DE3720065A1

DE3720065A1 - Connecting rod having a shank made of fibre composite

Info

Publication number: DE3720065A1
Application number: DE19873720065
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Dipl Ing Beckmann; Dieter Dipl Ing Roeper; Siegfried Dr Ing Bruedgam
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1986-06-28
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1988-01-07

Abstract

For the purpose of easy assembly, the shank (1) of a connecting rod consists of a plurality of laminate plates (2, 3, 4) of such thickness that they can be introduced through a gap (20) which is provided in a part-cylindrical main body (16) of a loop tensioner (15) for a tightening strap (10) which surrounds the connecting rod shank (1) (Figure 2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Pleuel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei Konstruktionen dieser Art, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 34 16 011, F 16 C 7/02, bekannt sind, wird der Schlaufenspanner durch zusätzliche Mittel - dort Schrauben - in seiner Stellung auf dem Pleuelschaft fixiert.There screws - - The invention relates to a connecting rod according to the preamble of claim 1. In constructions of this type, as they are, for example, from DE-OS 34 16 011 F 16 C 7/02, known to the loop tensioner by additional means is in its position fixed on the connecting rod.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pleuel der bezeichneten Art unter Wahrung seiner Vorteile, insbesondere seines geringen Gewichts, kon struktiv im Hinblick auf eine einfache Großserien-Montage zu verbessern.The invention has for its object a connecting rod of the type described while preserving its advantages, especially its light weight, kon structurally to improve with a view to simple large-scale assembly.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfin dung beschreiben die Unteransprüche.The achievement of this task consists in the characterizing Features of the main claim, advantageous training and further education of the Erfin tion describe the subclaims.

Ein erster wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zusätzliche Arretierungsmittel für den Schlaufenspanner und damit zusätzliche Arbeits gänge während der Montage entfallen; der Schlaufenspanner ist vielmehr so ausgebildet, daß er durch die Wirkung des Spannbands, das in an sich bekannter Weise ebenfalls aus Fasermaterial bestehen kann, mit seinem etwa halbzylindri schen Grundkörper auf den Umfang des Hubzapfenlagers gedrückt wird. Dieses kann bei Ausbildung als Bundlager (Patentanspruch 3) zugleich eine axiale Fixierung des Schlaufenspanners und damit des Pleuelschafts vornehmen. Wie in weiteren Unteransprüchen angegeben, ist es zweckmäßig, zusätzlich zu dem diskutierten Schlaufenspanner, dessen Aufgabe im Wesentlichen in einer Anpas sung der Form der Schlaufe an die Kontur des Pleuelschafts besteht, eine Spannvorrichtung für das Spannband vorzusehen. Diese bedeutet dann, wenn man sie auf der dem Kolbenbolzenauge abgewandten Seite des Hubzapfenauges vorsieht, praktisch keinen zusätzlichen Aufwand, da sie zugleich zur Verrin gerung der oszillierenden Massen von Pleuel nebst Kolben ausgenutzt werden kann.A first major advantage of the invention is that additional Locking device for the loop tensioner and thus additional work there are no gears during assembly; the loop tensioner is rather like that trained that he by the action of the strap, which is known per se Way can also consist of fiber material, with its approximately semi-cylindrical base body is pressed onto the circumference of the crank pin bearing. This can at the same time an axial when training as a collar bearing (claim 3) Fix the loop tensioner and thus the connecting rod shaft. How specified in further subclaims, it is appropriate, in addition to the discussed loop tensioner, whose job is essentially in an adaptation solution of the shape of the loop to the contour of the connecting rod shaft, one To provide a tensioning device for the strap. This means if it on the side of the crank pin eye facing away from the piston pin eye provides practically no additional effort, since it also reduces the oscillating masses of the connecting rods and pistons can be used can.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing explained. Show it:

Fig. 1 eine Ansicht in axialer Richtung, teilweise in einem Mittelschnitt, Fig. 1 is a view in the axial direction, partly in a central section,

Fig. 2 eine Seitenansicht, ebenfalls teilweise in einem Mittel schnitt, Fig. 2 is a side view, likewise partly cut in a middle,

Fig. 3 die in Fig. 1 bei III-III angedeutete Schnittansicht und Fig. 3 is the sectional view indicated in Fig. 1 at III-III and

Fig. 4 einen Mittelschnitt durch den Schlaufenspanner. Fig. 4 shows a middle section through the loop tensioner.

Das Pleuel enthält den Pleuelschaft 1, der in diesem Ausführungsbeispiel aus drei Laminatplatten 2, 3 und 4 zusammengesetzt ist. Diese Platten sind nach der Montage des Pleuels beispielsweise miteinander verklebt, so daß sie auch Schubspannungen parallel zu ihren Oberflächen übertragen können. Oberhalb des Pleuelschafts 1 erkennt man das Pleuelauge 5, während das Pleuel unten oberhalb des das Hubzapfenauge 6 umgebenden Hubzapfenlagers 7 endet. Mit seit lichen Fortsätzen, von denen in Fig. 1 nur der mit 8 bezeichnete erkennbar ist, steht der Pleuelschaft 1 in formschlüssiger, eine werkstoffgerechte Kraft einleitung sicherstellender Verbindung mit der beispielsweise aus Metall be stehenden Lagerbrücke 9.The connecting rod contains the connecting rod shaft 1 , which in this exemplary embodiment is composed of three laminate plates 2 , 3 and 4 . These plates are glued together, for example, after the connecting rod has been assembled, so that they can also transmit shear stresses parallel to their surfaces. Above the connecting rod shaft 1 , the connecting rod eye 5 can be seen, while the connecting rod ends below the crank pin bearing 7 surrounding the crank pin eye 6 . With Lichen extensions, of which only the one designated by 8 can be seen in FIG. 1, the connecting rod shaft 1 is in a form-fitting manner, a material-appropriate force initiating connection with the, for example, metal bearing bracket 9 .

Kolbenbolzenauge 5 und Pleuelschaft 1 werden umschlossen von dem schlaufenar tigen Spannband 10, dessen Enden, wie für das rechte Bandende 11 in Fig. 1 dargestellt, von dem brückenartigen Lager 12 aufgenommen sind. Zwischen diesem Lager 12, das als die oszillierenden Massenanteile verringerndes Gewicht dient, und dem Teil 9 sind Keilelemente 13 vorgesehen, die durch Schrauben 14 be tätigt werden, das Spannband 10 zu spannen gestatten und gleichzeitig zum Festklemmen der Spannbandenden 11 dienen. The piston pin boss 5 and connecting rod shaft 1 are enclosed by the term schlaufenar clamping band 10, the ends of which, as shown for the right end of the tape 11 in Fig. 1, are received by the bridge-like bearing 12. Between this bearing 12 , which serves as the oscillating mass fraction reducing weight, and the part 9 , wedge elements 13 are provided which are actuated by screws 14 , allow the tensioning strap 10 to be tensioned and at the same time serve to clamp the tensioning strap ends 11 .

Nicht beschrieben wurde bisher der Schlaufenspanner 15. Er dient dazu, zwecks Gewinnung eines schmalen Pleuels das Spannband 10 auf die entsprechend einge zogene Kontur des Pleuelschafts 1 niederzuziehen. Als einen wesentlichen Be standteil enthält er den halbzylindrischen Grundkörper 16, mit dem er sich auf dem als Bundlager ausgebildeten Hubzapfenlager 7 abstützt. Mit den Bünden 17 und 18 bildet das geteilte Hubzapfenlager 7 zugleich eine axiale Sicherung sowohl des Schlaufenspanners 15 als auch des Pleuelschafts 1.The loop tensioner 15 has not previously been described. It is used to pull the strap 10 down to the corresponding drawn-in contour of the connecting rod shaft 1 in order to obtain a narrow connecting rod. As an essential component, it contains the semi-cylindrical base body 16 , with which it is supported on the crank bearing 7 designed as a collar bearing. With the collars 17 and 18 , the split crank pin bearing 7 also forms an axial securing of both the loop tensioner 15 and the connecting rod shaft 1 .

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, untergreift der Grundkörper 16 die äußeren Laminatplatten 2 und 4. Damit wird er letztlich durch die Spannung des Spannbands 10 in Richtung der Achse des Pleuels arretiert; zusätzliche Befestigungsmittel erübrigen sich also.As can be seen in particular from FIG. 2, the base body 16 engages under the outer laminate panels 2 and 4 . He is ultimately locked by the tension of the strap 10 in the direction of the connecting rod axis; additional fasteners are therefore unnecessary.

Der Pleuelschaft 1 ist, wie mehrfach bemerkt, nicht einteilig ausgeführt, sondern aus in diesem Ausführungsbeispiel drei Laminatplatten zusammengesetzt. Diese Laminatplatten haben gleiche in Richtung der Achse 19 des Pleuelzapfen auges 6 gemessene Dicken. Zur Montage ist in dem Grundkörper 16 des Schlau fenspanners 15 ein sich in diesem Ausführungsbeispiel über 180°, das heißt über den gesamten Umfang des Grundkörpers 16, erstreckender Spalt 20 vorge sehen, der besonders gut in Fig. 4 erkennbar ist. Er besitzt eine in Richtung der Achse 19 des Kurbelzapfenauges gemessene Breite 21, die zumindest gleich der Dicke jeder der Laminatplatten 2, 3 und 4 ist. Damit ist es möglich, bei der Montage zunächst das Spannband 10 in den aus zwei Hälften zusammengesetzten Schlaufenspanner 15 einzulegen, darauf die beiden äußeren Laminatplatten 2 und 4 nacheinander durch den Spalt 20 in den Figuren von unten her einzuführen und dann nach links bzw. rechts (in Fig. 4) in ihre endgültige Position zu verschieben, worauf die mittlere Laminatplatte 3 in ihre Position gebracht wird. Sie ist, wie Fig. 2 zeigt, etwas länger bemessen als die äußeren Lami natplatten 2 und 4, nämlich um die Dicke des Materials des Grundkörpers 16, so daß sie sich im fertigen Zustand des Pleuels unmittelbar auf dem Kurbel zapfenlager 7 abstützt. Nach diesem Montagevorgang werden die Laminatplatten 2, 3 und 4 beispielsweise durch Kleben miteinander verbunden.The connecting rod shaft 1 , as noted several times, is not made in one piece, but is composed of three laminate plates in this exemplary embodiment. These laminate panels have the same thicknesses measured in the direction of the axis 19 of the connecting rod pin 6 . For assembly is in the base body 16 of the claw fenspanner 15 a in this embodiment over 180 °, that is to say over the entire circumference of the base body 16 , extending gap 20 see, which can be seen particularly well in FIG. 4. It has a width 21 , measured in the direction of the axis 19 of the crank pin eye, which is at least equal to the thickness of each of the laminate panels 2 , 3 and 4 . This makes it possible to first insert the tensioning strap 10 into the loop tensioner 15 composed of two halves, then insert the two outer laminate panels 2 and 4 one after the other through the gap 20 in the figures from below and then to the left or right ( in Fig. 4) to move to its final position, whereupon the middle laminate board 3 is brought into position. It is, as Fig. 2 shows, dimensioned somewhat longer than the outer Lami natplatten 2 and 4 , namely by the thickness of the material of the base body 16 , so that it is supported in the finished state of the connecting rod directly on the crank pin bearing 7 . After this assembly process, the laminate panels 2 , 3 and 4 are connected to one another, for example by gluing.

Das Kolbenbolzenlager 22 kann, wie in Fig. 2 angedeutet, ebenfalls als Bundla ger ausgeführt sein, das den Pleuelschaft 1 stirnseitig übergreift. Auch kann es, wie Fig. 1 zeigt, aus mehreren Teilen unter Wahrung von Spalten 23 und 24 zusammengesetzt sein, so daß der figürlich nicht dargestellte Kolbenbol zen durch die Spannkraft des Spannbands 10 in dem Kolbenbolzenlager 22 einge spannt ist. Dann erübrigen sich zusätzliche Mittel zur Arretierung des Bolzens.The piston pin bearing 22 can, as indicated in Fig. 2, also be designed as a Bundla ger that overlaps the connecting rod shaft 1 on the end face. Also, as shown in FIG. 1, it can be composed of several parts while maintaining columns 23 and 24 , so that the piston pin (not shown in the figure) is clamped in by the tensioning force of the tensioning band 10 in the piston pin bearing 22 . Then there is no need for additional means for locking the bolt.

Mit der Erfindung ist also ein leicht zu montierendes Pleuel geschaffen, dessen Montagefreundlichkeit nicht auf Kosten der beispielsweise hinsichtlich der Gewichtseinsparung bemerkenswerten Vorteile eines unter Verwendung von Faserverbundwerkstoffen hergestellten Pleuels geht.The invention thus creates an easy-to-assemble connecting rod, its ease of installation not at the expense of, for example, in terms of the remarkable advantages of using a weight saving Connecting rods made of fiber composite materials.

Claims

1.The connecting rod with a compression-loaded, fiber-composite material which essentially extends between a piston pin eye and a crank pin eye, a connecting rod shaft, a tensile stress, the connecting rod shaft and at least the piston pin eye loop-like surrounding flexible tension band and a locally enclosing and pulling on the contour of the connecting rod shaft Loop tensioner, a cylindrical crankpin bearing also being inserted into the crank pin eye, characterized in that the loop tensioner ( 15 ) is supported on the crank pin bearing ( 7 ) with an approximately semi-cylindrical base body ( 16 ) which points with a central one that faces the piston pin eye ( 5 ) Gap ( 20 ) with a length that corresponds to the width of the connecting rod shaft ( 1 ) at this point is provided that the connecting rod shaft ( 1 ) consists of a plurality of laminate plates ( 2 , 4 ), the maximum thickness of which is measured in the axial direction of the crank pin bearing ( 7 ) equal to that in this Direction measured width ( 21 ) of the gap ( 20 ) and which are supported on the base body ( 16 ), and a further plate te ( 3 ) is composed, which passes through the gap ( 20 ) with the gap width ( 21 ) corresponding thickness and is supported on the crank pin bearing ( 7 ).

2. Connecting rod according to claim 1, characterized in that the plates ( 2 , 3 , 4 ) are glued together.

3. Connecting rod according to claim 1 or 2, characterized in that the crank pin bearing ( 7 ) as the loop tensioner ( 15 ) axially securing collar bearing is ausgebil det.

4. Connecting rod according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gap ( 20 ) extends over 180 °.

5. Connecting rod according to one of claims 1 to 4, characterized in that in addition a tensioning device ( 12 , 13 , 14 ) for the tensioning band ( 10 ) on the side facing away from the piston pin eye ( 5 ) of the crank pin bearing ( 7 ) is provided.

6. connecting rod in particular according to claim 5, characterized in that the clamping device a bridge-like bearing ( 12 ) for the ends ( 11 ) of the clamping band ( 10 ) and with screws ( 14 ) operated wedge elements ( 13 ) between this and a component of the connecting rod journal eye ( 6 ) forming the bearing bridge ( 9 ).

7. Connecting rod according to claim 6, characterized in that the wedge elements ( 13 ) serve at the same time for fixing the ends ( 11 ) of the tension band ( 10 ).

8. Connecting rod according to one of claims 1 to 7, characterized in that the crank pin eye ( 6 ) is closed by a bearing bridge ( 9 ), which since form-fittingly with the connecting rod shaft ( 1 ) forming plates ( 2 , 3 , 4 ) is.

9. Connecting rod according to one of claims 1 to 8, characterized in that the piston pin eye ( 5 ) is designed to form gaps ( 23 , 24 ) divided so that it clamps the piston pin.