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Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine umfassend wenigstens einen Kolben der über einen Kolbenbolzen an einem ersten Pleuelauge eines Pleuels mit diesem verbunden ist, wobei das Pleuel einen zumindest bereichsweise innenliegenden Schmiermittelkanal aufweist, der über eine Öffnung am ersten Pleuelauge Schmiermittel zur Lagerstelle des Kolbenbolzens fördert, wobei der Kolbenbolzen drehbar am Kolben und drehbar am Pleuel gelagert ist.
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Aus der französischen Patentschrift
FR 917 647 A geht eine Kolben-Pleuel-Verbindung hervor, wobei ein Kolbenbolzen über einen Lagerring in einem ersten Pleuelauge eines Pleuels drehbar gelagert ist, wobei über an den Stirnseiten des Kolbenbolzens angeordnete Sprengringe eine axiale Verschiebung des Kolbenbolzens verhindert wird. Das Pleuel weist eine geradlinig und mittig über die Längsachse des Pleuels verlaufenden Kanal auf, der über eine Ringnut um den Kolbenbolzen bzw. das Kolbenbolzenlager herum zu einer stirnseitigen Öffnung des Pleuels führt.
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Eine gattungsbildende Hubkolbenmaschine ist aus der
SE 531 592 C2 bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die über einen Kolbenbolzen erfolgende Kolben-Pleuel-Verbindung einer Hubkolbenmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 derart weiterzubilden, dass ein verbesserter und zuverlässiger Aufbau eines tragfähigen Ölfilms und/oder generell eine verbesserte Schmierung zwischen dem Kolbenbolzen innerhalb des Kolbenpleuelverbundes gewährleistet wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung Schäden, wie beispielsweise das Fressen des Kolbenbolzens im Kolben oder in der Pleuellagerbuchse zu verhindern und einen kontinuierlichen und tragfähigen Schmierfilm zu erreichen.
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Diese Vorteile sollen als weitere Aufgabe durch geringfügige Veränderungen und Eingriffe in das Design des Kolben-Pleuel-Verbundes realisiert werden.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 10.
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Als Kern der Erfindung wird es angesehen, dass dem Kolbenbolzen durch Beaufschlagung mit dem Schmiermittel ein Drehimpuls und eine Drehbewegung um seine Rotationsachse aufprägbar ist, wobei hierzu zumindest die Öffnung und/oder der Schmiermittelkanal des ersten Pleuelauges derart angeordnet ist, dass der Drehpunkt der Rotationsachse nicht auf der Wirklinie der von dem Schmiermittel ausgehenden Kraft liegt und die Kraft den Kolbenbolzen in eine Drehbewegung versetzt. Durch diesen nicht mittigen Verlauf der Wirklinie relativ zu dem Drehpunkt der Rotationsachse des Kolbenbolzens wird es ermöglicht, durch die Beaufschlagung des Kolbenbolzens mit dem Schmiermittel und damit durch den anliegenden Druck des Schmiermittels einen Drehimpuls auf den Kolbenbolzen aufzubringen. Dies wird vorzugsweise dadurch verstärkt, dass der „Hebel“ und damit die Länge des Lots vom Drehpunkt auf die Wirklinie wenigstens ein Drittel des Radius des Kolbenbolzens, vorzugsweise wenigstens die Hälfte des Radius des Kolbenbolzens, besonders bevorzugt wenigstens drei Viertel des Radius des Kolbenbolzens, insbesondere im wesentlichen Tangential zu dem Kolbenbolzen verläuft. Durch diese vom Drehpunkt der Symmetrieachse beabstandete Krafteinwirkung des Schmiermittels an dessen Wirklinie kann die Drehbewegung initiierende Wirkung des Schmiermittels verstärkt werden. Mit im Wesentlichen tangential zum Kolbenbolzen ist gemeint, dass die Länge des Lots von dem Drehpunkt auf die Wirklinie wenigstens 80 % des Radius des Kolbenbolzens entspricht und damit die Wirklinie im wesentlichen tangential zu dem Kolbenbolzen verläuft.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Umfangsfläche des Kolbenbolzens zumindest bereichsweise mit wenigstens einem Eingriffbereich versehen ist, auf dem zumindest phasenweise der aus der Öffnung des Schmiermittelkanals austretende Schmiermittelstrom auftrifft. Der Eingriffbereich kann beispielsweise eine Ausnehmung und/oder eine aufgeraute Oberfläche umfassen, so dass sich an oder in dem Eingriffbereich eine zumindest vergrößerte Berührfläche mit dem Schmiermittel ergibt. Beispielsweise kann der Eingriffbereich als eine entweder kontinuierliche oder sequenzielle Ringnut an der Umfangsfläche des Kolbenbolzens angeordnet sein. Dadurch dass der Eingriffbereich zumindest phasenweise mit der Öffnung des Schmiermittelkanals korrespondiert, kann das Schmiermittel den Eingriffbereich beaufschlagen und eine Kraftübertragung stattfinden. Vorzugsweise ist der Eingriffbereich mit wenigstens einer Ausnehmung und/oder einer aufgerauten Oberfläche versehen. Der Eingriffbereich kann auch durch ein Beschichtungsverfahren auf den Kolbenbolzen aufgebracht werden, so dass ein beschichteter Kolbenbolzen vorliegt.
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Bevorzugt erstreckt sich der Schmiermittelkanal des Pleuels von einem zweiten Pleuelauge, vorzugsweise einem kurbelwellenseitigen Pleuelauge zu dem ersten Pleuelauge im Inneren des Pleuels. So kann als Ölförderweg ein Weg beschritten werden, der von einem Kurbelwellenhauptlager über entsprechende Kanäle und/oder Rillen der Kurbelwelle zu dem zweiten Pleuelauge des Pleuels führt. Von dem zweiten Pleuelauge kann das Öl über einen den im Inneren des Pleuels verlaufenden Kanal zu einem ersten Pleuelauge und anschließend das zu dem Kolbenbolzen transportiert werden.
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Der Schmiermittelkanal verläuft bevorzugt geradlinig innerhalb des Pleuels, dabei schließtder Kanal zu der Längsachse des Pleuels einen Winkel α von 2 ° - 20 °, vorzugsweise einen Winkel α von 4° - 15° ein. Alternativ kann der geradlinige Schmiermittelkanal innerhalb des Pleuels auch parallel oder im Wesentlichen parallel zur Mittellängsachse des Pleuels verlaufen, jedoch ist er dann um wenigstens 5 %, vorzugsweise um wenigstens 15 % der minimalen Breite des Pleuels parallel zu der Längsachse des Pleuels versetzt angeordnet. Durch diese dezentrale Anordnung des Kanals relativ zur Mittellängsachse oder durch die einen Winkel von 2° bis 20° einschließende Anordnung des Kanals zu der Mittellängsachse wird eine außermittige Anordnung der Wirklinie im Angriffsbereich an den Kolben erreicht, so dass der Drehimpuls eingebracht werden kann. Gleichzeitig wird durch die entsprechende oben beschriebene Winkellage und/oder die in Grenzen vorgesehene Versetzung des Kanals relativ parallel zu der Längsachse des Pleuels gewährleistet, dass trotz Materialschwächung im Pleuel durch die erfindungsgemäße Lage des Schmiermittelkanals noch eine ausreichende Festigkeit des Pleuels gegeben ist.
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Der Eingriffbereich ist vorzugsweise mit wenigstens zwei Ausnehmungen versehen, die punktsymmetrisch und/oder drehsymmetrisch zum durch die Rotationsachse gebildeten Zentrum des Kolbenbolzens angeordnet sind. Die punktsymmetrische und/oder drehsymmetrische Anordnung des Eingriffbereichs erlaubt einerseits eine einfache und kostengünstige Fertigung des erfindungsgemäßen Kolbenbolzens als auch eine vorteilhafte Ausgestaltung des Kolbenbolzens hinsichtlich der Drehbewegungseinbringung durch das Schmiermittel. Diese Vorteile werden alternativ oder zusätzlich auch dadurch erreicht, dass wenigstens zwei Ausnehmungen äquidistant auf der Umfangsfläche des Kolbenbolzens angeordnet sind.
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Die Ausnehmung bzw. die Ausnehmungen des Eingriffsbereich sind vorzugsweise nach Art einer Sackgasse und/oder nach Art einer Schaufel oder nach Art einer Rändelung ausgebildet, insbesondere die sackgassen- oder schaufelartige Ausbildung des Eingriffsbereichs erlaubt einen effektiven Antrieb des Kolbenbolzens ausgehend von dem anliegenden Schmiermitteldruck.
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Hinsichtlich einer einfachen Fertigung und/oder einer wirkungsvollen Ausgestaltung der Schnittstelle für den anliegenden Öldruck ist es vorteilhaft, wenn der Eingriffbereich über ein ringartigen Längsabschnitt des Kolbenbolzens an dessen Umfangsfläche angeordnet ist, wobei der ringartige Längsabschnitt vorzugsweise eine konstante Ringbreite aufweist und/oder die Ringbreite wenigstens 50 % der maximalen Länge der Öffnung beträgt. Bessere Ergebnisse lassen sich darüber hinaus erreichen, wenn die Ringbreite wenigstens 90 % der maximalen Länge der Öffnung, insbesondere wenigstens 125 % der maximalen Länge der Öffnung beträgt. Damit kann die Öffnung sowohl größer als auch kleiner als die Ringbreite ausgestaltet sein. Je nach Wahl des Verhältnisses zwischen Öffnung des Kanals und der Ringbreite kann eine stärkere oder schwächere Antriebskraft ausgehend von dem anliegenden Öl realisiert werden.
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Eine Effektivitätssteigerung des Antriebs des Kolbenbolzens kann zusätzlich oder alternativ auch dadurch gewährleistet werden, dass der Eingriffbereich derart unsymmetrisch zur Radiuslinie des Kolbenbolzens ausgebildet ist, dass bei Beaufschlagung des Eingriffbereichs mit dem Schmiermittel eine definierte Richtung für den aufgeprägten Drehimpuls erreicht wird. Mit der unsymmetrischen Ausgestaltung des Eingriffbereichs relativ zu der Radiuslinie des Kolbenbolzens wird erreicht, dass der anliegende Schmiermitteldruck den Kolbenbolzen in eine definierte Drehrichtung bewegt. Dadurch wird es ermöglicht die Eingriffbereiche und/oder die Lagerstellen des Kolbenbolzens an dem Pleuel bzw. an dem zwischen dem Pleuel und dem Kolbenbolzen angeordnete Lagerelemente gezielter auszulegen.
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Erfindungsgemäß ist zwischen dem Kolbenbolzen und dem ersten Pleuelauge ein Lagerelement angeordnet, das beispielsweise wenigstens zwei Lagerschalen oder einen Lagerring (z.B. eine Lagerbuchse) aufweist, wobei das Lagerelement mit einem Durchbruch versehen ist, der mit der Öffnung des Schmiermittelkanals korrespondiert, sodass das Schmiermittel aus der Öffnung des Schmiermittelkanals austreten, den Durchbruch passieren und am Kolbenbolzen anliegen kann. Erfindungsgemäß ist das Lagerelement zumindest im Endmontagezustand verdrehsicher innerhalb des Pleuelauges angeordnet.
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Das Lagerelement selbst ist erfindungsgemäß mit einem Ölführungsbereich versehen, der wiederum beispielsweise wenigstens zwei Ausnehmungen umfasst, die in Endmontagestellung zumindest phasenweise im Bereich des Eingriffbereichs des Kolbenbolzens liegen. Der Ölführungsbereich kann besonders bevorzugt eine weitere Konkretisierung umfassen, nämlich einen Entspannungsbereich und einen Verdrängungsbereich. Der Verdrängungsbereich wirkt derart, dass bei relativer Verdrehung des Kolbenbolzens zu dem Lagerelement den Druck des sich im Ölführungsbereich befindlichen Öls erhöht und dieses vorzugsweise zu benachbarten Flächenabschnitten verdrängt. Es kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass sich in dem Entspannungsbereich in einer ersten relativ verdrehten Position von Kolbenbolzen und Ölführungsbereich Öl ansammelt und bei weiterer Verdrehung des Kolbenbolzens relativ zu dem Ölführungsbereich das Volumen, das sich aus dem Entspannungsbereich, dem Verdrängungsbereich und dem Ölführungsbereich zusammen ergibt, verringert. Durch diese Relativverdrehung und die Volumenreduktion steigt der Druck des Öls im Verdrängungsbereich an, so dass das Öl zum Beispiel über entsprechende Gleitschrägen an benachbarte Bereiche des Verdrängungsbereichs ausweist bzw. „hineingedrückt“ wird und dort einen Schmierfilm zur besseren Schmierung des Kolbenbolzens bildet.
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Das Pleuel weist erfindungsgemäß neben dem Schmiermittelkanal der sich von dem zweiten Pleuelauge zum ersten Pleuelauge erstreckt, einen Ölabströmkanal auf. Der Ölabströmkanal erstreckt sich vorzugsweise vom ersten Pleuelauge weg und mündet an der äußeren Oberfläche des Pleuels. Der Ölabströmkanal korrespondiert vorzugsweise zumindest phasenweise mit dem Eingriffbereich des Kolbenbolzens direkt oder über einen Durchbruch eines dazwischen liegenden Lagerelementes. Der Ölabströmkanal ist vorteilhaft derart ausgelegt, dass ein gewisser, wenn auch gegebenenfalls diskontinuierlicher Öldurchsatz gewährleistet werden kann. So kann durch die Auslegung des Ölabströmkanals (Querschnitt und/oder Drosselbereich) einerseits und des Eingriffbereichs des Kolbenbolzens andererseits ein ausreichender Volumenstrom des Öls über den Eingriffbereich und über den Abströmkanal gewährleistet werden.
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Andererseits muss der Widerstand des Ölabströmkanals groß genug sein um den Kolbenbolzen durch den Druck des Schmiermittels am Bereich des Eingriffbereiches in eine Drehbewegung zu versetzen. Die weitere Ausgestaltung kann allgemein als Ölnutendesign bezeichnet werden.
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Die Erfindung stützt sich ferner auf einen erfindungsgemäßen Kolbenbolzen der in einer Hubkolbenmaschine verwendet wird.
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Darüber hinaus ist der Gedanke auch durch ein Verfahren gekennzeichnet, das zur Lagerung eines Kolbens über einen Kolbenbolzen an einem ersten Pleuelauge eines ersten Pleuels einen innenliegenden Schmiermittelkanal vorsieht, der Schmiermittel zu einer Öffnung im Bereich des Pleuelauges fördert und den Kolbenbolzen schmiert, wobei die Oberfläche des Kolbenbolzen zumindest bereichsweise mit einem Eingriffbereich versehen ist, der derart beschaffen ist, dass der Kolbenbolzen bei Beaufschlagung des Schmiermittels einen Drehimpuls erfährt, wobei zumindest ein Teil des Impulses des Schmiermittelstroms in die Drehbewegung des Kolbenbolzens übergeht, wobei der Schmiermittelstrom vorzugsweise pulsierend einen Drehimpuls auf den Kolbenbolzen überträgt und/oder einprägt.
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Grundsätzlich ist es für die erfindungsgemäße Vorrichtung unerheblich, ob der am Kolbenbolzen anliegende Schmiermittelstrom kontinuierlich oder pulsierend anliegt. Vorzugsweise wird jedoch die Öffnung des Kanals mit einem pulsierenden Schmiermittelstroms versorgt. Eine derartige Pulsation des Schmiermittels an dem angegebenen Ort kann dadurch erreicht werden, dass an dem Zuführweg des Schmiermittels vorzugsweise an sich drehenden Schnittstellen des Schmiermittelweges über die Drehbewegung der Kurbelwelle sich verändernde Volumenabschnitte befinden und/oder der Schmiermittelzuführweg an bestimmten Relativverdrehungen der Kurbelwelle zu weiteren Schmiermittelwegeelementen gänzlich verschließt.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in Zeichnungsfiguren näher erläutert.
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Diese zeigen:
- 1: eine schematische Vollschnittdarstellung eines erfindungsgemä-ßen Kolben-Pleuel-Verbundes;
- 2: eine schematische perspektivische Darstellung des Kolben-Pleuel-Verbundes gemäß 1;
- 3: eine schematische Vollschnittdarstellung der Seitenansicht des Kolben-Pleuel-Verbundes gemäß 1;
- 4: eine schematische Vollschnittdarstellung einer alternativen Ausführung des Kolben-Pleuel-Verbundes gemäß 3;
- 5 eine schematische Detaildarstellung des Lagerbereiches im ersten Pleuelauge des Pleuels gemäß 3;
- 6 eine schematische Detaildarstellung eines alternativ ausgebildeten Lagerbereiches gemäß 4;
- 7 eine schematische Detaildarstellung des Eingriffbereichs eines Kolbenbolzen;
- 8: eine schematische perspektivische Darstellung eines zweitiligen Lagerrings für ein zweites Pleuelauge;
- 9: eine schematische perspektivische Darstellung eines einteiligen Lagerrings für ein erstes Pleuelauge;
- 10 eine schematische perspektivische Darstellung eines mit Ausnehmungen im Eingriffbereich versehenen Kolbenbolzen;
- 11 eine schematische Vollschnittdarstellung eines Details gemäß 3.
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In den Zeichnungsfiguren sind zwei unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben. Aus Zeichnungsfigur 1 ist ein Teil einer Hubkolbenmaschine dargestellt, umfassend einen Kolben 1 der über einen Kolbenbolzen 2 an einem ersten Pleuelauge 3 eines Pleuels 4 mit diesem verbunden ist, wobei das Pleuel 4 einen zumindest bereichsweise innenliegenden Schmiermittelkanal 5 aufweist, der über eine Öffnung 6 am ersten Pleuelauge 3 Schmiermittel zur Lagerstelle 7 des Kolbenbolzens 2 fördert, wobei der Kolbenbolzen 2 drehbar am Kolben 1 und drehbar am Pleuel 4 gelagert ist. Das zur Öffnung 6 transportierte Schmiermittel gewährleistet eine Schmierung des Kolbenbolzens 2 sowohl am Pleuel 4 als auch am Kolben 1.
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Durch Beaufschlagung des Kolbenbolzens 2 mit einem Schmiermittel wird ein Drehimpuls und eine Drehbewegung gemäß Pfeil D um die Rotationsachse 8 des Kolbenbolzens 2 aufgeprägt. Hierzu ist die Öffnung 6 und/oder der Schmiermittelkanal 5 im Bereich des ersten Pleuelauges 3 derart angeordnet, dass der Drehpunkt 9 der Rotationsachse 8 nicht auf der Wirklinie 10 der von dem Schmiermittel ausgehenden Kraft F liegt und die Kraft F den Kolbenbolzen 2 in eine Drehbewegung D versetzt. Gemäß der Detaildarstellung 11 des Details aus 3 beträgt die Länge des Lots 11 von dem Drehpunkt 9 auf die Wirklinie 10 wenigstens einem Drittel des Radius 12 des Kolbenbolzens 2, besonders bevorzugt verläuft die Wirklinie 10 im wesentlichen tangential zu dem Kolbenbolzen 2. Wie insbesondere aus den Zeichnungsfiguren 1, 5, 6, 7 sowie 10 entnehmbar ist, weist die Umfangsfläche 13 des Kolbenbolzens 2 einen Eingriffsbereich 14 auf, der durch das aus der Öffnung 6 des Schmiermittelkanals 5 austretenden Schmiermittelstroms beaufschlagt wird, wobei dem Schmiermittelstrom ein Teil seines Impulses entzogen wird und zumindest teilweise der entzogene Teil auf den Eingriffbereich 14 übergeht. In der dargestellten Ausführungsform weist der Eingriffbereich 14 regelmäßig über ein schmales Band des Kolbenbolzens 2 verlaufende Ausnehmungen 15 auf, in welche das Schmiermittel eindringen kann. Alternativ oder zusätzlich zu der Ausgestaltung des Eingriffbereichs 14 als Ausnehmung 15 kann dieser auch als eine aufgeraute Oberfläche, und/oder als Beschichtung ausgebildet sein (nicht dargestellt).
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Gemäß Zeichnungsfigur 10 ist der Eingriffbereich 14 über einen ringartigen Längsabschnitt 16 des Kolbenbolzens 2 an dessen Umfangsfläche 13 angeordnet, wobei der ringartige Längsabschnitt 16 eine konstante Ringbreite 17 aufweist und die Ringbreite 17 60 % der maximalen Länge der Öffnung 6 beträgt.
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Das Schmiermittel der Hubkolbenmaschine liegt an einem Kurbelwellenhauptlager 18 an und gelangt über innerhalb der Kurbelwelle 20 verlaufende Kanäle zu dem Lagerort des Pleuels 4, wobei das Pleuel 4 über ein zweites Pleuelauge 19 an der Kurbelwelle 20 drehbar gelagert ist. Der Schmiermittelkanal 5 des Pleuels 4 verläuft von dem zweiten Pleuelauge 19 zu dem ersten Pleuelauge 3 im inneren des Pleuels 4.
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Der Kolbenbolzen 2 und/oder die Kurbelwelle 20 sind, wie in den Zeichnungsfiguren dargestellt, über entsprechende Lagerelemente 21, 21' (vergleiche 8 und 9) gelagert. In der dargestellten Ausführung ist der zweiteilige Lagerring 22 aus Zeichnungsfigur 8 zwischen dem zweiten Pleuelauge 19 und der Kurbelwelle 20 und der zweite, einstückige Lagerring 23 (vergleiche 9) zwischen dem ersten Pleuelauge 3 und dem Kolbenbolzen 2 angeordnet. Beide Lagerringe 22, 23 sind mit Ölführungsbereichen 24, 24' versehen. Diese Ölführungsbereiche 24, 24' können abschnittweise über den Kreisring der Lagerringe 22, 23 verlaufen und weisen vorzugsweise eine Öffnung 25, 26, 26' auf, wobei die Öffnung 25 eine Zuführöffnung des Lagerrings 22 ist und die Öffnung 26 eine Ölzuführöffnung und die Öffnung 26' eine Ölabführöffnung des Lagerringes 23 gemäß 9 ist.
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In einer weiteren nicht dargestellten vorteilhaften Ausführungsform weist der Öffnungsbereich 24, 24' wenigstens zwei voneinander getrennte und/oder beabstandete Ausnehmungen auf, die im Endmontagezustand zumindest phasenweise im Bereich des Eingriffbereichs 14 des Kolbenbolzens 2 liegen. Hierbei kann der Ölführungsbereich 24, 24' einen Entspannungsbereich (nicht dargestellt) und einen Verdrängungsbereich (nicht dargestellt) umfassen, wobei der Verdrängungsbereich während der relativen Verdrehung des Kolbenbolzen 2 zu dem Lagerelement 21, 21' dem Druck des sich im Ölführungsbereich 24, 24' befindlichen Öls erhöht und dieses vorzugsweise zu benachbarten Flächenabschnitten 27, 27' des Kolbenbolzens 2 verdrängt. Die Durchtrittsfläche der Öffnungen 25, 26, 26' können einzeln oder alle gleich oder ähnlich der Durchtrittfläche der Öffnung 6 gewählt sein.
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In der in Zeichnungsfigur 11 dargestellten Ausführungsform ist der Eingriffbereich 14 symmetrisch zur Radiuslinie 28 des Kolbenbolzens 2 ausgebildet, dies gewährleistet eine kostengünstige Herstellung des Kolbenbolzens 2. Alternativ (nicht dargestellt) kann der Eingriffbereich 14 unsymmetrisch zur Radiuslinie 28 ausgebildet sein, so dass bei Beaufschlagung des Eingriffbereichs 14 mit dem Schmiermittel eine Verstärkung der definierten Drehrichtung für den aufgebrachten Drehimpuls auf den Kolbenbolzen 2 - neben dem Effekt aus dem außermittigen Auftreffpunkt der Öffnung 6 der Leitung 5 - erreicht wird.
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Der Eingriffbereich 14 kann zusätzlich oder alternativ mit Ausnehmungen 15 versehen sein, die punktsymmetrisch und/oder drehsymmetrisch zu dem durch die Rotationsachse 8 gebildeten Zentrum (Drehpunkt 9) des Kolbenbolzens 2 angeordnet sind. Die Ausnehmungen sind äquidistant auf der Umfangsfläche 13 angeordnet. Die Ausnehmungen 15 des Eingriffbereichs 14 sind als sackgassenähnliche Ausnehmungen 15 ausgebildet, sodass sich das zugeführte Schmiermittel in den sackgassenähnlichen Ausnehmungen 15 anstaut und durch das Anliegen des Drucks bzw. der Kraft des Schmiermittels eine Drehbewegung des Kolbenbolzens 2 initiiert wird.
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Alternativ oder zusätzlich können die Ausnehmungsbereiche der Ausnehmungen 15 nach Art von Schaufeln und/oder nach Art einer Rändelung ausgebildet sein. Beispielsweise kann fertigungstechnisch dies durch ein materialabtragendes Verfahren wie beispielsweise ein spanabhebendes Verfahren realisiert werden. Ebenso ist es möglich, den Eingriffsbereich 14 durch ein Beschichtungs-, ein Erodier-, ein Laserabtrag- oder sonstige Strukturierungen auf einer Oberfläche schaffende Verfahren zu fertigen. In Zeichnungsfiguren 5 bis 7 ist erkennbar wie das Schmiermittel durch den Schmiermittelkanal 5 über den Durchbruch 26 zu dem Eingriffbereich 14 des Kolbenbolzens 2 gelangt und dort in Drehrichtung D des Kolbenbolzens 2 zumindest bereichsweise mit diesem zwischen dem Lagerelement 21 und dem Kolbenbolzen 2 entlang bis zu dem zweiten Durchbruch 26' des Lagerrings 22 geführt wird und durch den Durchbruch 26' in einen Ölabströmkanal 29 des Pleuels 4 gelangt und von dort an die äußere Oberfläche 30 des Pleuels 4 transportiert wird.
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Zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem ersten Pleuelauge 3 ist ein Lagerelement 21' angeordnet ist und das Lagerelement 21' ist mit einem Durchbruch 26 versehen, der mit der Öffnung 6 des Schmiermittelkanals 5 korrespondiert, wobei das Lagerelement 21' zumindest im Endmontagezustand verdrehsicher innerhalb des ersten Pleuelauges 3 angeordnet, dies erfolgt vorzugsweise über einen Formschluss.
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Der Kolbenbolzen 2 ist vorzugsweise als hülsenartiger Körper ausgebildet um seine Masse gering zu halten. Ferner können die Stirnseiten des Kolbenbolzens 2 eine trichterartige Ausnehmung umfassen um ebenfalls das Gewicht des Kolbenbolzens 2 unter Beibehaltung seiner Festigkeit zu optimieren.
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In den Zeichnungsfiguren 3 und 4 sind der Schmiermittelkanal 5 jeweils geradlinig innerhalb des Pleuels 4 angeordnet. Gemäß Zeichnungsfigur 3 schneidet der geradlinige Schmiermittelkanal 5 die Längsachse 31 des Pleuels 4 in einem Winkel a, der von 2 - 20°, vorzugsweise von 4 - 15° beträgt. In der Ausführungsform gemäß Zeichnungsfigur 4 verläuft der Schmiermittelkanal 5 parallel zur Längsachse 31 des Pleuel 4, wobei der Schmiermittelkanal 5 versetzt zu der Längsachse 31 des Pleuels 4 ausgerichtet ist und der Versatz 32 wenigstens 15 % der minimalen Breite 33 entspricht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kolben
- 2
- Kolbenbolzen
- 3
- erstes Pleuelauge v.4
- 4
- Pleuel
- 5
- Schmiermittelkanal v.4
- 6
- Öffnung
- 7
- Lagerstelle
- 8
- Rotationsachse
- 9
- Drehpunkt
- 10
- Wirklinie
- 11
- Lot
- 12
- Radius
- 13
- Umfangsfläche v.2
- 14
- Eingriffbereich
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Längsabschnitt
- 17
- Ringbreite
- 18
- Kurbelwellenhauptlager
- 19
- zweiten Pleuelauges
- 20
- Kurbelwelle
- 21, 21'
- Lagerelement
- 22
- Lagerring
- 23
- Lagerring
- 24, 24'
- Ölführungsbereich
- 25
- Durchbruch v. 22
- 26, 26'
- Durchbruch v. 23
- 27, 27'
- Flächenabschnitte v.2
- 28
- Radiuslinie
- 29
- Ölabströmkanal
- 30
- Oberfläche v.4
- 31
- Längsachse v.4
- 32
- Versatz v.5
- 33
- Breite (min.) v.4
- D
- Drehbewegung
- F
- Kraft
