DE19802284A1

DE19802284A1 - Kolben-Pleuelverbindung für Tauchkolben

Info

Publication number: DE19802284A1
Application number: DE1998102284
Authority: DE
Inventors: Heribert Dipl Ing Moeller
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 1999-07-29

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-Pleuelverbindung für Tauchkolben gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Die Verbindung von Kolben und Pleuel erfolgt bei Tauchkolben üblicherweise mittels eines Kolbenbolzens, welcher den Kolben und ein Pleuelauge in Bohrungen durch dringt. Bei einer hochbelasteten Verbindung vorgenannter Art muß der Kolbenbolzen aus Gründen der Verformung und der Flächenpressung reichlich dimensioniert wer den, was mit einer beträchtlichen Masse einhergeht und entsprechende Massenträg heitskräfte hervorruft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung von Kolben und Pleuel zu schaffen, welche mit möglichst geringer Masse zu realisieren ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent anspruches 1 gelöst.

Durch die unmittelbare Lagerung des Pleuelauges in der Bohrung des Kolben wird der schwere Kolbenbolzen eingespart, wodurch die daraus resultierenden Massenkräfte spürbar reduziert werden. Durch die Ausnehmung im Kolbenmantel kann das Pleuel leicht montiert werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung kann Anspruch 2 entnommen werden. Durch das Auf schieben einer Lagerhülse auf das Pleuelauge spart man die Feinstbearbeitung der Um fangsfläche des Pleuelauges. Die Lagerhülse kann eine handelsübliche Wälzlagerhülse sein und diese kann durch einen Bolzen fixiert werden.

Eine Erhöhung der Stabilität des Kolbens im Bereich der Ausnehmung ist Anspruch 3 zu entnehmen.

Durch den Stahlring wird ein mögliches Atmen als Folge der Ausnehmung zuverlässig vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand von Zeichnungen dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt I-I mit Lagerung des Pleuelauges in der Bohrung des Kolbens

Fig. 2 einen Schnitt II-II

Fig. 3 einen Schnitt III-III

Einen Schnitt I-I zeigt Fig. 1. Ein Pleuel 1 mit Pleuelauge 2 ist erfindungsgemäß unmittelbar schwenkbar in einer Bohrung 3 eines Kolbens 4 gelagert. Das Pleuelauge 2 ist zu diesem Zweck auf seiner äußeren Umfangsfläche 5 zirkular bearbeitet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf die Umfangsfläche 5 des Pleuelauges 2 noch eine Lagerhülse 6 geschoben. Der Vorteil einer Lagerhülse 6 ist darin zu sehen, daß die Umfangsfläche 5 mit einem Fräser bearbeitet werden kann. Als Lagerhülse kann eine handelsübliche Wälzlagerhülse verwendet werden, welche bei hoher Oberflä chengüte relativ preisgünstig ist. Die Lagerhülse 6 wird geschlitzt und auf die Um fangsfläche 5 aufgeschoben. Zur Fixierung kann ein Bolzen 7 verwendet werden.

Um eine Verformung der Nabe 8 der Bohrung 3 zu vermeiden werden Rippen 9 vorge sehen.

Die aus dem Druck der Brenngase herrührenden Kräfte wirken auf die den Kolbenbo den zugewandte obere Hälfte der Nabe 8, während auf die untere, offene Hälfte der Nabe 8 nur die Massenkräfte wirken, die aber wesentlich kleiner sind.

Zur Montage des Pleuels 1 ist im Kolbenmantel 10 mindestens eine Ausnehmung 11 erforderlich, durch welche das Pleuel 1 mit Pleuelauge 2 eingeschoben wird. Um ein Atmen des Kolbenmantels 10 auch bei hoher Belastung zu unterdrücken kann ein Stahlring 12 vorgesehen werden, welcher über eine Eindrehung am freien Rand des Kolbenmantels 10 geschoben wird. Der Stahlring 12 kann aufgepreßt oder aufgezogen werden.

Fig. 2 stellt einen Schnitt II-II dar. Das Pleuelauge 2 ist mit seiner äußeren Umfangs fläche 5, bzw. in der dargestellten Ausführungsform mittels der Lagerhülse 6 in der Nabe 8 der Bohrung 3 geführt. Ein Kolbenbolzen kann vollkommen in Wegfall kommen. Durch Wahl der Breite und des Durchmessers des Pleuelauges 2 kann die Höhe der Flächenpressung festgelegt werden. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die erfindungsgemäße Verbindung von Kolben und Pleuel wesentlich leichter baut als die übliche Verbindung mit Bolzen, wo die Flächenpressung zwischen Bolzen und der Pleuelaugenbohrung und zwischen Bolzen und Kolbenboden auftritt. Zur weiteren Ge wichtsreduzierung kann das Pleuelauge 2 noch mit einer Zentralbohrung 13 versehen werden.

Im Schnitt III-III gemäß Fig. 3 erkennt man die Rippen 9 die der Versteifung des Kolbenmantels 10 dienen. Das Pleuel 1 wird bei der Montage durch eine der seitlichen Ausnehmungen 11 eingeschoben.

Neben der Gewichtseinsparung und daraus resultierender Reduzierung der Massen kräfte ergibt sich auch ein verbessertes λ - Verhältnis (λ = r/l), wobei r den Kurbelradius und 1 die Länge der Pleuelstange von Mitte Pleuelkopf bis Mitte Pleuelauge bedeutet.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kolben-Pleuelverbindung ist in der gerin geren Bauhöhe eines damit ausgerüsteten Motors zu sehen. Die Bohrung 3 (Fig. 1) kann natürlich viel näher an den Kolbenboden gerückt werden, als im Ausführungsbei spiel dargestellt. Daraus ergibt sich eine geringere Bauhöhe des Motors.

Claims

1. Kolben-Pleuelverbindung für Tauchkolben, bei der der Kolben zur Ver bindung mit dem Pleuel eine Bohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pleuelauge (2) auf seiner äußeren Umfangsfläche (5) zum Zwecke der unmittelbaren Lagerung in der Bohrung (3) als zylindrische Oberfläche bearbeitet ist, und daß der Kolbenmantel (10) für die Aufnahme des Pleuels (1) mindestens eine Ausnehmung (11) aufweist.

2. Kolben-Pleuelverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Pleuelauge (2) zusätzlich eine geschlitzte Lagerhülse (6) aufgeschoben wird und daß zur Fixierung der Lagerhülse (6) gegenüber dem Pleuelauge (2) ein Bolzen (7) vorgesehen ist.

3. Kolben-Pleuelverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß im Bereich des freien Randes des Kolbenmantels (10) ein Stahl ring (12) aufgepreßt, oder aufgeschrumpft ist.