DE3148981C1

DE3148981C1 - Small-end bearing

Info

Publication number: DE3148981C1
Application number: DE3148981A
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Dürsch
Original assignee: Alcan Aluminiumwerk Nuernberg GmbH; Alcan Aluminiumwerke GmbH
Current assignee: Alcan Aluminiumwerk Nuernberg GmbH; Novelis Deutschland GmbH
Priority date: 1981-12-10
Filing date: 1981-12-10
Publication date: 1983-07-28

Abstract

The invention relates to a small-end bearing. In order to obtain as low a weight as possible of all the reciprocating masses, the gudgeon pin (2) for these pistons (1) is made as small as its strength properties allow. In order to be able to use a steel-piston internal combustion engine to the greatest possible extent unmodified for aluminium pistons too, an intermediate bush (7) situated on the gudgeon pin is, according to the invention, arranged between the gudgeon pin (2) serving to support the piston end of the connecting rod (5) and the small-end boss accommodating the said pin or between the pin and a connecting rod bush (8) situated in the said boss. Given appropriate dimensioning of the outside diameter of this intermediate bush (7), the diameter (6) of the hole in the boss or the connecting rod bush (8) is capable of taking the larger-diameter pin of an aluminium piston. The wall thickness of the bush can be conically tapered at at least one of its two ends. <IMAGE>

Description

Die Pleuelstange besitzt Abmessungen, wie sie lüi eine Brennkraftmaschine mit Aluminiumkolben notwendig ist. Die in ihrem Pleuellagerauge sitzende Pleuelbuchse 8 hat daher eine Bohrung 6, die zur Aufnahme eines für Aluminiumkolben bestimmten Kolbenbolzens mit entsprechend großen Bolzenabmessungen geeignet, also nicht unerheblich größer ist als der Durchmesser des in Fig 1 gezeigten Kolbenbolzens 2 für den dort gezeigten StahWolben Der sich daraus ergebende Zwischenraum zwischen der Pleuelbuchse 8 und dem Kolbenbolzen 2 ist durch eine auf diesen Bolzen im Bereich der Pleuelstange 5 eingesetzte Zwischenbüchse 7 überbrückt Diese Büchse kann in ihrer Axialrichtung durch bekannte Maßnahmen auf dem Bolzen 2 geführt bzw. gehalten werden. Es ist aber auch möglich, die Büchse durch Anlaufen ihrer beiderseitigen Stirnflächen 9 an der gegenüberliegenden Wandung 10 der Kolbennabe 4 zu halten. The connecting rod has dimensions like those of an internal combustion engine with aluminum piston is necessary. The one sitting in her connecting rod eye Connecting rod bushing 8 therefore has a bore 6, which is intended to receive one for aluminum pistons Piston pin with correspondingly large pin dimensions suitable, so not insignificant is larger than the diameter of the piston pin 2 shown in Fig. 1 for the there StahWolben shown The resulting space between the connecting rod bushing 8 and the piston pin 2 is through one on this pin in the area of the connecting rod 5 inserted intermediate sleeve 7 bridged This sleeve can in its axial direction are guided or held on the bolt 2 by known measures. But it is also possible, the bushing by running their end faces 9 on both sides of the opposite wall 10 of the piston hub 4 to hold.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die aus Stahl bestehende Zwischenbüchse 7 so auf dem Kolbenbolzen in Axialrichtung gehalten, daß zwischen den Büchsenstirnflächen 9 und der jeweils gegenüberliegenden Innenfläche 10 der Kolbennabe 4 ein Spiel X vorliegt wodurch sich ein ausreichend großer Fangquerschnitt für die Ölversorgung in den Lagerspielen der Stahlbüchse ergibt Um die Ölversorgung im Lagerspiel zwischen dem Kolbenbolzen 2 und der Zwischenbüchse 7 einerseits sowie zwischen dieser und der Pleuelbüchse 8 zu gewährleisten, sind bei dem in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl die zylindrische Außenfläche als auch die zylindrische Innenfläche der Büchse 7 abgeschrägt, so daß sich eine Verjüngung der Wandstärke an den Stirnenden der Stahlbüchse ergibt Hierdurch wird der eingangs erwähnte Dämpfeffekt mit der genannten Ansaugwirkung ermöglicht, der sich nicht zuletzt auch durch die in den Druckspitzen entstehende Durchbiegung des Kolbenbolzens und ggf. In the case of the FIG. 1 illustrated embodiment is the one from Steel intermediate liner 7 so held on the piston pin in the axial direction, that between the bushing faces 9 and the respective opposite inner surface 10 of the piston hub 4 there is a play X, which results in a sufficiently large catch cross-section for the oil supply in the bearing clearances of the steel bushing results in the oil supply in the bearing play between the piston pin 2 and the intermediate sleeve 7 on the one hand and to ensure between this and the connecting rod sleeve 8, are in F i g. 1 and 2 illustrated embodiment both the cylindrical outer surface as also the cylindrical inner surface of the sleeve 7 beveled, so that there is a taper the wall thickness at the ends of the steel bushing results in the initially mentioned damping effect with the mentioned suction effect, which does not allow itself Finally, also due to the deflection of the piston pin that occurs in the pressure peaks and possibly

der auf diesem sitzenden Stahlbüchse ergibt.which results in a steel rifle sitting on it.

Ein gepreßter Stahlkolben besitzt in der Regel eine Verjüngung der Wandstärken zum offenen Schaftende hin als Abzugsschräge. Bei Gewährleistung des Spiels X zwischen Stirnfläche 9 der Zwischenbüchse 7 und gegenüberliegender Innenfläche 10 der Kolbennabe 4 ist durch eine Abzugsschräge im Bereich des unteren Randes der Kolbenbolzenbohrung 3 auch ohne axiale Führung der Büchse ein ausreichender freier Raum gegenüber den Büchsenstirnflächen vorhanden, um die Ölzufuhr zu den Lagerspalten der Büchse sicherzustellen. A pressed steel piston usually has a taper of the Wall thicknesses towards the open end of the shaft as a draw-off bevel. When guaranteeing the Game X between the end face 9 of the intermediate sleeve 7 and the opposite inner surface 10 of the piston hub 4 is through a take-off bevel in the area of the lower edge of the Piston pin bore 3 is sufficiently free even without axial guidance of the liner Space opposite the liner end faces available for the oil supply to the bearing gaps to ensure the rifle.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der untere Bereich il der inneren Stirnfläche 10 der Kolbennabe 4 stärker als die übliche Abzugsschräge zur Kolbenachse geneigt. Sie hat bei diesem Ausführungsbeispiel einen Winkel von etwa 15 Grad zur Kolbenlängsachse. Hierdurch wird eine weitere Verbesserung der Ölversorgung an den beiden Zylinderflächen der Zwischenbüchse 7 gewährleistet Gleichzeitig wird hiermit eine Gewichtsreduzierung des Stahlkolbens erhalten. In the case of the FIG. 1 illustrated embodiment is the lower one Area il of the inner end face 10 of the piston hub 4 is stronger than the usual take-off bevel inclined to the piston axis. In this embodiment, it has an angle of about 15 degrees to the piston longitudinal axis. This will further improve the Oil supply to the two cylinder surfaces the intermediate sleeve 7 guaranteed at the same time a weight reduction of the steel piston is hereby obtained.

In Axialrichtung kann die nicht fixierte Zwischenbüchse durch bekannte Maßnahmen, wie beispielsweise Anschläge, ringförmige Vorsprünge am Kolben oder dergleichen, gehalten werden. Dabei ist es sinnvoll, die Büchse mit ihren Stirnflächen in geringem Abstand zu der jeweils gegenüberliegenden Innenfläche der die Kolbenbolzenbohrung aufweisenden Kolbennabe zu halten, um einen genügenden Fangquerschnitt für die Ölversorgung in den vorgenannten Lagerspielen sicherzustellen. In the axial direction, the intermediate sleeve can not be fixed by known Measures such as stops, annular projections on the piston or the like, being held. It makes sense to reduce the bushing with its end faces Distance to the opposite inner surface of the piston pin bore having piston hub to keep a sufficient catch cross section for the oil supply to ensure in the aforementioned warehouse games.

Sofern eine Bearbeitung des Abstandes der Kolbennaben 4 wirtschaftlich möglich ist, kann die Büchse durch eng tolerierte Stege an den Innenflächen 10 der Kolbennaben geführt werden. Solche Stege können durch Wellen, Abstufungen oder anderweitige Unebenheiten gebildet werden, die durch Ausfräsungen an der Innenfläche der Kolbennabe hergestellt sein können. If machining of the distance between the piston bosses 4 is economical is possible, the sleeve can by closely tolerance webs on the inner surfaces 10 of the Piston hubs are guided. Such webs can be formed by waves, gradations or otherwise Bumps are formed by millings on the inner surface of the piston boss can be made.

Hierdurch können wieder die für die Ölversorgung der Büchse notwendigen Zutrittsräume an den Büchsenstirnenden erhalten werden. Es ist aber auch möglich, nicht die Innenflächen 10 der Kolbennaben 4, sondern die Stirnflächen 9 der Zwischenbüchse 7 mit durch Wellen, Abstufungen oder anderweitigen Unebenheiten gebildeten Stegen zu versehen. In beiden Fällen kann das Spiel X sehr klein sein und die Stahlbüchse an der gegenüberliegenden Innenfläche 10 der Kolbennabe zur Anlage gelangen.This enables the oil supply to the bushing to be restored Access rooms can be obtained at the ends of the cans. But it is also possible not the inner surfaces 10 of the piston bosses 4, but the end surfaces 9 of the intermediate liner 7 with webs formed by waves, gradations or other unevenness to provide. In both cases the game X can be very small and the steel sleeve come to rest on the opposite inner surface 10 of the piston hub.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Kolbenbolzen einen etwa 10% kleineren Außendurchmesser als beim Aluminiumkolben haben. Der Innendurchmesser der aufgesetzten Zwischenbüchse 7 ist dem Bolzendurchmesser und der Außendurchmesser der Stahlbüchse der Pleuelbuchse angepaßt Das Spiel X zwischen der Büchsenstirafläche 9 und der gegenüberliegenden Innenfläche 10 der Kolbennabe 4 kann zum Beispiel 0,5 mm betragen. Dieses Spiel kann an beiden Stirnenden der Büchse 7 vorgesehen werden. In the illustrated embodiment, the piston pin can be a have about 10% smaller outer diameter than the aluminum piston. The inside diameter the attached intermediate sleeve 7 is the bolt diameter and the outer diameter the steel bushing adapted to the connecting rod bushing The clearance X between the bushing face 9 and the opposite inner surface 10 of the piston boss 4 can, for example, 0.5 mm. This game can be provided at both ends of the sleeve 7.

In F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der auf den Bolzen 2 aufgesetzten Zwischenbüchse 7 dargestellt, bei welcher die Verjüngung der Büchsenwandstärke nur durch eine Abschrägung an der zylindrischen Außenfläche der Büchse gebildet wird. Der Abschrägungswinkel o: gegenüber der Büchsenachse kann dabei der gleiche sein wie der Winkel der Abschrägung der zylindrischen Außenfläche der Büchse beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 und 2, der dem Abschrägungswinkel B der zylindrischen Innenfläche der Büchse bei diesem Ausführungsbeispiel gleicht Die axiale Länge der Abschrägung ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen mehr als das dreifache der Wandstärke der Büchse im unverjüngten Bereich. In Fig. 3 is an embodiment of the one fitted onto the bolt 2 Intermediate sleeve 7 shown, in which the tapering of the sleeve wall thickness only is formed by a bevel on the cylindrical outer surface of the sleeve. The bevel angle o: with respect to the bushing axis can be the same such as the angle of the bevel of the cylindrical outer surface of the sleeve in the embodiment according to FIG. 1 and 2, the bevel angle B of the cylindrical inner surface of the sleeve in this embodiment is equal to The axial length of the bevel is more than three times the wall thickness in the illustrated embodiments the rifle in the untapered area.

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Claims

Claims: 1. connecting rod bearing on a piston pin, in particular in an internal combustion engine, where for mounting the piston pin in the Connecting rod bearing eye an intermediate sleeve seated on the bolt is arranged, thereby marked that the connecting rod bearing eye is dimensioned so that when used a steel piston (1) the intermediate sleeve (7) must be provided, while with The use of an aluminum piston eliminates the need for an intermediate sleeve.

2. connecting rod bearing according to claim 1, characterized in that that the wall thickness of the intermediate sleeve (7) tapers conically at both ends is.

3. connecting rod bearing according to claim 1 or 2, characterized in that that the intermediate sleeve (7) is floatingly mounted. The invention relates to a connecting rod mounting on a piston pin, in particular in an internal combustion engine, for storage of the piston pin in the connecting rod bearing eye an intermediate liner seated on the pin is arranged.

In the case of steel pistons, in contrast to aluminum pistons, the dimensioning takes place of the piston pin according to the permissible load on the piston pin, i.e. according to its strength properties. The piston pin is so in its diameter kept as low as its material strength allows. Because the material strength of the steel piston enables a high load-bearing capacity of the piston, also in the Piston pin bore that can withstand high surface pressure.

When determining the bolt dimensions of a steel piston, a low weight of all reciprocating masses is paramount. The bolt should therefore not be greater than the required strength properties require. A pin diameter that is as small as possible leads to a reduction in further ones reciprocating masses than the piston hub receiving the bolt accordingly can be made narrower and lighter.

In the case of aluminum pistons, on the other hand, the piston pin must be larger, in particular have a larger diameter than steel pistons, since the aluminum material of the piston cannot withstand as high a local surface pressure as a steel piston. The dimensioning of the piston pin for aluminum pistons takes place with regard to the resilience of the piston material.

For reasons of rationalization in production and storage it is desirable to have an internal combustion engine with as many identical parts as possible to be able to use for aluminum pistons as well as for steel pistons. The invention is therefore based on the object of a connecting rod bearing of the type mentioned at the beginning To make genus in such a way, a piston made of steel or with the same connecting rod a piston made of aluminum with piston pins corresponding to different diameters to be able to use. According to the invention, this is achieved by dimensioning the connecting rod eye in this way achieves that when using a Steel piston the intermediate sleeve can be provided must, while when using an aluminum piston, the intermediate sleeve is omitted. The intermediate sleeve can be floating. Your wall thickness can be adjusted to yours be tapered conically at both ends. This taper can be achieved by beveling the cylindrical outer surface and / or the cylindrical inner surface of the sleeve be educated. If this bevel is dimensioned correctly, its conicity is appropriate is between 0.1 and 5 degrees and its axial length is advantageously at least that Twice the1; Sleeve wall thickness, the edge pressure on the front ends can be the liner is significantly reduced and the oil level in the bearing gaps between Intermediate bushing and connecting rod bearing eye or connecting rod bushing located therein on the one hand as well as between the intermediate liner and the piston pin, on the other hand, has been considerably improved will. Because in the conical bearing clearance expansions obtained by the aforementioned bevels a double oil vapor effect occurs, which arises from the fact that during the combustion process Pressure peak arising in the cylinder of the internal combustion engine, which leads to an oil discharge from the aforementioned camp games, only lasts for a short time, so that until the next one Pressure peak a relatively long time remains to then add new oil to the bearing gap suck in.

The arrangement of intermediate sleeves is in the case of connecting rod bearings already known on a piston pin. However, there are the intermediate sleeves neither suitable nor intended to have a Steel piston and on the other hand an aluminum piston to be able to use. Also is a roller bearing with an inner ring for connecting rod bearings on a piston pin known in which the inner ring by chamfering the cylindrical inner surface is rejuvenated.

However, this taper has the purpose that the running surfaces of the rolling bearing even if the radial expansion of the piston pin is to be expected during operation always maintain their diameter over the entire width.

Particularly advantageous configurations of the connecting rod bearing according to the invention are shown in the drawing: F i g. 1 shows an embodiment of the invention Connecting rod bearing in a steel piston in axial section; F i g. 2 shows this intermediate sleeve used according to the invention in a single representation, also in axial section; 3 shows the intermediate sleeve in another embodiment, also in a single representation in axial section.

In Fig. is a steel piston t for an internal combustion engine shown, the piston pin 2 dimensioned according to the strength requirements is. The piston pin bore 3 in the piston hub 4 corresponds to the one resulting therefrom Piston pin diameter. Because of the relatively small size possible with a steel piston Pin dimensions, the piston hub 4 can also be kept narrow and light, the lowest possible weight of all reciprocating masses in the internal combustion engine to reach.