專利名稱：具有活塞和連桿的內(nèi)燃機驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的具有活塞和連桿的驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
連桿基本上由一個連桿體和兩個端側(cè)的軸承組成，它們將活塞和一根曲柄的相應(yīng)的曲柄軸頸連接成一個驅(qū)動裝置。一端進行擺動運動，另一端在曲柄運動圓上與曲柄軸頸一起運動，因此形成了所謂的“連桿小提琴”，也就是形成了一種小提琴形的連桿運動曲線。
因此比方說，由DE3505964C1已知一種具有一個連桿的驅(qū)動裝置，該連桿通常包括一個連桿小頭形式的端側(cè)軸承-也就是上方的連桿孔、連桿體和另一個連桿軸承形式的端側(cè)軸承-也就是下方的連桿孔，因此表示了曲柄驅(qū)動機構(gòu)的導(dǎo)向件-也就是活塞和曲柄之間的連接構(gòu)件。連桿小頭可以是整體的或分開的。分開的連桿軸承的、也就是下方連桿孔的軸承蓋通過至少兩個壓入的膨脹螺栓與連桿大頭相連。由連桿大頭和連桿蓋形成的連桿軸承在壓力交變時經(jīng)受到?jīng)_擊式負荷，此時產(chǎn)生了很高的軸承負荷，與一個完全的軸套互補的軸瓦裝到該連桿軸承中，該軸瓦用于容納曲柄軸頸。
因為在安裝或牽引活塞時連桿部分地需要引導(dǎo)通過發(fā)動機氣缸，所以在曲柄軸頸實心的情況下，目前在通常情況下至少需要將下方的連桿孔分開或?qū)⑦B桿體分開。
活塞在機械的和熱的負荷最嚴重的條件下進行工作。此時活塞必須要完成幾項任務(wù)，例如將壓力能轉(zhuǎn)化為機械功，使氣缸容積對于曲柄箱進行密封，并且在所謂柱塞發(fā)動機情況下對連桿上端進行直線導(dǎo)向?；钊谶B桿小頭處的支承迄今以所熟知的方式借助于連桿孔中的一個活塞銷實現(xiàn)，該活塞銷恰好傳遞了活塞和連桿之間的力。迄今活塞銷的位置由兩個因素決定。為了避免活塞的翻轉(zhuǎn)運動，活塞的重心應(yīng)該位于銷釘軸線上。另一方面活塞銷必須固定在活塞的桿體的中間，以便使法向力均勻地傳到氣缸壁上。由于這兩個要求不能同時得到滿足，所以活塞銷迄今稍有超過桿體中間安裝的情況。
大的活塞已知由兩部分或較多部分組成。因此例如由鋼或鑄鐵制成的活塞頂與例如由特種鑄鐵或鋁合金制成的桿體螺旋地擰在一起。
此外，由DE10046214C1已知一種驅(qū)動裝置，其中使用了船頭形的具有整體連桿體的一種連桿(與一種由于安裝的原因而分開的連桿體相比，這意味著重量減輕，費用節(jié)省)，所述連桿具有用于容納曲柄軸頸的連桿軸承的特殊結(jié)構(gòu)，并且因此使得構(gòu)造緊湊，此外由此能使發(fā)動機的結(jié)構(gòu)高度較低，活塞穿過發(fā)動機氣缸的牽引非常容易。
現(xiàn)在存在這種要求活塞在連桿小頭上的、迄今也借助于一個在活塞和連桿之間傳遞力的活塞銷和所述連桿孔實現(xiàn)的支承需要進行優(yōu)化，尤其要緊湊地實現(xiàn)所述活塞/連桿連接，并且還需要方便地完成活塞的安裝。

發(fā)明內(nèi)容
由此出發(fā)本發(fā)明的任務(wù)是，將一種上述類型的驅(qū)動裝置如此改進在保持迄今所有功能的情況下改進活塞在連桿小頭處的軸承，特別是在無費事的工具的情況下使活塞的安裝和拆開成為可能，但是連桿質(zhì)量明顯的減少也允許減少生產(chǎn)費用。
所述任務(wù)根據(jù)本發(fā)明可通過權(quán)利要求1所表明的特征而得到解決。
通過根據(jù)本發(fā)明的球軸承/球缺軸承取消了一個在背景技術(shù)中用于連接活塞和連桿的常用的不可替代的活塞銷，因此振動的質(zhì)量顯著地減少了。
防止扭轉(zhuǎn)機構(gòu)處于去除保險狀態(tài)時，通過活塞圍繞其軸線的扭轉(zhuǎn)可以松開形狀配合連接、也就是不帶連桿的活塞可由發(fā)動機組中拉出來，由此也能取消一個連桿體部分，而無需動用根據(jù)DE10046214C1的連桿軸承的特殊結(jié)構(gòu)，因此如同獲得較少的動力一樣，重量可減少，成本費用可降低。


下面對本發(fā)明進行詳細說明。在附圖中簡要示出圖1根據(jù)本發(fā)明的球軸承/球缺軸承的俯視圖，
圖2根據(jù)圖1中的A-A的、具有沒有分開的連桿體和根據(jù)本發(fā)明在活塞處構(gòu)成的球軸承/球缺軸承的船頭(Marinekopf)的局部縱向剖面圖，圖3與圖2相對照扭轉(zhuǎn)了90°的、根據(jù)圖1的B-B剖面帶有活塞的船頭的局部剖面圖，圖4具有一個處于安裝狀態(tài)的在連桿處活塞的根據(jù)本發(fā)明的軸承系統(tǒng)的驅(qū)動裝置的透視圖，圖5根據(jù)圖3的另一個透視圖，其中在活塞頂從活塞裙松開時，將可以看到處于從活塞頂、也就是從軸承端蓋取下狀態(tài)中的連桿小頭、也就是所述球缺部分，圖6用于維持根據(jù)本發(fā)明的球軸承/球缺軸承的形狀配合連接的防止扭轉(zhuǎn)機構(gòu)的零件視圖。
具體實施例方式
連桿1根據(jù)圖2由一個不可分的用于被活塞3容納的連桿小頭2、還有一個連接在連桿小頭2上的不可分的連桿體4以及根據(jù)圖4和圖5的一個連接到連桿體上的連桿大頭5組成，該連桿大頭與一個通過幾個張緊螺栓或膨脹螺栓6a，b固定在其上的連桿蓋7共同地形成了連桿軸承或下方的連桿孔8。為了潤滑連桿小頭2或冷卻活塞，連桿體4以熟知的給油方式縱向鉆通，也就是說，一個軸向油孔9通過連桿小頭2處的一個分配系統(tǒng)22通入。
兩個互補于共同的軸套的軸瓦10a，b位于連桿軸承的連桿孔8中(圖4和圖5)，所述軸瓦在通常的情況下保留剩余間隙地、處于滑動接觸地包圍這里未畫出的曲柄軸頸。
連桿小頭2處的活塞3的軸承結(jié)構(gòu)包括一個球缺部分11，該球缺部分在它的外圓周12處具有一個布置在一個部分球表面上的軸承面。在與這個軸承面的球形表面部分對置的一側(cè)處設(shè)置一個環(huán)形的和相應(yīng)球形形成的、以一個軸承端蓋13或支座件的形式的軸承容納件，因此，球缺部分11繞著其球缺中心點相對于軸承端蓋13或相對于支座件可擺動地保持在所述軸承容納件中。如在圖2中那樣也能很容易地看出，球缺部分11在它的外圓周12上也具有一個布置在一個部分球表面上的軸承面，該軸承面在球缺中心面14的兩側(cè)延伸，該球缺中心面通過在球缺部分11大約具有其最大直徑的位置處延伸。
在附圖中示出的優(yōu)選的方案中，連桿小頭2設(shè)計為球形的球缺部分11，活塞頂15設(shè)計為具有以軸承端蓋形式的軸承容納件的支座件13，然而相反的設(shè)計也是可想象的。
在實施例(特別參見圖2)中，應(yīng)用了由一個活塞上部-活塞頂15、一個活塞下部-活塞裙20組成的分成兩部分的活塞。一個以熟知方式由活塞冠、活塞裙和活塞下部組成的分成三部分構(gòu)成的活塞以類似的方式是可應(yīng)用的?；钊?5和活塞裙20借助于幾個合適的螺栓21可相互連接。
活塞3的下部20以大致成半球形殼的形式包圍著球缺部分11的下部，在四沖程的點火上止點和復(fù)蓋上止點(在該階段所有閥門都打開)之間進行交替時，由起因于活塞的慣性力和在活塞下部20或活塞頂15處的燃燒力來維持，因此(現(xiàn)在沒有的)活塞銷的迄今的作用完全在根據(jù)本發(fā)明的軸承結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生。
一方面產(chǎn)生了連桿、特別是一個整體的船頭的和活塞的緊密結(jié)構(gòu)，另一方面球缺部分朝向軸承端蓋均勻地支撐在圓周上。
根據(jù)本發(fā)明用于維持所述形狀配合連接的球軸承11、13包括一個可松開的防止扭轉(zhuǎn)機構(gòu)，該機構(gòu)此外處于去除保險狀態(tài)時通過使活塞3圍繞其軸線扭轉(zhuǎn)可以將所述形狀配合連接松開。
特別在圖1中(在所有的附圖中都保持相應(yīng)的附圖標記)將可看到，在用于容納連桿小頭2的內(nèi)部空間中、也就是在軸承容納件13中的活塞3(在此情況下活塞下部20)沿圓周方向附加地具有至少兩個、根據(jù)優(yōu)選的方式在直徑上對置的間隙17a，b，該間隙借助于每一個防止扭轉(zhuǎn)元件23a，b(也請參見圖6)進行填補，此外所述元件借助于為數(shù)不多的幾個螺栓24固定在活塞中、也就是這里固定在活塞下部20中。
球形的球缺部分11、也就是球形的連桿小頭2具有用相應(yīng)于間隙17a，b地做成扁平的壁部分16a，b，該壁部分在安裝狀態(tài)中支承在防止扭轉(zhuǎn)元件23a，b上，因此活塞3相對于連桿小頭2的扭轉(zhuǎn)可靠地受到了阻止。
圖6再一次詳細地表示了所述兩個防止扭轉(zhuǎn)元件23a，b，該元件分別借助于活塞3中的三個螺栓24在間隙17a，b的范圍內(nèi)為了填充這種間隙是可固定的，或者為了轉(zhuǎn)出活塞3是可松開的。
因此本發(fā)明的本質(zhì)是一個球軸承11、13，該軸承的具有一個球形的外表面12的和用一種潤滑劑浸濕的軸承體11朝向一個用于其軸向安裝的、處于軸承端蓋13的罐形間隙中的環(huán)形表面或部分球表面進行容納；由此能夠以簡單的方式進行連桿1與活塞3的分離能夠移去防止扭轉(zhuǎn)元件23a，b，活塞3相對于連桿1進行90°的扭轉(zhuǎn)(如圖1所見，此時所述兩個間隙17a，b在直徑上對置著)導(dǎo)致連桿小頭2的球形表面進入到間隙17a，b中，連桿小頭2的扁平的壁部分16a，b與軸承端蓋13的球表面相對置，因此實現(xiàn)了球軸承11、13的形狀配合連接的分離，并且使活塞3能夠方便地從連桿2上取下。
為了保證使用于獲得描述的球軸承11、13受到可靠的連續(xù)潤滑，在軸承端蓋13處、在端側(cè)處、在用于軸向安裝軸承體11所確定的球形表面18的前方設(shè)置一個潤滑劑貯存室19，其發(fā)動機側(cè)的密封如同往常那樣得到保證。
另外球軸承11、13的根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)使得氣體壓力直接引入到連桿體4中得到進一步的改善，迄今的活塞銷可以無替代地取消。因此振蕩的質(zhì)量明顯地減少(約20％)?？傮w上摩擦功率也減少。
再一次要提到，連桿體的齒距原則上會脫落，因為在連桿完全松開時，活塞3通過發(fā)動機氣缸的抽出以簡單的方式能夠發(fā)生。進一步的重量和費用的節(jié)省將與此有聯(lián)系。因此實現(xiàn)了活塞的松開，無需用昂貴的工具(液壓工具)，活塞的拆卸高度將盡可能的低。
附圖標記列表1連桿2連桿小頭3活塞4連桿體5連桿大頭6a、b夾緊或膨脹螺栓7連桿蓋8下方的連桿孔9油孔10a，b 軸瓦11 球缺部分12 球缺部分外圓周13 軸承端蓋14 球中心平面15 活塞頂16a，b 扁平壁部分17a，b 間隙18 球形表面19 潤滑劑貯存室20 活塞裙21 螺栓22 分配系統(tǒng)23a，b 防扭轉(zhuǎn)元件24 螺栓
權(quán)利要求
1.具有活塞(3)和連桿(1)的內(nèi)燃機驅(qū)動裝置，其中連桿(1)通過兩個端側(cè)軸承系統(tǒng)一側(cè)在連桿小頭(2)處將活塞(3)、另一側(cè)在構(gòu)成一個連桿孔(8)的情況下將一個曲柄的相應(yīng)的曲柄軸頸相互連接，其特征在于，用于將活塞(3)與連桿小頭(2)在形成一種形狀配合連接的情況下連接的軸承系統(tǒng)是球軸承/球缺軸承(11，13)，因此一個球缺部分(11)一方面配備一個球形外表面(12)作為軸承面-該軸承面用一種潤滑劑浸濕，另一方面由一種相應(yīng)球形地形成的罐形的、作為用于軸向支承的軸承件的軸承端蓋(13)包圍住，為了維持所述形狀配合連接，球軸承/球缺軸承(11，13)包括一個可松開的防止扭轉(zhuǎn)機構(gòu)(16a，b；17a，b；23a，b)，此外該防止扭轉(zhuǎn)機構(gòu)處在保險打開狀態(tài)中時通過使活塞(3)圍繞其軸線扭轉(zhuǎn)可以允許將所述形狀配合連接松開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動裝置，其特征在于，連桿小頭(2)作為球形的球缺部分(11)構(gòu)成，而活塞(3)的活塞頂(15)作為球缺部分(11)的軸承容納件以軸承端蓋(13)的形式構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的驅(qū)動裝置，其特征在于，為了形成所述防止扭轉(zhuǎn)機構(gòu)，活塞(3)在用于容納連桿小頭(2)的內(nèi)部空間中、也就是在軸承容納件(13)中，在圓周方向上附加地具有至少兩個特別是直徑上對置的間隙(17a，b)，該間隙分別借助于每一個防止扭轉(zhuǎn)元件(23a，b)來填充，所述球形的球缺部分(11)具有相應(yīng)于間隙(17a，b)壓成扁平的壁部分(16a，b)，該壁部分在安裝狀態(tài)中支撐在防止扭轉(zhuǎn)元件(23a，b)上。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，為了連續(xù)潤滑球軸承/球缺軸承(11，13)，連桿體具有一個油孔(9)，該油孔通入到一個在軸承端蓋(13)處、在端側(cè)處、在用于軸向安裝球缺部分(11)所確定的球軸承表面(18)的前方設(shè)置的潤滑劑貯存室中。
全文摘要
有活塞和連桿的內(nèi)燃機驅(qū)動裝置－連桿通過兩個端側(cè)軸承系統(tǒng)一側(cè)在連桿小頭處將活塞、另一側(cè)在構(gòu)成一個連桿孔時將一個曲柄的相應(yīng)軸頸連接，為了在維持所有功能時如此改進該裝置改進活塞在連桿小頭處的軸承，并在無需費事的工具時可安裝/拆卸活塞，用于將活塞與連桿小頭在形成形狀配合連接時連接的軸承系統(tǒng)是球軸承，因此球缺部分一方面配備一個球形外表面作為用潤滑劑浸濕的軸承面，另一方面由相應(yīng)球形形成罐形的、作為用于軸向支承的軸承件的軸承端蓋包圍住，為了維持形狀配合連接，球軸承包括一個可松開的防止扭轉(zhuǎn)機構(gòu)，此外該機構(gòu)處在保險打開狀態(tài)中通過使活塞圍繞其軸線扭轉(zhuǎn)可允許將形狀配合連接松開。
文檔編號F16J1/22GK1624342SQ20041009805
公開日2005年6月8日 申請日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月2日
發(fā)明者M·森根 申請人:曼·B及W柴油機公開股份有限公司