DE3938289A1

DE3938289A1 - Pleuelstange fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3938289A1
Application number: DE19893938289
Authority: DE
Inventors: Martin Ziegler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1989-11-17
Publication date: 1991-05-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Pleuelstange nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

An eine Pleuelstange einer Brennkraftmaschine wird die Forderung gestellt, daß sie relativ leichtgewichtig ist, um die beim Betrieb der Brennkraftmaschine auftretenden Massenkräfte gering zu halten. Auch ist sie festigkeitsmäßig so zu gestalten, daß ihre Verformungen namentlich im Bereich der beiden Pleuelaugen ein vertretbares Maß nicht übersteigen. Andererseits wiederum hat die Pleuelstange dem Phänomen der Formänderung der Kurbelwelle, die ja besonderen statischen und dynamischen Betriebsmomenten ausgesetzt ist, Rechnung zu tragen.

Um all dies zu erfüllen, ist eine Pleuelstange bekannt, US-PS 45 69 109, bei der der Lagerdeckel am Lagerabschnitt mit zwei Schrauben befestigt ist, die sich parallel zu einer Mittellängsebene des Schafts dieser Pleuelstange erstrecken und besondere Aufnahmen erfordern, die die Baubreite des Kurbelwellen-Pleuelauges und das Gewicht der Pleuelstange beeinträchtigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pleuelstange bei gegebener Festigkeit bezüglich Gewicht und Raumanspruch zu optimieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß der Lagerdeckel bezüglich Gewicht deutlich leichter gestaltet werden kann als bisherige Lösungen und daß er eine geringere räumliche Ausdehnung in Querrichtung Brennkraftmaschine - im Bereich des Lagerdeckels unterhalb der Längsachse Kurbelwelle - hat, was die Hüllkurve derart günstig beeinflußt, daß eine kompakte Konstruktion des Kurbelgehäuses möglich ist. Diese Maßnahme unterstützt somit auch die Bestrebungen, Brennkraftmaschinen insgesamt leichter zu machen. Die Vorrichtungen, die Aufnahmen und die Schraubmittel sichern nicht nur ein gutes Zusammenwirken untereinander, sondern sind auch leicht realisierbar. Sinngemäß trifft dies auch für die Ausgestaltung der Pleuelstange mit dem Hüllteil zu.

In der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt, die nachstehend näher beschrieben sind. Es zeigt

Fig. 1 eine Pleuelstange, teilweise im Schnitt, in Längsrichtung einer Brennkraftmaschine betrachtet,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilansicht der Fig. 1 einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 2 in größerem Maßstab.

Eine Pleuelstange 1 aus beispielsweise legiertem Stahl für eine nicht gezeigte Hubkolben-Brennkraftmaschine der Hochleistungsgattung, z. B. zum Antrieb eines Wettbewerbsfahrzeugs - Motorrad, Sportwagen oder dergleichen - umfaßt einen Schaft 2, der von einem Kolben-Pleuelauge 3 und einem Kurbelwellen-Pleuelauge 4 begrenzt ist. Eine Mittellängsebene A-A des Schaftes 3 schließt Zentren Z1 und Z2 des Kolben-Pleuelauges 3 und des Kurbelwellen-Pleuelauges 4 mit ein.

Das Kurbelwellen-Pleuelauge 4 umfaßt eine einen Kurbelzapfen 5 einer nicht dargestellten Kurbelwelle aufnehmende Bohrung 6, einen mit dem Schaft 2 aus einem Stück hergestellten Lagerabschnitt 7 und einen mit diesem verschraubten Lagerdeckel 8.

Der Lagerdeckel 8 umgibt auf der dem Lagerabschnitt 7 abgekehrten Seite B kreisförmig mit Radius R den Kurbelzapfen 5, und zwar mit im wesentlichen gleichem Querschnitt (Fig. 5), d. h., auf der Seite des Lagerdeckels 8 sind keine Aufnahmen für Schrauben oder sonstige Verbindungsmittel zwischen Lagerdeckel und Lagerabschnitt vorgesehen. Besagter Querschnitt wird rechnerisch oder empirisch definiert. Außerdem ist der Lagerdeckel 8 mit Vorrichtungen 9, 10 versehen, die sich parallel zur Mittellängsebene A-A erstrecken und Aufnahmen 11, 12 des Lagerabschnitts 7 gabelartig umgreifen. Anders ausgedrückt, die Vorrichtungen 9, 10 liegen an den Aufnahmen 11, 12 an, wirken mit den zuletzt genannten zusammen. Zur Verbindung des Lagerdeckels 8 mit dem Lagerabschnitt 7 dient ein Schraubmittel 13, das sich im Bereich der Vorrichtungen 9, 10 und der Aufnahmen 11, 12 senkrecht zur Mittellängsebene A-A; genauer zwischen Bohrung 6 und Schaft 4 erstreckt. Die Vorrichtungen 9, 10 weisen einen U-förmigen Querschnitt 14 auf (Fig. 6), der von einem weiteren, zumindest abschnittsweise U-förmigen Abschnitt 15 umgeben ist, dergestalt, daß die Vorrichtungen 9, 10 von den Aufnahmen 10, 12 formschlüssig fixiert werden.

Das Schraubmittel 13 wird durch einen Schraubenbolzen 16 gebildet, der mit zwei zylindrischen Zapfen 17, 18 in Bohrungen 19, 20 der Vorrichtungen 9, 10 bzw. des Lagerabschnittes 7 ruht. Die Zapfen 17, 18 bilden mit den Bohrungen 19, 20 Bewegungssitze; auch Spielpassungen genannt. Der Schraubenbolzen 16 ist nach Art einer Dehnschraube aufgebaut, d. h., zwischen den Zapfen 17, 18 besitzt er eine Taille 21, durch die eine gezielte Zugspannungsfunktion erreicht wird. Darüber hinaus ist der Schraubenbolzen 16 mit einem Schraubenkopf 22 und einer Schraubenmutter 23 versehen; zwischen Schraubenmutter 23 und Vorrichtung 9 ist ein Feder-Sicherungsring 24 vorgesehen.

Die Vorrichtungen 9, 10 sind aus einem Stück mit dem Lagerdeckel 8 hergestellte Verlängerungen 25, 26, die im Bereich des Schraubmittels 13 örtliche Verdickungen 27 aufweisen.

Gemäß Fig. 3 sind die Vorrichtungen 28, 29 Bestandteil eines den Lagerdeckel 30 umgebenden Hüllteils 31. Das Hüllteil 31, es ist nach Art eines Spannbandes aufgebaut, ruht formschlüssig im Bereich des Lagerdeckels 30 in einem U-förmigen Abschnitt 32 von letzterem (Fig. 7); eine vergleichbare Gestaltung ist zwischen den Aufnahmen 33, 34 und den Vorrichtungen 28, 29 vorgesehen. Zur Verbindung des Lagerdeckels 30 - über das Hüllteil 31 - mit dem Lagerabschnitt 35 dienen Schrauben 36, 37, deren lagemäßige Anordnung jener des Schraubmittels 13 weitgehend entspricht. Beide Schrauben 36, 37 sind von gegenüberliegenden Seiten in die Bohrung 38 eingedreht, wobei die von den Schraubköpfen 39, 40 weggeführten Gewindebolzen 41, 42 zur Gewichtsreduktion relativ kurz sind. Benachbart den Schraubköpfen 39, 40 umfassen die Schrauben 36, 37 zylindrische Zapfen 41, 42, die mit Bohrungen 43, 44 im Hüllteil 31 bzw. Lagerabschnitt 35 zusammenwirken; die Bohrungen 43, 44 bilden mit Zapfen 41, 42 einen Bewegungssitz (Spielpassung).

Der Lagerdeckel 30 und der Lagerabschnitt 35 sind in einer Mittellängsebene C-C zusammengeführt, die das Zentrum Z2 der Bohrung 45 des Kurbelwellen-Pleuelauges 46 einschließt und senkrecht zur Mittellängsebene A-A verläuft. Dabei stützen sich die Lagerabschnitte 35 und der Lagerdeckel 30 gegenseitig ab. Schließlich ist die Lage der Lagerdeckel 30 und des Lagerabschnitts 35 zueinander über im Bereich ihrer Zusammenführung - Mittellängsebene E-E - mittels Fixierungselementen 47 gesichert, die sich in Längsrichtung der Kurbelwelle erstrecken.

Claims

1. Pleuelstange für Brennkraftmaschinen der Hubkolbenbauart, beispielsweise für Hochleistungszwecke mit einem Schaft, der von einem Kolben-Pleuelauge und einem Kurbelwellen-Pleuelauge begrenzt wird, wobei das Kurbelwellen-Pleuelauge ein aus einem Stück mit dem Schaft hergestellten Lagerabschnitt und einen mit letzterem verschraubten Lagerdeckel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Kurbelzapfen (5) der Kurbelwelle halbkreisförmig mit im wesentlichen gleichem Querschnitt umgebende Lagerdeckel (8) mit gabelartig den Lagerabschnitt (7) umgreifenden Vorrichtungen (9, 10) versehen ist, die mit etwa parallel zum Schaft (2) ausgerichteten korrespondierenden Aufnahmen (11, 12) am Lagerabschnitt (7) zusammenwirken und daß der Lagerdeckel (8) und der Lagerabschnitt (7) im Bereich der Vorrichtungen (9, 10) und der Aufnahmen (11, 12) mittels einem sich zwischen der Bohrung (6) des Kurbelwellen-Pleuelauges (4) und dem Schaft (3) erstreckenden, etwa senkrecht zu einer Schaft-Mittellängsebene (A-A) ausgerichteten Schraubmittel (13) verbunden sind.

2. Pleuelstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt (14) U-förmigen Vorrichtungen (9, 10) von einem U-förmigen Abschnitt (15) der Aufnahmen (10, 11) abstützend umgeben sind.

3. Pleuelstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubmittel (13) ein zwei Zapfen (17, 18) umfassender Schraubenbolzen (16) ist, wobei die Zapfen (17, 18) zusammen mit Bohrungen (19, 20) in den Vorrichtungen (9, 10) und dem Lagerabschnitt (17) Bewegungssitze bilden.

4. Pleuelstange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenbolzen (16) beispielsweise nach Art einer Dehnschraube aufgebaut ist und einen Schraubenkopf (22) und eine Schraubenmutter (23) umfaßt.

5. Pleuelstange nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (9, 10) aus einem Stück mit dem Lagerdeckel (8) hergestellte Verlängerungen (25, 26) sind.

6. Pleuelstange nach den Ansprüchen 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (9, 10) im Bereich der Schraubmittel (13) örtliche Verdickungen (27) aufweisen.

7. Pleuelstange nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (28, 29) an einem den Lagerdeckel (30) umgebenden separaten Hüllteil (31) vorgesehen sind, das nach Art eines Spannbandes ausgebildet ist.

8. Pleuelstange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllteil (31) im Bereich des Lagerdeckels (30) und der Aufnahmen (33, 34) in U-förmigen Abschnitten (32) ruht.

9. Pleuelstange nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubenmittel zur Verbindung des Hüllteils (31) mit dem Lagerabschnitt (35) durch von gegenüberliegenden Seiten aus eingedrehten Schrauben (36, 37) gebildet wird, deren Gewindebolzen (41, 42) eine relativ kurze Länge aufweisen.

10. Pleuelstange nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (36, 37) benachbart ihren Schraubenköpfen (39, 40) Zapfen (41, 42) aufweisen, die zusammen mit Bohrungen (43, 44) im Hüllteil (31) und dem Lagerabschnitt (35) einen Bewegungssitz bilden.

11. Pleuelstange nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerdeckel (30) und der Lagerabschnitt (35) in einer Mittellängsebene (E-E) der Bohrung (45) des Kurbelwellen-Pleuelauges (46) abstützend zusammengeführt sind, wobei diese Mittellängsebene (E-E) senkrecht zu der Mittellängsebene (A-A) des Schaftes verläuft.

12. Pleuelstange nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Zusammenführung des Lagerdeckels (30) und des Lagerabschnittes (35) beide Teile gegenseitig festlegende Fixierungselemente (47) vorgesehen sind, die sich in Kurbelwellen-Längsrichtung erstrecken.