DE1178259B

DE1178259B - Haupt- und Nebenpleuelstange fuer V-Maschinen

Info

Publication number: DE1178259B
Application number: DEM43582A
Authority: DE
Inventors: Werner Moench
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1959-12-03
Filing date: 1959-12-03
Publication date: 1964-09-17
Also published as: CH395643A; US3176542A; GB903202A; BE597689A

Description

Haupt- und Nebenpleuelstange für V-Maschinen Die Erfindung geht aus von einer Haupt- und Nebenpleuelstange für Kolbenmaschinen mit V-Anordnung der Zylinder in einem V-Winkel gleich oder kleiner als 90', insbesondere für Brennkraftmaschinen, bei denen die Nebenpleuelstange an dem mindestens aus einem mit der Hauptpleuelstange verbundenen Oberteil und einem abnehmbaren Lagerdeckel bestehenden Kurbelzapfenlager derart angelenkt ist, daß sowohl die Hauptpleuelstange als auch die Nebenpleuelstange, letztere ohne Lösen ihrer Anlenkverbindung, nach Abnahme des Lagerdeckels von dem Oberteil durch die zugehörigen Zylinder herausgezogen werden können.
Die bisher bekannten Haupt- und Nebenpleuelstangenanordnungen der vorstehend beschriebenen Art, sind, wenn die Teilungsebene des Kurbelzapfenlagers senkrecht zur Längsachse der Hauptpleuelstange verläuft, nicht für die am häufigsten vorkommenden V-Winkel gleich oder kleiner als 90' geeignet, da in diesem Fall der Anlenkpunkt der Nebenpleuelstange eine für höhere Arbeitsdrücke unbrauchbare ungünstige Lage erhält. Die im ersten Beschreibungsabsatz erwähnten Haupt- und Nebenpleuelstangen sind, wenn die Teilungsebene des Lagerdeckels geneigt zur Längsachse der Hauptpleuelstange verläuft, zwar für V-Winkel gleich odei kleiner als 90-' geeignet, weisen aber den Nachteil auf, daß die Lagerteilungsebene in der Hauptbelastungszone des Kurbelzapfenlagers liegt, so daß unter dem Einfluß des Lagerdruckes Verschiebungen zwischen den Lagerhälften auftreten können, welche die meist sehr dünne Lagerschale nicht erträgt und die, wenn sie auch nur hundertstel Millimeter betragen, der Betriebssicherheit des Lagers gefährlich werden können. Um diese Gefahr zu verringern, ist bei den bekannten Haupt- und Nebenpleuelstangen der an zweiter Stelle genannten Art notwendig,*die durch die Kräfte aus den Gasdrücken hoch beanspruchte Verbindung der Lagerhälften als Kerbverzahnung auszuführen, deren Zähne geläppt werden, damit alle oder nahezu alle Zähne tragen. Diese Bearbeitung verursacht besonders bei Pleuelstangen größerer Dieselmotoren einen ganz erheblichen Kostenaufwand.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung an einer Haupt- und Nebenpleuelstange der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß das Oberteil in an sich bekannter Weise abnehmbar mit Hilfe von Pleuelschrauben, die in den Pleuelfuß, in das Oberteil und in den Lagerdeckel eingreifen, am Pleuelfuß befestigt ist und daß die Nebenpleuelstange an dörti#Oberteil seitlich neben einer Pleuelschraübe angelenkfist. Diese Maßnahme bewirkt, daß Lager- und Lagerschalenteilungsebene des Kurbelzapfenlagers mindestens annähernd zusammenfallen können und daß die Ansätze, welche die Schubkräfte in den Teilungsebenen des Kurbelzapfenlagers aufiunehmen haben, nicht die Steifigkeit wie bei den bekannten Bauarten mit Kerbverzahnung aufweisen müssen, d. h. als einfache einzelne Absätze ausgeführt werden können, die fertigungstechnisch keine Schwierigkeiten bieten. Außerdem lassen sich, da die Breite des Oberteiles senkrecht zur Lagerachse gemessen bei der erfindungsgemäßen Lösung keinen Einfluß auf die Ausbaumöglichkeit der Nebenpleuelstange ausübt, im Verhältnis zum Kolbendurchmesser sehr dicke Kurbelzapfen (Kurbelzapfen = Kolbendurchmesser) ausführen, was angesichts der ständig wachsenden Arbeitsdrücke von großer Bedeutung ist.
Die Einzelmerkmale, deren technische Bedeutung nachstehend erläutert wird, sind an sich bekannt. Die angegebenen Wirkungen treten nur im Zusammenhang mit dem vorgenannten Lösungsprinzip ein.
Die übliche Anordnung der Pleuelstangenschrauben senkrecht zur Teilurigsebene des Kurbelzapfenlagers kann beibehalten werden, wenn die Teilungsebene zwischen Oberteil und Hauptpleuelfuß sowie zwischen Oberteil und Lagerdeckel parallel' zur Lagerachse sowie geneigt zur Längsachse der Hauptpleuelstange verlaufen.
Eine Verminderung der Schubkraft aus den Arbeitsdrücken in der Teilungsebene des Kurbelzapfenlagers ergibt sich, wenn mindestens die Teilungsebene zwischen Oberteil und Hauptpleuelfuß sowie vorzugsweise auch zwischen Oberteil und Lagerdeckel parallel zur Lagerachse sowie senkrecht zur Längsachse der Hauptpleueistange verläuft. Kleine Abmessungen des Hauptpleuelfußes und damit ein günstiges Verhältnis von Kurbelzapfendurchmesser zu Kolbendurchmesser sowie eine günstige Lage des Anlenkpunktes der Nebenpleuelstange bei V-Winkeln in der Gegend von 45' ergeben sich dadurch, daß die dem Anlenkpunkt für die Nebenpleuelstange benachbarte Pleuelschraube in einer zur Lagerachse parallelen, zur Längsachse der Hauptpleuelstange geneigten Ebene liegt.
Die Abmessungen des Pleuelfußes können weiterhin noch dadurch verringert werden, daß die Pleuelschrauben in zwei zur Lagerachse parallelen, zur Längsachse der Hauptpleuelstange geneigten vorzugsweise spiegelbildlichen Ebenen angeordnet sind.
Zweckmäßig greift das Oberteil des Kurbelzapfenlagers mit einem Ansatz über den Hauptpleuelfuß mindestens an der der Nebenpleuelstange zugewandten Seite und mit einem oder zwei Absätzen über den Lagerdeckel. Dadurch wird erreicht, daß die Breite des Oberteiles senkrecht zur Lagerachse gemessen und damit der Kurbelzapfendurchmesser im Verhältnis zum Kolbendurchmesser sehr groß sein kann, ohne daß die Möglichkeit des Ausbaues der Nebenpleuelstange durch den Zylinder beeinträchtigt wird.
Der Zusammenbau des Kurbelzapfenlagers im Kurbelgehäuse wird dadurch erleichtert, daß vorzugsweise an der der Nebenpleuelstange abgewandten Seite des Hauptpleuelfußes eine Halteschraube vorgesehen ist, die in das Oberteil des Kurbelzapfenlagers eingreift und zum Zusammenhalten beider Teile beim Einbau der Pleuelschrauben und des Lagerdeckels führt.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Ausführungsart, bei der die Teilungsebene des Kurbelzapfenlagers geneigt zur Längsachse der Hauptpleuelstange verläuft, F i g. 2 eine Ausführung, bei der die vorerwähnte Teilungsebene senkrecht zur Längsachse der Hauptpleuelstange verläuft und bei der die dem Anlenkpunkt der Nebenpleuelstange benachbarte Pleuelschraube schräg zur Längsachse der Hauptpleuelstange liegt, F i g. 3 eine Ausführung die der Bauart nach F i g. 2 entspricht, mit dem Unterschied, daß die Pleuelschrauben beiderseits des Kurbelzapfens schräg zur Längsachse der Hauptpleuelstange angeordnet sind.
An der Hauptpleuelstange 1 ist das Oberteil 2, das zusammen mit den Lagerschalenhälften 3 und 4 -und dem Lagerdeckel 5 das Kurbelzapfenlager einer Brennkraftma-schine mit V-Anordnung der Zylinder bildet, mit Hifle der Pleuelschrauben 6 und 7 befestigt. Der V-Winkel beträgt bei dem dargestellten Beispiel 45', kann aber auch Werte bis zu 90' annehmen. Es können jeweils eine oder zwei Pleuelschrauben 6 und 7 in einer zur Lagerachse 8 parallelen Ebene vorgesehen werden. Die Teilungsebene 9 zwischen Oberteil 2 und Hauptpleuelfuß 10 kann geneigt oder senkrecht zur Längsachse 11 der Hauptpleuelstange 1 verlaufen, ebenso die Teilungsebene 12 zwischen Oberteil 2 und Lagerdeckel 5. Die Pleuelschraube 6, die dem Anlenkpunkt 13 der Nebenpleuelstange 14 benachbart ist, kann in einer geneigt zur Längsachse 11 verlaufenden Ebene hegen. Die Pleuelschraube 7 kann ebenfalls in einer zur Achse 11 geneigten Ebene liegen, und zwar entweder parallel zur Schraube 6 oder spiegelbildlich zur Schraube 6, wobei die Achse 11 die Symmetrieachse bildet. Die Schraube 7 kann auch parallel zur Achse 11 angeordnet sein. An dem Oberteil 2 befindet sich ein etwa halbkreisförmiger Lappen 15, der von der Nebenpleuelstange 14 umfaßt wird und den Anlenkbolzen 16 aufnimmt. Das Oberteil 2 greift mindestens mit dem Absatz 17, welcher der Nebenpfeuelstange benachbart ist, über den Hauptpleuelfuß 10. Es kann aber auch noch ein weiterer Absatz 18 über den Hauptpleuelfuß 10 greifen. Das Oberteil 2 greift ferner mit den Absätzen 19 und 20 oder mit einem von beiden über den Lagerdeckel 5. Die Schraube 21, die vorzugsweise an der der Nebenpleuelstange 14 abgewandten Seite angeordnet ist, greift in das Oberteil 2 ein und dient zum Zusammenhalten von Hauptpleuelfuß 10 und Oberteil 2, damit der Lagerdeckel 5 sowie die Schrauben 6 und 7 leicht eingebaut werden können. Die Breitenabmessungen des Hauptpleuelfußes 10 und des Oberteiles 2 sind so gewählt, daß beide Teile, letzteres mit der Nebenpleuelstange 14 durch den Anlenkbolzen 16 verbunden, zusammen mit den Kolben 22 durch die nicht gezeigten Zylinder herausgezogen werden können. Dabei wird das Oberteil 2 selbstverständlich in die günstigste Lage zur Nebenpleuelstange 14 geschwenkt.

Claims

Patentansprüche: 1. Haupt- und Nebenpleuelstange für Kolbenmaschinen mit V-Anordnung der Zylinder in einem V-Winkel gleich oder kleiner als 90', insbesondere für Brennkraftmaschinen, bei denen die Nebenpleuelstange an dem mindestens aus einem mit der Hauptpleuelstange verbundenen Oberteil und einem abnehmbaren Lagerdeckel bestehenden Kurbelzapfenlager derart angelenkt ist, daß sowohl die Hauptpleuelstange als auch die Nebenpleuelstange, letztere ohne Lösen ihrer Anlenkverbindung, nach Abnahme des Lagerdeckels von dem Oberteil durch die zugehörigen Zylinder herausgezogen werden können, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (2) in an sich bekannter Weise abnehmbar mit Hilfe von Pleuelschrauben (6, 7), die in den Pleuelfuß (10), in das Oberteil und in den Lagerdeckel (5) eingreifen, am Pleuelfuß (10) befestigt ist, und daß die Nebenpleuelstange (14) an dem Oberteil seitlich neben einer Pleuelschraube (6) angelenkt ist.
2. Haupt- und Nebenpleuelstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tei-.lungsebenen (9, 12) zwischen Oberteil (2) und Hauptpleuelfuß (10) sowie zwischen Oberteil (2) und Lagerdeckel (5) parallel zur Lagerachse (8) sowie geneigt zur Längsachse (11) der Hauptpleuelstange (1) verlaufen. 3. Haupt- und Nebenpleuelstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Teilungsebene (9) zwischen Oberteil (2) und Hauptpleuelfuß (10) sowie vorzugsweise auch die Teilungsebene (12) zwischen Oberteil (2) und Lagerdeckel (5) parallel zur Lagerachse (8) sowie senkrecht zur Längsachse (11) der Hauptpleuelstange (1) verlaufen. 4. Haupt- und Nebenpleuelstange nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Anlenkpunkt (13) für die Nebenpleuelstange (14) benachbarte Pleuelschraube(n) (6) in einer zur Lagerachse (8) parallelen, zur Längsachse (11) der Hauptpleuelstange (1) geneigten Ebene liegt/liegen. 5. Haupt- und Nebenpleuelstange nach Anspruch 1. bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuelschrauben (6, 7) in zwei zur Lagerachse (8) parallelen, zur Längsachse (11) der Hauptpleuelstange (1) geneigten, vorzugsweise spiegelbildlichen Ebenen angeordnet sind. 6. Haupt- und Nebenpleuelstange nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorhergehenden Unteransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (2) des Kurbelzapfenlagers mit einem Ansatz (17, 18) über den Hauptpleuelfuß (10) mindestens an der der Nebenpleuelstange (14) zugewandten Seite (17) greift. 7. Haupt- und Nebenpleuelstange nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorhergehenden Unteransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (2) des Kurbelzapfenlagers ein- oder beidseitig mit einem Ansatz (19, 20) über den Lagerdeckel (5) greift. 8. Haupt- und Nebenpleuelstange nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorhergehenden Unteransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise an der der Nebenpleuelstange (14) abgewandten Seite des Hauptpleuelfußes (10) eine Halteschraube (21) vorgesehen ist, die in das Oberteil (2) des Kurbelzapfenlagers eingreift und zum Zusammenhalten beider Teile beim Einbau der Pleuelschrauben (6, 7) und des Lagerdeckels (5) dieiV. in Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 960 594, 834 624; französische Patentschrift Nr. 657 045; britische Patentschrift Nr. 104 408.