DE3217595A1

DE3217595A1 - Kolben-pleuel-verbindung fuer hubkolben-verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE3217595A1
Application number: DE19823217595
Authority: DE
Inventors: Manfred 7140 Ludwigsburg Bauer; Werner Dipl.-Ing. 7014 Kornwestheim Gessinger; Dieter Ing.(grad.) 7000 Stuttgart Lingenoelin
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1982-05-11
Filing date: 1982-05-11
Publication date: 1983-11-24

Description

Kolben-Pleuel-Verbindung für
Hubkolben-Verbrennungsmotoren Die Erfindung betrifft eine Kolben-Pleuel-Verbindung für Hubkolbenverbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derart ausgestaltete Verbindungen sind bereits Gegenstand einer älteren noch unveröffentlichten Anmeldung. Bei dem Gegenstand jener Anmeldung geht es darum, das durch das Pleuel geförderte öl durch die in Richtung der Bolzenachse verlaufenden Längsnuten in der Bohrung des Pleuelauges möglichst direkt an die Bolzennaben des Kolbens zu führen, um diese dadurch wirksam zu kühlen und schmieren.
Im Stand der Technik ist es im übrigen bekannt, z.B. aus den Schriften US-PS 2,990,226, US-PS Re 26,764'sowie DE-OS 22 03 847, in den Bolzennaben zur Erhöhung der Nabenfestigkeit sogenannte taschenartige Ausnehmungen vorzusehen. Diese Ausnehmungen münden jeweils aus der Nabenbohrung in das Kolbeninnere hinein und erstrecken sich je nach gewählter Ausführung unterschiedlich weit über die Breite der Nabenbohrung.
Teilweise erstrecken sie sich auch über die gesamte Breite der Nabenbohrung.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die das Kühlöl führenden Längsnuten in dem Pleuelauge lagemäßig so auszurichten, daß sie während der Auslenkung des Pleuel in die taschenartigen Ausnehmungen in der Nabenbohrung münden. Des weiteren besteht die Aufgabe auch noch darin, das die Längsnuten durchströmende Öl möglichst weitgehend nur in die oberhalb der Bolzenachse liegenden Bolzennabenbereiche zu führen.
Zumindest der erste Teil dieser Aufgabe wird durch eine Ausgestaltung der Kolben-Pleuel-Verbindung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 befriedigend gelöst. Denn die Kühlung und Schmierung der Bolzennabe wird hierdurch bereits erheblich verbessert.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung und weitere Verbesserung beinhaltet Anspruch 2. Durch den Ringkanal nach diesen Anspruch wird das aus den Längsnuten austretende öl so über den gesamten oberen Bereich der Pleuelaugen-Seiten verteilt, daß dort über den gesamten angrenzenden Bolzennabenbereich eine noch bessere Kühl- und Schmierwirkung erzielt wird.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 sqrgt dafür, daß den taschenartigen Ausnehmungen in den Bolzennaben in allen Schwenklagen des Pleuels öl aus dem Pleuelauge direkt zugeführt wird. Zu diesem Zweck reicht der Ringkanalabschnitt über den zwischen den Längsnuten liegenden zum Kolbenboden gewandten Bereich etwas nach unten hinaus.
Für einen zusätzlichen Kühlungseffekt im Kolbenbodenbereich sorgen die radial verlaufenden Kanäle an den seitlichen Ringflächen des Pleuelauges.
Da der Mengenstrom an aus dem Pleuelauge austrentendem Kühlöl relativ gering ist, ist es zur Erzielung eines an den Bolzennaben in dem Spalt zwischen Pleuelauge und Nabe gut anliegenden ölstromes zweckmäßig, den Spalt eng auszulegen und zwar mit Spaltweiten gemäß Anspruch 5.
Nach dem Merkmal des Anspruchs 6 reicht es aus, daß der Spalt mit Weiten gemäß Anspruch 5 lediglich in dem Bereich des Pleuel vorliegt, der über den gesamten Schwenkbereich des Pleuels den taschenartigen Ausnehmungen der Bolzennabe gegenüberliegt, wobei die Führung des Pleuels dann ausschließlich in diesem Bereich erfolgt. Bezüglich der gewünschten Kühlung und Schmierung der Bolzennabe ist es im übrigen noch vorteilhaft, die taschenartigen Ausnehmungen über die gesamte Breite der Bolzennabe laufen zu lassen und zusätzlich radial hinter den den Kolbenbolzen festlegenden Sicherungsringen Freistiche gemäß Anspruch 7 vorzusehen. Dadurch ist das Öl in der Lage, die taschenartigen Ausnehmungen zu durchströmen, wobei die sich dadurch ergebende Erhöhung des öl stromes zu einer Steigerung der Kühlwirkung führt. Das an den Enden des Kolbenbolzens aus den taschenartigen Ausnehmungen der Nabenbohrung austretende Öl fließt in den Kurbelraum zurück. Für ein- ungehindertes Abfließen des über die Kolbenbolzenenden austretenden Öls können am Kolbenschaft entsprechende Vorkehrungen getroffen werden. Als Freistich kann z.B. für eine der Längsnuten die für die Montage des Sicherungsringes erforderliche Aushebenut am Ende der Nabenbohrung verwendet werden. Weiterhin kann anstelle eines besonderen Freistiches für eine der Längsnuten auch der Stoßspalt des Sicherungsringes verwendet werden, wenn der Sicherungsring gegen Verdrehen fixiert ist und der Stoß genau in die Längsnut gelegt wird.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt, die einen Schnitt durch eineKolben-Pleuel-Verbindung zeigt.
In das Pleuelauge 1 gelangt das Kühlöl über die Bohrung 5 in der Pleuelstange, die das öl in die Ringnut 6 der Bohrung 2 des Pleuelauges 1 führt.Mit dem Kolben 3 ist das Pleuelauge 1 über einen nicht dargestellten Kolbenbolzen verbunden.
Dieser nicht dargestellte Kolbenbolzen lagert in der Bohrung 4 der Kolbenbolzennabe 8. Aus der Ringnut 6 in dem Pleuelauge 1 gelangt das Öl über die Längsnuten 7 an die Bolzennaben 4. Die Bohrungen 4 der Bolzennaben 8 enthalten taschenartige Ausnehmungen 9. Die Lage der Längsnuten 7 ist in dem Pleuelauge so gewählt, daß die Längsnuten 7 die taschenartigen Ausnehmungen 9 bei Auslenkung des Pleuels überstreichen.
Der nicht dargestellte Kolbenbolzen ist in Bolzenachsrichtung durch Sicherungsringe 10 festgelegt. Damit das längs der taschenartigen Ausnehmungen 9 geführte Öl durch die Sicherungsringe 10 nicht am Weiterfluß zur Zylinderwand gehindert wird, sind radial hinter den die Sicherungsringe aufnehmenden Ringnuten Freistiche 11 vorgesehen. Die Ovalität des Kolbenschaftes ist in Richtung der Bolzenachse so ausgelegt, daß durch die taschenartigen Ausnehmungen 9 durchtretendes Öl an dem Kolbenschaft vorbei in den Kurbelraum abfließen kann. Damit ein guter übergang des Öles aus den Längsnuten 7 in die taschenartigen Ausnehmungen 9 der Bolzennaben 8 gewährleistet ist, ist es zweckmäßig, die Weite des Spaltes zwischen dem Pleuelauge 1 und der Bolzennabe 4 möglichst nicht viel größer aLs 0,3 mm zu wählen.
An den Seitenflächen des Pleuelauges 1 ist jeweils zusätzlich noch ein zu den Bolzennaben 8 hin offener Ringkanal 12 vorgesehen. Dieser Ringkanal 12 erstreckt sich über den zum Kolbenboden weisenden Bereich zwischen den Längsnuten 7. Zusätzlich ragt er noch ein wenig über die Längsnuten 7 hinaus, damit er auch bei maximaler Aus schwenkung des Pleuels noch gerade zumindest einem Teil der taschenartigen Ausnehmungen 9 gegenüberliegt.
Im oberen dem Kolbenboden zugewandten Pleuelaugenbereich sind in den Seitenflächen der Pleuelaugen 1 radiale Kanäle 13 vorgesehen, die das Kühlöl aus dem Bereich des Kanals -12 direkt in Richtung Kolbenboden führen.
Leerseite

Claims

A n s p r ü c h e Kolben-Pleuel-Verbindung für Hubkolben-Verbrennungsmotoren, bei der das Pleuel versehen ist mit Mitteln zur Führung von aus der Kurbelwelle unter Druck zugeführtem ö1 in das obere den Kolbenbolzen umfassende Pleuelauge (1), in dessen den Kolbenbolzen aufnehmenden Bohrung (2) eine umlaufende Nut (6) das zugeführte öl über ebenfalls in der Bohrung in Richtung der Bolzenachse verlaufende Längsnuten (7) an die Bolzennaben (8) des Kolbens (3) führt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bolzennabenbohrungen (4) in an sich bekannter Weise mindestens eine über mindestens einen Teil der Tiefe der Bolzennabenbohrungen (4) reichende in das Innere des Kolbens (3) mündende taschenartige Ausnehmung (9) aufweist und daß die Lage der Längsnuten (7) so ausgerichtet ist, daß sie bei der im Motorbetrieb erfolgenden Auslenkung des Pleuels die zum Kolbeninneren weisenden öffnungen der taschenartigen Ausnehmungen (9) überstreichen.
2. Kolben-Pleuel-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Längsnuten (7) an den Enden des Pleuelauges t1) in einen zu den Bolzennaben (8) hin offenen Ringkanal (12)-Abschnitt münden, der zumindest den zum Kolbenboden gerichteten Kreisabschnitt zwischen den Längsnuten (7) erfaßt.
3. Kolben-Pleuel-Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gek e n n z e i c h n e t , daß der Ringkanal (12) über einen solchen Kreisabschnitt verläuft, daß seine Endbereiche auch bei maximalem Schwenkwinkel des Pleuels noch zumindest einem Teilbereich der taschenartigen Ausnehmungen (9) gerade gegenüberliegen.
4. Kolben-Pleuel-Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß aus dem Ringkanal (12)- Abschnitt radiale Kanäle (13) über die Seitenflächen des Pleuelauges (1) führen.
5. Kolben-Pleuel-Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Pleuel an seinem oberen Pleuelauge geführt ist und die Weite des Spaltes zwischen Pleuelauge (1) und Bolzennabe (8) an jeder Pleuelaugenseite zwischen 0,1 und 0,5 mm liegt.
6. Kolben-Pleuel-Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindest der Bereich der Pleuelaugen (1)-Seiten, in den die Längsnuten (7) münden bzw. in den der Ringkanal (12)-Abschnitt mündet, die Spaltweite nach Anspruch 5 aufweist.
7. Kolben-Pleuel-Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die taschenartigen Ausnehmungen (9) sich über die gesamte Tiefe der Bolzennaben-Bohrungen (4) erstrecken und daß jeweils radial hinter den den Kolbenbolzen Kolbenbolzen in Bolzenachse festlegenden Sicherungsringen (10) Freistiche (11) zur Verbindung der taschenartigen Ausnehmungen (9) mit dem in Bolzenachse hinter den Sicherungsringen (10) liegenden an die Zylinderlauffläche angrenzenden Raum angebracht sind.