Hintergrund der Erfindung ist die Problematik der in einem Triebwerk auftretenden Massenkräfte. Unter einem Triebwerk soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung das aus Kolben, Pleuelstange und Kurbelwelle bestehende System verstanden werden, wie es beispielsweise als Kurbeltrieb in Verbrennungskraftmaschinen zum Einsatz kommt.

Ungleichförmige Bewegungen von Massen, d. h. beschleunigte und verzögerte Bewegungen, implizieren Massen-bzw. Trägheitskräfte. Der Kolben eines Verbrennungsmotors bewegt sich im wesentlichen geradlinig in Richtung der Achse der Zylinderlaufbuchse und führt dabei eine oszillierende Bewegung aus. Dabei ist er sich ständig ändernden Beschleunigungen ausgesetzt, die in den Umkehrpunkten der Kolbenbewegung, dem oberen und unteren Totpunkt, ihr Maximum aufweisen.

Korrespondierend zu der geradlinigen Bewegung des Kolbens weisen auch die Beschleunigungen und mit ihnen die Trägheitskräfte in Richtung Zylinderbuchsenachse.

Im Gegensatz zum Kolben führt die Kurbel keine oszillierende sondern eine rotierende Bewegung aus. Die an ihr angreifenden Trägheitskräfte sind die bei einer Drehbewegung durch die ständige Richtungsänderung hervorgerufenen Fliehkräfte.

Die komplexeste Bewegung der drei den Kurbeltrieb bildenden Bauteile führt das Pleuel aus. Die Bewegung des Pleuels ist eine zusammengesetzte Bewegung und weist sowohl Anteile einer oszillierenden als auch Anteile einer rotierenden Bewegung auf.

Figur l zeigt schematisch ein Triebwerk (20) mit einem Kolben (21), einer Pleuelstange (22) und einer Kurbel (23). Ein Gegengewicht (26) ist strichpunktartig angedeutet.

Figur 2 zeigt ein Ersatzsystem für das in Figur 1 gezeigte Triebwerk (20), wobei sich das Ersatzsystem aus zwei punktförmigen Massen (24,25) zusammensetzt, von denen eine Teilmasse mh (24) im Kolbenbolzenmittelpunkt angeordnet ist und eine oszillierende Bewegung ausführt und eine Teilmasse mr (25) im Mittelpunkt der Kurbelkröpfung (23) angeordnet ist und mit der Kurbelwelle eine rotierende Bewegung vollzieht.

Hintergrund dieses Ersatzssystems ist es, daß sich die Pleuelmasse mp bezüglich der Massenwirkung des Pleuels in eine oszillierende Masse mpll und eine rotierende Masse mpr zerlegen läßt. Diese Ersatzmassen werden üblicherweise nach den folgenden Gleichungen bestimmt : mp = mpr + mpi, m X I1 = mPh x l2, wobei lt, 12 die Schwerpunktabstände des Pleuels von den punktförmigen Ersatzmassen angeben.

Die oszillierende Ersatzmasse mh (24) ergibt sich aus der Summe der Kolbenmasse mK und der oszillierenden Pleuelmasse mph. Entsprechend ergibt sich die rotierende Ersatzmasse m, (25) aus der Summe der rotierenden Pleuelersatzmasse mpr und der auf den Kurbelradius r reduzierten KurbelkröpfungsmasseMK"r, die sich berechnet zu : mKur = mKu rl/r Hierbei ist rl der Schwerpunktabstand der Kurbelkröpfung (23) von der Drehachse der Kurbelwelle, mKU die Kurbelkröpfungsmasse und r der Kurbelradius.

Die Massenkräfte, die durch die rotierende Masse m, (25) hervorgerufen werden, können in einfacher Weise durch ein gegenüberliegendes Gegengewicht (26) ausgeglichen werden. Problematisch hingegen ist die Minimierung bzw. der Ausgleich der durch die oszillierende Masse m" (24) hervorgerufenen Trägheitskräfte.

Generell ist es ein Ziel der Forschungs-und Entwicklungsarbeiten, die Massen aller oszillierend bewegter Teile, insbesondere des Kolbens, zu reduzieren, da ein Ausgleich der durch sie hervorgerufenen Massenkräfte nicht durch Anordnung von Gegengewichten begegnet werden kann. Zum einen ist hier eine Neugestaltung der hin- und hergehenden Bauteile unter einem möglichst geringen Materialeinsatz erforderlich, andererseits ist aber auch der Einsatz neuer Werkstoffe, welche ein geringeres spezifisches Gewicht aufweisen, zielführend.

Dieser Vorgehensweise sind aber auch aufgrund von Festigkeitsanforderungen Grenzen gesetzt, so daß es immer schwieriger wird, die sich oszillierend bewegenden Massen und die durch sie hervorgerufenen Massenträgheitskräfte zu minimieren.

Bei Mehrzylindermotoren kann auf die Massenkräfte bzw. deren Wirkung durch die Anzahl der Zylinder, die Zylinderanordnung, die Kröpfungsfolge der Kurbelwelle und/oder der Zündfolge Einfluß genommen werden.

Ist : beispielsweise bei einem Mehrzylindermotor der Ausgleich der Massenkräfte mit Hilfe einer aus diesem Grunde gewählten Zylinderanordnung beabsichtigt, setzt dies idealerweise für alle Zylinder gleiche Triebwerke, die dasselbe Gewicht bzw. dieselbe Gewichtsverteilung aufweisen, voraus. Damit wird sichergestellt, daß die in ein und demselben Motor verwendeten Triebwerke gleich große Massenkräfte, insbesondere gleich große oszillierende bzw. rotierende Massenkräfte hervorrufen.

Fertigungstechnisch bedingt weisen die eingesetzten Bauteile nicht exakt das angestrebte Gewicht bzw. die angestrebte Gewichtsverteilung auf, und somit die aus ihnen zusammengesetzten Triebwerke auch nicht.

Eine Kompensation der fertigungstechnisch bedingten Abweichung der einzelnen Bauteile in der Masse und in der Massenverteilung wird nach dem Stand der Technik wie folgt versucht zu erreichen : Pleuel und Kolben werden jeweils einzeln einer Selektion unterzogen, bei der sie in eine Vielzahl von Gewichtsklassen eingeteilt werden, und anschließend werden Pleuel und Kolben gruppiert mit dem Ziel, ähnliche Pleuel-Kolben-Kombinationen zu erhalten, wobei das Pleuel sowohl am Pleuelauge als auch am Pleuelkopf Ausgleichsgewichte aufweist, durch deren Bearbeitung eine exakte Einstellung der Masse bzw. Massenverteilung der Pleuel-Kolben-Kombinationen ermöglicht wird.

Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Ausgleichsgewichte, die am Pleuelauge und am Pleuelkopf vorgesehen sind und auch als Nocken bezeichnet werden, das Gesamtgewicht des Pleuels und damit das Gesamtgewicht des Triebwerks erhöhen. Das heißt alleine das Vorsehen dieser Ausgleichsgewichte zum Zwecke der Einstellung der Masse bzw. Massenverteilung steigert das Gewicht und widerspricht damit dem eigentlichen Ziel, die Massen aller beweglichen Bauteile zu minimieren.

Aus diesem Grunde wird angestrebt, hochpräzise Fertigungsverfahren bereitzustellen, mit denen geringe Toleranzen realisiert werden können. Mit der Verringerung bzw.

Verkleinerung der Fertigungstoleranzen werden gleichzeitig die Unterschiede der Bauteile einer Gattung untereinander reduziert, so daß die Größe der vorzusehenden Ausgleichsgewichte ebenfalls reduziert werden kann.

Nach neueren Verfahren ist eine Herstellung des Pleuels mit geringeren Toleranzen in der Masse bzw. der Massenverteilung möglich, so daß die bei einer Selektion erforderliche Anzahl an Gewichtsklassen stark reduziert wurde und bei bestoptimierten Prozessen nur noch Pleuel einer Gewichtsklasse vorliegen.

Bei der Gruppierung dieser Pleuel mit den zugehörigen Kolben zu einer Pleuel-Kolben- Kombination erfolgt der Ausgleich der Pleuelmassentoleranzen durch den Kolben.

Dennoch besteht der Bedarf für eine präzise Feinabstimmung der oszillierenden Massen.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung eine Möglichkeit zur Einflußnahme auf die Pleuel-Kolben-Kombination aufzuzeigen, mit der eine Feinabstimmung der genannten Art vorgenommen werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Pleuel-Lager-Kombination, die dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuel-Lager-Kombination in der Art im Bereich des kleinen Pleuelauges nachbearbeitet ist, daß Material von einer Masse entfernt ist, die der Abweichung der oszillierenden Masse der Pleuel-Kolben-Kombination von einer vorgegebenen oszillierenden Masse entspricht.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Pleuel-Lager-Kombination, bei denen das Lager eine im kleinen Pleuelauge vorgesehene Buchse ist. Bei fehlerhafter Entfernung des Materials, insbesondere zuviel entferntem Material, läßt sich der Mangel durch Austausch der Buchse leicht beheben, wohingegen das Pleuel weiter verwendet werden kann.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Pleuel-Lager-Kombination, die dadurch gekennzeichnet sind, daß das Lager eine im kleinen Pleuelauge aufgetragene Gleitlagerbeschichtung ist. Bei Entfernung des Materials kann ein Verrutschen des Lagers, beispielsweise ein Drehen wie bei einer Buchse möglich, nicht erfolgen.

Das Lager, d. h. die Buchse oder die Gleitlagerbeschichtung, wird im Pleuelauge des Pleuels angeordnet und dient der Lagerung des Kolbenbolzens. Sowohl die Lager als auch der Kolbenbolzen gehen mit ihren Massen vollständig in die oszillierende Masse des Triebwerks ein. Eine Reduzierung ihrer Massen trägt zur Reduzierung der oszillierende Massen bei und ermöglicht somit deren Einstellung. Das Pleuel geht im Bereich des kleinen Pleuelauges ebenfalls vollständig in die oszilierende Masse ein.

Für die erfindungsgemäße Feinabstimmung wird dann das Lager bzw. das Pleuel im Bereich des kleinen Pleuelauges herangezogen.

Vorzuziehen sind Pleuel-Lager-Kombination, bei denen das Material am Lager entfernt ist. Dadurch wird ein Abtrag von Pleuelmaterial umgangen, so daß nicht die Gefahr besteht, die Festigkeit des Pleuels im Bereich des kleinen Pleuelauges zu sehr herabzusetzen. Wichtig ist dies vor dem Hintergrund, daß das Pleuel das Lager stützt bzw. trägt und gerade im Bereich des kleinen Pleuelauges zu den höchstbelasteten Bauteilen zählt. Darüberhinaus macht sich ein Materialabtrag abhängig von der gewählten Form mehr oder weniger stark als Kerbe bemerkbar.

Giinstig sind unter Umständen aber auch Pleuel-Lager-Kombination, bei denen das Material am Pleuel entfernt ist. Der Materialabtrag am Lager ist bedingt durch das in der Regel geringe Gewicht des Lagers selbst in der Größe beschränkt. Hierdurch und durch die anderen zu berücksichtigenden Aspekte, wie Lagerfestigkeit und witestgehend tabuisierte Belastungszonen des Lagers, sind dem Materialabtrag größenmäßig enge Grenzen gesetzt. Ist also entsprechend viel Material abzutragen, empfiehlt sich dies am Pleuel vorzunehmen.

Vorzuziehen sind Ausführungsformen der Pleuel-Lager-Kombination, bei denen die Pleuel-Lager-Kombination in der Art nachbearbeitet ist, daß sie mindestens eine Ausnehmung aufweist.

Dieser erfindungsgemäßen Pleuel-Lager-Kombination liegt-der Gedanke zugrunde, daß eine im Bereich des kleinen Pleuelauges angeordnete, durch Materialabtrag ausgebildete Ausnehmung zu einer Gewichtsreduzierung der oszillierenden Massen führt, wodurch eine Abstimmung der Pleuel-Kolben-Kombination erreicht wird. Dies ist wiederum zielführend für den Ausgleich der am Triebwerk angreifenden Massenkräfte.

Vorzuziehen sind Ausführungsformen der Pleuel-Lager-Kombination, bei denen die mindestens eine Ausnehmung in den gering belasteten Bereichen des Lagers angeordnet ist, wobei der Materialabtrag sowohl im Pleuel als auch im Lager erfolgen kann.

Die gering belasteten Bereiche des Lagers liegen erfahrungsgemäß in den Bereichen, die-senkrecht zur Pleuel-Längsachse-gemessen den größten Abstand zur Pleuel- Längsachse aufweisen. Durch diese bevorzugte Anordnung der mindestens einen Ausnehmung wird berücksichtigt, daß eine Ausnehmung abhängig von ihrer Gestalt eine mehr oder weniger große Kerbwirkung hervorruft und zumindest in dem an sie unmittelbar angrenzenden Bereich zu einer Herabsetzung der Festigkeit des Lagers und/oder des Pleuels führt.

Günstig sind Ausführungsformen der Pleuel-Lager-Kombination, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die mindestens eine Ausnehmung eine längliche Ausdehnung in Umfangsrichtung des Lagers hat.

Vorzuziehen sind Ausführungsformen der Pleuel-Lager-Kombination, bei denen die mindestens eine Ausnehmung mittig zwischen den beiden Stirnseiten des Lagers, d. h. der Buchse oder der Gleitlagerbeschichtung, angeordnet ist.

Eine mittige bzw. zentrale Anordnung der Ausnehmung ohne Öffnung der Ausnehmung zu den Stirnseiten des Lagers ermöglicht die Verwendung der Ausnehmung als Ölreservoir.

Zu dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehört ebenfalls das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pleuel-Lager-Kombination.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Pleuel-Lager-Kombination ist dadurch gekennzeichnet, daß das Abtragen von Material in der Art erfolgt, daß das kleine Pleuelauge des Pleuels mit einem Lager, insbesondere mit einer Buchse oder einer Gleitlagerschicht, versehen wird, und diese Pleuel-Lager-Kombination mit einem Kolben unter Hinzunahme der notwendigen Hilfsmittel wie Kolbenbolzen und dergleichen zu einer Pleuel-Kolben-Kombination zusammengesetzt wird, und anschließend ermittelt wird, wieviel Materialmasse an der Pleuel-Lager- Kombination zu entfernen ist, um eine vorgegebene Pleuel-Kolben- Kombination einer bestimmten Masse und Massenverteilung zu erhalten, und anschließend die Pleuel-Lager-Kombination im Bereich des kleinen Pleuelauges in der Art nachbearbeitet wird, daß Material im Umfang der ermittelten Masse entfernt wird.

Dabei erfolgt die Nachbearbeitung gemäß dem konkreten Einzelfall individuell angepaßt, so daß die Tiefe und die Größe der Ausnehmung in Abhängigkeit der ermittelten Masse und Massenverteilung der jeweiligen Pleuel-Kolben-Kombination variieren kann.

Das Material wird dabei am Pleuel oder am Lager oder am Pleuel und am Lager abgetragen.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Nachbearbeitung im Falle einer Buchse an der im kleinen Pleuelauge montierten Buchse durchgeführt wird.

Damit erübrigt sich ein nochmaliger Ausbau der Buchse aus dem kleinen Pleuelauge zum Zwecke der Nachbearbeitung. Folglich verringert sich die Gesamtanzahl der Verfahrensschritte, wodurch sich die Herstellungskosten reduzieren. Zudem würde ein erneuter Ausbau der Buchse zu Ungenauigkeiten führen, da ein identisches Wiedereinsetzen ausgeschlossen ist.

Vorteilhaft sind Verfahren, bei denen das Nachbearbeiten der Pleuel-Lager- Kombination in der Art erfolgt, daß mindestens eine Ausnehmung ausgebildet wird.

Günstig sind Verfahren, bei dem das Abtragen vom Material für die Ausbildung der mindestens einen Ausnehmung durch Fräsen erfolgt.

Vorzuziehen sind Ausführungsformen des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet sind, daß das Abtragen von Material für die Ausbildung der mindestens einen Ausnehmung durch Gleitschleifen erfolgt.

Vorzuziehen sind Verfahren, bei denen das Abtragen von Material für die Ausbildung der mindestens einen Ausnehmung durch Laser erfolgt.

Vorteilhaft sind bei Verfahren zur Herstellung einer Pleuel-Lager-Kombination mit einem mehrschichtigen Lager, das mindestens eine Trägerschicht und eine Gleitschicht aufweist, Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen das Abtragen von Material an der Gleitschicht des Lagers vorgenommen wird.

Die Gleitschicht bildet die Innenkontur der Lagers und ist somit die dem Kolbenbolzen zugewandte Fläche des Lagers, auf der sich der SchmierstofFfilm ausbildet. Durch Entfernung von Material aus der Gleitschicht des Lagers wird die Festigkeit des Lagers, die sich im wesentlichen aus der Trägerschicht herleitet, nur geringfügig reduziert. Zudem erschließt sich die Möglichkeit, eine durch Materialabtrag entstandene Ausnehmung in der Gleitschicht als Reservoir für den eingesetzten Schmierstoff zu verwenden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles gemäß der folgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Hierbei zeigt : Figur 1 zeigt schematisch ein Triebwerk einer Verbrennungskraftmaschine in der Seitenansicht, und Figur 2 zeigt schematisch ein Ersatzsystem für das in Figur 1 gezeigte Triebwerk in der Seitenansicht, und Figur 3 ein Pleuel in Seitenansicht mit Blick Richtung Pleuelaugen-Achse, und Figur 4 ein Pleuel in Seitenansicht mit Blick senkrecht zur Pleuelaugen-Achse, geschnitten.

Die Figuren 1 und 2 wurden bereits erläutert.

Das in Figur 3 gezeigte Pleuel 5 ist in der Seitenansicht dargestellt, wobei es mit Blick Richtung Pleuelaugen-Achse betrachtet wird. Es weist ein kleines Pleuelauge 6 auf, welches stets geschlossen ausgeführt ist und über den Pleuelschaft 7 mit dem Pleuelkopf 10 verbunden ist. Der Pleuelkopf 10 ist zum Zwecke der Montage des Pleuels 5 auf der Kurbelwelle geteilt ausgeführt ist. Das in Figur 3 dargestellte Pleuel 5 hat einen quergeteilten Pleuelkopf 10, der aus dem Pleuelfuß 8 und dem Pleueldeckel 9 besteht.

Im kleinen Pleuelauge 6 wird das Lager 1, welches eine Buchse oder eine Gleilagerbeschichtung sein kann, angeordnet. Dieses Lager 1 dient wiederum für die Aufnahme eines nicht dargestellten Kolbenbolzens. Bei der in Figur 3 dargestellten Gleitlagerbuchse 1 handelt es sich um eine einteilig ausgeführte Buchse 1. Sichtbar ist in Figur 3 eine Stirnseite 4 des Pleuels 5, wohingegen die in der Buchse 1 angeordnete Ausnehmung in der Seitenansicht nicht sichtbar ist.

Hierzu wird das Pleuel 5, wie in Figur 4 gezeigt, in einem Schnitt dargestellt, der entlang der Pleuellängsachse geführt wird und die Pleuelaugen-Achse enthält.

Dargestellt ist die Gleitlagerbuchse 1 mit ihrem nach außen weisenden Stirnseiten 3,4 im eingebauten Zustand, d. h. integriert in das kleine Pleuelauge 6. Die in Figur 4 dargestellte Ausführungsform der Gleitlagerbuchse 1 weist eine Ausnehmung 2 auf.

Diese Ausnehmung liegt in einem gering belasteten Bereich der Buchse 1 und weist eine längliche Ausdehnung in Umfangsrichtung der Buchse 1 auf. Sie ist mittig zwischen den beiden Stirnseiten 3,4 der Buchse 1 angeordnet und kann somit auch als Ölreservoir dienen.

Bezugszeichenliste : 1 Lager 2 Ausnehmung 3 Stirnseite 4 Stirnseite 5 Pleuel 6 kleines Pleuelauge 7 Pleuelschaft 8 Pleuelsattel 9 Pleueldeckel 10 Pleuelkopf 20 Triebwerk 21 Kolben 22 Pleuel 23 Kurbelkröpfung 24 oszillierende Ersatzmasse mh 25 rotierende Ersatzmasse mr 26 Gegengewicht