DE19913889A1 - Piston machine with at least one working cylinder pair, with slide tracks and guide tracks of crank frame adjacent to each other along common limiting edge - Google Patents
Piston machine with at least one working cylinder pair, with slide tracks and guide tracks of crank frame adjacent to each other along common limiting edgeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine, mit zumindest zwei achsgleich gegenüberlie gend angeordneten Arbeitszylindern und einer in einem Kurbelge häuse untergebrachten Übertragungseinrichtung zur Umwandlung der Translationsbewegungen der in den Arbeitszylindern gleitenden Arbeitskolben und deren starr mit ihnen verbundenen Kolbenstan gen in Rotationsbewegungen einer Kurbelwelle oder umgekehrt, wo bei diese Kurbelwelle mit Kurbelzapfen ausgebildet ist und der Kurbelzapfen in einem Gleitstein lagert, der in einer geradlini gen Gleitbahnführung einer rahmenförmigen Kurbelschlaufe hin- und hergleitbar sitzt, wobei die Kolbenstangen sich gegenüber liegend senkrecht zur Gleitbahn fest am Rahmen der Kurbel schlaufe angeordnet sind. Die Erfindung kann gleichermaßen bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine, einem Viertaktmotor mit oder ohne doppeltem Ladungshub sowie einem Hubkolbenverdichter mit entsprechendem Aufbau Anwendung finden.The invention relates to a reciprocating piston machine, in particular a Internal combustion engine, with at least two axially opposite enough arranged working cylinders and one in a crank Housed transmission facility for converting the Translational movements of those sliding in the working cylinders Working pistons and their piston rods rigidly connected to them conditions in rotational movements of a crankshaft or vice versa, where in this crankshaft is designed with a crank pin and the Crank pin in a sliding block, which is in a straight line towards the guideway of a frame-shaped crank loop and slidably seated, the piston rods facing each other lying perpendicular to the slide on the frame of the crank loop are arranged. The invention can equally well a two-stroke internal combustion engine, a four-stroke engine with or without a double charge stroke and with a reciprocating compressor appropriate structure find application.
Eine Übertragungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine dieser Art ist z. B. aus der DE 34 33 510, z. B. Fig. 1 bekannt. Aus der EP 0 429 918 B1 Fig. 4 ist bekannt, den Kurbelschlaufenrahmen seitlich offen zu gestalten.A transmission device for an internal combustion engine of this type is, for. B. from DE 34 33 510, for. B. Fig. 1 known. From EP 0 429 918 B1 Fig. 4 it is known to make the crank loop frame laterally open.
Ein ungelöstes Problem bei derartigen Kurbelschlaufenmotoren ist die Schmierung im Bereich zwischen den als Gleitbahnen ausgebil deten Oberflächen des Kurbelschlaufenrahmens und den Gleitbahnen zugewandten Oberflächen des Gleitsteins. An unsolved problem with such crank loop motors is the lubrication in the area between the trained as slideways surfaces of the crank loop frame and the slideways facing surfaces of the sliding block.
Gemäß der US-PS 4,794, 887, z. B. Fig. 3, werden Kugellager zur Lösung des Problems verwendet. Nach der US-PS 4,013,048. z. B. Fig. 4, werden von der Kurbelzapfenlagerung ausgehend den Gleit stein durchsetzende öltransportierende Bohrungen vorgesehen, die in Nuten an den Gleitoberflächen des Gleitsteins münden. Dabei wird das Öl in entsprechende Kanäle aus der Kurbelwelle über den Kurbelzapfen in die Gleitsteinbohrungen und anschließend in die Nuten der Gleitoberfläche gebracht. Die Nuten sind fischgrät artig auf der Gleitoberfläche des Gleitsteins angeordnet. Eine zentrale Nut erstreckt sich mittig in Gleitrichtung des Gleit steins zwischen den Stirnseiten der Gleitfläche. Von der zen tralen Nut aus führen zu beiden Längskanten der Gleitfläche hin jeweils bezüglich der zentralen Nut abgewinkelt mehrere Quernu ten. Die zentrale Nut ist endseitig an den Stirnkanten der Gleitflächen offen ausgebildet, so daß unter Druck stehendes Schmieröl dort austreten kann, ohne zur Schmierung der gleiten den Flächen beizutragen.According to U.S. Patent 4,794,887, e.g. B. Fig. 3, ball bearings are used to solve the problem. According to U.S. Patent 4,013,048. e.g. B. Fig. 4, starting from the crank pin bearing the sliding stone penetrating oil-transporting holes are provided, which open into grooves on the sliding surfaces of the sliding block. The oil is brought into corresponding channels from the crankshaft via the crank pin into the sliding block bores and then into the grooves on the sliding surface. The grooves are herringbone-like arranged on the sliding surface of the sliding block. A central groove extends centrally in the sliding direction of the sliding block between the end faces of the sliding surface. From the central groove lead out to both longitudinal edges of the sliding surface angled with respect to the central groove several transverse grooves. The central groove is open at the end edges of the sliding surfaces so that pressurized lubricating oil can escape there without lubricating the slide the surfaces to contribute.
Aus der US-PS 4, 598, 672, z. B. Fig. 3 bis 8, ergibt sich eben falls eine Ölversorgung der Reibungsflächen zwischen Gleitstein und Gleitbahn der Kurbelschlaufe über korrespondierende Versor gungsbohrungen im Kurbelzapfen und im Gleitstein sowie über Quernuten in den schmalseitigen Endbereichen der Gleitoberfläche des Gleitsteins. Der Gleitstein weist zudem zur seitlichen Füh rung des Gleitsteins bezüglich der Kurbelschlaufe Führungswangen auf. In die Endbereiche der Führungswangen sind nutenförmige Ausnehmungen eingebracht, die einendig mit den Quernuten der Gleitoberfläche korrespondieren, so daß Öl in die Ausnehmungen gelangt. Anderendig sind die Ausnehmungen offen, was zur Folge hat, daß ein erheblicher Teil des von der Ölpumpe in die Quernut und in die Ausnehmungen der Führungswangen geförderten Öls diese nur durchströmt, ohne zur Schmierung der gleitenden Flächen des Gleitsteins und der Kurbelschlaufe beizutragen. Ein derartig "offener" Druckölkreislauf weist prinzipbedingt hohe Leckölmen gen auf. Um zusätzliche Leckölverluste an den übrigen Randberei chen der gleitenden Flächen und damit einen ungewollten Abfall des Öldrucks in Grenzen zu halten, ist es deshalb bei Übertra gungseinrichtungen, die gemäß der US-PS-4, 013, 048 oder gemäß det US-PS-4, 598, 672 ausgestaltet sind, notwendig, den Gleitstein mit sehr geringem Spiel in die Kurbelschlaufenrahmen einzupassen. Dies hat jedoch zur Folge, daß insbesondere bei hohen Pressungen zwischen Gleitstein und Kurbelschlaufe oder bei einer Verkantung des Gleitsteins im Kurbelschlaufenrahmen, verursacht durch das Reibmoment zwischen Gleitstein und dem in ihm lagernden Kurbel zapfen, nicht zuverlässig gewährleistet ist, daß zwischen den gleitenden Flächen ein Ölfilm ausreichender Dicke für eine reine Flüssigkeitsreibung vorliegt.From US-PS 4, 598, 672, e.g. B. Fig. 3 to 8, if there is an oil supply to the friction surfaces between the sliding block and the slideway of the crank loop via corresponding supply holes in the crank pin and in the sliding block and transverse grooves in the narrow end regions of the sliding surface of the sliding block. The sliding block also has guide cheeks for lateral guidance of the sliding block with respect to the crank loop. Groove-shaped recesses are made in the end regions of the guide cheeks, which correspond at one end to the transverse grooves of the sliding surface, so that oil gets into the recesses. On the other hand, the recesses are open, with the result that a significant part of the oil conveyed by the oil pump into the transverse groove and into the recesses of the guide cheeks only flows through them, without contributing to the lubrication of the sliding surfaces of the sliding block and the crank loop. In principle, such an "open" pressure oil circuit has high leak oil levels. In order to keep additional leakage oil losses at the other edge areas of the sliding surfaces and thus an undesired drop in the oil pressure within limits, it is therefore in transmission devices that according to US-PS-4, 013, 048 or det US-PS-4 , 598, 672 are designed to fit the sliding block into the crank loop frame with very little play. However, this has the consequence that, in particular at high pressures between the sliding block and the crank loop or when the sliding block in the crank loop frame is tilted, caused by the frictional torque between the sliding block and the crank journalling in it, there is no reliable guarantee that an oil film between the sliding surfaces sufficient thickness for pure fluid friction.
Es hat sich gezeigt, daß bisher bekannte Ölversorgungseinrich tungen nicht bewirken können, daß immer eine ausreichende Öl menge vorhanden ist.It has been shown that previously known Ölversorgungseinrich can not cause sufficient oil quantity is available.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hubkolbenmaschine der ein gangs beschriebenen Art zu schaffen, deren Übertragungseinrich tung derart ausgebildet ist, daß die Gleiteigenschaften bzw. die Gleitbedingungen der aufeinander gleitenden Teile der Übertra gungseinrichtung optimal sind.The object of the invention is to provide a reciprocating piston engine gangs described type to create, the transfer device device is designed such that the sliding properties or Sliding conditions of the mutually sliding parts of the transfer are optimal.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.This object is solved by the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are in the sub claims marked.
Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, daß die sich gegenüber liegenden Gleitoberflächen des Gleitsteins und die Gleitbahnen der Kurbelschlaufe während der Arbeitsspiele der beiden Kolben zylindereinheiten während einer Hin- oder Herbewegung des Gleit steins in der Kurbelschlaufe, insbesondere aufgrund der Wirkung des Trennwandlagers, während einer Umdrehung mehrmals wechselnd belastet werden.In the context of the invention it was recognized that the opposite lying sliding surfaces of the sliding block and the slideways the crank loop during the working cycles of the two pistons cylinder units during a reciprocating movement of the slide stone in the crank loop, especially due to the effect of the partition wall bearing, changing several times during one revolution be charged.
Erfindungsgemäß ist die Übertragungseinrichtung der Hubkolbenma schine derart ausgestaltet, daß zwischen den Gleitoberflächen des Gleitsteins und den Gleitbahnen der Kurbelschlaufe immer ei ne zur Optimierung der Gleiteigenschaften bzw. Gleitbedingungen ausreichende Ölmenge vorhanden ist, d. h. daß über die gesamte Gleitstrecke der gleitenden Teile im Schmierspalt ein definier tes Hydroplaning vorliegt.According to the invention, the transmission device is the reciprocating piston Machine designed so that between the sliding surfaces of the sliding block and the slideways of the crank loop always ne to optimize the sliding properties or sliding conditions sufficient oil is available, d. H. that over the whole Define the sliding distance of the sliding parts in the lubrication gap hydroplaning is present.
Wenn der eine Kolben einen Arbeitstakt ausführt, wird über die Kolbenstange auf den Rahmen der Kurbelschlaufe eine Belastung ausgeübt, die sich über die Gleitbahnoberfläche auf die Gleit oberfläche des Gleitsteins überträgt, wobei diese Flächen ver mehrt aufeinandergedrückt werden. In gleicher Weise wirkt die andere Kolbenzylindereinheit von der Gegenseite, so daß abhängig von der Drehzahl der Hubkolbenmaschine erhöhte Pressungen zwi schen Gleitsteinoberflächen und Gleitbahnen während einer Hin- oder Herbewegung des Gleitsteins sich von einer Seite zur ande ren Seite der Kurbelschlaufe verlagern bzw. pendeln. Zusätzlich ergeben sich drehzahlabhängig Pressungen, die aus der Verdich tungsarbeit der Kolben im Arbeitsraum und im unterhalb des Kol bens vorhandenen, z. B. vom Trennwandlager abgeschotteten Gas wechselraum resultieren. Im Rahmen der Erfindung wurde daher folgerichtig erkannt, daß dafür Sorge getragen werden muß, daß immer zu dem Zeitpunkt, zu dem die Pressungen bevorstehen, ein ausreichendes Ölpolster in diesen Belastungsbereichen vorhanden ist. Dies kann gewährleistet werden, wenn zwischen den Gleit oberflächen des Gleitsteins und den entsprechenden Gleitbahnen der Kurbelschlaufe motorbauartspezifisch ein Spiel bestimmter Mindestgröße konstruktionsbedingt vorgesehen ist und wenn die Ölzufuhr direkt und unmittelbar an der Oberfläche durch direkt an der Oberfläche mündende Bohrungen bereitgestellt wird, so daß genügend Öl zwischen die Gleitoberflächen des Gleitsteins und die Gleitbahnen der Kurbelschlaufe gedrückt bzw. gebracht werden kann, wenn diese Flächen gerade nicht zusammengepreßt sind bzw. der Spielspalt offen ist. Letzteres ist der Fall wenn z. B. die Belastung auf der gegenüberliegenden Seite der Kurbelschlaufe erfolgt. Die direkte und unmittelbare Ölzufuhr an der Oberfläche ist erfindungsgemäß auch dadurch gewährleistet, daß die Ölzufuhr über Bohrungen erfolgt, welche in Nuten in der Oberfläche der Gleitsteingleitflächen münden, wobei es wesentlich ist, daß die Nuten jeweils innerhalb der Begrenzungen der gleitenden Flächen in die sie eingebracht sind, enden, so daß das zugeführte Schmieröl zwingend in den Spielspalt zwischen den gleitenden Teilen gelangt.When one piston carries out a work cycle, the Piston rod on the frame of the crank loop a load exercised, which is on the slide surface on the slide transfers surface of the sliding block, these surfaces ver be pressed together. It works in the same way other piston cylinder unit from the opposite side, so that depending from the speed of the reciprocating machine increased pressures between sliding block surfaces and slideways during an or moving the sliding block from side to side Shift or swing the other side of the crank loop. In addition Depending on the speed, pressures result from the compression tion work of the pistons in the work area and in the lower part of the piston bens existing, e.g. B. from the partition wall gas exchange space result. Therefore, within the scope of the invention consequently recognized that care must be taken to ensure that always at the time when the pressings are imminent there is sufficient oil cushion in these load areas is. This can be ensured if between the sliding surfaces of the sliding block and the corresponding slideways the crank loop a game specific depending on the type of engine Minimum size is provided for construction reasons and if the Oil supply directly and directly to the surface through direct holes are provided on the surface so that enough oil between the sliding surfaces of the sliding block and the slideways of the crank loop are pressed or brought can, if these surfaces are not pressed together or the game gap is open. The latter is the case when e.g. B. the Load on the opposite side of the crank loop he follows. The direct and immediate oil supply on the surface is also guaranteed according to the invention that the oil supply via holes, which are made in grooves in the surface of the Sliding stone sliding surfaces open, it being essential that the Grooves within the boundaries of the sliding surfaces into which they are inserted end so that the supplied Lubricating oil mandatory in the gap between the sliding Sharing.
Das konstruktiv vorgesehene Spiel, mit dem der Gleitstein im Kurbelschlaufenrahmen sitzt, zusammen mit der Pendelbewegung des Gleitsteins im Kurbelschlaufenrahmen aufgrund der pro Umdrehung wechselnden Belastungen am Gleitstein erzeugt einen Pump- und Leiteffekt für das Schmieröl derart, daß einerseits Öl vom be lasteten Ölfilm teilweise in die an der Oberfläche mündenden Bohrungen zurückgedrückt wird und somit in den Bohrungen ein "Sperrdruck" aufgebaut bzw. ein Pumpen des in den Bohrungen be findlichen Öls zur entlasteten Seite des Gleitsteins hin erfolg te und andererseits am entlasteten Ölfilm, d. h. am offenen Spielspalt, ein Unterdruck ausgebildet wird. Der "Sperrdruck" bzw. der Pumpeffekt auf der belasteten Seite und der Unterdruck auf der entlasteten Seite des Gleitsteins bewirkt bzw. unter stützt jeweils ein bevorzugtes Leiten des nachfließenden Schmieröls vom Druckölkreislauf hin zur entlasteten Seite des Gleitsteins, so daß dort vor jeder Belastungsphase im noch offe nen Spielspalt auf den Gleitflächen des Kurbelschlaufenrahmens und des Gleitsteins ein Ölfilm ausreichender Dicke vorbereitet wird.The constructively designed game with which the sliding block in Crank loop frame sits together with the pendulum movement of the Sliding blocks in the crank loop frame due to the per turn changing loads on the sliding block creates a pumping and Guiding effect for the lubricating oil in such a way that on the one hand oil from be partially loaded oil film into the surface opening Holes is pushed back and thus in the holes "Barrier pressure" built up or pumping the be in the holes sensitive oil to the relieved side of the sliding block success te and on the other hand on the relieved oil film, d. H. at the open Game gap, a negative pressure is formed. The "barrier pressure" or the pumping effect on the loaded side and the negative pressure effected on the relieved side of the sliding block or under supports preferred routing of the flowing Lubricating oil from the pressure oil circuit to the relieved side of the Sliding blocks, so that there is still open before each stress phase clearance on the sliding surfaces of the crank loop frame and an oil film of sufficient thickness is prepared for the sliding block becomes.
Das direkte und unmittelbare Münden der Bohrungen in die Gleit steingleitflächen bzw. in Nuten der Gleitsteingleitflächen, wel che vor den Begrenzungen der gleitenden Flächen enden, stellt zudem sicher, daß das gesamte dort jeweils austretende Schmieröl in den Schmierspalt zwischen den gleitenden Flächen gelangt und somit zwangsläufig zur Schmierung der gleitenden Flächen bei trägt. Ein derart "geschlossener" Ölkreislauf weist nur geringe Leckölverluste in den Schmierspalten auf und sorgt im Zusammen spiel mit dem Pump- und Leiteffekt aufgrund der Pendelbewegungen des Gleitsteins für eine sichere, gleitoptimierte Schmierung der relativ zueinander gleitenden Bauteile der Übertragungseinrich tung. Somit wird während des Betriebs einer erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine sichergestellt, daß zwischen den gleitenden Teilen der Übertragungseinrichtung ständig ein definiertes Hy droplaning herrscht und somit immer optimale Gleitbedingungen zwischen den gleitenden Bauteilen vorliegen.The direct and immediate opening of the holes in the sliding stone sliding surfaces or in grooves of the sliding stone sliding surfaces, wel surface before the boundaries of the sliding surfaces also ensure that all the lubricating oil escaping there gets into the lubrication gap between the sliding surfaces and thus inevitably contribute to the lubrication of the sliding surfaces wearing. Such a "closed" oil circuit has only a small number Leakage oil losses in the lubrication gaps and ensures together play with the pumping and guiding effect due to the pendulum movements of the sliding block for a safe, sliding-optimized lubrication of the relatively sliding components of the transmission device tung. Thus, during the operation of an inventive Reciprocating engine ensures that between the sliding Parts of the transmission device constantly a defined Hy Droplaning prevails and therefore always optimal gliding conditions between the sliding components.
In Kombination mit diesen Merkmalen ist vorteilhaft, einen seit lich offenen Kurbelschlaufenrahmen zu verwenden, der es ermög licht, daß die vom Gleitstein verdrängte Luft und überschüssiges Öl aus dem Innenraum der Kurbelschlaufe befördert werden kann, so daß die Bewegung des Gleitsteins beeinträchtigende Luftpol sterbildungen oder Ölpolsterbildungen an den Seitenwandungen des Kurbelschlaufenrahmens vermieden werden können.In combination with these features it is advantageous to have one Lich open crank frame to use, which made it possible light that the air displaced by the sliding block and excess Oil can be transported from the interior of the crank loop so that the movement of the sliding block affects the air pole Star formation or oil cushion formation on the side walls of the Crank loop frame can be avoided.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung am Beispiel von Zwei taktbrennkraftmaschinen im folgenden beispielhaft näher erläu tert. Es zeigen:Using the drawing, the invention using the example of two clock internal combustion engines in the following example tert. Show it:
Fig. 1 schematisch eine Vierzylinder-Zweitaktbrennkraftma schine mit einem Schnitt durch die Ebene eines Ar beitszylinderpaares; Fig. 1 shows schematically a four-cylinder two-stroke engine with a section through the plane of a pair Ar beitsylinder;
Fig. 2 schematisch eine Übertragungseinrichtung einer Zwei zylinderbrennkraftmaschine bzw. eines Zweizylinder- Hubkolbenverdichters in einer Explosionsdarstellung; Fig. 2 schematically shows a transmission device of a two-cylinder internal combustion engine or a two-cylinder reciprocating compressor in an exploded view;
Fig. 3 ein Diagramm, das für eine ausgewählte Drehzahl die Belastung am Gleitstein einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel verdeutlicht; Fig. 3 is a diagram showing the load on the sliding block of an internal combustion engine as a function illustrated for a selected speed from the crank angle;
Fig. 4 einen Ausschnitt der Übertragungseinrichtung in einem Schnitt senkrecht zur Kurbelzapfenachse bei einseiti ger Belastung des Gleitsteins; Figure 4 shows a section of the transmission device in a section perpendicular to the crankpin axis with one-sided load on the sliding block.
Fig. 5 den Ausschnitt der Übertragungseinrichtung aus Fig. 4 bei anderseitiger Belastung des Gleitsteins; FIG. 5 shows the detail of the transmission device from FIG. 4 when the sliding block is loaded on the other side;
Fig. 6 bis 9 unterschiedliche Ausführungsformen bzw. Ausge staltungen des Eckkanals 132 zwischen dem Gleit stein und dem Kurbelschlaufenrahmen in vergrößer ter Ausschnittsdarstellung; Fig. 6 to 9 different embodiments or events of the corner channel 132 between the sliding stone and the crank loop frame in enlarged ter detail view;
Fig. 10, 11 weitere Anordnungsbeispiele für die im Gleitstein angebrachten Druckölbohrungen. Fig. 10, 11 further arrangement examples for the pressure oil holes in the sliding block.
Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Vierzylinder-Zwei taktbrennkraftmaschine mit einem Schnitt durch die Ebene eines Arbeitszylinderpaares 1, 2. Das zweite gleich aufgebaute Ar beitszylinderpaar 11, 12 liegt in der Darstellung hinter dem ersten Zylinderpaar und wird vom Schnitt nicht erfaßt. Fig. 1 shows the basic structure of a four-cylinder two-stroke internal combustion engine with a section through the plane of a working cylinder pair 1, 2. The second identically constructed Ar beits cylinder pair 11 , 12 lies behind the first pair of cylinders in the illustration and is not covered by the section.
Die Arbeitszylinder 1, 2 sind achsgleich gegenüberliegend mit einer Mittelachse 18a angeordnet. Sie umgeben jeweils einen Arbeitskolben 3, 4, an denen Kolbenstangen 5, 6 starr befestigt sind. Anderendig stehen die Kolbenstangen 5, 6 mit einer Bewe gungsübertragungseinrichtung in Verbindung, indem sie an einem Kurbelschlaufenrahmen 7 fest angeordnet sind, in dessen Innen raum ein Gleitstein 8 gefangen aufgenommen ist. Im Gleitstein 8 sitzt zentral ein Kurbelzapfen 9 einer Kurbelwelle 10. Die Bewe gungsübertragungseinrichtung ist in einem Kurbelgehäuse 13 un tergebracht, dessen Innenraum jeweils von einem unterhalb des Kolbens 3, 4 vorgesehenen Gaswechselraum 14 des jeweiligen Zy linders 1, 2 durch ein Trennwandlager 15 gasdicht abgeschottet ist.The working cylinders 1 , 2 are arranged opposite one another with a central axis 18 a. They each surround a working piston 3 , 4 , on which piston rods 5 , 6 are rigidly attached. On the other hand, the piston rods 5 , 6 are connected to a movement transmission device in that they are fixedly arranged on a crank loop frame 7 , in the interior of which a sliding block 8 is received. A crank pin 9 of a crankshaft 10 is seated centrally in the sliding block 8 . The movement transmission device is accommodated in a crankcase 13 , the interior of which is sealed gas-tight from a gas exchange chamber 14 of the respective cylinder 1 , 2 provided below the piston 3 , 4 by a partition wall bearing 15 .
Die Arbeitsweise dieser fremdgezündeten Kolbenzylindereinheit ist bekannt. Der Kolben 3 hat gemäß der Darstellung in Fig. 1 Luft verdichtet; es wird Brennstoff eingespritzt und mit der Zündkerze 16 die Zündung im Brennraum 17 initiiert; der Kolben 3, 4 fährt aufgrund des Explosionsdrucks abwärts und verdichtet im Gaswechselraum 14 Luft, was zur Entlastung des Gleitsteins 8 führt. Von der anderen Seite geschieht der gleiche Vorgang zeit versetzt und wirkt entsprechend zeitversetzt auf den Gleitstein 8. Dabei überlagern sich Gasdruck- und Massenkräfte unter ande rem auch bedingt durch den Druckaufbau im jeweiligen Gaswechsel raum 14 und Brennraum 17, wodurch es zu wechselnden Pressungen zwischen Gleitsteingleitoberflächen 18 und Kurbelschlaufengleit bahnen 19 kommt.The operation of this spark-ignited piston-cylinder unit is known. The piston 3 has compressed air as shown in FIG. 1; fuel is injected and the ignition in the combustion chamber 17 is initiated with the spark plug 16 ; the piston 3 , 4 moves downward due to the explosion pressure and compresses air in the gas exchange chamber 14 , which leads to the relief of the sliding block 8 . From the other side, the same process occurs at different times and acts on the sliding block 8 accordingly at different times. Here, gas pressure and inertial forces overlap among other things due to the pressure build-up in the respective gas exchange chamber 14 and combustion chamber 17 , which leads to alternating pressures between sliding stone sliding surfaces 18 and crank loop sliding tracks 19 .
Die Bewegungsübertragungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine (hier: Zweizylinderbrennkraftmaschine bzw. Zweizylinder-Hubkolbenverdichter) (Fig. 2) besteht aus der Kur belwelle 10 mit zumindest einem Kurbelzapfen 9, auf dem der Gleitstein 8 mittels Gleitlagerschalen 43a, 43b drehbar gelagert ist und dem Kurbelschlaufenrahmen 7, bestehend aus den Kurbel schlaufenrahmenhälften 7a, 7b, in dem der Gleitstein 8 gerad linig gleitbar verschieblich geführt ist.The motion transmission device of a reciprocating machine according to the invention (here: two-cylinder internal combustion engine or two-cylinder reciprocating compressor) ( Fig. 2) consists of the cure belwelle 10 with at least one crank pin 9 on which the sliding block 8 is rotatably mounted by means of slide bearing shells 43 a, 43 b and the crank loop frame 7 , consisting of the crank loop frame halves 7 a, 7 b, in which the sliding block 8 is slidably guided in a straight line.
Die Kurbelwelle 10 ist in bekannter Art und Weise, beispielswei se als einfach gekröpfte Kurbelwelle einstückig aufgebaut. Je nach Bauart und/oder Baugröße der erfindungsgemäßen Hubkolbenma schine ist die Kurbelwelle 10 gegebenenfalls mehrteilig als so genannte gebaute Kurbelwelle 10 ausgeführt. Sie weist zumindest einen ersten Lagerzapfen 20 und einen zweiten Lagerzapfen 21 mit einer gemeinsamen Drehachse 22 als Mittelachse auf. Die Lager zapfen 20, 21 besitzen jeweils eine zylinderförmige oder leicht ballige Umfangsfläche 20a, 21a. Zwischen den Lagerzapfen 20,21 befindet sich der Kurbelzapfen 9, dessen Mittelachse 23 exzen trisch zur Drehachse 22 versetzt ist. Der Kurbelzapfen 9 weist ebenfalls eine zylinderförmige oder leicht ballige Umfangsfläche 9a auf. Der doppelte Abstand der Mittelachse 23 von der Dreh achse 22 bestimmt den Hub der Hubkolbenmaschine. Endseitig ist der Kurbelzapfen 9 jeweils über eine Wange 24, 25 mit den inne ren Enden der Lagerzapfen 20, 21 verbunden.The crankshaft 10 is constructed in one piece in a known manner, for example se as a single cranked crankshaft. Depending on the type and / or size of the reciprocating machine according to the invention, the crankshaft 10 is optionally designed in several parts as a so-called built crankshaft 10 . It has at least a first bearing pin 20 and a second bearing pin 21 with a common axis of rotation 22 as the central axis. The bearing pin 20 , 21 each have a cylindrical or slightly spherical peripheral surface 20 a, 21 a. Between the bearing pin 20 , 21 there is the crank pin 9 , the central axis 23 is offset eccentrically to the axis of rotation 22 . The crank pin 9 also has a cylindrical or slightly spherical peripheral surface 9 a. The double distance of the central axis 23 from the axis of rotation 22 determines the stroke of the reciprocating machine. At the end, the crank pin 9 is connected via a cheek 24 , 25 to the inner ends of the bearing pin 20 , 21 .
Die Wangen 24, 25 weisen eine im wesentlichen scheibenförmige Raumform mit jeweils einer dem Kurbelzapfen 9 zugewandten, ebe nen Innenfläche 26, 27 und einer den jeweiligen Lagerzapfen 20, 21 zugewandten Außenfläche 28, 29 auf. Die Innenflächen 26, 27 sind parallel zueinander und senkrecht zur Mittelachse 23 an geordnet, wobei deren Abstand zueinander der Länge des Kurbel zapfens 9 entspricht. Die Außenflächen 28, 29 sind jeweils zum Kurbelzapfen 9 hin angeschrägt ausgebildet. An dem Kurbelzapfen 9 gegenüberliegenden Ende der Wangen 24, 25 sind in deren Ver längerung jeweils Gegengewichte 30, 31 einstückig derart ange formt, daß die Innenflächen der Gegengewichte 30, 31 in dersel ben Erstreckungsebene liegen wie die Innenflächen 26, 27.The cheeks 24 , 25 have an essentially disk-shaped three-dimensional shape, each with an inner surface 26 , 27 facing the crank pin 9 , and an outer surface 28 , 29 facing the respective journal 20 , 21 . The inner surfaces 26 , 27 are arranged parallel to each other and perpendicular to the central axis 23 , the distance between them corresponding to the length of the crank pin 9 . The outer surfaces 28 , 29 are each beveled toward the crank pin 9 . At the crank pin 9 opposite end of the cheeks 24 , 25 are counterweights 30 , 31 formed in one piece in their extension so that the inner surfaces of the counterweights 30 , 31 are in the same ben extension plane as the inner surfaces 26 , 27th
An den Außenflächen 28, 29 sind ringstufenförmige, die Lagerzap fen 20, 21 umgebende Vorsprünge 32, 33 angeformt, welche jeweils eine den Lagerzapfen 20, 21 zugewandte, ebene Ringstirnfläche 34, 35 ausbilden. Die Erstreckungsebene der Ringstirnflächen 34, 35 steht senkrecht auf der Drehachse 22.Are on the outer surfaces 28, 29 ring-shaped step, the Lagerzap fen 20, 21 surrounding the projections 32, 33 formed, which each form a trunnions 20, 21 facing planar annular end face 34, 35th The plane of extension of the ring end faces 34 , 35 is perpendicular to the axis of rotation 22 .
Kurbelwellenendseitig folgt auf den Lagerzapfen 20 ein Antriebs flansch 36, der einen im Vergleich zum Lagerzapfen 20 größeren Durchmesser aufweist, so daß eine zur Ringstirnfläche 34 par allele Ringstirnfläche 37 und eine kurbelwellenendseitige Stirn fläche 38 ausgebildet wird. Der Antriebsflansch 36 ist ebenfalls zylinderförmig und besitzt als Mittelachse die Drehachse 22.On the crankshaft end, a drive flange 36 follows the bearing journal 20 , which has a larger diameter than the bearing journal 20 , so that an annular end face 37 to the ring end face 34 and an end face 38 on the crankshaft end side are formed. The drive flange 36 is also cylindrical and has the axis of rotation 22 as the central axis.
Anderendig folgt auf den Lagerzapfen 21 ein im Durchmesser klei nerer, zylinderförmiger Zapfen 40 mit einer kurbelwellenanderen digen Stirnfläche 41. Der Zapfen 40 besitzt ebenfalls die Dreh achse 22 als Mittelachse. Die Stirnflächen 38, 41 begrenzen die Längserstreckung der Kurbelwelle 10. In die Stirnfläche 41 sind in Axialrichtung mehrere über den Umfang verteilte sacklochför mige Vertiefungen 42 eingebracht. Diese Vertiefungen können wahlweise als Sacklochgewinde oder als Sacklochbohrungen zur Aufnahme von Paßstiften ausgeführt sein. Der Zapfen 40 dient zusammen mit den Vertiefungen 42 zur Aufnahme und zur Befesti gung von Antriebsmitteln, beispielsweise Zahnrädern zum Antrieb von Nebenaggregaten wie z. B. Öl- oder Wasserpumpen.On the other hand, the bearing pin 21 is followed by a smaller-diameter, cylindrical pin 40 with a crankshaft-like end face 41 . The pin 40 also has the axis of rotation 22 as the central axis. The end faces 38 , 41 limit the longitudinal extent of the crankshaft 10 . In the end face 41 several sacklochför shaped recesses 42 are introduced in the axial direction distributed over the circumference. These recesses can optionally be designed as blind hole threads or as blind holes for receiving dowel pins. The pin 40 is used together with the recesses 42 for receiving and fastening supply of drive means, for example gears for driving auxiliary units such. B. oil or water pumps.
Schräg von der Umfangsfläche 21a des Lagerzapfens 21 weg führt den Lagerzapfen 21 und die Wange 25 durchdringend zum Zentrum des Kurbelzapfens 9 hin eine Bohrung 45, die dort in eine den Kurbelzapfen 9 durchdringende Querbohrung 46 mündet. At an angle from the circumferential surface 21 a of the bearing pin 21 , the bearing pin 21 and the cheek 25 penetrate penetrating to the center of the crank pin 9 , a bore 45 which opens into a transverse bore 46 penetrating the crank pin 9 .
Im folgenden wird die Ausführung der Kurbelwellenlagerung im Kurbelgehäuse 13 am Beispiel des Lagerzapfens 21 beschrieben. Die radiale Lagerung des Lagerzapfens 20 im Kurbelgehäuse 13 erfolgt analog zur Lagerung des Lagerzapfens 21 und ist deshalb nicht dargestellt bzw. separat beschrieben. Die axiale Festle gung der Kurbelwelle 10 erfolgt in bekannter Art und Weise über die Ringstirnflächen 34, 37 und entsprechend ausgestaltete Axi algleitlagerflächen (nicht dargestellt). Die genaue Ausgestal tung der Axiallagerung der Kurbelwelle 10 ist nicht erfindungs wesentlich und ist deshalb nicht in den Figuren dargestellt und im Beschreibungstext nicht weiter ausgeführt.The design of the crankshaft bearing in the crankcase 13 is described below using the example of the journal 21 . The radial mounting of the bearing pin 20 in the crankcase 13 is carried out analogously to the mounting of the bearing pin 21 and is therefore not shown or described separately. The axial fixing of the crankshaft 10 takes place in a known manner via the ring end faces 34 , 37 and correspondingly designed axial slide bearing surfaces (not shown). The exact Ausgestal device of the axial bearing of the crankshaft 10 is not essential to the invention and is therefore not shown in the figures and is not explained in the description.
Die Lagerung des aggregateseitigen Lagerzapfens 21 ist bei spielsweise als hydrodynamisch geschmiertes Gleitlager mit zwei Gleitlagerschalen 50a, 50b ausgeführt. In Abhängigkeit von z. B. der Bauart und der Baugröße der Hubkolbenmaschine ist die Lage rung der Kurbelwelle 10, insbesondere bei gebauten Kurbelwellen, als Walzlagerung, insbesondere in Kombination mit Drehdurchfüh rungen zur Weiterleitung des Drucköls ausgeführt. Die Gleitla gerschalen 50a, 50b sitzen auf der Umfangsoberfläche 21a des Lagerzapfens 21. Die Gleitlagerschalen 50a, 50b sind baugleich ausgeführt und besitzen eine dünnwandige halbhohlzylinderförmige Raumform mit jeweils einer Innenfläche 51, eine Außenfläche 52, zwei halbkreisringförmige axiale Begrenzungsflächen 53, 54 sowie zwei radiale Begrenzungsflächen 55, 56. Im montierten Zustand sind die Gleitlagerschalen 50a; 50b derart angeordnet, daß sich die jeweilig gegenüberliegenden radialen Begrenzungsflächen 55 bzw. 56 zweier Gleitlagerschalen 50a, 50b berühren und die In nenflächen 51 der Gleitlagerschalen 50a, 50b die Umfangsoberflä che 21a des aggregateseitigen Lagerzapfens 21 mit geringem Spiel derart umgreifen, daß die Kurbelwelle 10 in der Gleitlagerung drehbar gelagert ist. Die Innenfläche 51 besitzt radial umlau fend eine z. B. im Querschnitt rechteckförmige Nut 57, welche einen Nutboden 58 aufweist. In Axialrichtung ist die Nut 57 der art angeordnet, daß sie mit dem lagerzapfenseitigen Ende der Bohrung 45 kommuniziert. Die axiale Erstreckung der Nut 57 be trägt beispielsweise etwa 1/4 der axialen Erstreckung der Gleit lagerschalen 50. Die Tiefe der Nut 57 beträgt beispielsweise ca. die Hälfte der Dicke der Gleitlagerschalen 50a, 50b.The bearing of the unit-side bearing pin 21 is designed for example as a hydrodynamically lubricated plain bearing with two plain bearing shells 50 a, 50 b. Depending on z. B. the type and size of the reciprocating engine, the position tion of the crankshaft 10 , especially in built crankshafts, as a roller bearing, in particular in combination with rotary feedthroughs for passing on the pressure oil. The Gleitla gerschalen 50 a, 50 b sit on the peripheral surface 21 a of the journal 21st The slide bearing shells 50 a, 50 b are of identical construction and have a thin-walled, semi-hollow cylindrical spatial shape, each with an inner surface 51 , an outer surface 52 , two semicircular axial boundary surfaces 53 , 54 and two radial boundary surfaces 55 , 56 . In the assembled state, the plain bearing shells 50 a; 50 b arranged such that the respective opposite radial boundary surfaces 55 and 56 of two plain bearing shells 50 a, 50 b touch and the inner surface 51 of the plain bearing shells 50 a, 50 b encompass the peripheral surface 21 a of the aggregate-side bearing journal 21 with little play that the crankshaft 10 is rotatably mounted in the plain bearing. The inner surface 51 has a radially umlau fend z. B. rectangular cross-section groove 57 , which has a groove bottom 58 . In the axial direction, the groove 57 is arranged in such a way that it communicates with the end of the bore 45 on the journal side. The axial extent of the groove 57 be, for example, about 1/4 of the axial extent of the slide bearing shells 50th The depth of the groove 57 is, for example, approximately half the thickness of the slide bearing shells 50 a, 50 b.
In den Nutboden 58 einer Gleitlagerschale 50a, 50b sind mehrere, z. B. 5, radiale Durchgangsbohrungen 59 eingebracht. Der Durch messer der Durchgangsbohrungen 59 entspricht in etwa der Axia lerstreckung der Nut 57.In the groove bottom 58 of a plain bearing shell 50 a, 50 b are several, for. B. 5, radial through holes 59 are introduced. The diameter of the through bores 59 corresponds approximately to the axial extent of the groove 57 .
Die Außenfläche 52 der Gleitlagerschalen 50a, 50b weist eine halbzylindermantelförmige Raumform auf und ist jeweils coaxial zu den Innenflächen 51 angeordnet.The outer surface 52 of the plain bearing shells 50 a, 50 b has a semicylinder-shaped spatial shape and is arranged coaxially with the inner surfaces 51 .
Die Gleitlagerschalen 50a, 50b sitzen mit ihren Außenflächen 52 in entsprechenden Lagersitzflächen 60 des Kurbelgehäuses 13, welches in Fig. 2 ausschnittsweise im Bereich eines Gleitlager sitzes dargestellt ist. Die Lagersitzflächen 60 weisen radial umlaufend analog zu den Innenflächen 51 der Gleitlagerschalen 50a, 50b eine Nut 61 auf. Die Nut 61 hat einen Nutboden 62 und in etwa die gleiche Querschnittsform wie die Nut 51. Die Nut 61 ist derart in der Lagersitzfläche 60 angeordnet, daß im montier ten Zustand der Hubkolbenmaschine die Nuten 61 mit den Bohrungen 59 der Gleitlagerschalen 50a, 50b kommunizieren. Weiterhin sind im Kurbelgehäuse 13 für jeweils eine Gleitlagerstelle zumindest eine Ölversorgungsbohrung 63 vorgesehen, die einendig in die Nut 61 mündet und anderendig mit dem Druckölkreislauf der Hubkolben maschine in Verbindung steht.The slide bearing shells 50 a, 50 b sit with their outer surfaces 52 in corresponding bearing seat surfaces 60 of the crankcase 13 , which is shown in detail in FIG. 2 in the region of a slide bearing seat. The bearing seat surfaces 60 have a groove 61 in a radially circumferential manner analogous to the inner surfaces 51 of the slide bearing shells 50 a, 50 b. The groove 61 has a groove bottom 62 and approximately the same cross-sectional shape as the groove 51 . The groove 61 is arranged in the bearing seat 60 such that the grooves 61 communicate with the bores 59 of the slide bearing shells 50 a, 50 b in the assembled state of the reciprocating piston machine. Furthermore, at least one oil supply bore 63 is provided in the crankcase 13 for each plain bearing, which ends at one end in the groove 61 and at the other end is connected to the pressure oil circuit of the reciprocating piston machine.
Der Gleitstein 8 ist ebenfalls vorzugsweise mit einer hydrodyna misch geschmierten Gleitlagerung bestehend aus den vorzugsweise baugleichen Gleitlagerschalen 43a, 43b oder einer Wälzlagerung auf dem Kurbelzapfen 9 drehbar gelagert. Die Gleitlagerschalen 43a, 43b sind ähnlich den Gleitlagerschalen 50a, 50b aufgebaut und weisen jeweils eine halbzylindermantelförmige, dünnwandige Raumform auf. Die Gleitlagerschalen 43a, 43b besitzen je eine Innenfläche 65, eine Außenfläche 66, zwei radiale Begrenzungs flächen 67, 68 und zwei radiale Stirnflächen 69, 70. The sliding block 8 is also preferably rotatably supported with a hydrodynamically lubricated slide bearing consisting of the preferably identical slide bearing shells 43 a, 43 b or a roller bearing on the crank pin 9 . The plain bearing shells 43 a, 43 b are constructed similarly to the plain bearing shells 50 a, 50 b and each have a semi-cylindrical, thin-walled spatial shape. The plain bearing shells 43 a, 43 b each have an inner surface 65 , an outer surface 66 , two radial boundary surfaces 67 , 68 and two radial end faces 69 , 70 .
Die Innenflächen 65 der Gleitlagerschalen sind im Durchmesser derart bemessen, daß sie im montierten Zustand des Geitstein gleitlagers die Umfangsoberfläche 9a des Kurbelzapfens 9 mit geringem Spiel umschließen.The inner surfaces 65 of the plain bearing shells are dimensioned in such a way that they enclose the peripheral surface 9 a of the crank pin 9 with little play in the assembled state of the sliding block.
Weiterhin weisen die Gleitlagerschalen 43a, 43b an ihrer Innen fläche 65 vorzugsweise eine Nut 71 mit einem Nutboden 72 auf, wobei im Nutboden 72 radial über den Umfang verteilt, jeweils mehrere, z. B. 3, Durchlaßbohrungen 73 in die Gleitlagerschalen 43a, 43b eingebracht sind. Die Lage der Nut 71 zusammen mit den Durchlaßbohrungen 73 ist so gewählt, daß die Querbohrung 46 des Kurbelzapfens 9 endseitig jeweils in die Nut 71 mündet.Furthermore, the slide bearing shells 43 a, 43 b on their inner surface 65 preferably have a groove 71 with a groove bottom 72 , with the groove bottom 72 distributed radially over the circumference, several, z. B. 3, through holes 73 are introduced into the plain bearing shells 43 a, 43 b. The position of the groove 71 together with the passage bores 73 is selected such that the transverse bore 46 of the crank pin 9 ends in the groove 71 at the end .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hub kolbenmaschine, insbesondere bei Kleinmotoren, ist der Gleit stein 8 aus einem Gleitlagermaterial hergestellt. In diesem Fall kann gegebenenfalls auf die Gleitlagerschalen 43a, 43b verzich tet werden.According to a further embodiment of the reciprocating piston machine according to the invention, especially in small engines, the sliding stone 8 is made of a plain bearing material. In this case, the slide bearing shells 43 a, 43 b can optionally be dispensed with.
Die Außenflächen 66 der beiden Gleitlagerschalen 43a, 43a zum Verdrehschutz klemmend umgreifend sitzt der Gleitstein 8, beste hend aus den beiden Gleitsteinhälften 8a, 8b. Der Gleitstein 8 besitzt im montierten Zustand eine im wesentlichen quaderförmige Raumform mit einer ersten Außenseite 80, einer zweiten Außen seite 81, einer ersten Gleitsteingleitfläche 82, einer zweiten Gleitsteingleitfläche 83 und einer ersten Stirnfläche 84 sowie einer zweiten Stirnfläche 85.The outer surfaces 66 of the two plain bearing shells 43 a, 43 a clamped to prevent rotation, the sliding block 8 sits, best consisting of the two sliding block halves 8 a, 8 b. In the assembled state, the sliding block 8 has a substantially cuboid spatial shape with a first outside 80 , a second outside 81 , a first sliding block sliding surface 82 , a second sliding block sliding surface 83 and a first end surface 84 and a second end surface 85 .
Die erste Außenseite 80 und die zweite Außenseite 81 weisen je weils vorzugsweise eine U-förmige Vertiefung 86 bzw. 87 auf, die sich in Axialrichtung von der Stirnfläche 84 zur Stirnfläche 85 erstreckt und in der Richtung quer zur Axialrichtung beispiels weise in etwa 4/5 der ersten Außenseite 80 bzw. der zweiten Außenseite 81 einnehmen.The first outer side 80 and the second outer side 81 each have a U-shaped recess 86 or 87 , which extends in the axial direction from the end face 84 to the end face 85 and in the direction transverse to the axial direction, for example approximately 4/5 the first outer side 80 or the second outer side 81 .
Die zweite Stirnfläche 85 und die erste Stirnfläche 84 sind vorzugsweise eben und parallel zueinander ausgerichtet, wobei die Erstreckungsebenen der Stirnflächen 84, 85 senkrecht auf der Mittelachse 23 des Kurbelzapfens 9 stehen. Insbesondere jeweils die an die Gleitsteingleitflächen 82, 83 angrenzende Bereiche der Stirnflächen 84, 85 sind als Führungsgleitflächen 84a, 85a, vorzugsweise glattflächig, ausgebildet. Die Gleitsteingleitflä chen 82, 83 und/oder die Führungsgleitflächen 84a, 85a können beispielsweise entweder gehärtet und geschliffen sein oder gege benenfalls eine Beschichtung aus Gleitlagerwerkstoff aufweisen oder mit einem Gleitlagerblech belegt sein.The second end face 85 and the first end face 84 are preferably aligned flat and parallel to one another, the planes of extent of the end faces 84 , 85 being perpendicular to the central axis 23 of the crank pin 9 . In particular, the regions of the end faces 84 , 85 adjoining the sliding stone sliding surfaces 82 , 83 are each designed as guide sliding surfaces 84 a, 85 a, preferably with a smooth surface. The Gleitsteingleitflä surfaces 82 , 83 and / or the guide sliding surfaces 84 a, 85 a can, for example, either be hardened and ground or, if appropriate, have a coating of plain bearing material or be coated with a plain bearing plate.
Der Abstand zwischen den Stirnflächen 84, 85 ist etwas kleiner als die axiale Länge des Kurbelzapfens 9 und entspricht in etwa der Breite der Gleitlagerschalen 43a, 43b.The distance between the end faces 84 , 85 is somewhat smaller than the axial length of the crank pin 9 and corresponds approximately to the width of the slide bearing shells 43 a, 43 b.
Die Gleitsteingleitflächen 82, 83 bilden jeweils mit den Füh rungsgleitflächen 84a, 85a Begrenzungskanten 90 und 91 aus, wel che vorzugsweise gratfrei scharfkantig ausgeführt sind oder ei nen Übergangsradius, oder eine entsprechende Anfasung aufweisen.The sliding stone sliding surfaces 82 , 83 each form with the guide sliding surfaces 84 a, 85 a, boundary edges 90 and 91 , which surface are preferably burr-free with sharp edges or have a transition radius, or have a corresponding chamfer.
Im Zentrum des Gleitsteins 8 ist eine Kurbelzapfenbohrung 93 mit einer Innenfläche 94 vorgesehen, deren Bohrungsmittelachse die Mittelachse 23 ist und deren Innendurchmesser dem Außendurchmes ser der beiden Gleitlagerschalen 43a, 43b entspricht bzw. ge ringfügig kleiner ist, so daß die Gleitlagerschalen 43a, 43b vom Gleitstein 8 klemmend und verdrehsicher bezüglich des Gleit steins umgriffen werden. Die Verdrehsicherung für die Gleitla gerschalen 43a, 43b, 50a, 50b kann auch formschlüssig, z. B. durch Nasen in den Gleitlagerschalen 43a, 43b, 50a, 50b erfol gen.In the center of the sliding block 8 , a crank pin bore 93 is provided with an inner surface 94 , the center axis of the bore is the central axis 23 and the inside diameter corresponds to the outer diameter of the two plain bearing shells 43 a, 43 b or is slightly smaller, so that the plain bearing shells 43 a, 43 b of the sliding block 8 can be gripped and locked against rotation with respect to the sliding block. The anti-rotation device for the Gleitla gerschalen 43 a, 43 b, 50 a, 50 b can also be positive, z. B. by lugs in the plain bearing shells 43 a, 43 b, 50 a, 50 b suc gene.
In Axialrichtung der Bohrung 93 etwa mittig, korrespondierend zu den Bohrungen 73 der Gleitlagerschalen 43a, 43b ist eine radial umlaufende, im Querschnitt etwa rechteckförmige Nut 95 mit einem Nutboden 96 eingebracht. Ausgehend vom Nutboden 96 weist der Gleitstein 8 radial über den Umfang verteilt zumindest zwei, z. B. vier Bohrungen 97 auf, welche anderendig jeweils in etwa der Mitte der bezüglich der Gleitrichtung äußeren Drittel der Gleitsteingleitflächen 82, 83 direkt in diese Gleitsteingleit flächen 82, 83 oder in Nuten (nicht dargestellt) münden, wobei die Nuten innerhalb der Begrenzungen der gleitenden Flächen en den. Von den Bohrungen 98 zweigen jeweils Bohrungen 89 ab, wel che in etwa an den äußeren Enden des mittleren Drittels der Gleitsteingleitflächen 82 bzw. 83 direkt in diese münden.In the axial direction of the bore 93, approximately in the middle, corresponding to the bores 73 of the slide bearing shells 43 a, 43 b, a radially circumferential groove 95 with a groove bottom 96 that is approximately rectangular in cross section is introduced. Starting from the groove bottom 96 , the sliding block 8 has radially distributed over the circumference at least two, z. For example, four bores 97 which respectively other end (not shown) in about the middle of the outer relative to the direction of sliding of the third Gleitsteingleitflächen 82, 83 directly faces 82 in this Gleitsteingleit, 83 or in grooves open, said grooves within the limits of the sliding Surfaces. From the holes 98 each branch off from holes 89 , which che approximately at the outer ends of the middle third of the sliding stone sliding surfaces 82 and 83 open directly into this.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Gleitsteins 8 sind die Bohrungen 97 als Sacklochbohrungen ausgeführt, in die die Boh rungen 98 derart einmünden, daß ein abgewinkelter Ölversorgungs kanal aus den Bohrungen 97 und 98 gebildet ist (Fig. 10).In a further embodiment of the sliding block 8 , the holes 97 are designed as blind holes into which the holes 98 open out such that an angled oil supply channel is formed from the holes 97 and 98 ( FIG. 10).
Weiterhin liegt es im Bereich der Erfindung die Ölzufuhr in den Schmierspalt zwischen dem Gleitstein 8 und dem Kurbelschlaufen rahmen 7 über gerade Bohrungen 97 (Fig. 11) zu bewerkstelligen.Furthermore, it is within the scope of the invention to supply the oil into the lubrication gap between the sliding block 8 and the crank loops frame 7 via straight bores 97 ( FIG. 11).
Der Gleitstein 8 ist vorzugsweise zwei- oder mehrteilig ausge führt. Bei Einsatz einer gebauten Kurbelwelle kann der Gleit stein 8 auch einstückig ausgeführt sein. Die Gleitsteinhälften 8a, 8b weisen jeweils eine erste und eine zweite Berührungsflä che 99, 100 auf, welche vorzugsweise in einer gemeinsamen Tren nungsebene liegen.The sliding block 8 is preferably two or more parts out leads. When using a built crankshaft, the sliding block 8 can also be made in one piece. The sliding block halves 8 a, 8 b each have a first and a second contact surface 99 , 100 , which are preferably in a common separation plane.
Die Trennungsebene kann, wie in Fig. 2 dargestellt, parallel zu den Gleitsteingleitflächen 82, 83 ausgerichtet sein. Selbstver ständlich ist auch eine Trennungsebene, die mit den Gleitstein gleitflächen 82, 83 einen Winkel einschließt, denkbar. Dieser Winkel ist jedoch so zu bemessen, daß die Trennungsebene die Gleitsteingleitflächen 82, 83 nicht schneidet. Zur Verbindung der Gleitsteinhälften 8a, 8b sind Befestigungsmittel vorgesehen, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Derartige Befestigungsmittel sind beispielsweise aus der DE 34 35 501 A1 bekannt.As shown in FIG. 2, the parting plane can be aligned parallel to the sliding stone sliding surfaces 82 , 83 . Of course, a separation plane is also conceivable, which includes an angle with the sliding block 82 , 83 . However, this angle is to be dimensioned such that the parting plane does not intersect the sliding stone sliding surfaces 82 , 83 . Fastening means are provided for connecting the sliding block halves 8 a, 8 b, which are not shown for reasons of clarity. Such fasteners are known for example from DE 34 35 501 A1.
Durch die bisher beschriebene Anordnung ergibt sich ein kontinu ierlich durchströmbarer Strömungsweg A für das die Übertragungs einrichtung schmierende Öl. Der Strömungsweg A ist mit den Pfeilsymbolen A1 bis A8 gekennzeichnet.The arrangement described so far results in a continuous flowable flow path A for the transmission device lubricating oil. The flow path A is with the Arrow symbols marked A1 to A8.
Zunächst strömt das von einer Ölpumpe (nicht gezeigt) mit Druck beaufschlagte Schmieröl durch die Bohrung 63 (Pfeil A1) und füllt die Nut 61 aus. Von der Nut 61 aus gelangt das Öl durch die Bohrungen 59 in die Nut 57 der Gleitlagerschalen 50a, 50b (Pfeil A2). Von der Nut 57 gelangt eine Teilmenge des Öls zwi schen die Umfangsoberfläche 21a und die Innenfläche 51 der Gleitlagerschalen 50a, 50b, so daß zwischen dem Lagerzapfen 21 und den Gleitlagerschalen 50a, 50b im Betrieb ein hydrodynamisch tragender Schmierfilm ausgebildet wird. Das restliche Öl strömt von der Nut 57 aus in die Bohrung 45 (Pfeil A3) und tritt an beiden Enden der Bohrung 46 aus (Pfeil A4). Von dort gelangt das Öl in die Nut 71 der Gleitlagerschalen 43a, 43b (Pfeil A5). Hier gelangt wiederum eine Teilmenge des Öls zwischen die Umfangs oberfläche 9a des Kurbelzapfens 9 und die Innenflächen 65 der Gleitlagerschalen 43a, 43b und dient dort zur hydrodynamischen Schmierung des Kurbelzapfens 9 bezüglich der Gleitlagerschalen 43a, 43b. Das restliche Öl durchströmt die Bohrungen 73 und ge langt in die Nuten 95 der Gleitsteinhälften 8a, 8b. Von den Nu ten 95 aus strömt das Öl in die Bohrungen 97 (Pfeil A6) und in die Bohrungen 98. Am äußeren Ende der Bohrungen 97, 98 tritt das Öl aus (Pfeil A7, A8) und benetzt die beiden Gleitsteingleit flächen 82, 83 und die jeweils gegenüberliegenden Gleitbahnen des Kurbelschlaufenrahmens 7 bzw. befüllt den zwischen diesen Flächen existierenden Spielspalt bzw. Schmierspalt.First, the lubricating oil pressurized by an oil pump (not shown) flows through the bore 63 (arrow A1) and fills the groove 61 . From the groove 61 , the oil passes through the bores 59 into the groove 57 of the slide bearing shells 50 a, 50 b (arrow A2). From the groove 57 passes a subset of the oil's between the peripheral surface 21 a and the inner surface 51 of the plain bearing shells 50 a, 50 b, so that a hydrodynamically supporting lubricating film is formed between the bearing journal 21 and the plain bearing shells 50 a, 50 b. The remaining oil flows from the groove 57 into the bore 45 (arrow A3) and exits at both ends of the bore 46 (arrow A4). From there, the oil gets into the groove 71 of the slide bearing shells 43 a, 43 b (arrow A5). Here again comes a subset of the oil between the circumferential surface 9 a of the crank pin 9 and the inner surfaces 65 of the plain bearing shells 43 a, 43 b and is used there for hydrodynamic lubrication of the crank pin 9 with respect to the plain bearing shells 43 a, 43 b. The remaining oil flows through the bores 73 and reaches ge in the grooves 95 of the sliding block halves 8 a, 8 b. From the grooves 95 , the oil flows into the holes 97 (arrow A6) and into the holes 98 . At the outer end of the bores 97 , 98 the oil emerges (arrow A7, A8) and wets the two sliding stone sliding surfaces 82 , 83 and the respectively opposite slideways of the crank loop frame 7 or fills the play gap or lubrication gap existing between these surfaces.
Der Gleitstein 8 ist im Kurbelschlaufenrahmen 7 in Axialrichtung formschlüssig und in Gleitrichtung, welche senkrecht zur Axial richtung und senkrecht zur Zylinderachse der Arbeitszylinder 1, 2 steht, geradlinig gleitbar geführt.The sliding block 8 is in the crank loop frame 7 in the axial direction and in the sliding direction, which is perpendicular to the axial direction and perpendicular to the cylinder axis of the working cylinder 1 , 2 , guided in a straight line.
Der Kurbelschlaufenrahmen 7 ist beispielsweise zweiteilig, be stehend aus dem Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b, ausgeführt. Gegebenenfalls, z. B. bei einem Motor mit gebauter Kurbelwelle 10, kann der Kurbelschlaufenrahmen 7 auch einteilig ausgeführt sein. Die Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b sind gleichartig symmetrisch ausgebildet, so daß die Bezugszeichen, die in Fig. 2 an einer der Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b angezogen sind, jeweils auch für die andere Rahmenhälfte gelten.The crank loop frame 7 is, for example, in two parts, be standing from the crank loop frame halves 7 a, 7 b, executed. If necessary, e.g. B. in an engine with built crankshaft 10 , the crank loop frame 7 can also be made in one piece. The crank loop frame halves 7 a, 7 b are formed symmetrically in the same way, so that the reference numerals that are tightened in FIG. 2 on one of the crank loop frame halves 7 a, 7 b also apply to the other frame half.
Die Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b weisen je einen Gleit bahnrahmensteg 110 mit einer Außenseite 111, einer als Gleitbahn 112 ausgeführten Innenseite, einer die Kurbelschlaufenrahmen 7a, 7b in Gleitrichtung begrenzenden ersten Stirnfläche 113 und ei ner solchen zweiten Stirnfläche 114 auf.The crank loop frame halves 7 a, 7 b each have a slide frame web 110 with an outer side 111 , an inner surface designed as a slideway 112 , one of the crank loop frames 7 a, 7 b in the sliding direction delimiting first end face 113 and such a second end face 114 .
Die Gleitbahn 112 kann beispielsweise entweder gehärtet und ge schliffen sein oder gegebenenfalls eine Beschichtung aus Gleit lagerwerkstoff aufweisen oder mit einem Gleitlagerblech belegt sein. Ist eine von zwei zusammenwirkenden Gleitflächen des Gleitsteins 8 bzw. des Kurbelschlaufenrahmens 7 mit einem Gleit lagerwerkstoff beschichtet oder belegt, so ist jeweils die mit dieser Gleitfläche zusammenwirkende andere Gleitfläche vorzugs weise gehärtet und geschliffen ausgeführt, so daß jeweils eine oberflächenharte Gleitbahn mit einer oberflächenweichen Gleit bahn zusammenwirkt. Zur Verbesserung der Notlaufeigenschaften können in die jeweils oberflächenharte Gleitfläche definierte Vertiefungen zur Ausbildung von Mikro- und/oder Makroöltaschen eingebracht sein. Die definierten Vertiefungen in der oberflä chenharten Gleitbahn können beispielsweise durch mechanische Fertigungsverfahren oder durch ein Ätzverfahren hergestellt wer den. Ebenso können in geeigneter Art und Weise Beschichtungen wie z. B. Nikasil-Beschichtungen auf die Gleitflächen aufgetragen sein.The slideway 112 can, for example, either be hardened and ground, or optionally have a coating made of a sliding bearing material, or be coated with a sliding bearing plate. Is a cooperating two sliding surfaces of the sliding block 8 and the crank loop frame 7 bearing material with a sliding coated or occupied, the cooperating with the sliding surface of other sliding surface is in each case preference as hardened and executed ground so that in each case one surface-hard slide with a surface-smooth sliding track cooperates. To improve the emergency running properties, defined depressions for the formation of micro and / or macro oil pockets can be introduced into the surface-hard sliding surface. The defined depressions in the surface-hard slideway can be produced, for example, by mechanical manufacturing processes or by an etching process. Likewise, coatings such as. B. Nikasil coatings can be applied to the sliding surfaces.
Die Längserstreckung der Gleitbahnrahmenstege 110 ist so ge wählt, daß die Gleitsteingleitflächen 82, 83 in der in Gleit richtung jeweiligen Extremstellung des Gleitsteins 8 vollständig von den Gleitbahnen 112 bedeckt sind. An den Längsseiten der Gleitbahnrahmenstege 110 sind jeweils senkrecht zur Gleitbahn 112 je ein erster Schenkelsteg 115 und ein aggregatzweiter Schenkelsteg 116 einstückig derart angeformt, daß die Kurbelsch laufenrahmenhälften 7a, 7b eine im Querschnitt H-förmige Kontur ausbilden. An den bezüglich der Gleitrichtung äußeren Enden sind Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b jeweils gemäß EP 0 429 918 B1 offen ausgestaltet. Die Schenkelstege 115, 116 besitzen je weils eine dem Gleitbahnrahmensteg 110 zugewandte Innenfläche 117, 118 und eine vom Gleitbahnrahmensteg 110 abgewandte Außen fläche 119 bzw. 120.The longitudinal extent of the slideway frame webs 110 is selected so that the sliding block sliding surfaces 82 , 83 are completely covered by the slideways 112 in the respective extreme position of the sliding block 8 in the sliding direction. On the long sides of the slideway frame webs 110 , a first leg web 115 and an aggregate-wide leg web 116 are integrally formed in each case perpendicularly to the slideway 112 such that the crankshaft frame halves 7 a, 7 b form an H-shaped contour in cross section. According to EP 0 429 918 B1, crank loop frame halves 7 a, 7 b are each open at the ends that are outer with respect to the sliding direction. The leg webs 115 , 116 each have an inner surface 117 , 118 facing the slideway frame web 110 and an outer surface 119 and 120 facing away from the slideway frame web 110 .
Die Schenkelstege 115, 116 ragen über die gesamte Längserstrec kung des Gleitbahnrahmensteges 110 ein Stück über dessen Außen seite 111 hinaus; wobei der Überstand von der Mitte des Gleit bahnrahmenstegs 110 in Gleitrichtung nach außen zu den Stirn seiten 113, 114 hin jeweils abnimmt.The leg webs 115 , 116 protrude over the entire longitudinal extension of the slideway web 110 a piece beyond its outer side 111 ; wherein the projection from the center of the slide web web 110 in the sliding direction outwards to the end faces 113 , 114 decreases in each case.
Im Zentrum der Außenfläche 111 des Gleitbahnrahmensteges 110 ist zwischen den Schenkelstegen 115, 116 die Kolbenstange 5 bzw. 6 vorzugsweise einstückig angeformt. Die Kolbenstangen 5, 6 haben eine zylinderrohrförmige Raumform mit einer Mittelachse 5a, 6a welche jeweils der Zylindermittelachse der Arbeitszylinder 1, 2 entspricht. Zudem weisen die Kolbenstangen 5, 6 je eine von der Übertragungseinrichtung weg weisende Stirnfläche 5c, 6c auf, an der die Kolben 3, 4 (vgl. Fig. 1) befestigt sind.In the center of the outer surface 111 of the slideway frame web 110 , the piston rod 5 or 6 is preferably formed in one piece between the leg webs 115 , 116 . The piston rods 5 , 6 have a cylindrical tubular shape with a central axis 5 a, 6 a which corresponds to the cylinder central axis of the working cylinders 1 , 2 . In addition, the piston rods 5 , 6 each have an end face 5 c, 6 c pointing away from the transmission device, to which the pistons 3 , 4 (cf. FIG. 1) are fastened.
An den Außenseiten 119, 120 der Schenkelstege 115, 116 sind je weils in den bezüglich der Gleitrichtung äußeren Endbereichen rohrförmige Führungen 121 einstückig derart angeformt, daß im montierten Zustand die jeweils entsprechenden gegenüberliegenden Führungen 121 der Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b zueinander fluchten. Die rohrförmigen Führungen 121 dienen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, beispielsweise Dehnschrauben (nicht darge stellt), welche die Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b mitein ander fest verbinden. Weiterhin weisen die Schenkelstege 115, 116 von der Gleitbahn 112 weg ein Stück in Richtung der jeweils anderen Kurbelschlaufenrahmenhälfte und bilden Stirnflächen 122 aus. Die Stirnflächen 122 sind jeweils parallel zur zugehörigen Gleitbahn 112 ausgerichtet. Der Abstand zwischen den Stirnflä chen 122 und der zugehörigen Gleitbahn 112 ist derart gewählt, daß im montierten Zustand des Kurbelschlaufenrahmens 7 die Gleitbahnen 112 der Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a, 7b paral lell zueinander verlaufen und voneinander den Abstand X haben.On the outer sides 119 , 120 of the leg webs 115 , 116 , tubular guides 121 are formed in one piece in each case in the outer end regions with respect to the sliding direction in such a way that the corresponding opposite guides 121 of the crank loop frame halves 7 a, 7 b are aligned with one another in the assembled state. The tubular guides 121 are used to hold fasteners, such as expansion screws (not shown), which firmly connect the crank loop frame halves 7 a, 7 b to each other. Furthermore, the leg webs 115 , 116 point a little away from the slideway 112 in the direction of the other crank loop frame half and form end faces 122 . The end faces 122 are each aligned parallel to the associated slideway 112 . The distance between the end surfaces 122 and the associated slideway 112 is selected such that, in the assembled state of the crank loop frame 7, the slideways 112 of the crank loop frame halves 7 a, 7 b run parallel to one another and have a distance X from one another.
Somit ist der Gleitstein 8 im montierten Zustand mit einem vor bestimmten Spiel 51 in Richtung der Zylindermittelachsen im Kur belschlaufenrahmen 7 geführt.Thus, the sliding block 8 is in the assembled state with a certain game 51 in the direction of the cylinder central axes in the cure belschloenen frame 7 out.
An den Innenseiten 117, 118 der Schenkelstege 115, 116 sind je weils rechtwinklig an die Längskanten der Gleitbahn 112 angren zend stufenförmige Vorsprünge 125, 126 vorgesehen. Diese Vor sprünge 125, 126 weisen je eine Führungsgleitbahn 127, 128 auf, welche vorzugsweise parallel zueinander und senkrecht zur Gleit bahn 112 und je eine Begrenzungskante 131 ausbilden. Die Begren zunskanten 131 der Führungsgleitbahnen 127, 128 zur Gleitbahn 112 hin sind vorzugsweise freischnittfrei oder mit einem kleinem Übergangsradius bzw. einer kleinen Übergangsfase versehen. Sind die Begrenzungskanten 131 zwischen den Führungsgleitbahnen 127, 128 und der Gleitbahn 112 mit einem Übergangsradius oder einer Übergangsfase versehen, so sind diese den entsprechenden Radien oder Fasen an den Begrenzungskanten 90, 91 des Gleitsteins 8 angepaßt. Für die Ausgestaltung dieses Eckbereiches ist es we sentlich, daß der von dem Gleitstein 8, der Gleitbahn 121 und den Führungsgleitbahnen 127 bzw. 128 gebildete Eckkanal 132 im Querschnitt kleinstmöglich ausgeführt ist, um an dessen offenen Enden ein ungewollt starkes Austreten von Schmieröl zu verhin dern.On the inner sides 117 , 118 of the leg webs 115 , 116 are each provided at right angles to the longitudinal edges of the slideway 112 adjacent step-shaped projections 125 , 126 . Before jumps 125 , 126 each have a guide slide 127 , 128 , which preferably parallel to each other and perpendicular to the slide 112 and each form a boundary edge 131 . The boundary edges 131 of the guide slideways 127 , 128 towards the slideway 112 are preferably free of cuts or provided with a small transition radius or a small transition bevel. If the boundary edges 131 between the guide slideways 127 , 128 and the slideway 112 are provided with a transition radius or a transition chamfer, then these are adapted to the corresponding radii or chamfers on the boundary edges 90 , 91 of the sliding block 8 . For the design of this corner area, it is essential that the corner channel 132 formed by the sliding block 8 , the slideway 121 and the guide slideways 127 and 128 is made as small as possible in cross section in order to prevent an undesired excessive leakage of lubricating oil at its open ends .
Dies wird im folgenden anhand der Fig. 6, 7, 8 und 9 näher erläutert. In diesen Figuren ist der Gleitstein 8 jeweils in einer Ausgangsstellung mit einem Abstand 51 von den Gleitbahnen 112 und einem Abstand 52 von den Führungsgleitbahnen 127, 128 gezeigt, wobei der Spalt zwischen dem Gleitstein 8 und dem Kur belschlaufenrahmen 7 mit Schmieröl gefüllt ist. Weiterhin ist der Gleitstein 8 in einer konstruktiv extrem ausgelenkten Stel lung gezeichnet (gestrichelte Linien). Die Begrenzungskanten 90, 91 tragen in dieser Stellung die Bezugszeichen 90', 91'. Die Fig. 6 bis 9 sind nicht maßstäblich zu sehen, sondern ver deutlichen unterschiedliche Ausgestaltungsformen des Eckbereichs zwischen Gleitstein 8 und Kurbelschlaufenrahmen 7. Weiterhin sind die in Fig. 6 bis 9 aufgeführten Ausführungsformen bei spielhafter Natur. Selbstverständlich liegen auch andere Ausge staltungen dieses Eckbereichs, beispielsweise weitere Kombina tionen aus Radien und Fasen im Bereich der Erfindung.This is explained in more detail below with reference to FIGS. 6, 7, 8 and 9. In these figures, the sliding block 8 is shown in each case in a starting position with a distance 51 from the sliding tracks 112 and a distance 52 from the guide sliding tracks 127 , 128 , the gap between the sliding block 8 and the cure belt loop frame 7 being filled with lubricating oil. Furthermore, the sliding block 8 is drawn in a structurally extremely displaced position (dashed lines). In this position, the boundary edges 90 , 91 have the reference symbols 90 ', 91 '. FIGS. 6 to 9 are not to scale to see, but ver substantial different embodiments of the corner portion between the sliding block 8 and crank loop frame 7. Furthermore, the embodiments shown in FIGS . 6 to 9 are of a playful nature. Of course, there are also other designs in this corner area, for example further combinations of radii and chamfers in the scope of the invention.
Befindet sich der Gleitstein 8 in seiner theoretischen Extremla ge, so ist allen Ausführungsformen gemäß Fig. 6 bis 9 gemeinsam, daß zwischen dem Gleitstein 8 in seiner Extremposition (Begren zungskanten 90', 91') und dem Kurbelschlaufenrahmen 7, insbeson dere der Begrenzungskante 131 des Kurbelschlaufenrahmens 7 ein Resteckkanal 132' verbleibt. Erfindungsgemäß ist es wesentlich, diesen Resteckkanal 132' in seiner Querschnittsfläche zu mini mieren.Is the sliding block 8 in its theoretical Extremla ge, all embodiments according to FIGS. 6 to 9 is common that between the sliding block 8 in its extreme position (Limiting edges 90 ', 91 ') and the crank loop frame 7 , in particular the boundary edge 131st of the crank loop frame 7, a residual corner channel 132 'remains. According to the invention, it is essential to minimize this residual corner channel 132 'in its cross-sectional area.
In einer ersten Ausführungsform des Eckkanals 132 gemäß Fig. 6 ist der Gleitstein 8 an seiner Begrenzungskante 90, 91 scharf kantig oder mit einer lediglich gebrochenen Kante ausgeführt. Die Begrenzungskante 131 des Kurbelschlaufenrahmens 7 ist ein Freischnitt, der jedoch in seinen Abmessungen kleinstmöglich ausgebildet ist, so daß der Resteckkanal 132' bzw. der Eckkanal 132 im Querschnitt minimal bemessen sind. Eine derartige Ausfüh rungsform ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Führungs gleitbahnen 127, 128 und die Gleitbahnen 112 mit einer geschlif fenen Oberfläche versehen werden sollen.In a first embodiment of the corner channel 132 according to FIG. 6, the sliding block 8 is sharp-edged at its boundary edge 90 , 91 or is designed with only a broken edge. The boundary edge 131 of the crank loop frame 7 is a free cut, but its dimensions are as small as possible, so that the residual corner channel 132 'or the corner channel 132 are minimally dimensioned in cross section. Such an embodiment is particularly expedient when the guide slideways 127 , 128 and the slideways 112 are to be provided with a ground surface.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Eckkanals 132 gemäß Fig. 7 sind die Begrenzungskanten 90, 91 des Gleitsteins 8 bzw. die Begrenzungskanten 131 des Kurbelschlaufenrahmens 7 als Außen- bzw. Innenfase ausgeführt und derart angepaßt, daß ein Resteck kanal 132' verbleibt, wenn der Gleitstein 8 in seiner theoreti schen Extremstellung zu liegen käme. Bei einer Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist der verbleibende Resteckkanal 132' im Quer schnitt trapezspaltförmig. In a further embodiment of the corner channel 132 according to FIG. 7, the boundary edges 90 , 91 of the sliding block 8 or the limiting edges 131 of the crank loop frame 7 are designed as outer or inner chamfers and are adapted in such a way that a residual channel 132 'remains when the sliding block 8 would lie in its theoretical extreme position. In an embodiment according to FIG. 7, the remaining corner plug channel 132 'is trapezoidal in cross section.
In einer Ausführungsform gemäß Fig. 8, sind der Gleitstein 8 und der Kurbelschlaufenrahmen 7 jeweils im Bereich Ihrer Begren zungskanten 90, 91 und 131 ebenfalls angefast, wobei die Er streckungsebenen der Fasenflächen zueinander einen Winkel ein schließen, derart, daß der Resteckkanal 132' im Querschnitt zu den Führungsgleitbahnen 127, 128 hin konvergiert und somit keil spaltförmig ausgebildet ist.In an embodiment according to FIG. 8, the sliding block 8 and the crank loop frame 7 are each also chamfered in the area of their limiting edges 90 , 91 and 131 , the extension planes of the chamfer surfaces forming an angle with one another such that the residual corner channel 132 'in Cross section converges towards the guide slideways 127 , 128 and is thus wedge-shaped.
Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 9 sind die Begren zungskanten 90, 91 und die Begrenzungskanten 131 des Gleitsteins 8 bzw. des Kurbelschlaufenrahmens 7 jeweils mit einem Rundungs radius versehen, wobei die Radien derart abgestimmt sind, daß ein sichelspaltförmiger Resteckkanal 132' verbleibt, wenn der Gleitstein 8 in seiner Extremposition zu liegen kommt.In a further embodiment according to FIG. 9, the limitation edges 90 , 91 and the boundary edges 131 of the sliding block 8 and the crank loop frame 7 are each provided with a radius of curvature, the radii being coordinated in such a way that a sickle-shaped residual corner channel 132 'remains when the sliding block 8 comes to rest in its extreme position.
Die Wahl der Ausgestaltung des Eckkanales 132 hängt dabei im we sentlichen von der Baugröße und der Bauart der Hubkolbenmaschine sowie den für die Einzelteile verwendeten Werkstoffen und Ferti gungsverfahren ab. So eignen sich die Ausführungsformen gemäß der Fig. 7, 8 und 9 des Kurbelschlaufenrahmens 7 insbesondere für eine räumende Bearbeitung der Kurbelschlaufenrahmens 7.The choice of the design of the corner channel 132 depends essentially on the size and design of the reciprocating piston machine and the materials and manufacturing processes used for the individual parts. Thus, the embodiments according to FIGS. 7, 8 and 9 of the crank loop frame 7 are particularly suitable for spatial machining of the crank loop frame 7 .
Vorteilhafterweise sind die Führungsgleitbahnen 127, 128 und die Gleitbahnen 112 analog zum Gleitstein 8 und Oberflächenbeschich tungen bzw. -behandlungen zur weiteren Verbesserung der Gleitei genschaften versehen.Advantageously, the guide slides 127 , 128 and the slideways 112 are analogous to the sliding block 8 and surface coatings or treatments are provided to further improve the sliding properties.
Die Führungsgleitbahnen 127, 128 haben zueinander in Axialrich tung den Abstand Y, welcher größer ist als der Abstand der Füh rungsgleitflächen 84a, 85a des Gleitsteins 8, so daß der Gleit stein 8 in Axialrichtung mit einem vorbestimmten Spiel 52 ge führt ist, wobei das Spiel 51 vorzugsweise größer gewählt ist, als das Spiel 52.The guide slides 127 , 128 have each other in the axial direction, the distance Y, which is greater than the distance between the guide sliding surfaces 84 a, 85 a of the sliding block 8 , so that the sliding stone 8 leads in the axial direction with a predetermined play 52 , whereby game 51 is preferably chosen to be larger than game 52 .
Die Schmierung der Relativbewegung zwischen dem Gleitstein 8 und den Führungsgleitbahnen 127, 128 wird durch Öl bewerkstelligt, welches aus den Öffnungen 97, 98 austritt und von den Gleit steingleitflächen 82, 83 um dessen Begrenzungskanten 90, 91 he rum zwischen den Gleitstein 8 und die Führungsgleitbahnen 127, 128 gelangt.The lubrication of the relative movement between the sliding block 8 and the guide slides 127 , 128 is accomplished by oil which emerges from the openings 97 , 98 and from the sliding stone sliding surfaces 82 , 83 around its boundary edges 90 , 91 around the sliding block 8 and the guide slides 127 , 128 arrives.
Weiterhin weisen die Schenkelstege 115, 116 zwischen zwei rohr förmigen Führungen 121 eine U-förmige Ausnehmung 130 auf, welche sich in ihrer Tiefe bis in die Nähe der Führungsgleitbahnen 127, 128 erstreckt. Die U-förmige Ausnehmung 130 ist dabei so bemes sen, daß im zusammengebauten Zustand der Kurbelzapfen 9 während einer gesamten Kurbelwellenumdrehung bezüglich des Kurbel schlaufenrahmens 7 freigeht.Furthermore, the leg webs 115 , 116 have a U-shaped recess 130 between two tubular guides 121 , the depth of which extends into the vicinity of the guide slideways 127 , 128 . The U-shaped recess 130 is so dimensioned that in the assembled state of the crank pin 9 during an entire crankshaft revolution with respect to the crank loop frame 7 goes free.
Die Belastung der Gleitsteingleitflächen 82, 83 und der entspre chenden Gleitbahnen 112 ist beim Betrieb einer erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine veränderlich. Sie resultiert im wesentlichen aus einer Überlagerung der an den Arbeitskolben 2, 3 Gasdruck kräften und den den Gasdruckkräften in ihrer Wirkrichtung ent gegengesetzten Massenkräften der bewegten Teile der Übertra gungseinrichtung. Aus dem Diagramm der Fig. 3 ist erkennbar, daß auf der Abszisse die resultierenden Gleitsteinkräfte FG und auf der Ordinate die Kurbelwinkel 0 ≦ ϕ ≦ 180° aufgetragen sind. Die dargestellte Kurve repräsentiert beispielhaft die resultie renden Gleitsteinkräfte FG, wie sie bei einer Brennkraftmaschine für eine spezifische Drehzahl (hier: n = 4000 U/min) auftreten. Man erkennt, daß die Belastung bei etwa ϕ1 = 4° erstmals, bei etwa ϕ2 = 41° zum zweiten Mal und etwa bei ϕ3 = 79° zum dritten Mal das Vorzeichen wechselt, weil die Belastungskurve die Null astlinie dort jeweils schneidet.The load on the sliding block sliding surfaces 82 , 83 and the corresponding slideways 112 is variable when operating a reciprocating piston machine according to the invention. It results essentially from a superimposition of the forces on the working pistons 2 , 3 and the gas pressure forces in their effective direction ent opposite mass forces of the moving parts of the transmission device. It can be seen from the diagram in FIG. 3 that the resulting sliding block forces F G are plotted on the abscissa and the crank angles 0 ≦ ϕ ≦ 180 ° are plotted on the ordinate. The curve shown represents, for example, the resulting sliding block forces F G , as they occur in an internal combustion engine for a specific speed (here: n = 4000 rpm). It can be seen that the load changes at bei 1 = 4 ° for the first time, at ϕ 2 = 41 ° for the second time and at ϕ 3 = 79 ° for the third time, because the load curve intersects the zero branch line there.
Das bedeutet, daß bei diesem Betriebszustand während einer Um drehung (360°) sechs Lastwechsel zwischen dem Gleitstein 8 und Kurbelschlaufenrahmen 7 stattfinden. Für die Stellen ϕ1, ϕ2, ϕ3 sind unter dem Diagramm schematisch die Pressungszustände des Gleitsteins mit dem Kurbelschlaufenrahmen dargestellt, die je weils nach dem Durchlaufen der Punkte ϕ1, ϕ2, ϕ3 vorliegen. So belastet beispielsweise im Bereich ϕ1 ≦ ϕ ≦ ϕ2 und im Bereich ϕ ≧ ϕ3 die Gleitsteingleitbahn 83 des Gleitsteins 8 die Gleitbahn 112 der Kurbelschlaufenrahmenhälfte 7a, wobei im Bereich ϕ2 ≦ ϕ ≦ ϕ3 die Gleitsteingleitbahn 82 die Gleitbahn 112 der Kurbel schlaufenrahmenhälfte 7b belastet. Zwischen der jeweils entla steten Gleitsteingleitbahn und der zugehörigen Gleitbahn einer Kurbelschlaufenrahmenhälfte liegt somit ein Spielspalt S vor. Die Größe des Spielspaltes S ergibt sich aus der Differenz des Einbauspieles S1 des Gleitsteins 8 und der Dicke des Ölfilmes auf der belasteten Seite des Gleitsteins 8.This means that six load changes between the sliding block 8 and crank loop frame 7 take place in this operating state during a rotation (360 °). For the points ϕ 1 , ϕ 2 , ϕ 3 , the pressure states of the sliding block with the crank loop frame are shown below the diagram, which are available after passing through points ϕ 1 , ϕ 2 , ϕ 3 . For example, in the area ϕ 1 ≦ ϕ ≦ ϕ 2 and in the area ϕ ≧ ϕ 3, the sliding block slideway 83 of the sliding block 8 loads the slideway 112 of the crank loop frame half 7 a, whereby in the area ϕ 2 ≦ ϕ ≦ ϕ 3 the sliding block slideway 82 the slide way 112 Crank loop frame half 7 b loaded. A clearance S is thus present between the respective sliding stone slide and the associated slide of a crank loop frame half. The size of the play gap S results from the difference between the installation play S1 of the sliding block 8 and the thickness of the oil film on the loaded side of the sliding block 8 .
Der Gleitstein 8 führt aufgrund der an ihm wirkenden Kräfte FG während eines Kurbelwellenumlaufes eine Pendelbewegung zwischen den Gleitbahnen 112 der Kurbelschlaufenrahmenhälften 7a und 7b aus, welche je nach Drehzahl und Betriebsweise der Hubkolbenma schine als Brennkraftmaschine oder als Hubkolbenkompressor zu mindest einmal pro Umdrehung stattfindet. Bei bestimmten Dreh zahlen, bei denen sich die Gas- und Massenkräfte so überlagern, daß die resultierende Gleitsteinbelastungskraft die Nullastlinie mehrfach schneidet, kann diese Pendelbewegung auch mehr als einmal pro Kurbelwellenumdrehung (vgl. Fig. 3) stattfinden.The sliding block 8 performs a pendulum movement between the slideways 112 of the crank loop frame halves 7 a and 7 b due to the forces F G acting on it during a crankshaft revolution, which, depending on the speed and operating mode of the reciprocating machine, takes place as an internal combustion engine or as a reciprocating compressor at least once per revolution . At certain speeds, at which the gas and mass forces overlap so that the resulting sliding block load force intersects the no-load line several times, this pendulum movement can also take place more than once per crankshaft revolution (see Fig. 3).
Im folgenden wird eine derartige Pendelbewegung anhand der Fig. 4 und 5 näher erläutert.Such a pendulum motion is explained in more detail below with reference to FIGS. 4 and 5.
In Fig. 4 wirkt die Kraft FG über die Kurbelschlaufenrahmenhälfte 7b auf die Gleitsteingleitfläche 82, so daß der zwischen den Flächen 82 und 112 befindliche Ölfilm 140 belastet, d. h. mit Druck beaufschlagt wird. Aufgrund der Last FG verringert sich der Abstand zwischen der Gleitsteingleitfläche 82 und der Gleitbahn 112, so daß eine Verdrängung des Öles zwischen diesen Flächen stattfindet. Ein Teil des verdrängten Öles wird um die Begren zungskanten 90, 91 des Gleitsteines 8 herum zwischen die Füh rungsgleitflächen 84a, 85a und den entsprechenden Führungsgleit bahnen 127, 128 (vgl. Fig. 2) gedrückt und dient dort der Schmierung der Führungsgleitflächen 84a, 85a gegenüber den Füh rungsgleitbahnen 127, 128. Aufgrund des konstruktiv relativ gering gewählten Axialspiels S2 des Gleitsteins 8 im Kurbel schlaufenrahmen 7 verläßt nur eine geringe Ölmenge den Schmier spalt zwischen den Führungsgleitflächen 84a, 85a und den Füh rungsgleitbahnen 127, 128. Ein weiterer Teil des verdrängten Öls dringt aufgrund der Druckbelastung im Schmierfilm 140 in die Bohrungen 97, 98 ein (Pfeile A10) und strömt etwas in Richtung der gegenüberliegenden, entlasteten Gleitsteingleitfläche 83 bzw. baut in den Bohrungen 97, 98 der belasteten Gleitsteinhälf te einen "Sperrdruck" für das von der Ölpumpe geförderte Öl auf. Gleichzeitig mit dem Verdrängen des Öls im Ölfilm 140 entsteht aufgrund der Vergrößerung des Abstandes zwischen der entlasteten Gleitsteingleitfläche 83 und der Gleitbahn 112 der Kurbel schlaufenrahmenhälfte 7a ein Unterdruck im Ölfilm 141, der das Ausströmen des Öls (Pfeile A11) auf der entlasteten Seite des Gleitsteins 8 unterstützt. Die Erfindung nutzt somit die Pendel bewegung des Gleitsteins im Kurbelschlaufenrahmen zur Ausbildung eines die Schmierfilmvorbereitung unterstützenden Pumpeffekts. Somit wird auf der entlasteten Seite des Gleitsteins 8 jeweils vor der Belastung ein ausreichend dicker Ölfilm 141 vorbereitet, der während der gesamten folgenden Belastungsphase ein definier tes Hydroplaning zwischen den gleitenden belasteten Flächen sicherstellt. Dieses Vorbereiten geschieht zum einen durch das von der Motorölpumpe unter Druck gesetzte Öl (Pfeile A12), wel ches durch die Bohrung 45 und die Bohrung 46 strömt und wird zum anderen unterstützt durch den Teil des Öls, der aufgrund des Pumpeffekts von der belasteten Seite hin zur entlasteten Seite des Gleitsteins 8 gedrückt wird. Zusätzlich unterstützend wirkt der auf der entlasteten Seite durch Vergrößerung des Spielspal tes erzeugte Unterdruck im Ölfilm 141. Um jedoch einen ungewollt starken Abbau des belasteten Ölfilms 140 zu verhindern, sind die Bohrungen 97, 98 in ihrem Durchmesser derart bemessen, daß zwar eine zur Verwirklichung des Pumpeffekts bzw. zum Aufbau des "Sperrdrucks" ausreichende Ölmenge vom belasteten Schmierfilm in die Bohrungen 97, 98 gelangen kann, es jedoch sichergestellt ist, daß der belastete Ölfilm 140 während der gesamten Be lastungsphase immer ein zur Aufrechterhaltung eines ausreichend dicken Ölfilms erforderliches Mindestmaß aufweist. Dies kann zweckmäßiger Weise dadurch erreicht werden, daß die in die Gleitsteinflächen randnah mündenden Ölzuführungsbohrungen (im Ausführungsbeispiel die Bohrungen 97) im Mündungsbereich bei spielsweise einen geringeren Durchmesser aufweisen als randfer nere Bohrungen (hier z. B. die Bohrungen 98), da die im Randbe reich zwar erfindungsgemäß verringerten, aber nicht vollständig zu verhindernden Leckölverluste eine Verringerung der rückströ menden Teilmengen notwendig machen kann. Dem kann durch eine Verengung der randnahen Bohrungen im Mündungsbereich zuverlässig entgegengewirkt werden.In FIG. 4, the force F G via the crank loop frame half 7 acts on the b Gleitsteingleitfläche 82 so that the oil film situated between the surfaces 82 and 112 of weights 140, ie is pressurized. Due to the load F G , the distance between the sliding stone sliding surface 82 and the sliding path 112 is reduced, so that the oil is displaced between these surfaces. A portion of the displaced oil is pressed around the limitation edges 90 , 91 of the sliding block 8 between the guide slide surfaces 84 a, 85 a and the corresponding guide slide tracks 127 , 128 (see FIG. 2) and serves to lubricate the guide slide surfaces 84 a, 85 a with respect to the guideways 127 , 128 . Due to the relatively small design axial play S2 of the sliding block 8 in the crank loop frame 7, only a small amount of oil leaves the lubricating gap between the guide sliding surfaces 84 a, 85 a and the guiding slide tracks 127 , 128 . Another part of the displaced oil penetrates into the holes 97 , 98 due to the pressure load in the lubricating film 140 (arrows A10) and flows somewhat in the direction of the opposite, relieved sliding block sliding surface 83 or builds a "in the holes 97 , 98 of the loaded sliding block half" Locking pressure "for the oil delivered by the oil pump. Simultaneously with the displacement of the oil in the oil film 140 of the distance between the unloaded Gleitsteingleitfläche 83 and the slideway 112 arises due to the enlargement of the crank loop frame half 7 a, a negative pressure in the oil film 141, the leakage of the oil (arrows A11) on the relieved side of the sliding block 8 supported. The invention thus uses the pendulum movement of the sliding block in the crank loop frame to form a lubricating film preparation supporting pump effect. Thus, a sufficiently thick oil film 141 is prepared on the relieved side of the sliding block 8 before the load, which ensures a defined hydroplaning between the sliding loaded surfaces during the entire subsequent loading phase. This preparation is done on the one hand by the pressurized oil from the engine oil pump (arrows A12), which flows through the bore 45 and the bore 46 and is supported on the other hand by the part of the oil that is pumped from the loaded side is pressed to the relieved side of the sliding block 8 . The negative pressure in the oil film 141, which is generated on the relieved side by enlarging the clearance, also has a supporting effect. However, in order to prevent an unintentionally strong degradation of the loaded oil film 140 , the bores 97 , 98 are dimensioned in such a way that a sufficient amount of oil from the loaded lubricating film into the bores 97 , 98 to achieve the pumping effect or to build up the "barrier pressure" 98 can reach, but it is ensured that the loaded oil film 140 always has a minimum dimension required to maintain a sufficiently thick oil film during the entire loading phase. This can expediently be achieved in that the oil feed bores opening into the sliding stone surfaces near the edge (in the exemplary embodiment, the bores 97 ) have a smaller diameter in the mouth area, for example, than randfer nere bores (here, for example, the bores 98 ), since the bores in the edge richly reduced but not completely preventable leakage oil losses according to the invention may make a reduction in the backflowing portions necessary. This can be reliably counteracted by narrowing the holes near the edge in the mouth area.
Kehrt sich, z. B. bei ϕ2 = 41°, die Richtung der resultierenden Kraft FG auf den Gleitstein 8 um (Fig. 5) so ist der Ölfilm 141 der belastete und der Ölfilm 140 der entlastete Ölfilm. Analog zur Situation in Fig. 4 wird nun das Öl des Ölfilms 141 ver drängt und gelangt zumindest teilweise in die Bohrungen 97, 98, die in die nun belastete Gleitsteingleitfläche 83 münden und be wirkt nun dort ein Zurückpumpen bzw. einen "Sperrdruck". Zudem strömt zu diesem Zeitpunkt das von der Ölpumpe geförderte Öl zum Aufbau des Ölfilms 140 von den Bohrungen 45 und 46 über die Nu ten 71 und 95 in Richtung der Gleitsteingleitfläche 82. Insofern kehrt sich beim Wechsel der Kraftangriffsrichtung der Kraft FG am Gleitstein 8 bedingt durch die resultierenden Druckverhältnisse in den Ölfilmen 141, 140 die Strömungsrichtung des Öles in den Bohrungen 97, 98 beider Gleitsteinhälften 8a, 8b um. Der auf der belasteten Gleitsteinseite entstehende Pumpeffekt bzw. "Sperr druck" hat im Zusammenspiel mit dem auf der entlasteten Seite entstehenden Unterdruck somit jeweils ein unterstützendes Pumpen bzw. Leiten des von der Ölpumpe geförderten Öls zum Aufbau eines Ölpolsters an der entlasteten Seite zur Folge.Returns, e.g. B. at ϕ 2 = 41 °, the direction of the resulting force F G on the sliding block 8 um ( Fig. 5), the oil film 141 is the loaded and the oil film 140 the relieved oil film. Analogous to the situation in Fig. 4, the oil of the oil film 141 is now displaced ver and at least partially gets into the bores 97 , 98 , which open into the now loaded sliding block sliding surface 83 and now acts there to pump back or a "barrier pressure". In addition, at this time, the oil pumped by the oil pump flows to build up the oil film 140 from the bores 45 and 46 via the grooves 71 and 95 in the direction of the sliding block sliding surface 82 . In this respect, when the force application direction of the force F G on the sliding block 8 changes due to the resulting pressure conditions in the oil films 141 , 140, the direction of flow of the oil in the bores 97 , 98 of both sliding block halves 8 a, 8 b reverses. The pumping effect or "barrier pressure" that arises on the loaded sliding block side, in combination with the negative pressure that arises on the unloaded side, thus results in a supporting pumping or directing of the oil pumped by the oil pump to build up an oil cushion on the unloaded side.
Daraus ergibt sich durch die Pendelbewegung des Gleitsteins 8 in dem Kurbelschlaufenrahmen 7 während einer Kurbelwellenumdrehung ein Leiteffekt bzw. ein Pumpeffekt, welcher die Vorbereitung ei nes ausreichen dicken Ölfilms auf der jeweils entlasteten Seite des Gleitsteins 8 unterstützt. Dieser Pumpeffekt bzw. Leiteffekt ist prinzipbedingt stark von der Größe der Spielspalte zwischen dem Gleitstein 8 und dem Kurbelschlaufenrahmen 7 abhängig, da beispielsweise zu große Spielspalte die randlich austretende Leckölmenge und damit die Druckverhältnisse in den Schmierfilmen und deren Dicke nachteilig beinflussen können. Dies gilt es ge rade im Umkehrpunkt des Gleitsteines zu verhindern, in dem die Gleitgeschwindigkeit kurzzeitig den Wert "null" (vG = 0) annimmt und so die hydrodynamische Tragwirkung des Ölfilmes kurzzeitig ausbleibt. In diesem Betriebszustand muß somit gewährleistet sein, daß der belastete Ölfilm zwischen dem Gleitstein 8 und dem Kurbelschlaufenrahmen 7 durch randliche Leckölverluste nicht zu stark geschwächt wird.This results from the pendulum movement of the sliding block 8 in the crank loop frame 7 during a crankshaft revolution, a guiding effect or a pumping effect, which supports the preparation of a sufficiently thick oil film on the relieved side of the sliding block 8 . This pumping effect or guiding effect is principally dependent on the size of the play gaps between the sliding block 8 and the crank loop frame 7 , since, for example, play gaps that are too large can adversely affect the amount of leaked oil that escapes at the edge and thus the pressure conditions in the lubricating films and their thickness. This is to be prevented precisely at the turning point of the sliding block, in which the sliding speed briefly assumes the value "zero" (v G = 0) and thus the hydrodynamic load-bearing capacity of the oil film is briefly absent. In this operating state, it must therefore be ensured that the oil film between the sliding block 8 and the crank loop frame 7 is not weakened too much by edge leakage oil losses.
Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Anordnung bzw. Ausgestal tung einer Übertragungseinrichtung für eine Hubkolbenmaschine, die nach dem Kurbelschlaufenprinzip arbeitet, ist unter Ausnut zung des Pumpeffekts bzw. des Leiteffekts zwischen den belaste ten und entlasteten Seiten des Gleitsteins im Zusammenspiel mit einer Minimierung der Leckölverluste im Durckölkreislauf zuver lässig gelungen, die Übertragungseinrichtung in kritischen Be triebszuständen zuverlässig und dauerhaft mit Schmieröl in aus reichender Menge zu versorgen, d. h. im Betrieb ein definiertes Hydroplaning sicherzustellen. Somit liegen zwischen dem Gleit stein und dem Kurbelschlaufenrahmen in jeder Betriebssituation immer optimale Gleitbedingungen vor.With such an arrangement or configuration according to the invention device of a transmission device for a reciprocating piston machine, which works on the crank loop principle is under groove the pumping effect or the guiding effect between the loads sides of the sliding block in interaction with a minimization of leakage oil losses in the pressure oil circuit casually successful, the transmission device in critical loading operating conditions reliably and permanently with lubricating oil in sufficient quantity, d. H. a defined one in operation Ensure hydroplaning. Thus lie between the glide stone and the crank loop frame in every operating situation always optimal sliding conditions.
Claims (85)
mit einer in einem Kurbelgehäuse (13) untergebrachten Über tragungseinrichtung zur Umwandlung der Translationsbewegung der Arbeitskolben (3, 4) in eine Drehbewegung einer Kurbel welle (10) oder umgekehrt, wobei die Arbeitskolben (3, 4) jeweils starr über eine Kolbenstange (5, 6) mit der Über tragungseinrichtung verbunden sind, wobei die Kolbenstangen die an den Arbeitskolben (3, 4) angreifenden Gas- und/oder Massenkräfte zur Übertragungseinrichtung leiten,
wobei die Übertragungseinrichtung aus der Kurbelwelle (10) mit zumindest einem Kurbelzapfen (9), einem auf dem Kurbel zapfen (9) drehbar gelagerten Gleitstein (8) und einer rah menförmigen Kurbelschlaufe (7) besteht, und
der Gleitstein (8) Gleitsteingleitflächen (82, 83), eine erste Führungsgleitfläche (84a) und eine zweite Führungs gleitfläche (85a) aufweist, wobei die Gleitsteingleitflä chen (82, 83) jeweils mit Gleitbahnen (112) des Kurbel schlaufenrahmens und die Führungsgleitflächen mit Führungs gleitbahnen (127, 128) des Kurbelschlaufenrahmens (7) der art zusammenwirken, daß der Gleitstein (8) in einer Rich tung senkrecht zur Drehachse (22) der Kurbelwelle (10) und senkrecht zur Mittelachse (18a) der Arbeitszylinder gleit bar im Kurbelschlaufenrahmen (7) verschieblich ist
und Einrichtungen vorhanden sind, die unter Druck stehendes Schmieröl zwischen die gleitenden Flächen des Gleitsteins (8) und des Kurbelschlaufenrahmens (7) leiten,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Gleitbahnen (112) und die Führungsgleitbahnen (127, 128) des Kurbelschlaufenrahmens (7) entlang einer gemein samen Begrenzungskante (131) benachbart zueinander angeord net sind,
die Gleitsteingleitflächen (82, 83) und die mit den Füh rungsgleitbahnen (127, 128) zusammenwirkenden Führungs gleitflächen (84a, 85a) zu den Gleitbahnen (112) bzw. den Führungsgleitbahnen (127, 128) derart beabstandet sind, daß der Gleitstein (8) jeweils in Richtung der Drehachse (22) und in Richtung der Mittelachse (18a) der Arbeitszylinder (1, 2) mit einem vorbestimmten Mindestspiel (S1) in dem Kurbelschlaufenrahmen (7) sitzt, derart, daß der Gleitstein (8) eine Pendelbewegung bezüglich des Kurbelschlaufenrah mens (7) ausführt, welche für einen Pumpeffekt zur Vorbe reitung eines ausreichend dicken Ölfilms zwischen den glei tenden Flächen des Gleitsteins (8) und des Kurbelschlaufen rahmens (7) nutzbar ist und die Einrichtungen zum Transport von unter Druck stehendem Schmieröl zumindest zwei Bohrun gen (97) sind, welche einendig mit einer Kurbelzapfenboh rung (93) des Gleitsteins (8) verbunden sind und dort mit dem Druckölkreislauf der Hubkolbenmaschine kommunizieren und anderendig jeweils direkt und unmittelbar in eine der Gleitsteingleitflächen (82, 83) münden oder in Nuten der Gleitsteingleitflächen (82, 83) münden, welche vor den Be grenzungen der gleitenden Flächen des Gleitsteins (8) enden und derart untereinander in Verbindung stehen, daß Schmier öl von einer Gleitsteingleitfläche (82, 83) über die Boh rungen (97) zur anderen Gleitsteingleitfläche (82, 83) strömen kann.1. A reciprocating piston engine having at least one cylinder pair consisting of two coaxially opposite Ar beitszylindern (1, 2) in which out a respective working piston (3, 4) slidably, each working piston (3, 4) from the associated cylinder space separates a working space,
With a transmission device housed in a crankcase ( 13 ) for converting the translational movement of the working pistons ( 3 , 4 ) into a rotary movement of a crank shaft ( 10 ) or vice versa, the working pistons ( 3 , 4 ) each rigidly via a piston rod ( 5 , 6 ) are connected to the transmission device, the piston rods guiding the gas and / or mass forces acting on the working piston ( 3 , 4 ) to the transmission device,
wherein the transmitting means of the crankshaft (10) with at least one crank pin (9), a pin on the crank consists sliding block (9) is rotatably mounted (8) and a crank rah menförmigen loop (7), and
the sliding block ( 8 ) sliding block sliding surfaces ( 82 , 83 ), a first sliding guide surface ( 84 a) and a second sliding guide surface ( 85 a), the sliding block surfaces ( 82 , 83 ) each with slide tracks ( 112 ) of the crank loop frame and Guide sliding surfaces with guide slideways ( 127 , 128 ) of the crank loop frame ( 7 ) interact in such a way that the sliding block ( 8 ) slides in a direction perpendicular to the axis of rotation ( 22 ) of the crankshaft ( 10 ) and perpendicular to the central axis ( 18 a) of the working cylinder bar in the crank loop frame ( 7 ) is displaceable
and devices are provided which guide pressurized lubricating oil between the sliding surfaces of the sliding block ( 8 ) and the crank loop frame ( 7 ),
characterized in that
the slideways ( 112 ) and the guide slideways ( 127 , 128 ) of the crank loop frame ( 7 ) are arranged adjacent to one another along a common boundary edge ( 131 ),
the sliding block sliding surfaces ( 82 , 83 ) and with the guide slide tracks ( 127 , 128 ) cooperating guide sliding surfaces ( 84 a, 85 a) to the slide tracks ( 112 ) and the guide slide tracks ( 127 , 128 ) are spaced such that the slide block ( 8 ) each in the direction of the axis of rotation ( 22 ) and in the direction of the central axis ( 18 a) of the working cylinder ( 1 , 2 ) with a predetermined minimum clearance (S1) in the crank loop frame ( 7 ), such that the sliding block ( 8 ) executes a pendulum movement with respect to the crank loop frame ( 7 ), which can be used for a pump effect to prepare a sufficiently thick oil film between the sliding surfaces of the sliding block ( 8 ) and the crank loop frame ( 7 ) and the devices for transporting pressurized Lubricating oil are at least two holes ( 97 ) which are connected at one end to a crank pin bore ( 93 ) of the sliding block ( 8 ) and there to the pressure oil circuit the reciprocating machine communicate and otherwise each directly and immediately open into one of the sliding block sliding surfaces ( 82 , 83 ) or into grooves of the sliding block sliding surfaces ( 82 , 83 ), which end before the limits of the sliding surfaces of the sliding block ( 8 ) and thus interconnect stand that lubricating oil can flow from one sliding stone sliding surface ( 82 , 83 ) via the holes ( 97 ) to the other sliding stone sliding surface ( 82 , 83 ).
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