DE102013109730A1 - Connecting rod for high-power engine, has shaft and eye parts connected with one other by flange surfaces in overlapping area of shaft and eye parts, where dividing plane is formed between shaft and eye parts and runs parallel to axis - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Pleuelstange für Großmotoren, wobei die Pleuelstange mehrteilig ausgebildet und ein Pleuelstangenschaftteil von einem großen Pleuelaugenteil im Bereich des Stangenschaftes getrennt ist, wobei die Teilungsebene zwischen dem Pleuelstangenschaftteil und dem großen Pleuelaugenteil parallel zur Pleuelstangenlängsachse verläuft und wobei der Pleuelstangenschaftteil und der großen Pleuelaugenteil in einem Überlappungsbereich des Pleuelstangenschaftteils und des großen Pleuelaugenteils über Flanschflächen miteinander verbunden sind. The invention relates to a connecting rod for large engines, wherein the connecting rod is formed in several parts and a connecting rod stem part is separated from a large Pleuelaugenteil in the rod shaft, the dividing plane between the connecting rod stem part and the large Pleuelaugenteil parallel to the connecting rod longitudinal axis and wherein the connecting rod stem part and the large Pleuelaugenteil in an overlapping portion of the connecting rod shaft portion and the large Pleuelaugenteils are connected to each other via flange.
Bei Großmotoren werden üblicherweise dreiteilige Pleuelstangen eingesetzt, wobei der Pleuelstangenschaft vom großen Pleuelauge getrennt ist. Die Teilung des Pleuelstangenschaftes vom großen Pleuelauge erfolgt dabei im Allgemeinen normal zur Pleuelstangenlängsachse oberhalb des großen Pleuelauges (”horizontale Marineteilung”). Dadurch kann bei Servicetätigkeiten am Kolben der Pleuelstangeoberteil gemeinsam mit dem Kolben durch die Bohrung der Zylinderlaufbuchse aus- oder eingebaut werden. In Zukunft werden auch bei Großmotoren verstärkt Brennkraftmaschinen mit immer höheren Zünddrücken eingesetzt. Mit den Zünddrücken steigen allerdings auch die Abmessungen der ”horizontalen” Pleuelstangenteilung (Flanschdimensionen und Schraubendimensionen) an. Dadurch ergibt sich der Nachteil, dass der ”horizontale” Flansch des Pleuelstangenoberteiles nicht mehr durch die Zylinderlaufbuchsenbohrung ausbaubar ist. In large engines usually three-piece connecting rods are used, the connecting rod shaft is separated from the large connecting rod. The division of the connecting rod shaft from the large connecting rod eye is carried out generally normal to the connecting rod longitudinal axis above the large connecting rod eye ("horizontal Marineteilung"). As a result, in service activities on the piston, the connecting rod upper part can be removed or installed together with the piston through the bore of the cylinder liner. In the future, internal combustion engines with ever higher ignition pressures will increasingly be used in large engines. However, with the ignition pressures, the dimensions of the "horizontal" connecting rod pitch (flange dimensions and screw dimensions) also increase. This has the disadvantage that the "horizontal" flange of the connecting rod upper part is no longer expandable through the cylinder liner bore.
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gebaute Pleuelstange bereitzustellen, bei der der Stangenschaftteil vom großen Pleuelaugenteil getrennt ist und mit welcher hohe Zünddrücke realisiert werden können. The object of the invention is to provide a constructed connecting rod, wherein the rod shank part is separated from the large connecting rod part and with which high ignition pressures can be realized.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass eine einzige Teilungsebene zwischen Pleuelstangenschaftteil und dem großen Pleuelaugenteil ausgebildet ist. According to the invention, this is achieved in that a single dividing plane is formed between the connecting rod shaft part and the large connecting rod part.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Teilungsebene im Bereich der Pleuelstangenlängsachse angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Pleuelstangenlängsachse in der Teilungsebene verläuft. Dadurch kann vermieden werden, dass Biegemomente in die Pleuelstange eingeleitet werden. Die Flanschflächen sind dabei vorteilhafterweise zur Pleuelstangenlängsachse hin versetzt angeordnet, wobei vorzugsweise der Versatz durch eine Abstufung, einen Krümmungsradius und/oder eine Abschrägung gebildet ist. Der Pleuelstangenschaftteil und/oder der große Pleuelaugenteil können im Bereich der Flanschfläche verjüngt ausgebildet sein. It is preferably provided that the dividing plane is arranged in the region of the connecting rod longitudinal axis, wherein preferably the connecting rod longitudinal axis extends in the parting plane. This can be avoided that bending moments are introduced into the connecting rod. The flange surfaces are advantageously arranged offset to the connecting rod longitudinal axis, wherein preferably the offset is formed by a gradation, a radius of curvature and / or a chamfer. The connecting rod shaft part and / or the large connecting rod part may be tapered in the region of the flange surface.
Um die Montage zu erleichtern und thermische Spannungen zwischen den zusammengefügten Teilen zu vermindern ist es vorteilhaft, wenn der Pleuelstangenschaftteil vom großen Pleuelaugenteil - in Richtung entlang der Pleuelstangenlängsachse betrachtet - im Bereich des Versatzes freigestellt ist. In order to facilitate the assembly and to reduce thermal stresses between the assembled parts, it is advantageous if the connecting rod shaft part of the large Pleuelaugenteil - viewed in the direction along the connecting rod longitudinal axis - is released in the region of the offset.
Besonders hohe Zünddrücke lassen sich erreichen, wenn der Pleuelstangenschaftteil und der große Pleuelaugenteil kraft- und formschlüssig miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise zwischen Flanschflächen des Pleuelstangenschaftteils und des großen Pleuelaugenteils eine durch zwei korrespondierende Formschlusselemente gebildete Formschlussverbindung besteht, wobei zumindest ein Formschlusselement auf zumindest einer Flanschfläche angeordnet ist. Ein erstes Formschlusselement kann beispielsweise durch zumindest eine Vertiefung in einer Flanschfläche gebildet sein, in welches ein korrespondierendes zweites Formschlusselement der anderen Flanschfläche eingreift. Particularly high ignition pressures can be achieved if the connecting rod shaft part and the large connecting rod part are non-positively and positively connected to each other, preferably between flange surfaces of the connecting rod shaft portion and the large Pleuelaugenteils formed by two corresponding positive locking elements form-fitting connection, wherein at least one positive locking element arranged on at least one flange is. A first positive-locking element can be formed, for example, by at least one recess in a flange surface into which engages a corresponding second positive-locking element of the other flange surface.
Beispielsweise kann der Formschluss durch eine Verzahnung der Flanschflächen zwischen dem Pleuelstangenschaftteil und dem großen Pleuelaugenteil gebildet sein. Die Teilungsebene kann dabei durch eine Mittelebene der Verzahnung definiert sein. Der Formschluss ermöglicht eine Entlastung der durch Schrauben bzw. Nieten gebildeten Befestigungselemente, sodass die auf die Schrauben oder Nieten wirkenden Scherkräfte vermindert werden können. For example, the positive connection may be formed by a toothing of the flange surfaces between the connecting rod shaft part and the large connecting rod part. The division plane can be defined by a median plane of the toothing. The positive connection allows relief of the fasteners formed by screws or rivets, so that the shear forces acting on the screws or rivets can be reduced.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Pleuelstangeteile durch Passbundschrauben, vorzugsweise durch vier Passbundschrauben miteinander verbunden sind. Die Passbundschrauben ermöglichen durch ihren teilweise als Passbund ausgebildeten Schraubenschaft eine genau definierte Einbaulage und erleichtern somit die Montage. It is particularly advantageous if the connecting rod parts are connected by passbond screws, preferably by four keybear bolts. The passbond screws allow by their partially trained as a passport bolt shank a well-defined mounting position and thus facilitate assembly.
Durch die erfindungsgemäße ”vertikale” Marineteilung in Richtung der Pleuelstangenlängsachse ist der Pleuelstangenschaft über dem großen Pleuelauge geteilt, wobei die Abmessungen des Teilungsflansches günstiger sind als bei einer Teilung normal zur Pleuelstangenlängsachse, sodass ein Durchführen des Pleuelstangenschaftteils durch die Zylinderbuchsenbohrung weiter ermöglicht wird. Die Anzahl der Schrauben oder Nieten wird gemäß den zu übertragenden Pleuelstangenkräften ausgelegt. The inventive "vertical" Marineteilung in the direction of the connecting rod longitudinal axis of the connecting rod shaft is divided over the large eye, the dimensions of the Teilungsflansches are cheaper than a pitch normal to the connecting rod longitudinal axis, so that a passage of the connecting rod shaft portion through the cylinder liner bore is further enabled. The number of screws or rivets is designed according to the connecting rod forces to be transmitted.
Bei der herkömmlichen ”horizontalen” Marineteilung normal zur Pleuelstangenlängsachse ist die Schraubenanzahl meist auf vier begrenzt, bei der erfindungsgemäßen Teilung parallel zur Pleuelstangenlängsachse kann die Größe des Teilungsflansches in der Höhe an die erforderliche Schraubenanzahl angepasst werden und der Ausbau durch die Buchsenbohrung weiter gewährleistet werden. In the conventional "horizontal" Marineteilung normal to Pleuelstangenlängsachse the number of screws is usually limited to four, in the division according to the invention parallel to the connecting rod longitudinal axis, the size of the Teilungsflansches be adjusted in height to the required number of screws and the expansion through the bushing bore can be further ensured.
Durch die Formschlussverbindung zwischen den Flanschflächen kann die notwendige Schraubenkraft und die Schraubenabmessungen wesentlich reduziert werden. Due to the form-fitting connection between the flange surfaces, the necessary screw force and the screw dimensions can be significantly reduced.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Teilungsebene normal auf die Schwenkachse des kleinen Pleuelauges und/oder des großen Pleuelauges der Pleuelstange ausgebildet ist. In a first advantageous embodiment of the invention, it is provided that the dividing plane is formed normally on the pivot axis of the small connecting rod eye and / or the large connecting rod eye of the connecting rod.
Eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Teilungsebene parallel zur Schwenkachse des großen Pleuelauges und/oder des kleinen Pleuelauges ausgebildet ist. A second embodiment of the invention provides that the dividing plane is formed parallel to the pivot axis of the large connecting rod eye and / or the small connecting rod eye.
Der große Pleuelaugenteil kann, vorzugsweise in einer Ebene normal zur Pleuelstangenlängsachse, in einen oberen Pleuelaugenteil und einen unteren Pleuelaugenteil geteilt sein. The large Pleuelaugenteil may, preferably in a plane normal to the connecting rod longitudinal axis, be divided into an upper Pleuelaugenteil and a lower Pleuelaugenteil.
Die Erfindung wird im folgenden Anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. Show it:
Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen. Functionally identical parts are provided in the embodiment variants with the same reference numerals.
Die
Die Teilung des Pleuelstangenschaftteils
Die den Verlauf der Trennung definierende Teilungsebene
Wie in
Eine besonders positionsgenaue Montage der beiden Teile lässt sich beispielsweise ermöglichen, wenn die Schraubenbohrungen erst hergestellt werden, nachdem der Pleuelstangenschaft
Selbstverständlich sind auch andere Arten von Formschlussverbindungen, beispielsweise über Stifte oder Zapfen, möglich. Of course, other types of positive connections, for example via pins or pins, are possible.
Weiters ist es möglich, an Stelle oder zusätzlich zu einer Formschlussverbindung
Die Verbindung zwischen dem Pleuelstangenschaftteil
Durch die Formschlussverbindung
Bei dem in den
Das in den
Die Teilung des Pleuelstangenschaftteils
Der obere Pleuelaugenteil
Die Teilungsebenen
Die Verbindung zwischen dem Pleuelstangenschaftteil
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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