SPURNY DIETER (DE)
| WO1987006509A1 | 1987-11-05 |
| DE4332444A1 | 1995-03-30 | |||
| EP0167320A2 | 1986-01-08 | |||
| US5105538A | 1992-04-21 | |||
| US4668107A | 1987-05-26 | |||
| EP0342800A2 | 1989-11-23 |
| 1. | Pleuelstange für Kolbenmaschinen, insbesondere für Kompressoren, mit einer durch den Pleuelkopf verlaufenden Teilung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) die Pleuelstange ist als Druckgußteil ausgebildet; und b) die Teilung des Pleuelkopfes (5) verläuft entlang einer durch ein Trennwerk¬ zeug gebildeten BruchTrennlinie (Linie B). |
| 2. | Pleuelstange nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuelstange als AluminiumDruckgußteil ausgebildet ist. |
| 3. | Pleuelstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruch Trennlinie entlang einer durch Kerben (13, 15) am Rohteil der Pleuelstange vor¬ gegebenen SollBruchlinie verläuft. |
| 4. | Pleuelstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die am Rohteil ausgebildeten Kerben (13, 15) innenseitig am Auge (9) des Pleuelkopfes (5) und in diametraler Verlängerung an der Außenseite des Pleuelkopfes vorgesehen sind, derart, daß zwischen den Kerben am Auge und an der Außenseite des Pleuelkopfes jeweils eine SollBruchlinie vorgegeben ist. |
| 5. | Pleuelstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß an der Innnenseite des Auges (9) des Pleuelkopfes nach Trennung desselben jeweils im Bereich der diametral einander gegenüberliegenden Kerben (13) im Wege der Trennung durch Verformung gebildete Freiräumungen (19) vor¬ gesehen sind. |
| 6. | Pleuelstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Freiräumun¬ gen (19) bei Montage des Kurbelkopfes an einem Kurbelzapfen gegenüber diesem Schmiertaschen zur Aufnahme von Schmiermittel bilden. |
| 7. | Verfahren zur Herstellung einer Pleuelstange für Kolbenmaschinen, insbesondere für Kompressoren, mit einer durch den Pleuelkopf verlaufenden Teilung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrenschritte: a) ein aus Druckguß, insbesondere Aluminiumdruckguß, bestehendes Rohteil wird hinsichtlich aller zu bearbeitenden Bereiche einer mechanischen Fertigbearbeitung unterzogen; b) im Bereich der vorgesehenen Teilung des Pleuelkopfes werden am Innenum¬ fang des Pleuelkopfauges und am Außenbereich des Pleuelkopfes Material¬ schwächungen mittels Kerbung vorgenommen; und c) der Pleuelkopf wird mittels eines BrechTrennwerkzeuges entlang der durch die Kerben vorgebenen BruchTrennlinie gebrochen. |
| 8. | Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Wege des Brechens innenseitig am Auge des Pleuelkopfes zur Verwendung als Schmier¬ mitteltaschen dienende Freiräumungen ausgeformt werden. |
Die Erfindung betrifft eine Pleuelstange gemäß Gattungsbegriff des Patentan¬ spruches 1 als auch ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Pleuelstange.
Bekannt sind Druckgußpleuelstangen, z.B. Aluminiumdruckgußpleuelstangen für Kompressoren, welche als geschlossene Pleuel oder als geteilte Pleuel ausgebildet sind. Geteilte Pleuel sind z.B. aus zwei gegossenen Teilen gefertigt, welche mit Fixiernasen versehen sind. Bekannt sind fernerhin Pleuelstangen, welche mecha¬ nisch geteilt werden und über Paßschrauben bzw. Stifte oder Profilierungen zuein¬ ander fixiert werden.
Zur Fertigbearbeitung geteilter Pleuelstangen muß vor der Bearbeitung der Bohrung des geteilten Pleuelkopfes dessen Oberteil mit dem Unterteil verschraubt und in geeigneter Weise gekennzeichnet werden. Die Ausbildung seitlicher Schmierta¬ schen in Form von Freiräumungen ist nicht ohne weiteres möglich und kann allen¬ falls bereits im Rohteil vorgesehen werden. Pleuelstangen der bekannten Art erfor¬ dern nach allem eine mechanische Nachbearbeitung, welche mit erhöhtem Zeit- und Kostenaufwand verbunden ist.
Das der Fertigbearbeitung vorangehende Verschrauben von Oberteil und Unterteil ist im übrigen als problematisch zu betrachten, da selbst bei genauester Zentrierung
der Teile immer ein geringfügiger Versatz hinzunehmen ist. Ein derartiger räumlicher Versatz beeinflußt in nachteiliger Weise den Schmierfilm, welcher nach Montage am Kurbelzapfen zwischen diesem und dem Innenumfang des Pleuelkopfauges exis¬ tiert, d.h. sich bei Drehung des Kurbelzapfens relativ zum Auge bildet.
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Pleuelstange für Kolbenmaschinen, insbesondere für Kompressoren, zu schaffen, welche hinsichtlich
ihrer Teilung mit wenig Zeit- und Kostenaufwand gefertigt werden kann und dennoch die Möglichkeiten äußerst exakter Fertigung, vor allem im Bereich der Teilung des Pleuelkopfes und des Pleuelkopfauges, zuläßt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Pleuelstange zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 bzw. des Patentanspruches 7.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das daraus gefertigte Produkt vermitteln den Vorteil, daß das Rohteil der Pleuelstange fertig bearbeitet werden kann wie ein ge¬ schlossenes Pleuel und erst vor der Montage im Kompressor durch ein geeignetes Trenn-Brechwerkzeug an der Trennstelle, d.h. entlang einer Soll-Bruchlinie, geteilt wird. Hierbei ist von besonderem Vorteil, daß das beim Bruch sich bildende Profil (Zahnung) der Bruchstelle nachfolgend als Fixierung für die Verbindung und zu¬ gleich als Vertauschsicherung dient.
Bei entsprechender Ausbildung des Brech-Trennwerkzeuges und Berücksichtigung der Trennkräfte und Verformungen ist es möglich, die optimale Ausbildung des Pleuelkopfauges ohne Notwendigkeit mechanischer Nachbearbeitung zu erreichen, insbesondere ist es möglich, nachfolgend als Schmiertaschen dienende Freiräu¬ mungen am Innenumfang des Pleuelkopfauges mittels des Brech-Trennwerkzeuges auszuformen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstandes sind weiteren Patentansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug¬ nahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
Figur 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Rohteils der Pleuelstange nach der Erfindung, unter Darstellung der für die Linie der Trennung vorgegebenen Kerbungen am Innenumfang des Pleuelkopfauges und am Außenbereich des Pleuelkopfes;
Figur 2 ist eine Schnittansicht von Linie ll-ll in Figur 1 unter Darstellung der für die Trennung dienenden Kerben;
Figur 3 ist eine vergrößerte Einzelansicht der am Innenumfang des Pleuelkopfauges befindlichen Kerbe;
Figur 4 ist eine der Figur 1 vergleichbare Seitenansicht der Pleuelstange nach mechanischer Fertigbearbeitung derselben; und
Figur 5 ist eine vergrößerte, teilweise geschnittene Seitenansicht des Pleuelkopfes der Pleuelstange unter Darstellung der Linie der Trennung und der mit Hilfe des Trennwerkzeuges im Wege der Trennung ausgeformten Freiräumungen.
In Figur 1 der Zeichnung ist eine aus Gelenkkopf 1 , Pleuelschaft 3 und Pleuelkopf 5 bestehende Pleuelstange dargestellt, welche erfindungsgemäß für eine entlang der Ebene A verlaufende Teilung vorbereitet ist. Die Pleuelstange ist aus Aluminium¬ druckguß gefertigt und als Rohteil wiedergegeben, d.h. die dargestellte Pleuelstange weist im Druckguß gefertigt das Auge 7 des Gelenkkopfes, das Auge 9 des Pleuel¬ kopfes und gegebenenfalls die Durchführungen 11 für (nicht dargestellte) Befesti¬ gungsschrauben auf.
Im Bereich der Ebene A ist das in Figur 1 wiedergegebene Rohteil der Pleuelstange mit innenseitig am Innenumfang des Auges 9 und außenseitig verlaufenden Kerben 13 und 15 versehen. Die Figuren 2 und 3 geben in Schnittansicht und als vergrößer¬ te Einzelansicht die mögliche Konturierung der Kerben 13 und 15 wieder.
Ausgehend von dem in Figur 1 dargestellten Rohteil wird die Pleuelstange nachfol¬ gend einer Fertigbearbeitung unterzogen, d.h. die Augen 7 und 9 werden mit erfor¬ derlicher Genauigkeit gebohrt, desgleichen werden die Durchführungen 11, falls erforderlich, mit Innengewinde 17 versehen. Das Auge 9 weist mit Ausnahme des Bereichs der Kerbe 15 Kreisform auf, welche im Verlaufe des nachfolgend vorzu¬ nehmenden Teilens eine Abweichung der Kontur erfahren kann.
Wie vorstehend erläutert ist, wird das Rohteil der Pleuelstange fertig bearbeitet, und zwar hinsichtlich aller einer Fertigung zu unterziehenden Bereiche. Die Pleuelstange existiert zunächst als geschlossenes Pleuel und wird erst vor der Montage im Kom¬ pressor durch ein entsprechendes Werkzeug und Maßnahmen an der Trennstelle (Ebene A) des Rohteils geteilt. Hierbei wird mit einem entsprechend ausgebildeten Trennwerkzeug gearbeitet, das die Trennkräfte und Verformungen, die bei diesem
Vorgang auftreten, berücksichtigt, wodurch eine optimale Ausbildung der Lagerform ohne Notwendigkeit mechanischer Nachbearbeitung erreicht wird.
Figur 5 gibt als vergrößerte, teilweise geschnittene Seitenansicht die Linie B des Bruchverlaufs am Pleuelkopf 5 wieder; in der linken Schnitthälfte nach Figur 5 ist mit C der Kreisverlauf der Bohrung des Auges 9 vor dem Brechen entlang der Linie B wiedergegeben, während in der rechten Schnitthälfte nach Figur 5 mit D der Verlauf am Innenumfang des Auges 9 nach dem Trennen bzw. nach dem Bruch der Linie B dargestellt ist. Ein Vergleich der beiden Konturen C und D verdeutlicht, daß beim Trennen des Pleuelkopfes 5 unter Verwendung eines geeigneten Werkzeuges Frei¬ räumungen 19, also Vertiefungen entstehen, wie sie für die Aufnahme von Schmier¬ mittel bei derartigen Pleuelstangen, und zwar im Bereich der Druckentlastung des Kurbelzapfens zweckmäßig sind.
Bei der Montage der in vorstehend erläuterten Weise getrennten Pleuelstange an einem Kurbelzapfen (Pleuellagerzapfen), also beim Zusammenfügen von Ober- und Unterteil, ist es besonders vorteilhaft, daß sich beim Bruch eine im wesentlichen will¬ kürliche Zahnung gebildet hat. Dieses Zahnungsprofil ermöglicht ein absolut unver¬ wechselbares Zusammenfügen und Verschrauben am Kurbelzapfen, und zwar ohne jeglichen Versatz.
Bezugszeichenliste
I Gelenkkopf
3 Pleuelschaft
5 Pleuelkopf
7 Auge
9 Auge
I I Durchführung
13 Kerbe
15 Kerbe
17 Innengewinde
19 Freiräumung