DE3720065A1 - Pleuel mit einem aus faserverbundwerkstoff bestehenden pleuelschaft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Pleuel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei Konstruktionen dieser Art, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 34 16 011, F 16 C 7/02, bekannt sind, wird der Schlaufenspanner durch zusätzliche Mittel - dort Schrauben - in seiner Stellung auf dem Pleuelschaft fixiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pleuel der bezeichneten Art unter Wahrung seiner Vorteile, insbesondere seines geringen Gewichts, kon­ struktiv im Hinblick auf eine einfache Großserien-Montage zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfin­ dung beschreiben die Unteransprüche.

Ein erster wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zusätzliche Arretierungsmittel für den Schlaufenspanner und damit zusätzliche Arbeits­ gänge während der Montage entfallen; der Schlaufenspanner ist vielmehr so ausgebildet, daß er durch die Wirkung des Spannbands, das in an sich bekannter Weise ebenfalls aus Fasermaterial bestehen kann, mit seinem etwa halbzylindri­ schen Grundkörper auf den Umfang des Hubzapfenlagers gedrückt wird. Dieses kann bei Ausbildung als Bundlager (Patentanspruch 3) zugleich eine axiale Fixierung des Schlaufenspanners und damit des Pleuelschafts vornehmen. Wie in weiteren Unteransprüchen angegeben, ist es zweckmäßig, zusätzlich zu dem diskutierten Schlaufenspanner, dessen Aufgabe im Wesentlichen in einer Anpas­ sung der Form der Schlaufe an die Kontur des Pleuelschafts besteht, eine Spannvorrichtung für das Spannband vorzusehen. Diese bedeutet dann, wenn man sie auf der dem Kolbenbolzenauge abgewandten Seite des Hubzapfenauges vorsieht, praktisch keinen zusätzlichen Aufwand, da sie zugleich zur Verrin­ gerung der oszillierenden Massen von Pleuel nebst Kolben ausgenutzt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht in axialer Richtung, teilweise in einem Mittelschnitt,

Fig. 2 eine Seitenansicht, ebenfalls teilweise in einem Mittel­ schnitt,

Fig. 3 die in Fig. 1 bei III-III angedeutete Schnittansicht und

Fig. 4 einen Mittelschnitt durch den Schlaufenspanner.

Das Pleuel enthält den Pleuelschaft 1, der in diesem Ausführungsbeispiel aus drei Laminatplatten 2, 3 und 4 zusammengesetzt ist. Diese Platten sind nach der Montage des Pleuels beispielsweise miteinander verklebt, so daß sie auch Schubspannungen parallel zu ihren Oberflächen übertragen können. Oberhalb des Pleuelschafts 1 erkennt man das Pleuelauge 5, während das Pleuel unten oberhalb des das Hubzapfenauge 6 umgebenden Hubzapfenlagers 7 endet. Mit seit­ lichen Fortsätzen, von denen in Fig. 1 nur der mit 8 bezeichnete erkennbar ist, steht der Pleuelschaft 1 in formschlüssiger, eine werkstoffgerechte Kraft­ einleitung sicherstellender Verbindung mit der beispielsweise aus Metall be­ stehenden Lagerbrücke 9.

Kolbenbolzenauge 5 und Pleuelschaft 1 werden umschlossen von dem schlaufenar­ tigen Spannband 10, dessen Enden, wie für das rechte Bandende 11 in Fig. 1 dargestellt, von dem brückenartigen Lager 12 aufgenommen sind. Zwischen diesem Lager 12, das als die oszillierenden Massenanteile verringerndes Gewicht dient, und dem Teil 9 sind Keilelemente 13 vorgesehen, die durch Schrauben 14 be­ tätigt werden, das Spannband 10 zu spannen gestatten und gleichzeitig zum Festklemmen der Spannbandenden 11 dienen.

Nicht beschrieben wurde bisher der Schlaufenspanner 15. Er dient dazu, zwecks Gewinnung eines schmalen Pleuels das Spannband 10 auf die entsprechend einge­ zogene Kontur des Pleuelschafts 1 niederzuziehen. Als einen wesentlichen Be­ standteil enthält er den halbzylindrischen Grundkörper 16, mit dem er sich auf dem als Bundlager ausgebildeten Hubzapfenlager 7 abstützt. Mit den Bünden 17 und 18 bildet das geteilte Hubzapfenlager 7 zugleich eine axiale Sicherung sowohl des Schlaufenspanners 15 als auch des Pleuelschafts 1.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, untergreift der Grundkörper 16 die äußeren Laminatplatten 2 und 4. Damit wird er letztlich durch die Spannung des Spannbands 10 in Richtung der Achse des Pleuels arretiert; zusätzliche Befestigungsmittel erübrigen sich also.

Der Pleuelschaft 1 ist, wie mehrfach bemerkt, nicht einteilig ausgeführt, sondern aus in diesem Ausführungsbeispiel drei Laminatplatten zusammengesetzt. Diese Laminatplatten haben gleiche in Richtung der Achse 19 des Pleuelzapfen­ auges 6 gemessene Dicken. Zur Montage ist in dem Grundkörper 16 des Schlau­ fenspanners 15 ein sich in diesem Ausführungsbeispiel über 180°, das heißt über den gesamten Umfang des Grundkörpers 16, erstreckender Spalt 20 vorge­ sehen, der besonders gut in Fig. 4 erkennbar ist. Er besitzt eine in Richtung der Achse 19 des Kurbelzapfenauges gemessene Breite 21, die zumindest gleich der Dicke jeder der Laminatplatten 2, 3 und 4 ist. Damit ist es möglich, bei der Montage zunächst das Spannband 10 in den aus zwei Hälften zusammengesetzten Schlaufenspanner 15 einzulegen, darauf die beiden äußeren Laminatplatten 2 und 4 nacheinander durch den Spalt 20 in den Figuren von unten her einzuführen und dann nach links bzw. rechts (in Fig. 4) in ihre endgültige Position zu verschieben, worauf die mittlere Laminatplatte 3 in ihre Position gebracht wird. Sie ist, wie Fig. 2 zeigt, etwas länger bemessen als die äußeren Lami­ natplatten 2 und 4, nämlich um die Dicke des Materials des Grundkörpers 16, so daß sie sich im fertigen Zustand des Pleuels unmittelbar auf dem Kurbel­ zapfenlager 7 abstützt. Nach diesem Montagevorgang werden die Laminatplatten 2, 3 und 4 beispielsweise durch Kleben miteinander verbunden.

Das Kolbenbolzenlager 22 kann, wie in Fig. 2 angedeutet, ebenfalls als Bundla­ ger ausgeführt sein, das den Pleuelschaft 1 stirnseitig übergreift. Auch kann es, wie Fig. 1 zeigt, aus mehreren Teilen unter Wahrung von Spalten 23 und 24 zusammengesetzt sein, so daß der figürlich nicht dargestellte Kolbenbol­ zen durch die Spannkraft des Spannbands 10 in dem Kolbenbolzenlager 22 einge­ spannt ist. Dann erübrigen sich zusätzliche Mittel zur Arretierung des Bolzens.

Mit der Erfindung ist also ein leicht zu montierendes Pleuel geschaffen, dessen Montagefreundlichkeit nicht auf Kosten der beispielsweise hinsichtlich der Gewichtseinsparung bemerkenswerten Vorteile eines unter Verwendung von Faserverbundwerkstoffen hergestellten Pleuels geht.

Claims (9)

1. Pleuel mit einem druckbeanspruchten, aus Faserverbundwerkstoff bestehenden, sich im wesentlichen zwischen einem Kolbenbolzenauge und einem Hubzapfen­ auge erstreckenden Pleuelschaft, einem zugbeanspruchten, den Pleuelschaft und zumindest das Kolbenbolzenauge schlaufenartig umschließenden flexiblen Spannband sowie einem dieses örtlich gehäuseähnlich umgreifenden und auf die Kontur des Pleuelschafts ziehenden Schlaufenspanner, wobei ferner in das Hubzapfenauge ein zylindrisches Hubzapfenlager eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlaufenspanner (15) sich auf dem Hubzapfenlager (7) mit einem etwa halbzylindrischen Grundkörper (16) abstützt, der mit einem mittleren, zum Kolbenbolzenauge (5) weisenden Spalt (20) mit einer Länge, die der Breite des Pleuelschafts (1) an dieser Stelle entspricht, versehen ist, daß der Pleuelschaft (1) aus mehreren Laminatplatten (2, 4), deren in Achsrichtung des Hubzapfenlagers (7) gemessene Dicke höchstens gleich der in dieser Richtung gemessenen Breite (21) des Spalts (20) ist und die sich auf dem Grundkörper (16) abstützen, sowie einer weiteren Plat­ te (3) zusammengesetzt ist, die den Spalt (20) mit der Spaltbreite (21) entsprechender Dicke durchsetzt und sich auf dem Hubzapfenlager (7) ab­ stützt.

2. Pleuel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (2, 3, 4) miteinander verklebt sind.

3. Pleuel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubzapfen­ lager (7) als den Schlaufenspanner (15) axial sicherndes Bundlager ausgebil­ det ist.

4. Pleuel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Spalt (20) über 180° erstreckt.

5. Pleuel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ sätzlich eine Spannvorrichtung (12, 13, 14) für das Spannband (10) auf der dem Kolbenbolzenauge (5) abgekehrten Seite des Hubzapfenlagers (7) vorgesehen ist.

6. Pleuel insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spann­ vorrichtung ein brückenähnliches Lager (12) für die Enden (11) des Spann­ bandes (10) sowie mit Schrauben (14) betriebene Keilelemente (13) zwischen diesem und einer einen Bestandteil des Pleuelzapfenauges (6) bildenden Lagerbrücke (9) enthält.

7. Pleuel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilelemente (13) zugleich zum Festlegen der Enden (11) des Spannbandes (10) dienen.

8. Pleuel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubzapfenauge (6) durch eine Lagerbrücke (9) geschlossen ist, die seit­ lich formschlüssig mit den den Pleuelschaft (1) bildenden Platten (2, 3, 4) verbunden ist.

9. Pleuel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenbolzenauge (5) unter Bildung von Spalten (23, 24) geteilt ausgeführt ist, so daß es den Kolbenbolzen einklemmt.