DE3516506A1

DE3516506A1 - Mehrteiliges pleuel fuer einen grossdieselmotor

Info

Publication number: DE3516506A1
Application number: DE19853516506
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dipl.-Ing. 8900 Augsburg Lochbichler; Ernst 8901 Königsbrunn Pfleiderer
Original assignee: MAN B&W Diesel GmbH
Current assignee: MAN B&W Diesel GmbH
Priority date: 1985-05-08
Filing date: 1985-05-08
Publication date: 1986-11-13
Also published as: NL192347B; FI861904A; NO162356B; NL8601143A; NO162356C; FI80135B; FI861904A0; FR2581721B1; FR2581721A1; NL192347C; DE3516506C2; FI80135C; NO861827L

Description

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Steigung auf als das Außengewinde 19 am Bund 18 auf. bund 38 zur Anlage kommt — wie in Fig. 2 gezeigt —

Beide Pleuelstangenteile 6 und 11 sind durch eine keine Gewindeverbindung mehr zwischen dem oberen Verbindungsmutter 23 lösbar miteinander verbunden. Innengewinde 24 der Verbindungsmutter 23 und dem Die Verbindungsmutter 23 weist ein oberes Innenge- Außengewinde 19 am Bund 18 am oberen Pleuelstanwinde 24 und ein davon durch einen Steg 25 getrenntes 5 genteil 11 besteht und damit der Tauchkolben samt obeunteres Innengewinde 26 auf. Die Verbindungsmutter ren Pleuelstangenteil 6 durch den zugehörigen Zylinder 23 greift dabei mit ihrem oberen Innengewinde 24 am nach oben aus diesem ausbaubar ist. Der Fangbund 38 Außengewinde 19 des oberen Bundes 18 und mit ihrem ist mit Vorkehrungen, z.B. Flächen 41 (siehe Fig. 3) ausunteren Innengewinde 26 am Außengewinde 22 des un- gestattet, die zum verdrehungsgesicherten Ansetzen eiteren Bundes 21 an. Infolge der unterschiedlichen, je- io nes Anziehwerkzeuges für die Verbindungsmutter 23 doch drehsinngleichen Gewindesteigungen werden dienen.

beim Anziehen der Verbindungsmutter 23 beide Pleuel- Am Umfang des Pleuelkopfes 14 sowie an der Oberstangenteile 6 und 11 aufeinander zu bewegt, bis diese sehe 40 des Fangbundes 38 können senkrecht zur Pleumit ihren stirnseitigen Anlageflächen 15 und 16 aneinan- ellängsachse stehende Meßflächen 42, 43 vorgesehen der zur Anlage kommen. 15 sein, die zum Ansetzen eines Kontrollgerätes für ein

Um eine lagerichtige Zuordnung der beiden Pleuel- Messen des Abstandes nach Anziehen bzw. Lösen der

Stangenteile 6 und 11 während des Verbindungsvorgan- Verbindungsmutter 23 dienen.

ges und während des Betriebes zu gewährleisten, sind In bevorzugter Ausgestaltung weisen sowohl der

im Bereich der zweiten Pleuel-Trennstelle 10 Mittel zur Bund 18 am oberen Pleuelstangenteil 11 als auch der

Zentrierung und Verdrehsicherung der beiden Pleuel- 20 Bund 21 am unteren Pleuelstangenteil 6 einen gleichen

Stangenteile 6 und 11 vorhanden. Außendurchmesser auf.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Mittel Der Fußkreisdurchmesser der beiden Außengewinde zur Zentrierung beider Pleuelstangenteile 6, 11 an ei- 19 und 22 besitzt eine Größe, die etwa dem 0,4fachen nem derselben, hier dem Pleuelstangenteil 6, ein zentri- des Durchmessers des zugehörigen Tauchkolbens entscher, die Anlagefläche 15 überragender Zentrierzapfen 25 spricht.

27 (siehe Fig. 2) vorgesehen, der in eine am anderen Die Verbindungsmutter 23 besitzt von außen zugäng-Pleuelstangenteil, hier dem Pleuelstangenteil 11, vor- liehe Vorkehrungen für ein formschlüssiges Ansetzen handene zentrische Sacklochbohrung 28 formschlüssig eines Anzieh- bzw. Lösewerkzeuges und eine schlupfeingreift. Als Mittel zur Verdrehsicherung beider Pleu- freie Drehung.

elstangenteile 6, 11 sind beim dargestellten Ausfüh- 30 Im übrigen besitzt die Verbindungsmutter 23 vorrungsbeispiel in beiden Pleuelstangenteilen 6,11 exzen- zugsweise eine Länge, die etwa dem 0,4fachen des irische, zueinander fluchtende, achsparallele Sackloch- Durchmessers des zugehörigen Tauchkolbens entbohrungen 29, 30 sowie ein in diese formschlüssig ein- spricht. Der Außendurchmesser der Verbindungsmutter greifender Verdrehsicherungsstift 31 vorgesehen. Hier- 23 besitzt vorzugsweise eine Größe, die etwa dem 0,5-durch ist gewährleistet, daß einerseits die Durchgangs- 35 bis 0,6fachen des Durchmessers des zugehörigen Tauchbohrungen 32 für den Kolbenbolzen 12 und 33 für den kolbens entspricht.

Kurbelzapfen 9 achsparallel zueinander und anderer- Bei vollständig aneinander anliegenden Pleuelstanseits die planen Seitenflächen 34, 35 am Pleuelkopf 14 genteilen 6 und 11 sowie vollständig angezogener Verparallel zu den Seitenflächen 36,37 an der Pleuelstange bindungsmutter 23 ist zwischen deren Unterkante 44 1 im Bereich des Kurbelzapfenlagers 3, 5 angeordnet 40 und der Mittelachse des Kolbenbolzens 12 ein Abstand sind. gegeben, der vorzugsweise etwa dem 0,8- bis 0,9fachen

Die Steigung des Außengewindes 19 am oberen Bund des Durchmessers des zugehörigen Tauchkolbens ent-

18 und die Steigung des oberen Innengewindes 24 der spricht.

Verbindungsmutter 23 sind um etwa 50% größer als die Mit dem erfindungsgemäßen Pleuel sind alle Aufga-

Steigung des Außengewindes 22 am Bund 21 und des 45 ben gemäß Forderungen erfüllbar. Es ist bei kleinstmög-

unteren Innengewindes 26 der Verbindungsmutter 23. licher Kolbenausbauhöhe nach Lösen der Verbindungs-

Im praktischen Fall können Feingewinde mit einer Stei- mutter 23 ein Ausbau des Tauchkolbens aus dem Zylin-

gung von 6 mm einerseits und 4 mm andererseits reali- der nach oben leicht möglich. Die erfindungsgemäße

siert sein. Pleuelverbindung baut relativ kurz und im Durchmesser

Der zwischen den beiden Innengewinden 24 und 26 50 relativ klein, so daß ein großer Anschlagwinkel α erder Verbindungsmutter 23 angeordnete Steg 25 besitzt reicht und damit bei kleiner Pleuellänge auch eine relaeine Wandstärke, die geringer als im Gewindebereich tiv kleine Motorbauhöhe möglich ist. Dadurch, daß die ist. Der Steg 25 bildet somit eine Dehnzone für die zweite Trennstelle des Pleuels und die Schraubverbin-Gewährleistung einer auch im Motorbetrieb verblei- dung der beiden Pleuelstangenteile relativ nahe zum benden hohen Anpreßkraft bei einem vorgegebenen 55 Pleuelkopf hin liegt, treten während des Motorbetriebes Anzugsmoment, mit der beide Pleuelstangenteile 6, 11 in Folge des relativ kurzen Hebels auch relativ kleine über ihre stirnseitigen Anlageflächen 15,16 aneinander rotierende und oszillierende Massenkräfte auf. Die anpreßbar sind. Schraubverbindung für die beiden Pleuelstangenteile

Vorteilhafterweise ist am unteren Pleuelstangenteil 6 liegt außerdem außerhalb von Zündkrafteinflüssen. Das

unterhalb des dortigen Bundes 21 etwas abgesetzt von 60 erfindungsgemäße Pleuel ist sehr robust gebaut und er-

diesem ein demgegenüber etwas durchmessergrößerer laubt deshalb dieÜbertragung größter Zünddrücke in

Fangbund 38 für die Verbindungsmutter 23 vorgesehen. der Größenordnung von über 150 bar. Bedingt durch

Dabei ist der Abstand zwischen der Unterseite 39 des die relativ kurze Länge des erfindungsgemäßen Pleuels

Bundes 21 und der Oberseite 40 des Fangbundes 38 erlaubt dieses auch die Realisierung eines größtmögli-

etwas größer als die axiale Länge des oberen Innenge- 65 chen Hub-Bohrungsverhältnisses in Verbindung mit

windes 24 der Verbindungsmutter 23. Hierdurch ist ge- dem erreichten relativ großen Anschlagwinkel oc und

währleistet, daß nach Lösen der Verbindungsmutter 23 damit einen Langhubmotor, was wiederum günstige

und Abschrauben derselben soweit, bis diese am Fang- Motorwirkungsgrade ermöglicht.

Claims

Patentansprüche

1. Mehrteiliges, das Verbindungsglied zwischen einer Kurbelwelle eines Großdieselmotors und einem Tauchkolben bildendes Pleuel, mit einer ersten Trennstelle im Bereich des Kurbelzapfenlagers, wobei ein die untere Lagerhälfte bildender Lagerdeckel mittels Spannschrauben an einer oberen, am unteren Teil der zweiteiligen Pleuelstange angeordneten Lagerhälfte befestigt ist, und mit einer zweiten Trennstelle im Bereich der Pleuelstange, wobei der obere, den Pleuelkopf tragende Teil derselben mit dem unteren Teil derselben über eine Schraubverbindung verbunden ist und beide Pleuelstangenteile über plane, senkrecht zur Pleuellängsachse stehende Anlageflächen aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Trennstelle (10) des Pleuels (1) nahe beim Übergang von der Pleuelstange (6, 11) zum Pleuelkopf (14) liegt, daß oberhalb der zweiten Trennstelle (10) etwas abgesetzt von dieser am oberen Pleuelstangenteil (11) ein erster, gegenüber dem Schaft (17) durchmessergrößerer Bund (18) mit einem Außengewinde (19) vorhanden ist, daß unterhalb der zweiten Trennstelle (10) etwas abgesetzt von dieser am unteren Pleuelstangenteil (6) ein zweiter, gegenüber dem Schaft (20) durchmessergrößerer Bund (21) mit einem Außengewinde (22) vorhanden ist, daß das Außengewinde (22) am unteren Bund (21) eine andere Steigung aufweist als das Außengewinde (19) am oberen Bund (18),
daß beide Pleuelstangenteile (6,11) durch eine Verbindungsmutter (23) lösbar miteinander verbunden sind, die mit einem oberen Innengewinde (24) am Außengewinde (19) des oberen Bundes (18) und mit einem unteren, durch einen Steg (25) vom oberen getrennten Innengewinde (26) am Außengewinde (22) des unteren Bundes (21) angreift sowie infolge der unterschiedlichen, jedoch drehsinngleichen Gewindesteigungen beim Anziehen beide Pleuelstangenteile (6,11) aufeinander zu bewegt, solange, bis beide mit ihren stirnseitigen Anlageflächen (15,16) aneinander zur Anlage kommen, und daß Mittel (27, 28, 29, 30, 31) zur Zentrierung und Verdrehsicherung beider Pleuelstangenteile (6, 11. im Bereich der zweiten Trennstelle (10) vorhanden sind.

2. Mehrteiliges Pleuel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Außengewindes (19) am oberen Bund (18) um etwa 50% größer ist als die Steigung des Außengewindes (22) am unteren Bund (21).

3. Mehrteiliges Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Bund (18) am oberen Pleuelstangenteil (11) als auch der Bund (21) am unteren Pleuelstangenteil (6) einen gleichen Außendurchmesser aufweisen.

4. Mehrteiliges Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußkreisdurchmesser der beiden Außengewinde (19,22) eine Größe besitzt, die etwa dem 0,4fachen des Durchmessers des zugehörigen Tauchkolbens entspricht.

5. Mehrteiliges Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmutter (23) eine Länge besitzt, die etwa dem 0,4fachen des Durchmessers des zugehörigen Tauchkolbens entspricht.

6. Mehrteiliges Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Verbindungsmutter (23) eine Größe besitzt, die etwa dem 0,5- bis 0,6-fachen des Durchmessers des zugehörigen Tauchkolbens entspricht.

7. Mehrteiliges Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei vollständig aneinander anliegenden Pleuelstangen-. teilen (6, 11) und vollständig angezogener Verbindungsmutter (23) zwischen deren Unterkante (44) und der Mittelachse des den Pleuelkopf (14) durchsetzenden Kolbenbolzens (12) ein Abstand gegeben ist, der etwa dem 0,8- bis 0,9fachen des Durchmessers des zugehörigen Tauchkolbens entspricht.

8. Mehrteiliges Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen beiden Innengewinden (24, 26) der Verbindungsmutter (23) angeordnete Steg (25) eine geringere Wandstärke als im Gewindebereich aufweist und eine Dehnzone bildet, für die Gewährleistung einer auch im Motorbetrieb verbleibenden hohen Anpreßkraft bei einem vorgegebenen Anzugsmoment, mit der beide Pleuelstangenteile (6, 11) über ihre stirnseitigen Anlagenflächen (15, 16) aneinander anpreßbar sind.

9. Mehrteiliges Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Zentrierung beider Pleuelstangenteile (6, 11) an einem derselben ein zentrischer, die Anlagefläche (15 bzw. 16) überragender Zentrierzapfen (27) und am anderen Pleuelstangenteil eine zentrische Sacklochbohrung (28), in die der Zentrierzapfen (27) formschlüssig eingreift, vorgesehen sind, und das als Mittel zur Verdrehsicherung beider Pleuelstangenteile (6, 11) in beiden derselben exzentrische, zueinander fluchtende, achsparallele Sacklochbohrungen (29, 30) sowie ein in diese formschlüssig eingreifender Verdrehsicherungsstift (31) vorgesehen sind.

10. Mehrteiliges Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Pleuelstangenteil (6) unterhalb des dortigen unteren Bundes (21) etwas abgesetzt von diesem ein demgegenüber geringfügig durchmessergrößerer Fangbund (38) für die Verbindungsmutter (23) vorgesehen ist, wobei der Abstand zwischen Unterseite (39) des Bundes (21) und Oberseite (40) des Fangbundes (38) etwas größer als die axiale Länge des oberen Innengewindes (24) der Verbindungsmutter (23) ist, so daß nach Lösen der letzteren und Abschrauben derselben bis zum Fangbund (38) keine Gewindeverbindung mehr zwischen oberem Innengewinde (24) Verbindungsmutter (23) und Außengewinde (19) oberer Bund (18) besteht und dann der angeschlossene Tauchkolben samt oberen Pleuelstangenteil (11) durch den zugehörigen Zylinder nach oben aus letzterem ausbaubar ist.

11. Mehrteiliges Pleuel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fangbund (38) mit Vorkehrungen, vorzugsweise Flächen (41) zum Ansetzen eines Anzieh- bzw. Lösewerkzeuges für die Verbindungsmutter (23) ausgestattet ist.

12. Mehrteiliges Pleuel nach einem der vorherge-

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henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weit zum Kurbelzapfenlager hin verlegte Trennstelle

die Verbindungsmutter (23) von außen zugängliche der Pleuelstange und die dort in diesem Bereich gegebe-

Vorkehrungen für ein formschlüssiges Ansetzen ei- ne Materialanhäufung ergeben sich im Maschinenbe-

nes Drehgliedes eines Anzieh- bzw. Lösewerkzeu- trieb am bekannten Pleuel relativ große rotierende und

ges und eine schlupffreie Übertragung der Drehbe- 5 oszillierende Massenkräfte. Bedingt durch die Länge

wegung beim Lösen oder Anziehen aufweist. des bekannten Pleuels und die relativ weit zum Kurbel-

13. Mehrteiliges Pleuel nach einem oder mehreren zapfenlager hin verlegte Pleuelstangen-Trennstelle ist

der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- auch nur ein durchschnittliches Hub-Bohrungs-Verhält-

zeichnet, daß am Umfang des Pleuelkopf es (14) und nis am Motor realisierbar.

an der Oberseite (40) des Fangbundes (38) senk- io Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein mehrteiliges

recht zur Pleuellängsachse stehende Meßflächen Pleuel der eingangs genannten Art so auszubilden, daß (42,43) zum Ansetzen eines Kontrollgerätes für ein die vorstehend unter 1 bis 7 genannten Forderungen an

Messen des Abstandes nach Anziehen bzw. Lösen eine solche Pleuelverbindung vollständig erfüllbar sind,

der Verbindungsmutter (23) vorhanden sind. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein mehr-

15 teiliges Pleuel mit den im Kennzeichen des Anspruches

Beschreibung 1 angegebenen Konstruktionsmerkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösungen sind in den

Die Erfindung betrifft ein mehrteiliges, das Verbin- Unteransprüchen angegeben.

dungsglied zwischen einer Kurbelwelle eines Großdie- Nachstehend sind Einzelheiten der erfindungsgemä-

selmotors und einem Tauchkolben bildendes Pleuel, mit 20 ßen Lösung und deren Vorteile anhand eines in der

einer ersten Trennstelle im Bereich des Kurbelzapfenla- Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher

gers, wobei ein unterer Lagerdeckel mittels Spann- erläutert. In der Zeichnung zeigen:

schrauben an einer oberen, an der Pleuelstange ange- Fig. 1 Ein nach der Erfindung gestaltetes Pleuel eines

ordneten Lagerhälfte befestigt ist, und mit einer zweiten Großdieselmotors im Bereich der Verbindung der bei-

Trennstelle im Bereich der Pleuelstange, wobei der obe- 25 den Pleuelstangenteile.

re Teil derselben mit dem den Kolbenbolzen umfassen- Fig. 2 Das Pleuel nach Fig. 1 in Gesamt-Seiten-Anden Pleuelkopf mit dem unteren Teil desselben über sieht vor Verbindung der beiden Pleuelstangenteile,
eine Schraubverbindung verbunden ist und beide Pleu- Fig. 3 Eine Seitenansicht des Pleuels von Fig. 2 nach elstangenteile über plane, senkrecht zur Pleuellängsach- Verbindung der beiden Pleuelstangenteile,
se stehende Anlageflächen aneinander anliegen. 30 In den Figuren ist ein mehrteiliges, das Verbindungs-Bin solches Pleuel ist aus der DD-PS 111 965 be- glied zwischen einer Kurbelwelle eines Großdieselmokannt. Dieses bekannte Pleuel baut relativ lang. Die tors und einem Tauchkolben bildendes Pleuel dargezweite Trennstelle liegt dort etwa in der Mitte der Pleu- stellt und dort insgesamt mit 1 bezeichnet. Dieses Pleuel elstange. Die Verbindung der beiden Pleuelstangenteile 1 ist im Bereich einer mit 2 bezeichneten ersten Trennerfolgt dort über mehrere rings um die Pleuelstange 35 stelle (siehe Fig. 3) im Bereich des Kurbelzapfenlagers angeordnete, einen Verbindungsflansch durchdringende geteilt. Dabei ist ein die untere Lagerhälfte bildender Befestigungsschrauben. Lagerdeckel 3 mittels Spannschrauben 4 an einer obe-An eine Pleuelverbindung werden im wesentlichen ren Lagerhälfte 5 befestigt, die am unteren Teil 6 der folgende Forderungen gestellt: zweigeteilten Pleuelstange angeordnet ist.

1) Die Pleuelverbindung muß einen Kolbenausbau 40 Die Teile 3 und 5 des Pleuels 1 umfassen über eine in aus dem Zylinder nach oben ermöglichen. einer Querbohrung 7 eingesetzte, aus zwei Hälften be-

2) Die Pleuelverbindung soll für eine kleinstmögli- stehende Gleitlagerhülse 8 einen Kurbelzapfen 9 der ehe Motorhöhe ausgebildet sein. desweiteren nicht dargestellten Kurbelwelle des Groß-

3) Die Pleuelverbindung soll eine kleinstmögliche dieselmotors. Die zweite, mit 10 bezeichnete Trennstelle Kolbenausbauhöhe ermöglichen. 45 am Pleuel 1 liegt im Bereich der Pleuelstange, wobei der

4) Die Pleuelverbindung soll für kleinstmögliche obere Teil 11 derselben, der den, einen Kolbenbolzen rotierende und oszillierende Massenkräfte ausge- über eine Gleitlagerbuchse 13 umfassenden Pleuelkopf legt sein. 14 trägt, mit dem unteren Teil 6 der Pleuelstange über

5) Die Schraubverbindung der beiden Pleuelstan- eine Schraubenverbindung verbunden ist. Beide Pleuelgenteile soll außerhalb von Zündkrafteinflüssen lie- 50 Stangenteile 6 und 11 weisen an ihren einander zugegen, wandten Stirnseiten plane, senkrecht zur Pleuellängs-

6) Mit der Pleuelverbindung soll ein größtmögli- achse stehende Anlageflächen 15, 16 auf, über die die eher Zünddruck vom Kolben auf die Kurbelwelle beiden Pleuelstangenteile 6 und 11 nach Anzug der übertragen werden können, was zwangsläufig ei- Schraubverbindung aneinander anliegen.

nen großen Hubzapfendurchmesser an der Kurbel- 55 Die zweite Trennstelle 10 des Pleuels 1 liegt — wie

welle erfordert. aus den Figuren ersichtlich — nahe beim Übergang von

7) Die Pleuelverbindung soll selbst möglichst kurz- der Pleuelstange 6,11 zum Pleuelkopf

14. Die Schraubbauend sein, um ein größtmögliches Hub-Boh- verbindung der beiden Pleuelstangenteile ist dabei wie rungs-Verhältnis zu gewährleisten. nachstehend dargelegt charakterisiert.

Mit dem bekannten Pleuel sind nun zwar die Förde- 60 Oberhalb der zweiten Pleuel-Trennstelle 10 ist etwas

rungen nach 1,5 und 6 erfüllt. Mit dem bekannten Pleuel abgesetzt von dieser am oberen Pleuelstangenteil 11 ein

sind jedoch nicht die Forderungen nach 2, 3, 4 und 7 erster, gegenüber dem Schaft 17 durchmessergrößerer

erfüllbar, und zwar aus folgenden Gründen. Bedingt Bund 18 mit einem Außengewinde 19 vorhanden,

durch die Länge des bekannten Pleuels ergibt sich eine Unterhalb der zweiten Pleuel-Trennstelle 10 ist etwas

relativ große Motorbauhöhe. Bedingt durch die relativ 65 abgesetzt von dieser am unteren Pleuelstangenteil 6 ein

weit nach unten zum Kurbelzapfenlager hin verlegte zweiter, gegenüber dem Schaft 20 durchmessergrößerer

Trennstelle der Pleuelstange ergibt sich auch eine rela- Bund 21 mit einem Außengewinde 22 vorhanden,

tiv große Kolbenausbauhöhe. Bedingt durch die relativ Das Außengewinde 22 am Bund 21 weist eine andere