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Lagerung der Pleuelstangen bei schnellaufenden Verbrennungskraftmaschinen.
Bei den in Verbrennungskraftmaschinen für hohe Umdrehungszahlen auftretenden grossen Fliehkräften und Lagerpressungen beim Massenwechsel des Kurbelzapfens mit Pleuelstangen und Kolben an den Totpunkten bleibt das Öl nicht im Lager, was ein Heisslaufen des Kurbelzapfens zur Folge hat.
Aus diesem Grunde sind Gleitlager nur bis zu einer bestimmten Drehzahl zulässig. Die Bedingungen, denen daher ein Pleuelstangenlager für schnellaufende Verbrennungskraftmaschinen entsprechen muss, sind : wenig Ölbedarf, geringste Reibungsarbeit, d. h. grosser mechanischer Wirkungsgrad, grosse Auf- lagefläche, also kleiner spezifischer Lagerdruck, geringes Gewicht.
Sogenannte Korb-oder Käfiglager können infolgedessen für den Kurbelzapfen nicht in Frage kommen, weil die auftretenden bedeutenden Massenfliehkräfte den Korb oder Käfig nach kurzer Zeit zerstören.
Ausserdem fallen deren Abmessungen zu gross aus und durch die Pendelbewegung der Pleuelstange müssen die Massen der rollenden Zwischenglieder (Kugeln, Walzen, Rollen, Korb und Käfig) abwechselnd be- schleunigt und abgebremst werden. Daraus geht hervor, dass Walzen-, Rollen-und Kugellager dann nicht verwendbar sind, wenn es sich um Pleuelstangen für die neuzeitlichen schnellaufenden Verbrennungsmaschinen handelt, wie sie hauptsächlich für den Betrieb von Kraftwagen Verwendung finden.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Lagerung, die die erwähnten Übelstände vermeidet und ausserdem nachträglich in vorhandenen Maschinen ohne weiteres eingebaut werden kann.
Das Wesen der Erfindung liegt in einer vielfach unterteilten Lagerschale zwischen Achszapfen und Pleuelstange, deren Einzelteile aus Nadeln bestehen, die beim Lauf eine sich frei um den Achszapfen drehende Gleithülse bilden und von denen nur einige, bei zeitweiliger Überlastung, eine Eigendrehung ausführen. Das neue Lager stellt also zugleich ein Gleit-und ein Rollenlager dar. Dabei sind die Bohrungen im Kopf und Fussauge der Pleuelstange so ausgeführt, dass an den Seiten derselben in die Bohrung vorspringende Ränder stehen bleiben, die das Bett für die Nadeln begrenzen und damit gleichzeitig Ölbehälter bilden, in denen die Nadeln liegen.
In der Zeichnung ist eine mit der Erfindung versehene Pleuelstange in Fig. 1 im Längsschnitt und in Fig. 2 in Seitenansicht mit teilweisem Querschnitt dargestellt. Fig. 3 und 4 zeigen je eine der im Kopf und im Fussauge verwendeten Nadeln. Der geteilte Kopf d der Pleuelstange a hat eine Bohrung, die, bis auf einen schmalen ringförmigen Rand e an jeder Seite, grösser ist, als dem Durchmesser des Achszapfens t entspricht.
Es entsteht somit eine Eindrehung b, in die aus Klaviersaitendraht, Silberdraht oder aus Konstruktionsstahl hergestellte, gehärtete und geschliffene Nadeln g eingelegt sind, die gerade
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Länge sehr geringen Durchmessers (2-5 mm, je nach dem Zapfendurchmesser) innig aneinander, rufen also gewissermassen eine bremsende Reibung beim Lauf hervor, die so gross ist, dass bei gewöhnlichem Lagerdruck die Nadeln ein geschlossenes Ganzes, eine sich frei um den Achszapfen t drehende Gleitlagerschale bilden. Nur bei zeitweisen Überlastungen, etwa beim Beginn des Verbrennungshubes, wird der Druck auf einzelne Nadeln, nämlich diejenigen, die gerade von der Beanspruchung getroffen werden,
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dieses bleibt, infolge der überstehenden Ränder e, darin.
Es kann also nicht herausgeschleudert werden und wird auch bei stillstehender Maschine im Ringraum aufbewahrt, so dass der Zapfen stets ausreichend geschmiert ist.
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In der gleichen Weise ist der Bolzen p des Kolbens r von Nadeln gl (Fig. 4) in Art einer Gleithülse umschlossen, die in einer Ausdrehung bl des Fussauges d'eingebracht sind. Auch hier entsteht durch die vorspringenden Ränder e1 ein Vorratsraum für das Öl.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Lagerung der Pleuelstangen bei schnellaufenden Verbrennungskraftmaschinen für hohe Drehzahlen, gekennzeichnet durch eine die Achszapfen und Bolzen der Kolben umgebende Hülse aus Nadeln von im Vergleich zu ihrer Länge sehr geringem Durchmesser, die beim Lauf eine sich frei um den Zapfen und Bolzen drehende Gleithülse bilden und von denen nur einige bei zeitweiser Überlastung eine Eigendrehung ausführen.
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Storage of the connecting rods in high-speed internal combustion engines.
With the large centrifugal forces and bearing pressures that occur in internal combustion engines for high speeds when changing the mass of the crank pin with connecting rods and pistons at the dead centers, the oil does not remain in the bearing, which causes the crank pin to overheat.
For this reason, plain bearings are only permitted up to a certain speed. The conditions that a connecting rod bearing for high-speed internal combustion engines must meet are: little oil requirement, minimal friction work, i.e. H. high mechanical efficiency, large contact area, so low specific bearing pressure, low weight.
So-called cage or cage bearings can consequently not come into question for the crank pin because the significant centrifugal forces that occur destroy the cage or cage after a short time.
In addition, their dimensions are too large and due to the pendulum movement of the connecting rod, the masses of the rolling intermediate links (balls, rollers, rollers, cages and cages) have to be alternately accelerated and decelerated. It can be seen from this that roller, roller and ball bearings cannot be used when the connecting rods are for modern high-speed internal combustion engines, such as those used mainly for the operation of motor vehicles.
The subject of the invention is a storage system which avoids the abovementioned inconveniences and which can also be retrofitted easily into existing machines.
The essence of the invention lies in a multiple subdivided bearing shell between the journal and connecting rod, the individual parts of which consist of needles that form a sliding sleeve that rotates freely around the journal and only some of which, when temporarily overloaded, rotate by themselves. The new bearing is a sliding and a roller bearing at the same time. The bores in the head and foot eye of the connecting rod are designed so that edges protruding into the bore remain on the sides of the same, which limit the bed for the needles and thus simultaneously Form oil containers in which the needles lie.
In the drawing, a connecting rod provided with the invention is shown in FIG. 1 in longitudinal section and in FIG. 2 in side view with partial cross-section. 3 and 4 each show one of the needles used in the head and in the foot eye. The split head d of the connecting rod a has a bore which, apart from a narrow annular edge e on each side, is larger than the diameter of the journal t.
This creates a recess b into which hardened and ground needles g made from piano wire, silver wire or structural steel are inserted, which are straight
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Lengths of very small diameter (2-5 mm, depending on the journal diameter) close together, so to a certain extent cause a braking friction when running, which is so great that with normal bearing pressure the needles form a closed whole, one freely around the journal Form rotating plain bearing shell. Only in the case of temporary overloads, for example at the start of the combustion stroke, is the pressure on individual needles, namely those that are currently being hit by the load,
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this remains, due to the protruding edges e.
It cannot be thrown out and is stored in the annulus even when the machine is at a standstill, so that the pin is always adequately lubricated.
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In the same way, the bolt p of the piston r is surrounded by needles g1 (FIG. 4) in the manner of a sliding sleeve, which are inserted into a recess bl of the foot eye d. Here, too, the protruding edges e1 create a storage space for the oil.
PATENT CLAIMS:
1. Storage of the connecting rods in high-speed internal combustion engines, characterized by a sleeve surrounding the stub axles and bolts of the pistons made of needles of very small diameter compared to their length, which form a sliding sleeve that rotates freely around the pin and bolt when running and only a few of which rotate on their own when temporarily overloaded.