DE4034808A1 - Kurbeltrieb, insbesondere fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents
Kurbeltrieb, insbesondere fuer eine brennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Üblicherweise werden Pleuel von Hubkolbenma
schinen, insbesondere Brennkraftmaschinen und Kompressoren, nur
an einem ihrer beiden Pleuelaugen bzw. Pleuelgelenkpunkte axial
geführt, während sie am anderen Pleuelauge mit großem Axialspiel
eingebaut werden. Bei Brennkraftmaschinen spricht man in diesem
Zusammenhang von "Obenführung" oder "Untenführung" des Pleuels.
Durch das große Axialspiel des Pleuels an seinem anderen Pleuelauge
wird erreicht, daß beispielsweise durch Fertigungstoleranzen, Wärme
dehnungen oder Axialspiele hervorgerufene Versätze oder Fluchtungs
abweichungen zwischen den beiden Pleuelaugen ausgeglichen werden
und nicht zu Zwängungen in den Pleuelgelenken führen.
Wie sich gezeigt hat, besteht ein Nachteil dieser Maßnahme darin,
daß unter bestimmten Voraussetzungen beim Betrieb der Maschine
das vorgegebene große Axialspiel durch das Pleuel überschritten
wird und es zum Anschlagen an das Axialspiel begrenzende Flächen
(Kurbelwangen) kommt. Dieses Anschlagen bewirkt Schwingungen, die
sich als Körper- oder Luftschall ausbreiten und ein unerwünschtes
"Pleuelklappern" hervorrufen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen
Kurbeltrieb so auszubilden, daß das beschriebene Pleuelklappern
zumindest weitgehend vermieden wird, ohne daß Nachteile hinsichtlich
des Verhaltens der Pleuelgelenke im Betrieb (Zwängungen oder derglei
chen) in Kauf genommen werden müssen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Kurbel
trieb mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1,
vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteran
sprüche.
In Abhängigkeit von dem eingangs behandelten Stand der Technik
sieht die Erfindung also eine Axialführung des Pleuels im Bereich
beider Pleuelaugen vor. Dabei wird ein relativ kleines Axialspiel
des betreffenden Pleuelauges eingestellt, wie es beispielsweise
durch die im Anspruch 2 angegebene Beziehung gegeben ist. Dieses
Axialspiel setzt sich bei Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen also
aus einem Grundspiel in der Größenordnung von 0,2 mm und einem
baugrößenabhängigen Spiel zusammen. Die Summe der Axialspiele im
Bereich beider Pleuelaugen ist dann kleiner als die im Hinblick
auf den möglichen tatsächlichen Axialversatz erforderliche Axial
spielsumme. Aufgrund des kleineren Axialspiels ist ein lautes An
schlagen und damit ein störendes Pleuelklappern vermieden.
Um dennoch ein Zwängen der Bauteile infolge des an sich zu gerin
gen vorgesehenen Axialspiels zu vermeiden, sind gemäß weiteren
Merkmalen des Patentanspruchs 1 Maßnahmen getroffen, die eine Kom
pensation des überschüssigen tatsächlich auftretenden Axialspiels
durch Schrägstellung des Pleuels sicherstellen. Diese Maßnahmen
können sich auf verschiedene Bauteile des Kurbeltriebs einschließlich
des Kolbens erstrecken, wie dies die verschiedenen Unteransprüche
im einzelnen angeben.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
anhand der Zeichnung erläutert, deren Figuren Seitenansichten bzw.
Längsschnitte der jeweils besonders interessierenden Bestandteile
des Kurbeltriebs wiedergeben.
Betrachtet man zunächst Fig. 1, so erkennt man bei 1 die Kurbelwelle
mit dem Hubzapfen 2 zwischen den beiden Kurbelwangen 3 und 4. Der
Hubzapfen 2 wird aufgenommen von dem großen Pleuelauge 5 des allge
mein mit 6 bezeichneten Pleuels, dessen kleines Pleuelauge 7 über
den Kolbenbolzen 8 senkrecht zur Zeichenebene schwenkbar mit dem
Kolben 9 verbunden ist.
Wie insbesondere bezüglich der Lagerung des kleinen Kolbenauges 7
erkennbar, ist dieses in axialer Richtung, d. h. in der Zeichenebene,
relativ eng durch die ösenförmigen Bereiche 10 und 11 geführt.
Eine entsprechende axiale Führung bewirken bezüglich des großen
Pleuelauges die beiden Kurbelwangen 3 und 4. Das so vorgegebene
axiale Spiel im Bereich der Pleuelaugen 5 und 7 reicht nicht aus,
um den aus irgendwelchen Gründen tatsächlich auftretenden Axialver
satz a zu kompensieren. Daher ist erfindungsgemäß die Möglichkeit
gegeben, daß sich das Pleuel 6 in der gezeichneten Weise schräg
stellt. Man erkennt zu diesem Zweck die (in Wirklichkeit schwachen)
Bombierungen 12 und 13 am Hubzapfen 2 bzw. am Innenumfang des großen
Pleuelauges 5 und auch eine entsprechende Bombierung 14 der Innen
seite des kleinen Pleuelauges 7. Diese Schrägstellung kompensiert
gleichsam denjenigen Teil des tatsächlich auftretenden Axialversat
zes a, der durch das Axialspiel im Bereich der Pleuelaugen 5 und 7
nicht ausgeglichen werden kann.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner eine
Kolbenform 9 angenommen, die Schrägstellungen des Kolbens in der
Zeichenebene zum Zwecke der Unterstützung der Schrägstellung des
Pleuels 6 ermöglicht. Zu diesem Zweck kann der Kolben in Draufsicht
eine Ovalform mit senkrecht zur Zeichenebene weisender großer Achse
besitzen; es ist aber auch möglich, in der in der Zeichnung darge
stellten Weise die Führungslängen, d. h. letztlich das Kolbenhemd
des Kolbens vor den Stirnseiten des Kolbenbolzens 8, sehr kurz
zu wählen oder aber auch dort Bombierungen vorzusehen.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen verschiedene Formen des großen Pleuel
auges, die die Schrägstellung des Pleuels unterstützen. In Fig. 2
besitzen sowohl das große Pleuelauge 20 als auch der Hubzapfen 21
Bombierungen, d. h. konvex in der Zeichenebene gekrümmte Oberflächen
22 und 23. Während die Größe des an diesem Gelenk vorgesehenen
Axialspiels durch die Differenz des Abstandes der Kurbelwangen 24
und 25 voneinander und der Breite des großen Pleuelauges gegeben
ist, wird die Schrägstellung dadurch unterstützt, daß das große
Pleuelauge in Fig. 2 bereits unterhalb des oberen Endes der Kurbel
wangen 24 und 25 endet, die darüber hinaus dort mit Aussparungen 26
und 27 versehen sind.
In der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 3 liegen wiederum
bombierte Gelenkflächen 30 und 31 am großen Pleuelauge 32 bzw.
am Hubzapfen 33 vor. Die Stirnflächen 34 und 35 des großen Pleuelau
ges 32 besitzen äußere zurückgesetzte Bereiche 36 und 37, die eine
Vergrößerung der Schrägstellung des Pleuels 38 ermöglichen.
Während in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 diese Bereiche 36
und 37 kegelig sind, weist das große Pleuelauge 40 gemäß Fig. 4
ballige Stirnflächen 41 und 42 auf.
Fig. 5 zeigt eine Kombination verschiedener Maßnahmen zur Ermögli
chung der Schrägstellung des Pleuels 50: Die Stirnflächen 51 und 52
des Pleuels sind ballig oder kegelig ausgeführt und gleichzeitig
besitzen die Kurbelwangen 53 und 54 im Bereich ihrer in der Figur
oberen Enden innenseitige Ausnehmungen 55 und 56, die ein "verspä
tetes" Anlegen der Stirnflächen 51 und 52 zur Folge haben. Damit
auch im unteren Bereich des großen Pleuelauges 57 der für die Schräg
stellung des Pleuels 50 erforderliche Freigang sichergestellt ist,
können auch dort in den Kurbelwangen 53 und 54 entsprechende Ausneh
mungen vorgesehen sein. In der Ausführungsform nach Fig. 5 ist
das dadurch ereicht, daß die Kurbelwangen 53 und 54 an ihren Innen
seiten im Bereich des Hubzapfens 58 Vorsprünge 59 und 60 aufweisen.
In der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 6 weist das große
Pleuelauge 60 axial zurückweichende Bereiche 61 und 62 auf, die
nur einen unteren Bereich 63 des großen Pleuelauges 60 freilassen.
Dieser Bereich dient wiederum der Axialführung des Pleuels im Zusam
menwirken mit den Innenflächen der Kurbelwangen 64 und 65.
Entsprechende Maßnahmen können verständlicherweise auch im Bereich
des kleinen Pleuelauges getroffen werden.
Mit der Erfindung ist demgemäß ein gattungsgemäßer Kurbeltrieb
geschaffen, der durch einfache Maßnahmen einen axialen Versatz
zwischen den beiden Pleuelaugen im eingebauten Zustand zu kompensie
ren gestattet, ohne daß störendes Pleuelklappern in Kauf genommen
werden muß.
Claims (9)
1. Kurbeltrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit
einem ein großes und ein kleines Pleuelauge zur Aufnahme eines
zwischen Kurbelwangen verlaufenden Kurbelwellenhubzapfens bzw.
eines Kolbenbolzens aufweisenden Pleuel, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich beider Pleuelaugen (5, 7) eine Axialführung,
bezogen auf die Achse des Hubzapfens (2) bzw. des Kolbenbolzens
(8), vorgesehen ist sowie Maßnahmen getroffen sind, die zum
Ausgleich eines axialen Versatzes von Hubzapfen (2) und Kolben
bolzen (8) eine Schrägstellung des Pleuels (6) zulassen.
2. Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede
der Axialführungen für ein Axialspiel von maximal
ausgelegt ist, worin d den Innendurchmesser des jeweiligen
Auges (5, 7) bedeutet.
3. Kurbeltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Verwendung von Gleitlagern die zusammenwirkenden Gleit
flächen (12, 13) zumindest des großen Pleuelauges (5) und des
Hubzapfens (2) in Axialschnitten bombiert sind.
4. Kurbeltrieb nach einem der Ansprüche 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (9) in Draufsicht oval ist, wobei die große
Ovalachse senkrecht zur Ebene des Axialversatzes liegt.
5. Kurbeltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kolben (9) auf den Seiten der Enden des Kolben
bolzens (8) allenfalls geringe Führungslängen besitzt.
6. Kurbeltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kolben (9) an den Seiten der Enden des Kolben
bolzens (8) bombierte Führungslängen besitzt.
7. Kurbeltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das kleine Kolbenauge und/oder das große Kolben
auge (57) und/oder die Kurbelwangen (53, 54) auf ihren einander
zugekehrten Stirnseiten (51, 52) axial zurückweichende Berei
che (55, 56) zur Erzielung einer Freigängigkeit auch bei Schräg
stellung des Pleuels (50) besitzen.
8. Kurbeltrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
axial zurückweichenden Bereiche (61, 62) der Stirnflächen des
großen Pleuelauges (60) bzw. des kleinen Pleuelauges nur dem
kleinen Pleuelauge bzw. dem großen Pleuelauge abgekehrte Berei
che (63) dieses Pleuelauges (60) auslassen.
9. Kurbeltrieb nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch in
Axialschnitten ballige (41, 42) oder kegelige (36, 37) Stirn
flächen des großen Pleuelauges (40, 32).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (2)
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Publications (2)
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ID=6393234
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DE4034808A Expired - Fee Related DE4034808C2 (de) | 1989-11-10 | 1990-11-02 | Kurbeltrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine |
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