DE3433510C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleitstein für eine mit einer Kurbelwelle zusammenwirkenden Kurbelschleife gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a sliding block for a crankshaft cooperating crank loop according to the preamble of claim 1.

Als sogenannte Hubkolben-Motoren bezeichnete Brennkraftmaschinen be­ nutzen in der Regel einen einfachen Kurbeltrieb mit schwingenden Pleueln zum Umwandeln der geradlinigen Bewegungen der Arbeitskolben in eine rotierende Bewegung der Kurbelwelle, an der die initiierte Leistung abgenommen wird. Obwohl der heutige Hubkolben mit Kurbel­ trieb eine hohe konstruktive Reife erlangt und sich in Millionen von hergestellten Stückzahlen bewährt hat, weist er doch gewisse Mängel auf. So liegt es in der Natur der Sache des einfachen Kur­ beltriebes, daß durch die endliche Länge der den Kolben und die Kröpfung der Kurbelwelle verbindenden Pleuelstange Normalkräfte auf den Kolben wirken, welche die Lebensdauer der Kolben und der Kolbenringe, sowie der Zylinderlaufbahnen vermindern. Durch diese bei einer Umdrehung der Kurbelwelle einmal in ihrer Richtung um 180° wechselnden, senkrecht zur Laufrichtung des Kolbens wirkenden Normalkräfte werden nicht nur die Zylinderlaufbahnen verschlissen, sie verursachen auch erhöhte Reibungskräfte, die den Wirkungsgrad solcher Brennkraftmaschinen verschlechtern. Internal combustion engines designated as so-called reciprocating engines usually use a simple crank mechanism with vibrating Connecting rods for converting the linear movements of the working pistons in a rotating movement of the crankshaft on which the initiated Performance is decreased. Although today's piston with crank drove to a high level of constructive maturity and in millions of the number of pieces produced has proven certain Defects. So it is in the nature of simple cure beltriebes that by the finite length of the piston and the Crank connecting rod connecting normal forces act on the pistons, which affect the life of the pistons and the Reduce piston rings and cylinder liners. Through this with one revolution of the crankshaft once in its direction 180 ° changing, acting perpendicular to the direction of the piston Normal forces are not only worn out by the cylinder liners, they also cause increased frictional forces which increase efficiency such engines deteriorate.  

Es ist daher schon frühzeitig vorgeschlagen worden, anstelle von Pleuelstangen sogenannte Kurbelschleifen zu verwenden, um die Kolben der Brennkraftmaschine frei von Normalkräften zu bekommen; vgl. DE-PS 32 18 339. Durch den zwischen zwei einander gegenüber­ liegenden Zylinderkolben-Einheiten umlaufenden Kurbeltrieb wird ein unendlich langes Pleuel verwirklicht, wobei die hin- und her­ bewegliche Kurbelschleife auch die geradlinige Führung und Ab­ stützung der auftretenden Kräfte und Momente gegenüber dem Moto­ rengehäuse übernimmt.It was therefore proposed early on instead of Connecting rods to use so-called crank loops To get internal combustion engine pistons free of normal forces; see. DE-PS 32 18 339. By opposing each other between two lying cylinder piston units revolving crank mechanism realized an infinitely long connecting rod, with the back and forth movable crank loop also the straight-line guidance and down support of the occurring forces and moments against the moto reed housing takes over.

Solche Brennkraftmaschinen gewinnen infolge der stark angestiege­ nen Kosten für Primärenergien rasch an Bedeutung, so daß ihre Wei­ terentwicklung von großem Interesse ist. Wie bei üblichen Gleit­ lagern besteht auch hier das Bedürfnis, den Gleitstein auf dem Kurbelwellenzapfen der Kurbelwelle montieren zu können, ohne daß die Kurbelwelle an dieser Stelle geteilt und damit zusammenmontier­ bar ausgeführt werden muß. Es gelingt nämlich nur sehr schwer, ge­ teilte Kurbelwellen wieder winkelgenau zusammenzufügen.Such internal combustion engines gain due to the sharp rise costs for primary energies are rapidly gaining importance, so that their Wei development is of great interest. As with usual glide there is also a need to store the sliding block on the To be able to mount the crankshaft journal of the crankshaft without split the crankshaft at this point and assemble it bar must be executed. It is very difficult, ge divided crankshafts to assemble again at precise angles.

Soll die Kurbelwelle ungeteilt bleiben, muß zwangsläufig der Gleit­ stein geteilt werden. Der Ausführung geteilter Gleitsteine stehen aber erhebliche Probleme gegenüber. Bekanntlich treten in Verbren­ nungsmotoren keine konstanten Lagerbelastungen auf. Dies gilt in besonderem Maße für solche Gleitsteine, die äußere, der Kurbel­ schleife zugewandte, und innere, den Kurbelzapfen zugewandte La­ gerflächen aufweisen, die zudem Lager für unterschiedliche Bewe­ gungen, nämlich translatorische und rotatorische Bewegungen, dar­ stellen. Es handelt sich also hier um ein statisch unbestimmtes System mit nichtlinearen, anisotropen Federn nichtlinearer Dämp­ fung, da die Schmiermittelfilme,ihre Druckberge sowie die Lager­ spiele berücksichtigt werden müssen. If the crankshaft is to remain undivided, the slide must inevitably stone can be shared. Split sliding blocks are available but facing significant problems. As is known, occur in scorching motors do not have constant bearing loads. This applies in especially for such sliding blocks, the outer, the crank loop facing, and inner, facing the crank pin have surfaces that also have bearings for different movements conditions, namely translatory and rotary movements put. So this is a statically indefinite one System with non-linear, anisotropic springs, non-linear dampers the lubricant films, their pressure peaks and the bearings games must be considered.  

Ein Gleitstein der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 7 34 595 bekannt. Die Gleitsteinhälften dieses bekannten Gleitsteins sind mittels Druckfedern aufeinanderzubeauf­ schlagt, wobei die Druckfedern radial auswärts in den Gleit­ steinhälften verschiebbar gelagerte Gleitschuhe gegen die zu­ gehörigen Gleitstein-Führungswände beaufschlagen. Bei dieser bekannten Ausgestaltung werden die Gleitsteinhälften zwar mit einer gewissen, aus den Federkräften resultierenden Klemm­ kraft zusammengeklemmt, jedoch ist diese Klemmkraft unzu­ reichend, so daß eine stabile Befestigung der Gleitstein­ hälften aneinander nicht erreichbar ist und somit im Betrieb des Gleitsteins mit einem Klappern der Gleitsteinhälften zu rechnen ist. Zu berücksichtigen ist außerdem, daß sich star­ ke Druckfedern nicht verwenden lassen, weil in einem solchen Fall die Gleitschuhe zu stark beaufschlagt werden würden, was aus anderen Gründen nachteilig ist.A sliding block of the type mentioned is from the US-PS 7 34 595 known. The sliding block halves of this well-known Sliding blocks are to be pressed together using compression springs strikes, with the compression springs radially outward in the slide sliding slides against the stone halves Act on the appropriate sliding block guide walls. At this known design, the sliding block halves with a certain clamping resulting from the spring forces clamped together by force, but this clamping force is not too enough so that a stable attachment of the sliding block halves are not reachable and therefore in operation of the sliding block with a clatter of the sliding block halves to calculate. It should also be borne in mind that star ke not use compression springs, because in such In case the slide shoes were overstressed, what is disadvantageous for other reasons.

Ein weiterer Gleitstein der eingangs genannten Art ist aus der GB-PS 1 15 665 bekannt. Die Befestigung der beiden Gleit­ steinhälften aneinander erfolgt bei diesem bekannten Gleit­ stein durch Befestigungsschrauben. Diese Ausgestaltung führt jedoch zu einem beträchtlichen Herstellungs- und Montageauf­ wand.Another sliding block of the type mentioned is out the GB-PS 1 15 665 known. The attachment of the two sliding Stone halves together on this known slide stone by fastening screws. This configuration leads however, for a considerable manufacturing and assembly wall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleitstein der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei Ge­ währleistung einer einfachen und montagefreundlichen Bauweise eine sichere Befestigung der Gleitsteinhälften aneinander möglich ist.The invention has for its object a sliding block of the type mentioned in such a way that Ge ensuring a simple and easy-to-assemble design secure fastening of the sliding block halves to one another is possible.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is solved by the characteristic features of claim 1. Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können die Gleit­ steinhälften einfach und schnell aneinander befestigt werden, wozu es lediglich des Aufsteckens der Klemmscheiben oder -ringe auf die Zapfen bedarf. Dabei ist sowohl eine einfache als auch platzsparende Bauweise gewährleistet, weil sowohl die Zapfen als auch die Klemmscheiben oder -ringe einfach und kostengünstig hergestellt werden und aufgrund des Vorhanden­ seins der Aussparungen die Klemmscheiben oder -ringe versenkt werden können, so daß der Bewegungsbereich des Gleitsteins unbeeinträchtigt bleibt. Aufgrund der Klemmwirkung der Klemm­ scheiben oder -ringe werden ferner die Gleitsteinhälften nicht nur zusammengepreßt, sondern es werden auch die Klemm­ scheiben oder -ringe in ihrer Befestigungsposition sicher ge­ halten.Due to the design according to the invention, the sliding stone halves can be easily and quickly attached to each other, for which it is simply the attachment of the clamping washers or  -Rings on the tenon need. It is both a simple one as well as space-saving design, because both the pins as well as the clamping disks or rings simple and are inexpensive to manufacture and based on the availability his recesses sunk the clamping washers or rings can be, so that the range of motion of the sliding block remains unaffected. Due to the clamping effect of the clamp disks or rings also become the sliding block halves not only pressed together, but also the clamp discs or rings securely in their fastening position hold.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher er­ läutert werden; in dieser zeigt The invention is based on the drawing he he to be refined; in this shows  

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Kurbel­ schleife mit zugeordneter Kurbelwelle und einen geteilten Gleitstein gemäß der Erfindung; Figure 1 is a perspective view of a crank loop with an associated crankshaft and a split sliding block according to the invention.

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung den Gleitstein gemäß Fig. 1 in auseinandergezogener Lage; Fig. 2 is a perspective view of the sliding block of Figure 1 in an exploded position.

Fig. 3 den Gleitstein nach Fig. 2 in zusammengefügter Lage mit Befestigungsmitteln vor dem Aufbringen auf den Gleitstein und Fig. 3, the sliding block of FIG. 2 in an assembled position with fasteners before application to the sliding block and

Fig. 4 den Gleitstein nach Fig. 2 in zusammengefügter Lage mit einer anderen Ausführungsform der Be­ festigungsmittel. Fig. 4, the sliding block of FIG. 2 in an assembled position with another embodiment of the fastening means Be.

Eine ungeteilte Kurbelwelle 10 mit ihren Kurbelwangen 11 weist einen Kurbelzapfen 12 auf, die in Fig. 1 der besseren Übersicht halber gebrochen dargestellt ist. Auf dem Kurbelzapfen 12 sitzt mittels einer Lagerbohrung 13 ein insgesamt mit 14 bezeichneter Gleitstein, der aus zwei spiegelbildlich identisch ausgebildeten Gleitsteinteilen 15 und 16 zusammengefügt ist. Der Gleitstein 14 ist zwischen geradlinigen Führungsbahnen 18 und 19 einer Kurbel­ schleife 20 gehalten, deren Lagerzapfen 21 und 22 in hier nicht dargestellten, axial fluchtenden Lagern auf- und abbeweglich gela­ gert sind. An undivided crankshaft 10 with its crank webs 11 has a crank pin 12 , which is shown broken in FIG. 1 for the sake of a better overview. On the crank pin 12 is seated by means of a bearing bore 13, a slide block, generally designated 14 , which is assembled from two mirror block parts 15 and 16 of identical design. The sliding block 14 is held between rectilinear guideways 18 and 19 of a crank loop 20 , the journals 21 and 22 of which are axially aligned bearings which are not shown here and which are movable up and down.

Die Kurbelschleife ist gleichfalls zweiteilig ausgebildet; ihre ebenfalls spiegelbildlich identisch ausgebildeten Kurbelschleifen­ teile sind bei 23 lösbar miteinander verbunden, zum Beispiel ver­ schraubt.The crank loop is also formed in two parts; Their also mirror image identical crank loops parts are detachably connected to each other at 23 , for example screwed ver.

Nunmehr sei anhand der Fig. 2 und 3 der geteilte Gleitstein 14 im einzelnen beschrieben.The split sliding block 14 will now be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

Jedes Gleitsteinteil 15 und 16 weist auf der einen Breitseite eine halbkreisförmige Lagerfläche 25 und 26 auf, die gemeinsam die La­ gerbohrung 13 zur Aufnahme des Kurbelzapfens 12 bilden. Die den La­ gerflächen 25 und 26 abgewandten Oberflächen der Gleitsteinteile bilden Gleitflächen 27 und 28, denen die Führungsbahnen 18 und 19 der Kurbelschleife 20 zugeordnet sind.Each sliding block parts 15 and 16 has on one broad side a semicircular bearing surface 25 and 26 , which together form the La gerbohrung 13 for receiving the crank pin 12 . The surfaces 25 and 26 facing away from the surfaces of the sliding block form sliding surfaces 27 and 28 , to which the guideways 18 and 19 of the crank loop 20 are assigned.

Die Lagerbohrung 13 des Gleitsteines 14 bildet also mit dem Kurbel­ zapfen 12 ein Drehlager, während die Gleitflächen 27 und 28 mit den Führungsbahnen 18 und 19 ein sogenanntes Linearlager bilden.The bearing bore 13 of the sliding block 14 thus forms with the crank pin 12 a pivot bearing, while the sliding surfaces 27 and 28 form a so-called linear bearing with the guide tracks 18 and 19 .

An den Stirnseiten 29 und 31 der Gleitsteinteile 15 und 16 sind je­ weils halbkreisförmige Aussparungen 32 und 33 vorgesehen, die je einen Halbzapfen 34 und 35 begrenzen.At the end faces 29 and 31 of the sliding block parts 15 and 16 each semi-circular recesses 32 and 33 are provided, each delimiting a half pin 34 and 35 .

In den Fig. 2 bis 4 ist jeweils nur eine Stirnseite des Gleit­ steines zu sehen. Selbstverständlich ist die gegenüberliegende, nicht sichtbare Stirnseite identisch ausgebildet.In Figs. 2 to 4 respectively to see the stone only one end face of the slide. Of course, the opposite, invisible end face is identical.

Ferner sind Zentrierstifte 36 vorgesehen, die im zusammengesetzten Zustand der Gleitsteinteile in Bohrungen 37 eingreifen, welche sich in den einander gegenüberliegenden Flächen 38 und 39 der Gleitstein­ teile befinden. Diese Flächen bilden die Trennflächen der Gleit­ steinteile; sie sind gegebenenfalls plan geschliffen.Furthermore, centering pins 36 are provided which engage in the assembled state of the sliding block parts in bores 37 which are in the opposing surfaces 38 and 39 of the sliding block parts. These surfaces form the parting surfaces of the sliding stone parts; if necessary, they are ground flat.

Im zusammengefügten Zustand der Gleitsteinteile 15 und 16 gemäß den Fig. 3 und 4 bilden die Halbzapfen 34 und 35 je ein Wider­ lager 40, denen Befestigungsmittel, in Fig. 3 in Form von Klemm­ ringen 41, zugeordnet sind. Hierzu sind die einander zugeordneten Außenflächen der Halbzapfen 34 und 35 und die Innenflächen 42 der Klemmringe 41 konisch ausgebildet, wobei der Konus- oder Kegel­ winkel so gewählt ist, daß eine Selbsthemmung der Verbindungsteile vorhanden ist.In the assembled state of the sliding block parts 15 and 16 according to FIGS . 3 and 4, the half pins 34 and 35 each form an abutment 40 , which fasteners, in FIG. 3 in the form of clamping rings 41 , are assigned. For this purpose, the mutually associated outer surfaces of the half pins 34 and 35 and the inner surfaces 42 of the clamping rings 41 are conical, the cone or cone angle being chosen so that a self-locking of the connecting parts is present.

Wie Fig. 4 zeigt, können anstelle der Klemmringe 41 jeweils mehre­ re Klemmscheiben 44 pro Widerlager 40 als Befestigungsmittel Ver­ wendung finden.As shown in FIG. 4, instead of the clamping rings 41 , several re clamping disks 44 per abutment 40 can be used as fasteners.

Bei der hier nicht näher dargestellten Montage werden die Gleit­ steinteile 15 und 16 auf den Kurbelzapfen 12 der Kurbelwelle ge­ setzt und mittels der Befestigungsmittel 41 oder 44 in ihrer in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellten Lage fixiert. Um den für den Betrieb des Gleitsteines notwendigen Schmiermitteldruck in der La­ gerbohrung 13 aufrechtzuerhalten, ist gegebenenfalls eine hier nicht dargestellte Plattendichtung zwischen die Trennflächen 38 und 39 gelegt worden. Es kann aber auch durch die geeignete Bearbeitung dieser Trennflächen die erforderliche Dichtung erreicht werden. Daraufhin werden die Kurbelschleifenteile über den Gleitstein ge­ steckt, so daß die Gleitflächen 27 und 28 den Lagerflächen 19 und 18 zugewandt sind und diese unter Berücksichtigung des notwendigen, Lagerspieles fast berühren, und bei 23 fest miteinander verbunden sind. Nach entsprechender Schmierung ist der beschriebene Kurbelschlei­ fentrieb nunmehr einsatzfähig. Er kann, zum Beispiel zu Wartungs­ zwecken, in gleich einfacher Weise demontiert werden.In the assembly, not shown here, the sliding stone parts 15 and 16 are placed on the crank pin 12 of the crankshaft GE and fixed by means of the fastening means 41 or 44 in their position shown in FIGS. 1, 3 and 4. In order to maintain the lubricant pressure necessary for the operation of the sliding block in the bearing bore 13 , a plate seal, not shown here, may have been placed between the separating surfaces 38 and 39 . However, the required sealing can also be achieved by suitable processing of these separating surfaces. Thereupon, the crank loop parts are inserted over the sliding block, so that the sliding surfaces 27 and 28 face the bearing surfaces 19 and 18 and almost touch them taking into account the necessary bearing play, and are firmly connected at 23 . After appropriate lubrication, the described crank drive is now operational. It can be dismantled in the same simple way, for example for maintenance purposes.

Claims (9)

1. Gleitstein für eine mit einer Kurbelwelle zusammenwirkenden Kurbelschleife zur Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine Rotationsbewegung und/oder umgekehrt, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder, mit einer Lagerbohrung (13) für den Kurbel­ zapfen (12), wobei der Gleitstein (14) mindestens zweiteilig ist und die Gleitsteinteile (15, 16) über Befestigungsmittel (41, 44) an ihren einander zugewandten Berührungsflächen öldicht zusammengehalten sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stirnseiten (29, 31) der Gleit­ steinteile (15, 16) konzentrische Zapfen (34, 35) in Aus­ sparungen (32, 33) aufweisen, von denen je eine Hälfte einer Gleitsteinhälfte zugeordnet ist und das Widerlager (40) für eine(n) den Zapfen (34, 35) umgreifende Klemmscheibe (41) oder -ring (44) bilden.1. sliding block for a crankshaft cooperating with a crankshaft for converting a reciprocating movement into a rotational movement and / or vice versa, in particular for an internal combustion engine with at least one cylinder, with a bearing bore ( 13 ) for the crank pin ( 12 ), wherein the sliding block ( 14 ) is at least in two parts and the sliding block parts ( 15 , 16 ) are held together in an oil-tight manner by means of fastening means ( 41 , 44 ) on their mutually facing contact surfaces, characterized in that the end faces ( 29 , 31 ) of the sliding block parts ( 15 , 16 ) have concentric pins ( 34 , 35 ) in savings ( 32 , 33 ), of which one half is assigned to a sliding block half and the abutment ( 40 ) for a pin (s) encompassing the pin ( 34 , 35 ) ( 41 ) or ring (44). 2. Gleitstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Klemmscheiben (41) als Schrumpfringe ausgebildet sind.2. Sliding block according to claim 1, characterized in that the clamping disks ( 41 ) are designed as shrink rings. 3. Gleitstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Klemmringe als Zackenringe (44) ausgebildet sind.3. sliding block according to claim 1, characterized in that the clamping rings are designed as toothed rings ( 44 ). 4. Gleitstein nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seite der Gleitsteinhälften (15, 16) mehrere Klemmringe (44) zugeordnet sind.4. sliding block according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that each side of the sliding block halves ( 15 , 16 ) are assigned a plurality of clamping rings ( 44 ). 5. Gleitstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mantelflächen der Zapfen (34, 35) leicht konisch sind, und daß die Klemmringe (41) einen überein­ stimmenden Innenkonus (42) aufweisen, wobei der Kegelwinkel der Konusflächen selbsthemmend gewählt ist. 5. sliding block according to claim 1, characterized in that the lateral surfaces of the pins ( 34 , 35 ) are slightly conical, and that the clamping rings ( 41 ) have a matching inner cone ( 42 ), the cone angle of the conical surfaces is selected to be self-locking. 6. Gleitstein nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stirnseiten der an den Stirn­ seiten der Gleitsteinhälften (15, 16) angearbeiteten Zapfen (34, 35) gegenüber den Stirnflächen (29, 31) der Gleitsteinhälften (15, 16) zurückgesetzt angeordnet sind.6. sliding block according to claim 1, characterized in that the end faces of the end faces of the sliding block halves ( 15 , 16 ) worked pins ( 34 , 35 ) with respect to the end faces ( 29 , 31 ) of the sliding block halves ( 15 , 16 ) arranged reset are. 7. Gleitstein nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den Gleitsteinhälften (15, 16) eine Plattendichtung angeordnet ist.7. sliding block according to claim 1, characterized in that a plate seal is arranged between the sliding block halves ( 15 , 16 ). 8. Gleitstein nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die einander zugeordneten Trennflächen (38, 39) der Gleitsteinhälften (15, 16) plangeschliffen sind.8. sliding block according to claim 1, characterized in that the mutually assigned separating surfaces ( 38 , 39 ) of the sliding block halves ( 15 , 16 ) are ground flat. 9. Gleitstein nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitstein­ hälften (15, 16) durch Zentrierstifte (36) zueinander zen­ triert sind, die in Bohrungen (37) eingreifen, die sich in den Berührungsflächen befinden.9. sliding block according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the sliding block halves ( 15 , 16 ) by centering pins ( 36 ) are zen tren to each other, which engage in holes ( 37 ) which are located in the contact surfaces.