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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Bei einem Pleuel, welcher am großen Pleuelauge geteilt ausgeführt ist, wird ein Pleueldeckel durch Schraubenmittel mit einer Pleuelstange verbunden. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist in einem gewindelosen Bereich der Schraubenmittel, zwischen dem Schraubenmittel und einem Teil des Pleuels, ein Sicherungsmittel vorgesehen. Durch das Sicherungsmittel sind die montierten Schraubenmittel gegenüber dem Teil des Pleuels verspannt.
    公开号:DE102004025934A1
    申请号:DE102004025934
    申请日:2004-05-27
    公开日:2005-12-22
    发明作者:Jochen Dr.-Ing. Betsch；Michael Dipl.-Ing. Dettenmaier；Dirk Dipl.-Ing. Heinrich
    申请人:DaimlerChrysler AG；
    IPC主号:B23P13-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft einen Pleuel nach der im Oberbegriff von Anspruch1 näherdefinierten Art.
    [0002] ImBereich des großenPleuelauges geteilte Pleuels sind aus dem allgemeinen Stand derTechnik bekannt. Bei der Montage an der Kurbelwelle werden Pleueldeckelder geteilten Pleuels typischerweise über Verschraubungen mit derrestlichen Pleuelstange verbunden. Beispielhaft soll hierzu die DE 41 43 320 C2 genanntwerden. Die als hochfeste Verschraubungen ausgeführten Schraubverbindungen sindjedoch sehr hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt. Die Verschraubungensind dabei trotz rechnerischer Sicherheit gegen Lösen meistnicht wirklich sicher. Dadurch kann es zu einem Lösen der Verschraubungkommen, welche wiederum eine Teilung des Pleuel mit entsprechenderBeschädigung desVerbrennungsmotors nach sich ziehen kann.
    [0003] Aufgrundder hochdynamischen Belastungen der Verschraubungen kommen konventionelle Verlier-und Losdrehsicherungen hier nicht in Frage. Auch ein Verkleben vonSchraube und Gewinde bzw. die Verwendung von im Bereich des Gewindesmit Schraubensicherungskleber beschichteten Schrauben konnte, sozeigt die Erfahrung, das sich Lösen vonSchrauben beim Verbinden von Pleueldeckel und Pleuelstange nichtgänzlichverhindern.
    [0004] DieKR 2003031680 A zeigt eine Schraube für geteilte Pleuels mit einemasymmetrischen Schraubenkopf. Dieser sorgt, allerdings nur bei richtigerEndlage nach dem Verschrauben, füreine asymmetrische Kraftverteilung in der Schraube, wodurch dieGefahr eines Öffnensbzw. voneinander Abhebens von Pleueldeckel und Pleuelstange und damitletztendlich auch die Gefahr eines Lösens der Verschraubung verringertwerden soll.
    [0005] DieAnordnung ist hinsichtlich der Endlage der Schraube der empfindlichund kann sich bei dynamischer Belastung dennoch lösen.
    [0006] Ausder DE 33 41 364 A1 istbei der Verschraubung eines Pleueldeckels des weiteren ein konischesGewinde bekannt, welches einer Lockerung des Gewindebolzens entgegenwirkensoll. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, dass mittels des konischenGewindes eine vorgebebene Anpresskraft zwischen den Lagerflächen über einvorgegebenes Anzugsdrehmoment nur schwer zu realisieren ist. Fernerkann es zu einer plastischen Verformung des Gewindes kommen.
    [0007] Esist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen geteilten Pleuelbereitzustellen, welcher einen unter allen üblichen Betriebsumständen sicherenHalt seiner Verschraubungen gewährleistet.
    [0008] Erfindungsgemäß wird dieseAufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genanntenMerkmale gelöst.
    [0009] DasVerspannen der Schraubenmittel gegenüber einem Teil des Pleuelsdurch die Sicherungsmittel erhöhtdas zum Lösender Schraubenmittel notwendige Drehmoment nachhaltig. Damit kann einselbstständigesLösen derhochdynamisch belasteten Verschraubung des Pleuels im Bereich desgeteilten Pleuelauges verhindert werden.
    [0010] Weiterbildungenund vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ausden Unteransprüchensowie aus den Ausführungsbeispielen,welche nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert werden.
    [0011] Dabeizeigen:
    [0012] 1 einenTeil eines Pleuels, mit geteiltem Pleuelauge;
    [0013] 2 eineVergrößerung desBereichs II-IV aus 1 in einer ersten Ausführungsformder Erfindung;
    [0014] 3 eineVergrößerung desBereichs II-IV aus 1 in einer zweiten Ausführungsformder Erfindung.
    [0015] 4 eineVergrößerung desBereichs II-IV aus 1 in einer dritten Ausführungsformder Erfindung; und
    [0016] 5 einmöglichesSicherungsmittel in einer prinzipmäßigen Darstellung.
    [0017] In 1 istein Teil eines Pleuels 1 zu erkennen. Dieser Teil umfasstdas sogenannte großePleuelauge 2, welches bei der Verwendung des Pleuels 1 ineiner Brennkraftmaschine eine Kurbelwelle (nicht dargestellt) aufnimmt.Im Bereich dieses Pleuelauges 2 ist das Pleuel 1 inzwei Lagerschalen, eine in der eigentlichen Pleuelstange 3 undeine im sogenannten Pleueldeckel 4, geteilt. Um den Pleuel 1 an derKurbelwelle zu montieren wird der Pleueldeckel 4 durchgeeignete Schraubenmittel 5 mit der Pleuelstange 3 verbundenund das Pleuelauge 2 so um die Kurbelwelle geschlossen.
    [0018] DieVerschraubung stellt dabei eine kritische Stelle dar, da sich diedynamisch hochbelasteten Schaubenmittel 5 trotz rechnerischerSicherheit gegen Lösenimmer wieder lockern und so ein Abheben des Pleueldeckels 4 vonder Pleuelstange 3 zulassen.
    [0019] Umeine solches Lösender Schraubenmittel 5 zu verhindern, sind nachfolgend verschiedeneArten von Sicherungsmitteln 6 in den Vergrößerungen desBereichs II-IV dargestellt. SämtlicheArten von Sicherungsmitteln 6 bewirken bei der Montageder Schraubenmittel 5 eine elastische und/oder plastischeVerformung der Sicherungsmittel 6. Dadurch kommt es zueinem Verspannen der montierten Schraubenmittel 5 gegenüber demPleuel 1. Insbesondere verspannen die Sicherungsmittel 6 durch eineradiale Ausdehnung aufgrund ihrer axialen Deformation die montiertenSchraubenmittel 5 radial gegenüber einer Wandung 7 einerBohrung 8 fürdie Schraubenmittel 5, im hier vorliegenden Fall der Bohrung 8 durchden Pleueldeckel 4.
    [0020] Indem in der 1 dargestellten Beispiel sinddabei einstückigeSchrauben 5 gezeigt, welche in ein in der Pleuelstange 2 angeordnetesGewinde 5' eingeschraubtwerden.
    [0021] Essind im Rahmen der Erfindung jedoch auch andere Arten von Verschraubungendenkbar. Besonders günstigsind jedoch die in 1 gezeigten einstückigen Schrauben 5.Diese könnennämlich aufgrundihrer Einstückigkeitdurch Sicherungsmittel 6 in einem einzigen Bereich gesichertwerden. Besonders gut geeignet ist, wegen seiner ohnehin zur Montageder Schrauben 5 gegebenen guten Zugänglichkeit, der Bereich derim Pleueldeckel 4 liegenden Bohrungen 8, auf ihrerder Pleuelstange 3 abgewandten Seite.
    [0022] Umden festen und sicheren Sitz der Schrauben 5 in ihrem Gewinde 5' zugewährleisten,sind die Sicherungsmittel 6 in einem Bereich der Schrauben 5 angeordnet,welcher kein Gewinde aufweist. Durch das Verspannen der Schrauben 5 gegenüber dem Pleueldeckel 4 wirdjedoch ein erhöhteserforderliches Drehmoment zum Lösender Schrauben 5 sichergestellt, auch ohne auf den Bereichdes Gewindes 5' Einfluss nehmen zu müssen.
    [0023] In 2 isteine erste Ausführungsformder Sicherungsmittel 6 in der Art einer genuteten Hülse 9, vorder Monate der Schraube 5 dargestellt. Die genutete Hülse 9 kanndabei aus einem Federstahl, z.B. nach DIN 17221, DIN 17222, DIN17223 oder DIN 17224, oder aus einem weichen Metall, wie beispielsweiseKupferlegierungen, Aluminiumlegierungen, Messing etc., bestehen.Die genutete Hülse 9 liegtin einem Bereich 10 der Bohrung 8, welcher einenetwas größeren Durchmesserzur Aufnahme eben dieser genuteten Hülse 9 aufweist. Diegenutete Hülse 9 wirdbei nun erfolgender Montage der Schraube 5 durch eine ihrzugewandte Fläche 11 einesSchraubenkopfs 12 der Schraube 5, zwischen demSchraubenkopf 12 und dem Übergang des Bereichs 10 der Bohrung 8 mitdem größeren Durchmesserzu dem weiteren Verlauf der Bohrung 8 in axialer Richtung gestaucht(nicht dargestellt). Durch dieses axiale Stauchen kommt es je nachKrafteinwirkung, Material und gewählter Geometrie der genutetenHülse 9 zu einerelastischen oder elastischen und plastischen Verformung der genutetenHülse 9 inradialer Richtung. Die bei der Montage so verformte genutete Hülse 9 verspanntdamit die Schraube 5 gegenüber der Wandung 7 derBohrung 8 in dem Pleueldeckel 4. Dieses Verspannender Schraube 5 gegenüberdem Pleueldeckel 4 durch die Sicherungsmittel 6 bewirkt eindeutlich höhereszum Lösender Schrauben 5 erforderliches Drehmoment. Die Sicherheitgegenüber einemLösen der Verschraubungdes Pleueldeckels 4 kann so nachhaltig gesteigert werden.
    [0024] In 3 isteine weitere Ausführungsform derSicherungsmittel 6 zu erkennen, bei denen die genuteteHülse 9 inVerbindung mit geeigneten Vorsprüngen 13,alternativ wärenauch Führungsrillen denkbar,im Bereich der Schraube 5 eingesetzt ist. Durch diese mitder genuteten Hülse 9 korrespondierendenVorsprünge 13 wirdeine vergrößerte Auflagefläche unddamit eine erhöhteReibung zwischen Schraube 5 und Sicherungsmittel 6 erreicht.Damit kann die Verformung der genuteten Hülse 9 und die resultierendenVerspannung zwischen Schraube 5 und Pleueldeckel 4 nochmalsverbessert werden.
    [0025] Eineweitere Ausführungsformder Sicherungsmittel 6 ist in 4 zu erkennen.Hier sind die Sicherungsmittel 6 ebenfalls über eineHülse 14 realisiert,wobei hier zwischen der Hülse 14 undder Schraube 5 ein Raum verbleibt, welcher mit einem Polymerwerkstoff 15 gefüllt ist.Neben der axialen Verformung und der daraus resultierenden radialen Verspannung,analog zu dem o.g. Beispiel, erlaubt der Polymerwerkstoff 15 denbesonderen Vorteil, währenddes bestimmungsgemäßen Gebrauchsdes Pleuels 1 unter Volumenzunahme Moleküle einzulagern.Der Polymerwerkstoff 15 „quillt" praktisch auf und erhöht somitdie Kraft der radialen Verspannung, mit dem Resultat, dass die Sicherungsmittel 6 die Schraube 5 nochmalsbesser gegen Lösensichern können.Als Polymerwerkstoff 15 sind dabei insbesondere solchevernetzten Polymere geeignet, welche unter der in einem Verbrennungsmotor üblicherweiseherrschenden AtmosphäreMoleküleeinlagern. Derartige Polymerwerkstoffe 15 könnten beispielsweisePolyamide, welche zu starker Wasseraufnahme neigen; Naturkautschuk,welcher unter Mineralölatmosphäre quillt;Styrol-Butadien-Kautschuk, welcher Mineralöl, Fett und Kraftstoffe unterVolumenzunahme einlagert; bei Kontakt mit Treibstoffen und Wasserdampfquellender Siliconkautschuk oder dergleichen sein.
    [0026] Dieden Polymerwerkstoff 15 umgebende Hülse 14, welchen diesenbei der Monatage schützt, kannwie die genutete Hülse 9 beispielsweiseaus Federstahl oder einem weichen Metall ausgeführt sein. Durch die Verformungder Hülse 14 beider Montage werden Teile des Polymerwerkstoffes 15 für die umgebendeAtmosphärezugänglich,so dass die o.g. Einlagerung von Molekülen während des Betriebs des mitdem Pleuel 1 versehenen Verbrennungsmotors erfolgen kann.
    [0027] Einweiterer Vorteil des überwiegendelastische Eigenschaften aufweisenden Polymerwerkstoffes 15 liegtdarin, dass er zu einer Erhöhungder Dämpfungim Schwingungssystem Schraube-Pleuel führt. Auchdies wirkt sich positiv auf die Sicherheit der Verschraubungen aus.
    [0028] Beibeiden Arten der Sicherungsmittel 6 sind die Hülsen 9, 14,bzw. die mit Polymerwerkstoff 15 gefüllte Hülse 14 samt dieserFüllung,in besonders günstigerWeise in zwei Hälften 16, 17 geteiltausgeführt,wie dies am Beispiel der genuteten Hülse 9 in 5 angedeutetist. Prinzipiell wärehier auch eine Teilung in drei oder vier einzelne Teilbereiche denkbar.Die Hälften 16, 17 können dannum den gewindelosen Bereich der Schraube 5 gelegt werden.Da die Hülse 9, 14 nicht über daseinen geringfügighöherenDurchmesser aufweisende Gewinde der Schraube 5 geschobenwerden muss, kann die Hülse 9, 14 sehrpassgenau zu dem gewindelosen Bereich der Schraube 5 ausgeführt werden.Zusammen mit einem Durchmesser des Bereichs 10, welchernur geringfügiggrößer alsder Außendurchmesserder jeweiligen Hülse 9, 14 ausgeführt ist,ergibt sich so bereits bei einer kleinen radialen Verformung derHülse 9, 14 einesehr großereibende Anlageflächeund eine sehr gute Verspannung der Schraube 5 gegenüber demPleueldeckel 4.
    [0029] Dietypischerweise zwei Hälften 16, 17 der Hülse 9, 14 können zurErleichterung der Montage z.B. mit dem gewindelosen Bereich derSchraube 5 verklebt werden. Es ist alternativ beispielsweiseauch denkbar, die Hälften 16, 17 derHülse 9, 14 über einenoder mehrere Verschlussringe 18, welche beispielsweiseals Sprengringe (z.B. analog DIN 9045) ausgebildet sein können, inder in 5 (hier ohne die Schraube 5) andeutetenArt zu verbinden.
    [0030] Umein seitliches Ausweichen der Hülse 9, 14 zuvermeiden, kann der Schraubenkopf 12 eine Nut 19 aufweisen,welche die Hülse 9, 14 teilweise aufnimmt.Ferner kann die der Hülse 9, 14 zugewandteFläche 11 desSchraubenkopfes 12 eine Profilierung aufweisen, um zumindestteilweise eine formschlüssigeVerbindung mit der durch die Verformung zumindest in Teilbereicheneine entsprechende Negativform annehmenden Hülse 9, 14 einzugehen.Die Profilierung kann insbesondere in der Art eines Sägezahnprofils,welches dem Lösender Schraube 5 entgegenwirkt, ausgebildet sein.
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] Pleuel, welcher am großen Pleuelauge geteilt ausgeführt ist,wobei ein Pleueldeckel durch Schraubenmittel mit einer Pleuelstangeverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereichder Schraubenmittel (5), welcher kein Gewinde aufweist, zwischendem Schaubenmittel (5) und einem Teil des Pleuels (1)Sicherungsmittel (6) vorgesehen sind, durch welche diemontierten Schraubenmittel (5) gegenüber dem Teil des Pleuels (1)verspannt sind.
    [2] Pleuel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdie Sicherungsmittel (6) in einer die Schraubenmittel (5)aufnehmenden Bohrung (8) zwischen dem Schraubenmittel (5)und der Bohrung (8) in der Art angeordnet sind, dass dieSicherungsmittel (6) die montierten Schraubenmittel (5)radial gegenübereiner Wandung (7) der Bohrung (8) verspannen.
    [3] Pleuel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Sicherungsmittel (6) als genutete Hülse (9)ausgebildet sind.
    [4] Pleuel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dassdie Schraubenmittel (5) Vorsprünge (13) oder Führungsrillenaufweisen, welche mit wenigstens einer Nut der genuteten Hülse (9)korrespondieren.
    [5] Pleuel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Sicherungsmittel (6) einen Polymerwerkstoff (15)aufweisen, welcher zumindest teilweise von einer Hülse (14)umgeben ist.
    [6] Pleuel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dassder Polymerwerkstoff (15) in der Lage ist während desbestimmungsgemäßen Gebrauchs desPleuels (1) unter Volumenzunahme Moleküle einzulagern.
    [7] Pleuel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dassder Polymerwerkstoff (15) ölhaltige Stoffe einlagert.
    [8] Pleuel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dassder Polymerwerkstoff (15) Wasser einlagert.
    [9] Pleuel nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Hülse(9,14) in wenigstens zwei Teilschalen (16,17)aufgeteilt ist.
    [10] Pleuel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass die wenigstens zwei Teilschalen (16,17) mitdem Schraubenmittel (5) verklebt sind.
    [11] Pleuel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass die wenigstens zwei Teilschalen (16,17) mitwenigstens einen Verschlussring (18) um das Schraubenmittel(5) zu der Hülse(9,14) verbunden sind.
    [12] Pleuel nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet,dass die Hülse(9,14) aus Federstahl ausgebildet ist.
    [13] Pleuel nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet,dass die Hülse(9,14) aus einem weichen Metall ausgebildet ist.
    [14] Pleuel nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet,dass die Bohrung (8) im Bereich (10) mder Sicherungsmittel(6) einen größeren Durchmesseraufweist, als in ihrem weiteren Verlauf.
    [15] Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Schraubenmittel (5) jeweils alseinstückigeSchraube ausgebildet sind.
    [16] Pleuel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,dass die Sicherungsmittel (6) auf der einem Schraubenkopf(12) zugewandten Seite der Schraube (5) angeordnetsind.
    [17] Pleuel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,dass der den Sicherungsmitteln (6) zugewandte Bereich desSchraubenkopfs (12) eine zumindest dem Durchmesser derSicherungsmittel (6) entsprechende Nut (19) aufweist.
    [18] Pleuel nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet,dass der den Sicherungsmitteln (6) zugewandte Bereich (11)des Schraubenkopfs (12) eine profilierte Oberfläche aufweist.
    [19] Pleuel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,dass die Oberflächein der Art eines Sägezahnprofilsausgebildet ist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-22| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-10-19| 8364| No opposition during term of opposition|
    2007-05-03| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
    2008-01-17| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
    2008-12-11| 8320| Willingness to grant licences declared (paragraph 23)|
    2011-03-24| 8339| Ceased/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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