Pleuel-Wälzlagerung. Bei den starren Wälzlagern hat die Erfahrung
gelehrt, daß, je höher die Drehzahl, desto höher die Erwärmung des Lagers ist. Als
Ursache ist die erhöhte innere Reibungsarbeit nicht nur durch die erhöhte Eigenumdrehungszahl
der Wälzkörper, sondern auch durch die auf den Käfig durch die Schleuderwirkung
ausgeübten Flächendrucke zu suchen, «-elch letztere besonders gefährlich werden,
wenn zum Umlauf der Wälzkörper um ihr -=a-"e-rmi=tx4-c4n Umlauf des letztemn-izrn-einenweiteren
Punkt erfolgt, beispielsweise beim Kurbeltrieb als Pleuellager. Hier wird bei den
gesteigerten Anforderungen der Leistungserhöhung von :Totoren mit ihren oft stark
wechselnden Drehzahlen die Schleuderwirkung der Wälzkörper auf den Käfig und wiederum
des Käfigs infolge seiner eigenen Masse und eigenen Umdrehungszahl zu den Wälzkörpern
und Laufringen derart groß, daß ein verhältnismäßig frühzeitiger Verschleiß, meist
die Zerstörung von Käfig und Lager, die unausbleibliche Folge ist. Das Haupthindernis
eines geordneten Betriebe ist der wegen der Trennung der Wälzkörper untereinander
als notwendiges Übel 'benutzte Käfig.Connecting rod roller bearings. In the case of rigid rolling bearings, experience has
taught that the higher the speed, the higher the heating of the bearing. as
The cause is the increased internal friction work not only due to the increased number of revolutions
the rolling elements, but also through the effect of the centrifugal force on the cage
to look for exerted surface pressures, "- how the latter are particularly dangerous,
if for the rotation of the rolling elements around her - = a- "e-rmi = tx4-c4n circulation of the lastemn-izrn-another
Point takes place, for example with the crank drive as a connecting rod bearing. This is where the
increased demands of increasing the performance of: Totoren with their often strong
changing speeds the centrifugal effect of the rolling elements on the cage and in turn
of the cage due to its own mass and number of revolutions to the rolling elements
and races so large that a relatively early wear, mostly
the destruction of the cage and bearing, which is inevitable. The main obstacle
an orderly operation is because of the separation of the rolling elements from one another
cage used as a necessary evil.
Bei Anwendung des Käfigs (Wälzkörperführungskorhes) wird dieser infolge
seiner eigenen freien :lasse, selbst wenn er zentrisch aufgefangen ist, ebenfalls
den hin und her gehenden Massenkräften folgen. Eine weitere, bisher noch wenig bekannte
Ursache zu dem starken Verschleiß des Käfigs und der Wälzkörper ist der Wechsel
der Wälzkörper auf ihrem Zapfenumfang. Während der Pe-,delschwingung der Pleuelstange
macht eine beispielsweise für die untere Hälfte des Kurbelzapfenkreisganges betrachtete
Rolle eine auf Zvkloidenweg erfolgende Wanderung von der Kurbelzapfeninnenseite
nach der Kurbelzapfenaußenseite. Da alle übrigen Wälzkörper gleiche, aber ständig
ihre Richtung ändernde Bahnen (Raumkurven) beschreiben, entstehen nahezu unberechenbare,
außergewöhnlich hohe Schleuderwirkungen der Wälzkörper, die auf den Käfig ungeheure
Flächendrucke ausüben, die das spezifisch zulässige NZaß weit überschreiten. Andererseits
erhöhen die starren Wälzlager (übliche Normallager) den Pleuelkopfdurchmesser und
damit . die -Massen in imgünstigar--Weise.-_---_-Vorliegende Erfindung schaltet
den Käfig als Störungselement aus. Um die Trennung der Wälzkörper untereinander
durchzuführen, ist ein an sich bekanntes, zvlindrisch schraubenförmig die Wälzkörper
umspannendes federndes Band benutzt, das zugleich als Laufband dient, dessen Innendurchmesser,
kleiner gehalten als der über die Rollen gemessene Durchmesser und dessen gleichmäßig
konzentrische Vorspannung, sämtliche Wälzkörper unter gleichem Druck, also auch
unter gleichem Absta--2d (wie die Erfahrung zeigt) gegen die innere Laufbahn preßt.
Hierbei ist das Spiel (die Luft), die bei starren Lagern lediglich wegen des spannungsfreien
Zusammenbaues iind leichten Laufes der Wälzkörper nötig ist, ganz oder teilweise
ausgeschaltet. Nicht vollständige Ausschaltung der Lagerluft ist beispielsweise
bei starren Pleuelköpfen nötig, um der bei der Steigerung der Leistung und Drehzahl
entstehenden erhöhten Lagerreibung und inneren Wärmespeicherung im Motor Rechnung
zu tragen. Zu diesem Zweck ist zwischen Bohrung des Pleuelkopfes oder einem in demselben
befindlichen Futter in dem äußeren Laufring ein Spiel von solchem Ausmaß vorgesehen,
daß bei normaler Leistung bzw. Drehzahl die Laufbandvorspannung die Wälzkörper mit
dem erforderlichen Druck gegen den inneren Laufring
preßt, wobei
sich (las durch das Laufband geschlossene, um den Kurbelzapfen rollende System langsam
in der Bohrung des Pleuelkopfes abwälzt. Dadurch wechseln die Belastungsstellen
im Laufen gleichmäßig, die spezifische Ermüdung des Laufbandes wird also verringert.
Es sei hier eingeschaltet, daß der durch die konzentrische Vorspannung des Laufbandes
gegen Rollen und Innenring ausgeübte Druck und die Aufhebung des Spieles (Luft)
dadurch zwischen Rollen und Laufbahn keineswegs etwa schädlich ist, wie dies bei
jedem starren Wälzlager der Fall ist; denn bei letzteren würde Ausschaltung von
Lagerluft, besonders bei höherer Drehzahl, ein sofortiges Heißlaufen verursachen,
daß die spielfrei zwischen die beiden Laufhahnen eingez«-ätigte:i Rollen ständige
Formänderungsarbeit (Wellengang) innerhalb der elastischen Grenze des Lagerstahles
bei starren Ringen zti vollbringen haben. Bei dem uni die Rollen geschlungenen Stahlband
dagegen kön::en solche innenelastische Spannungen nicht entstehen, da das äußere
Laufband außer seiner inneren Elastizität auch äußerlich elastisch durch Stoßfuge
oder offene Wicklung ist.When using the cage (rolling element guide cage) this is due to
of his own free: leave, even if he is caught centrically, likewise
follow the mass forces going back and forth. Another, so far little known
The cause of the heavy wear of the cage and the rolling elements is the change
the rolling elements on their journal circumference. During the pendulum oscillation of the connecting rod
makes an example for the lower half of the crankpin circular passage
Roll a hike on the Zvkloidenweg from the inside of the crank pin
to the outside of the crank pin. Since all other rolling elements are the same, but always
Describe their direction changing paths (space curves), almost unpredictable arise,
extraordinarily high centrifugal effects of the rolling elements, which are immense on the cage
Apply surface pressures that far exceed the specifically permissible N dimension. on the other hand
increase the rigid roller bearings (common normal bearings) the connecting rod head diameter and
in order to . the -masses in an inexpensive way.-_ --- _- switches the present invention
the cage as a disruption element. About the separation of the rolling elements from one another
perform, is a known, cylindrical helical rolling elements
used an encompassing resilient belt, which also serves as a treadmill, the inner diameter of which
kept smaller than the diameter measured over the rollers and its uniform
concentric preload, all rolling elements under the same pressure, so too
presses against the inner raceway at the same distance (as experience shows).
Here is the play (the air), which with rigid bearings only because of the tension-free
It is necessary to assemble the rolling elements easily, in whole or in part
switched off. Not complete elimination of the bearing air is for example
with rigid connecting rod ends necessary in order to increase the power and speed
resulting increased bearing friction and internal heat storage in the engine
to wear. For this purpose is between the bore of the connecting rod head or one in the same
the lining in the outer race is provided with a clearance of such an extent that
that at normal power or speed, the treadmill pretension the rolling elements with
the required pressure against the inner race
presses, wherein
slowly read the closed system rolling around the crankpin through the treadmill
rolls in the bore of the connecting rod head. As a result, the points of exposure change
Even when running, so the specific fatigue of the treadmill is reduced.
It should be switched on here that the concentric pretensioning of the treadmill
pressure exerted against rollers and inner ring and the removal of play (air)
as a result, between roles and career is by no means harmful, as is the case with
every rigid roller bearing is the case; because in the latter case, the
Bearing air, especially at higher speeds, cause immediate overheating,
that it was engaged between the two taps without play: I rolls constantly
Deformation work (swell) within the elastic limit of the bearing steel
with rigid rings zti have to accomplish. With the uni the rollers looped steel band
on the other hand, such internal elastic tensions cannot arise because the external
In addition to its internal elasticity, the treadmill is also externally elastic thanks to the butt joint
or open winding.
Schleuderkraft der Wälzkörper und Spannung des äußeren Laufkranzes
haben freies Kräftespiel; die geordnete Abrollung ist eine Funktion der Flich- und
Laufbandspannkräfte.The centrifugal force of the rolling elements and the tension of the outer race
have free play of forces; the orderly unwinding is a function of the Flich- und
Treadmill tension.
Anzahl der Windungen, Latifbandstärke und Windungsdurchmesser sind
Punkte, die für eine gegebene Motorleistung bei gegebenen Wälzkörpern sich bestimmen
lasse-i.Number of turns, latifband strength and winding diameter are
Points that are determined for a given engine power with given rolling elements
let-i.
An einigen Ausführungsbeispielen sei die Erfindung näher erläutert.The invention will be explained in more detail using a few exemplary embodiments.
Abb. i stellt einen wälzgelagerten Pleuell;opf im Längsschnitt, Abb.2
denselben im Querschnitt dar. a, a ist der Pleuelkopf, dessen Bohrung b größer
ist als der für normale Leistung berechnete Außendurchmesser des Laufbandes c, das
die Wälzkörper, hier Rollend, mit konzentrischer Vorspannung umschließt. e ist die
innere Laufbahn, hier zugleich als Kurhelzapfenfläche angenommen, f,
f sind die Kurbelarme, g die Befestigungsschrauben des zweiteilig angenommenen Pleuelkopfes.
Derselbe kann auch einteilig ausgebiildet sein. In Abb. i und 2 ist der Pletielkopf
in Druckstellung vom Kolben.her bei Normalbelastung. ZTiitere Kopfhälfte entlastet,
Spiel zwischen Kopfbohrung und äußerem Laufband unten entstanden. Abb. 3 zeigt die
Verlegung der Kopf- und Lagermasse nach der Pleuelumlaufinittelebene zur Erreichung
günstigeren Massenausgleichs. Der Verlauf der Laufbandstärke c ist nach den Seiten
hin abnehmend. Zwei von dem Laufband c seitlich nach außen gedrückte Ringe h.,
h übernehmen die Stirnflächenfülirung der Wälzkörper d. Abb. d. veranschaulicht
im Querschnitt die bei der Leistungssteigerung nach außen geschleuderten, vom Innenring
sich »entspannend« abhebenden Rollen übertrieben gezeichnet, wobei der äußere Laufbahndurchmesser
auf den Durchmesser der Kopfbohrung angewachsen angenommen ist. Fig. I shows a connecting rod with roller bearings; opf in longitudinal section, Fig. 2 shows the same in cross section. encloses with concentric bias. e is the inner raceway, here also assumed to be the crank pin surface, f, f are the crank arms, g the fastening screws of the connecting rod head, which is assumed to be in two parts. It can also be designed in one piece. In Fig. 1 and 2, the Pletiel head is in the pressure position from the piston under normal load. ZTiitere head half relieved, there was play between the head bore and the outer treadmill at the bottom. Fig. 3 shows the relocation of the head and bearing mass after the connecting rod circulation center plane in order to achieve more favorable mass balancing. The course of the treadmill thickness c is decreasing towards the sides. Two rings h., H pressed laterally outward by the conveyor belt c take over the end face filling of the rolling elements d. Fig. D. illustrates in cross-section the rollers that are thrown outward during the increase in performance and lift off from the inner ring in an exaggerated manner, the outer raceway diameter being assumed to have increased to the diameter of the head bore.
Abb.5 gibt als weiteres Ausführungsbeispiel ein über die ganze Wälzkörperbreite
bleichmäßig starkes Laufband wieder von düinnein O_uerschnitt in einem aus einem
oder mehreren Teilen bestehenden Füllring i liegend. , Das Wesen der Erfindung beruht
somit im Gegensatz zu starren Laufringsystemen, die immer ein Laufspiel haben müssen,
auf der Vorsehung eines begrenzten Spieles zwischen Pleuelkopfbohrung und elastischem
äußeren Laufring, welches ein Auf- und Eingehen (Atmen) des äußeren Laufbahndurch-
. inessers entsprechend der aus Drehzahl und Nasse der Wälzkörper bedingten Schleuderwirkung
sowie ein allmähliches, ohne Stoß vor sich gehendes Abwälzen des geschlossenen Lagersystems
in der Pleuelkopfbohr ung znläßt. Hierdurch wird ferner eine für die Niederhaltung
der inneren Lagerreibung nötige Entspannung zwischen Rollen und Laufbahnen erzeugt,
ohne den geordneten Lauf des Rollensystems zu stören.As a further exemplary embodiment, Fig.5 shows the entire width of the rolling element
pale, strong treadmill again from thin, one cross-section in one of one
or several parts existing filling ring i lying. , The essence of the invention is based
thus in contrast to rigid raceway systems, which always have to have a running clearance,
on the provision of a limited play between the connecting rod head bore and the elastic
outer race, which allows the outer raceway to rise and fall (breathing)
. inessers according to the centrifugal effect caused by the speed and the wetness of the rolling elements
as well as a gradual, smooth rolling of the closed storage system
in the connecting rod head bore. This also creates one for holding down
the internal bearing friction creates the necessary relaxation between rollers and raceways,
without disturbing the orderly running of the roller system.