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Pleuelstangenanordnung bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen in Sternform
Die Erfindung bezieht sich auf eine Pleuelstangenanordnung bei Mehrzylinder-, mindestens
Neun-Zylinder-Brennkraftmaschinen in Sternform und verfolgt- den Zweck, eine möglichst
gedrängte Bauart mit möglichst geringen umlaufenden Massen zu erreichen. Es ist
bei Neun-Zylinder-Motoren in Sternform bereits bekannt, die neun Pleuel in drei
und vier Gruppen zu unterteilen und diese Gruppen konzentrisch abzustützen. Auf
dieser Grundlage war aber kein geeigneter Motor zu bauen, da der Platzbedarf der
Pleuel und damit der Führungsring und die umlaufenden Massen zu groß wurden. Bei
Sieben-Zylinder-Motoren war es ebenfalls schon bekannt, die Pleuel in Gruppen zu
unterteilen, und zwar in eine Hauptpleuelstange und in zwei Gruppen von Segmentpleuelstangen.
Aber auch hier war die Aufgabe noch nicht gelöst, die Pleuelstangen und ihre Füße
so zu gestalten, daß der Raumbedarf befriedigend gering und die umlaufenden Massen
möglichst klein wurden. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe auf der Grundlage
:der Unterteilung der Pleuel in eine Hauptpleuelstange und in Gruppen von Segmentpleuelstangen.
Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß die Hauptpleuelstange im Querschnitt kreuzförmig
ist und daß die Segmentpleuelstangen im Querschnitt H-förmig und abwechselnd von
verschiedener Breite sind, wobei der Steg des H-Querschnitts quer zur Bewegungsrichtung
gestellt ist und die im Querschnitt kreuzförmige Hauptpleuelstange in die Segmentpleuelstangen
und diese ineinander einschwingen. Eine versetzt ausladende Gestaltung der Pleuelfüße
gleicht die Auswirkung der durch das Ineinandertauchen der Pleuelstangen ermöglichten
Englage der Pleuel auf die Größe :der Pleuelfüße wieder aus.
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In -der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben.
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Fig. r zeigt die Pleuelanordnung für einen Neun-Zylinder-Sternmotor.
Fig. :2 zeigt den Querschnitt durch die Pleuelfüße der Anordnung nach Fig. z.
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Fig. 3 ist eine Abwicklung der Pleuelfüße mit Andeutung der Querschnitte
der Pleuelschäfte in größerem Maßstab.
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Fig. q. zeigt im senkrechten Querschnitt eine andere Anordnung der
Pleuelfüße.
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Fig. 5 zeigt die Hauptpleuelstange und je eine Pleuelstange der beiden
übrigen Gruppen.
Die neun Pleuelstangen liegen um den Kurbelwellenzapfen
i nach Maßgabe der Lage der. Zylinder verteilt mit ihren Mittellinien in einer Ebene.
Von den neuen Pleuelstangen ist die Pleuelstange 2, die als Hauptpleuelstange bezeichnet
werden soll, an ihrem Fußende finit einer zylindrischen Büchse 3 versehen, die den
Kurbelzapfen i umschließt. Die übrigen 8 -Pleuelstangen sind in zwei Gruppen unterteilt,
von welchen die eine, aus vier Pleuelstangen 4 bestehende Gruppe mit segmentartigen
Füßen 5 auf dem äußeren Umfang - der Zylinderbüchse 3 aufgestützt und gelagert ist
und somit die Kräfte über diese Büchse 3 auf den Kurbelzapfen i überträgt. Zur seitlichen
und äußeren Überlagerung, die dein Halt und der Führung dient, sind zwei im Querschnitt
winkelförmige Lagerschalen 6 und 7 vorgesehen, die mit ihrem einen Schenkel auf
der Büchse 3 satt aufstehen und mit ihrem anderen Schenkel die Füße 5 überdecken
und Stützflächen für die zweite Stangengruppe, nämlich die Pleuelstangen,8 abgeben.
Diese Pleuelstangen 8 tragen wieder seggmentartige Füße 9, die sich wie gesagt auf
die Lagerschalen 6 und 7 aufstützen und die von den Pleuelstangen 8 zu übertragenden
Kräfte über diese Schalen 6, 7 auf die Büchse 3 und damit auf den Kurbelwellenzapfen
übertragen. Zur Sicherung des äußeren Zusaininenhalts der Gruppe 8 mit ihren Füßen
9 sind letztere übergreifende Schalen io und ii vorgesehen, die die ganze Fußkonstruktion
umschließen. Die Abstützung der äußeren Pleuelgruppe 8 durch die Schalen 6 und 7
unmittelbar auf der Büchse 3 hat zur Folge, daß sich die Pleuelgruppen 4 und 8 in
ihrer gegenseitigen Bewegung nicht behindern. Die mit ihren Füßen innenliegende
Pleuelgruppe 4, entsprechend auch die äußere Pleuelgruppe 8, führt auf ihren Lagerstellen
bei einer Umdrehung der Kurbelwelle sowohl gegenseitig als auch gegenüber dem Hauptpleuel
2 nur geringe Winkelbewegungen aus, so daß auch der Verschleiß infolge der gleitenden
Bewegungen sehr gering ist. Da bei größerer Pleuelzahl wie z. B. bei einem neunzylindrigen
Motor der Segmentbereich des einzelnen Pleuelfußes gering werden würde, sind die
Pleuelfüße 5 und 9, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, mit versetzten Gleitschuhen
12 bzw. 13
ausgerüstet, wobei sich die durch die Schuhe 12 verbreiterten Füße
5 auf die Büchse 3 und die Schuhe 13 der Füße 9 auf die Schalen 6 und 7 stützen.
Durch die so erzielte verhältnismäßig große Auflagefläche der Pleuelfüße wird der
Lagerdruck wesentlich geringer gegenüber der früheren Ausführungsform mit am Hauptpleuel
angelenkten Nebenpleueln.
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Bei großer Pleuelzahl sind die Winkelabstände zweier benachbarter
Pleuel verhältnismäßig gering, was sich noch verschärft durch -_lie eberbrückung
der innenliegenden Pleuelfüße durch die außenliegenden. Um nun zu erreichen, daß
keine Bewegungsheinniungen eintreten, sondern daß die innen abgestützten Pleuelschäfte
teilweise in die außen abgestützten Schäfte und Füße einschwenken können, sind die
Profilformen der Pleuelschäfte, wie dies Fig.3 erkennen läßt, entsprechend gewählt.
Der Querschnitt des Hauptpleuelschaftes 2 ist kreuzförmig, während die Ouerschnittsforinen
der übrigen Pletielscliäfte durch ein liegendes H gekennzeichnet sind, wobei die
Ouerschnittsforin der außen abgestützten Schäfte 8 größer ist als diejenige der
Schäfte 4., so daß letztere in die ersteren eintauchen können. Entsprechend können
die Rippen des kreuzförmigen Hauptpleuelschaftes 2 in die Ouerschnittsform der innen
abgestützten Pleuelstangen 4 einschwenken, soweit dies der Betrieb erfordert. Auf
diese Weise ist es ermöglicht, . die Hauptpleuelstange 2 zwischen einer innen aufgestützten
Pleuelstange 4. und einer außen aufgestützten Pleuelstange 8 unterzubringen und
einzureihen.
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Die geschilderte Pleuelstangenanordnung ergibt sehr gedrängte äußere
Abmessungen, so daß der Einbau überall möglich ist. Die umlaufenden Massen bleiben
dabei sehr gering.
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Man kann die Abstützung der Pleuelfüße auf dein Kurbelzapfen gemäß
Fig.4 auch in anderer `'eise wie bisher geschildert vornelimen. Dabei ist auf den
Kurbelzapfen i eine Büchse 14 aufgesetzt, auf die die Füße 5 der inneren Pleuelstangen
4 abgestützt sind. Zusammengehalten und überlagert werden diese Füße wieder durch
die Schalen 6 und 7. Auf diese Schalen 6 und 7 stützen sich die Füße 9 der äußeren
Pleuelstangen B. Die Ringschalen io und il umgeben wieder diese Füße 9 und überlagern
sie. Die Hauptpleuelstange 2 reicht nun nicht mehr bis zum Kurbelzapfen, sondern
trägt einen Gabelfuß 1 ,5, der die Schalen io und i i überbrückt und mit ihnen fest
verbunden ist. Die Kräfte der Hauptpleuelstange 2 werden so über die Schalen io
und i i auf die Schalen 6 und 7 und von diesen auf die Büchse 14 und den 1,#urbelzapfen
i übertragen.