbohrung (26) in der Kurbelwelle (22) unter einem Winkel in die Oberfläche des Kurbelzapfens (22) einmündet, um den die Anschlußbohrung (26) in Umfangsrichtung von der genau radialen Richtung in der Kurbelwelle abweicht.

4. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenunterseite durch einen Belag verstärkt ist.

5. Hubkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölkanal (4) in der Pleuelstange (2) mindestens teilweise gebohrt und/oder eingegossen ist.

6. Hubkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Ölkanal (4) einen Durchmesser von etwa 5 mm hat.

7. Hubkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölnut (32) eine Breite und eine Höhe von ungefähr 5 mm hat.

8. Hubkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldruck etwa 15 bar beträgt.

9. Hubkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußöffnung (26) größer ist als Schmieröffnungen, die aus der Schmierölleitung (24)in die Lagerbohrung (10) im Pleuelkopf (2) führen.