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Patent Searching and Data


Title:
CONNECTING ROD-PISTON ASSEMBLY COMPRISING A CONNECTING ROD HAVING A SPHERICAL SMALL END
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/114161
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a connecting rod comprising a small spherical small end having a ball (24) and a main rod (12). The ball (24) and the main rod (12) are designed as individual parts and form, when assembled, a connecting rod having a spherical small end.

Inventors:
CASELLAS ANTONIO (DE)
INNERBICHLER MATTHIAS (IT)
INNERHOFER NORBERT (IT)
Application Number:
PCT/EP2015/052185
Publication Date:
August 06, 2015
Filing Date:
February 03, 2015
Export Citation:
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Assignee:
GKN SINTER METALS ENGINEERING GMBH (DE)
International Classes:
F16J1/22; F16J7/00
Foreign References:
JPS5868548A1983-04-23
US20050120876A12005-06-09
FR2195311A71974-03-01
DE4308751A11994-09-22
EP0459546A11991-12-04
DE749285C1944-11-20
Attorney, Agent or Firm:
VON KREISLER SELTING WERNER (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Pleuel mit Kugelkopf mit einer Kugel (24) und einer Pleuelstange (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (24) und die Pleuelstange (12) als Einzelteile ausgebildet sind und zusammengebaut ein Pleuel mit Kugelkopf bilden. 2. Pleuel nach Anspruch 1 , wobei die Pleuelstange (12) und/oder die Kugel (24) jeweils durch ein pulvermetallurgisches Verfahren, insbesondere durch Sintern, hergestellt sind.

3. Pleuel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (24) und die Pleuelstange (12) nach einem Zusammenbau zu einem Pleuel mit Kugelkopf mit Hilfe einer kraftschlüssigen Verbindung, insbesondere mit einem Sprengring (18) und/oder mit Hilfe einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere durch Schweißen, Löten oder Kleben, vor einem Trennen gesichert sind.

4. Pleuel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuelstange (12) an ihrer der Kugel (24) zugewandten Seite einen Zapfen (20), insbesondere einen

T-Zapfen, und die Kugel (24) einen Durchbruch (22) zur Aufnahme des Zapfens (20) aufweist.

5. Pleuel-Kolben-Baugruppe umfassend einen Kolben (14) und einen Pleuel mit Kugelkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Pleuel eine Kugel (24) umfasst und die Kugel

(24) in den Kolben (14) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuel-Kolben- Baugruppe (10) ein Sicherungselement (16), vorzugsweise einen Ring, aufweist, das die Kugel (24) vor einem Herausfallen aus dem Kolben (14) sichert. 6. Pleuel-Kolben-Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (16) die Kugel (24) in dem Kolben (14) abdeckt.

7. Pleuel-Kolben-Baugruppe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (16) einteilig oder aus mindestens zwei Teilen ausgebildet ist.

8. Pleuel-Kolben-Baugruppe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (14) und das Sicherungselement (16) zur Sicherung der Kugel (24) stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, Löten oder Kleben, oder formschlüssig, insbesondere durch Bördeln, miteinander verbunden sind.

9. Pleuel-Kolben-Baugruppe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (14) und/oder das Sicherungselement (16) jeweils durch ein pulvermetallurgisches Verfahren, insbesondere durch Sintern, hergestellt sind. 10. Pleuel-Kolben-Baugruppe nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduzierung der Reibung zwischen dem Kolben (14) und der Kugel (24) eine Schmierung, bevorzugt eine Öltränkung oder ein Trockenschmierstoff, vorhanden ist.

1 1 . Pleuel-Kolben-Baugruppe nach Anspruch 10, wobei bei der Trocken Schmierstoff Graphit umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Graphit einen Anteil am Grundpulver der Kugel (24) bevorzugt in Höhe von 1 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt in Höhe von 1 ,5 Gewichtsprozent bis 25 Gewichtsprozent, insbesondere in Höhe von 2 Gewichtsprozent bis 15 Gewichtsprozent, aufweist. 12. Verfahren zur Herstellung einer Pleuel-Kolben-Baugruppe (10) mit einem Kolben (14), einer Kugel (24) und einer Pleuelstange (12), umfassend folgende Schritte:

Zusammenbau der Pleuelstange (12) mit der Kugel (24) zu einem Pleuel mit Kugelkopf, Zusammensetzen von Kugel (24) und Kolben (14). 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuel-Kolben-Baugruppe (10) weiterhin ein Sicherungselement (16) umfasst und das Verfahren weiterhin folgenden Schritt aufweist:

- Sicherung der Kugel (24) in dem Kolben (14), vorzugsweise durch das Sicherungselement (16).

14. Verfahren zur Herstellung einer Pleuel-Kolben-Baugruppe (10) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (24) und die Pleuelstange (12) nach dem Zusammenbau zu einem Pleuel mit Kugelkopf mit Hilfe einer kraftschlüssigen Verbindung, insbesondere mit einem Sprengring (18), oder mit Hilfe einer stoffschlüssigen Verbindung, insbe- sondere durch Schweißen, Löten oder Kleben, vor einem Trennen gesichert werden und/oder der Kolben (14) und das Sicherungselement (16) stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen oder Kleben, oder formschlüssig, insbesondere durch Bördeln, miteinander verbunden werden. 15. Verwendung einer Pleuel-Kolben-Baugruppe (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 1 1 in einem Kältemittelkompressor (26).

Description:
Pleuel-Kolben-Baugruppe mit einem Pleuel mit Kugelkopf

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pleuel-Kolben-Baugruppe mit einem Pleuel mit Kugelkopf, ein Verfahren zur Herstellung einer Pleuel-Kolben-Baugruppe, sowie die Verwendung einer Pleuel-Kolben-Baugruppe in einem Kältemittelkompressor. Aus dem deutschen Patent DE 749 285 ist eine Anlenkung einer mit kugeligem Kopf versehenen Pleuelstange an einem einteiligen nichtmetallischen Kolben bekannt. Der Kolben weist eine ovale Öffnung auf, in welche die Pleuelstange eingeführt wird. Die Pleuelstange weist an einem Kopfende zwei über Kreuz angeordnete Halbkugelscheiben auf, welche durch einen Schaft voneinander beabstandet sind. Der Pleuelkopf wird in der Höhlung des Kolbenkörpers an einer Bodenseite derselben vorgesehenen Kugelfläche geführt und unter Wirkung von Federn nachgiebig gegen die Führungsflächen des Kolbenkörpers angedrückt.

Nachteilig an so einer Pleuel-Kolben-Baugruppe mit einem Pleuel mit Kugelkopf ist der komplizierte Zusammenbau der Pleuel-Kolben-Baugruppe aufgrund des Aufbaus des Kolbens, der Form der Pleuelstange und die Verwendung von Federn.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Vereinfachung und Verbesserung einer Pleuel-Kolben- Baugruppe mit einem Pleuel mit Kugelkopf zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch ein Pleuel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , durch eine Pleuel- Kolben-Baugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 5 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben. Die jeweils angegebenen Merkmale in der Beschreibung, der Figurenbeschreibung und in den Figuren können allgemein wie auch speziell mit anderen Merkmalen zu Weiterbildungen verknüpft werden. Insbesondere sind die angegebenen Beispiele mit ihren jeweiligen Merkmalen nicht beschränkend auszulegen. Die dort angegebenen Beispiele können vielmehr auch mit anderen Merkmalen aus anderen Beispielen oder aus der allgemeinen Beschreibung verknüpft werden. Erfindungsgemäß ist ein Pleuel mit Kugelkopf mit einer Kugel und einer Pleuelstange vorgesehen, wobei die Kugel und die Pleuelstange als Einzelteile ausgebildet sind und zusammengebaut ein Pleuel mit Kugelkopf bilden. Sowohl die Pleuelstange als auch der Kugelkopf können dabei in einem konventionellen Verfahren hergestellt werden. Weiterhin kann durch eine getrennte Herstellung der Kugel und der Pleuelstange die Produktion des Pleuels mit Kugelkopf vereinfacht werden. Beispielsweise kann der Pleuel mit Kugelkopf entweder komplett montiert beim Weiterverarbeiter angeliefert werden oder vor Ort in der Produktion des Weiterverarbeiters zusammengebaut werden. Dadurch kann der Montageprozess des Weiterverarbeiters optimal gestaltet und konzipiert werden, im Sinne von optimalem Montageprozessen und Durchlaufzeiten. Weiterhin ist es auf einfache Weise möglich, die gewünschte Länge des Pleuels gemäß des gewünschten herzustellenden Produktes des Weiterverarbeiters anzugleichen, da anstatt der Produktion eines anderen Pleuels mit Kugelkopfs nur die Pleuelstange in der gewünschten Länge ausgetauscht zu werden braucht. Dadurch kann Lagerplatz an der Produktionsstätte des Weiterverarbeiters eingespart werden, da nur die Kugel und die Pleuelstangen in den unterschiedlichen Längen bevorratet werden müssen. Des Weiteren kann auf diese Weise ein flexib- les Baukastensystem geschaffen werden, welches eine Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten hinsichtlich Kugelkopf, Pleuelstange, Kolben, Kurbelwellenlager des Pleuels, Lagerung zwischen Kolben und Kugelkopf eröffnet.

Vorteilhafterweise können die Pleuelstange und die Kugel nach einem Zusammenbau wieder zerstörungsfrei demontiert werden. Auf diese Weise können die Pleuelstange und die Kugel aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden und auf einfache Weise recycelt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Pleuels sind die Pleuelstange und/oder die Kugel jeweils durch ein pulvermetallurgisches Verfahren, insbesondere durch Sintern, hergestellt. Auf diese Weise kann der Pleuel kostengünstig hergestellt werden. Der Begriff Sintern bezeichnet hierbei ein Fertigungsverfahren bei dem zuerst ein Grünling gepresst und somit die Ausgangsstoffe, die beispielsweise kristallin, körnig oder pulverartig vorliegen, verdichtet werden. Anschließend wird der Grünling erhitzt, wobei bevorzugt keiner oder weiterhin bevorzugt maximal einer der Ausgangsstoffe aufgeschmolzen wird. Durch die Wärmebehandlung verbacken die Stoffe oberflächlich miteinander und erhalten ihre mechanische Festigkeit. Weiterhin kann durch ein pulvermetallurgisches Verfahren die weitere mechanische Bearbeitung der Einzelteile größtenteils eingespart werden. Für einige Anwendungen kann eine Bearbeitung am Durchmesser des Pleuelauges nötig sein, um die Produktionstoleranzen weiter einschränken zu können, beispielsweise für eine Gleitpassung.

Insbesondere kann durch ein pulvermetallurgisches Verfahren das Gewicht des Pleuels mit Kugelkopf reduziert werden. Vorzugsweise kann die Pleuelstange aus einem Metall, insbesondere aus Fe, oder einer Fe-C, Fe-Cu-C, einer Fe-Cu-C-S-Legierung, bestehen. Durch einen Anteil S oder MnS in dem Material für die Pleuelstange kann eine eventuelle mechanische Be- arbeitung begünstigt werden. Weiterhin kann die Kugel aus einem Metall, insbesondere aus einer Cu-Sn-Legierung, einer Fe-Cu-Legierung, einer Fe-C oder Fe-Cu-C Legierung, bestehen. Auf diese Weise können die Pleuelstange und die Kugel die gleichen Eigenschaften aufweisen wie eine metallische Pleuelstange mit Kugelkopf, welche auf eine andere Herstellungsweise, beispielsweise durch Gießen, produziert wurde. Vorzugsweise sind bei dem Pleuel die Kugel und die Pleuelstange nach einem Zusammenbau zu einem Pleuel mit Kugelkopf mit Hilfe einer kraftschlüssigen Verbindung, insbesondere mit einem Sprengring und/oder mit Hilfe einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere durch Schweißen, Löten oder Kleben, vor einem Trennen gesichert. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass nach einem Zusammenbau sich die Pleuelstange und die Kugel wieder Trennen. Insbesondere ermöglicht eine kraftschlüssige Verbindung ein einfaches Auseinanderbauen des Pleuels in seine Bestandteile. Dadurch kann beispielsweise das Recycling oder die Reparatur vereinfacht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform des Pleuels weist die Pleuelstange an ihrer der Kugel zugewandten Seite einen Zapfen, insbesondere einen T-Zapfen, und die Kugel einen Durchbruch zur Aufnahme des Zapfens auf. Auf diese Weise kann die Pleuelstange in die Kugel eingesetzt werden und durch Aufnahme des Zapfens in den Durchbruch vor einem Herausfallen gesichert werden. Weiterhin kann der Durchbruch der Kugel schlitzartig ausgebildet sein, so dass durch ein Drehen der Pleuelstange nach dem Einsetzen in die Kugel die Pleuelstange vor einem Herausfallen gesichert ist. Vorzugsweise kann der Durchbruch der Kugel derart ausgebildet sein, dass nach dem Einsetzen der Pleuelstange in die Kugel der Zapfen nicht an der Außenfläche der Kugel sichtbar ist. Insbesondere können die Pleuelstange und die Kugel zusammen über einen Bajonettverschluss verbunden werden. Der Begriff Bajonettverschluss be- zeichnet hierbei eine schnell herstell- und lösbare mechanische Verbindung zweier Teile in ihrer Längsachse. Die Teile werden durch Ineinanderstecken und entgegen gesetztem Drehen verbunden und so auch wieder getrennt. Weiterhin wäre es auch möglich, dass der Zapfen ein Gewinde aufweist und die Kugel in dem Durchbruch ein Gegengewinde, so dass die Pleuelstange in die Kugel eingeschraubt werden kann. Dadurch kann auf einfache Weise ein Pleuel mit Kugelkopf ausgebildet werden.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Pleuel-Kolben-Baugruppe umfassend einen Kolben und ein oben beschriebenes Pleuel mit Kugelkopf, wobei der Pleuel eine Kugel umfasst und die Kugel in den Kolben eingesetzt ist, wobei die Pleuel-Kolben-Baugruppe ein Sicherungselement, vor- zugsweise einen Ring, aufweist, das die Kugel vor einem Herausfallen aus dem Kolben sichert. Dadurch kann auf einfache Weise eine Pleuel-Kolben-Baugruppe zur Verfügung gestellt werden, die keine zusätzlichen Sicherungsmaßnahmen zum Schutz eines Herausfallens der Kugel aus dem Kolben benötigt. Arbeitsschritte beim Einbau der Pleuel-Kolben-Baugruppe können in eine vorgesehene Vorrichtung vermieden werden und somit der Zusammenbau der Pleuel- Kolben-Baugruppe vereinfacht werden. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise eine geteilte Lagerschale realisiert werden. Beispielsweise kann eine Lagerung zum Teil im Kolben als Lagerhalbschale und als Gegenstück eine Lagerhalbschale in dem Sicherungselement ausgebildet sein. Das Sicherungselement kann dabei eine runde, ovale oder mehreckige Form aufweisen. Insbesondere kann die Pleuel-Kolben-Baugruppe komplett montiert beim Weiterverarbeiter angeliefert werden oder vor Ort in der Produktion des Weiterverarbeiters zusammengebaut werden. Weiterhin kann die Pleuel-Kolben-Baugruppe in mehreren Unterbaugruppen, beispielsweise in zwei oder mehr Einheiten angeliefert werden und bei der Endmontage zusammengebaut werden. Vorteilhafterweise kann die Pleuel-Kolben-Baugruppe auch zerstörungsfrei demontiert werden. Dadurch kann die Reparatur oder das Recycling vereinfacht werden. Ferner können Pleuel mit verschiedenen Längen für die Pleuel-Kolben-Baugruppe verwendet werden. Dadurch kann die Pleuel-Kolben-Baugruppe für verschiedene Anwendungen verwendet werden, beispielsweise um unterschiedliche Hübe der Kolben bei einer Verdichtung bei unterschiedlichen Motoren oder Verdichtern bzw. Kolbenmaschinen oder in Druckluftkompressoren oder Hydraulikkolben zu ermöglichen. Auf diese Weise kann der Standardisierungsgrad verein- facht werden und die Anzahl der benötigten verschiedenen Komponenten kann reduziert werden.

Vorzugsweise deckt das Sicherungselement die Kugel in dem Kolben ab. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Kugel sich in dem Sicherungselement nicht verkeilt, sondern im Kolben frei beweglich ist. Weiterhin kann dadurch verhindert werden, dass Umwelteinflüsse, beispielsweise Verschmutzung oder Flüssigkeit, über das Sicherungselement direkt auf die Kugel einwirken können.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sicherungselement einteilig oder aus mindestens zwei Teilen ausgebildet. Auf diese Weise kann das Sicherungselement einfach in dem Zusam- menbauprozess integriert werden. Beispielsweise kann bei einer einteiligen Ausführungsform das Sicherungselement zuerst auf die Pleuelstange aufgeschoben werden, bevor die Pleuelstange mit der Kugel verbunden wird. Bei einem Sicherungselement aus mindestens zwei Teilen kann das Sicherungselement auch nachträglich angebracht werden, beispielsweise wenn der Pleuel mit Kugelkopf als vormontiertes Teil angeliefert wird.

Vorzugsweise sind der Kolben und das Sicherungselement zur Sicherung der Kugel stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, Löten oder Kleben, oder formschlüssig, insbesondere durch Bördeln, miteinander verbunden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Sicherungselement sich während des Betriebs nicht vom Kolben lösen kann. Weiterhin kann bei einer formschlüssigen Verbindung das Sicherungselement zerstörungsfrei von dem Kolben getrennt werden. Dadurch können die Einzelteile der Pleuel-Kolben-Baugruppe leicht repariert werden, ausgetauscht werden und/oder dem Recycling zugeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Kolben und/oder das Sicherungselement jeweils durch ein pulvermetallurgisches Verfahren, insbesondere durch Sintern, hergestellt. Auf diese Weise kann auf kostengünstige Weise eine Pleuel-Kolben-Baugruppe zur Verfügung gestellt werden. Wie bereits oben beschrieben kann durch ein pulvermetallurgisches Verfahren größtenteils eine mechanische Bearbeitung der Einzelteile eingespart werden. Beispielsweise kann sich die mechanische Bearbeitung auf ein Schleifen des Außendurchmessers am Kolben redu- zieren, um ein Spiel zwischen Kolben und Zylinderbohrung für die Anwendung optimal auslegen zu können. Weiterhin kann bei einigen Anwendungen eine Bearbeitung am Durchmesser des Pleuelauges sinnvoll sein, um die Produktionstoleranzen weiter einzuschränken, beispielsweise bei der Verwendung einer Gleitpassung.

Vorzugsweise kann das Sicherungselement aus einem Metall, insbesondere aus einer Fe-Cu-C Legierung, oder aus einem Federstahl, bestehen. Weiterhin kann der Kolben aus einem Metall, insbesondere aus einer Fe-C-S-Legierung, Fe-MnS, Fe-C-MnS, Fe-Cu-C-MnS oder FE-CU-C- S-Legierung, bestehen. Um eine möglichst optimale Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder zu erhalten können enge Passungen notwendig sein. Deswegen können die Kolben zumeist spanend nachbearbeitet werden, beispielsweise durch spitzenlos Rundschleifen. Auf diese Weise können das Sicherungselement und der Kolben die gleichen Eigenschaften aufweisen wie ein Sicherungselement und ein Kolben welche auf eine andere Weise, beispielsweise durch Gießen, produziert wurden.

Vorzugsweise ist zur Reduzierung der Reibung zwischen dem Kolben und der Kugel eine Schmierung, bevorzugt eine Öltränkung oder ein Trockenschmierstoff, vorhanden. Der Begriff Schmierung beschreibt hierbei eine Verringerung von Reibung und Verschleiß zwischen zwei Maschinenelementen als Reibpartnern, die sich relativ zueinander bewegen. Dies geschieht durch den Einsatz eines geeigneten Schmierstoffes und Schmierverfahrens in der Tribologie. Durch die Verwendung einer Schmierung kann somit die Reibung und damit der Verschleiß in der Pleuel-Kolben-Baugruppe verringert werden. Dadurch kann die Lebensdauer der Pleuel- Kolben-Baugruppe verlängert werden. Weiterhin kann ein Trocken Schmierstoff eingesetzt werden, wenn eine Schmierung mit Fett oder Öl nicht möglich, unerwünscht oder unzulässig ist, beispielsweise bei tiefen und hohen Temperaturen, im Vakuum oder bei radioaktiver Strahlung.

Eine weitere Möglichkeit, die Reibungseigenschaften der Kugel zu verbessern, ist es, einen Trockenschmierstoff dem Grundpulver der Kugel beizumischen und die Kugel damit zu produzieren. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Trockenschmierstoff Graphit, wobei das Graphit einen Anteil am Grundpulver der Kugel bevorzugt in Höhe von 1 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt in Höhe von 1 ,5 Gewichtsprozent bis 25 Gewichtsprozent, insbesondere in Höhe von 2 Gewichtsprozent bis 15 Gewichtsprozent, aufweist. Durch die Verwendung eines Trockenschmierstoffes kann die Kugel und das Innere des Kolbens vor Schäden durch feste Verunreinigungen geschützt werden. Weiterhin kann durch den Anteil des Graphits am Grundpulver der Kugel gewährleistet werden, dass die Reibung und damit der Verschleiß in der Pleuel-Kolben-Baugruppe verringert wird. Dadurch kann die Lebensdauer der Pleuel-Kolben-Baugruppe verlängert werden.

Weiterhin kann die Schmierung als Trockenschmierstoff vor einem Einsetzen der Kugel in das Innere des Kolbens aufgetragen werden. Dies kann in Form einer Beschichtung erfolgen. Um die Haftung der Beschichtung sicherzustellen können die Teile oftmals mit Kunstoff imprägniert werden um die Poren zu schliessen und im Anschluss oftmals gestrahlt oder phosphatiert werden oder durch eine geeignete Kombination aus diesen Prozessen nachbearbeitet werden. Im Anschluss kann eine Beschichtung mit einem Gleitlack oder einer reibungsreduzierenden Be- Schichtung erfolgen. Diese können mechanisch, beispielsweise durch Besprühen oder Tauchen, oder galvanisch aufgetragen werden. Dadurch kann die Reibung und damit der Verschleiß in der Pleuel-Kolben-Baugruppe verringert werden, wodurch die Lebensdauer der Pleuel-Kolben-Baugruppe verlängert werden kann.

Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung einer Pleuel-Kolben-Baugruppe mit einem Kolben, einer Kugel und einer Pleuelstange vorgeschlagen, welche folgende Schritte umfasst:

Zusammenbau der Pleuelstange mit der Kugel zu einem Pleuel mit Kugelkopf,

Zusammensetzen von Kugel und Kolben.

Auf diese Weise kann der Zusammenbau einer Pleuel-Kolben-Baugruppe vereinfacht werden.

Vorzugsweise umfasst die Pleuel-Kolben-Baugruppe weiterhin ein Sicherungselement und das Verfahren weist weiterhin folgenden Schritt auf:

Sicherung der Kugel in dem Kolben, vorzugsweise durch das Sicherungselement.

Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Kugel nach dem Zusammenbau nicht aus dem Kolben herausfallen kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Kugel und die Pleuelstange nach dem Zusammenbau zu einem Pleuel mit Kugelkopf mit Hilfe einer kraftschlüssigen Verbindung, insbesondere mit einem Sprengring, oder mit Hilfe einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere durch Schweißen, Löten oder Kleben, vor einem Trennen gesichert und/oder der Kolben und das Sicherungselement werden stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen oder Kleben, oder formschlüssig, insbesondere durch Bördeln, miteinander verbunden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich die Pleuel-Kolben-Baugruppe nicht unbeabsichtigt in seine Einzelteile auflöst.

Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung einer oben beschriebenen Pleuel-Kolben- Baugruppe in einem Kältemittelkompressor. Beispielsweise kann der Kältemittelkompressor einen oder mehrere Zylinder, vorzugsweise zwei Zylinder, umfassen, in denen jeweils die Pleuel-Kolben-Baugruppe eingesetzt ist. Besonders bevorzugt verwendet der Kältemittelkom- pressor einen Zylinder. Insbesondere können die Kältemittelkompressoren in Kühl- und Gefrierschränken sowie im Bereich der Klimatisierung eingesetzt werden. Durch die Verwendung der Pleuel-Kolben-Baugruppe kann die Flexibilität erhöht werden, in dem verschiedene Achsab- stände einfach durch den Austausch der Pleuelstange erzielt werden können. Weiterhin kann die Montage der Pleuel-Kolben-Baugruppe mit dem Zylinderblock und der Kurbelwelle sehr vereinfacht werden. Weiterhin kann eine Vormontage des Kolbens im Zylinders mit der Kugel, sowie der Pleuelstange mit der Kurbelwelle ermöglicht werden.

Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft im Einzelnen anhand der Figuren erläutert. Diese dargestellten Ausgestaltungen sind jedoch nicht beschränkend für den Umfang und bezüglich Einzelheiten der Erfindung auszulegen. Vielmehr sind die aus den Figuren hervorgehenden Merkmale nicht auf die jeweils einzelnen Ausgestaltungen beschränkt. Vielmehr sind diese Merkmale mit jeweils anderen in der Zeichnung und/oder in der Beschreibung einschließlich der Figurenbeschreibung angegebene Merkmale jeweils zu nicht näher dargestellten Weiterbildun- gen kombinierbar.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Explosionszeichnung einer Pleuel-Kolben-Baugruppe,

Fig.2a eine isometrische Ansicht einer Pleuelstange,

Fig.2b eine isometrische Ansicht einer Kugel,

Fig.3 eine isometrische Ansicht einer Pleuel-Kolben-Baugruppe,

Fig.4 einen Schnitt einer Seitenansicht einer Pleuel-Kolben-Baugruppe,

Fig.5 eine schematische Zeichnung eines Kältemittelkompressors mit einer Pleuel-Kolben- Baugruppe.

Fig. 1 zeigt eine isometrische Ansicht einer Pleuel-Kolben-Baugruppe 10. Die Pleuel-Kolben- Baugruppe 10 umfasst eine Pleuelstange 12, eine Kugel 24, einen Kolben 14, ein Sicherungselement 16 in Form eines Rings und einen Sprengring 18. Die Pleuelstange 12, die Kugel 24, der Kolben 14 und das Sicherungselement 16 können jeweils aus einem pulvermetallurgischen Verfahren hergestellt werden, wodurch diese kostengünstig herstellbar sind und auf eine mechanische Bearbeitung der Einzelteile größtenteils verzichtet werden kann. Die Pleuelstange 12 weist an seinem der Kugel 24 zugewandten Seite einen Zapfen 20 in Form eines T-Zapfens auf. Dieser Zapfen 10 kann in einen Durchbruch 22 der Kugel 24 aufgenommen werden. Durch den Zusammenbau des Zapfens 20 mit dem Durchbruch 22 wird ein Pleuel mit Kugelkopf ausgebildet. Zur Sicherung der Pleuelstange 12 in der Kugel 24 wird nach dem Zusammenbau der Sprengring 18 an der Pleuelstange 12 befestigt. Um eine Pleuel-Kolben-Baugruppe 10 auszubilden wird die Kugel 24 in den Kolben 14 eingesetzt. Zur Reduzierung von Reibung zwischen der Kugel 24 und dem Kolben 14 kann beispielsweise eine Trockenschmierung zwischen den kontaktierenden Flächen der Kugel 24 und dem Kolben 14 verwendet werden. Zur Sicherung der Kugel 24 in dem Kolben 14 wird das Sicherungselement 16 verwendet. Dabei können der Kolben 14 und das Sicherungselement 16 derart ausgebildet sein, dass der Kolben 14 eine Lagerhalbschale ausbildet und das Sicherungselement 16 das Gegenstück der Lagerhalbschale, so dass der Kolben 14 und das Sicherungselement 16 zusammen mit der Kugel 24 ein Lager ausbilden. Das Sicherungselement 16 ist in Fig. 1 einteilig dargestellt, so dass das Sicherungs- element 16 zuerst auf die Pleuelstange 12 aufgeschoben werden muss bevor der Zapfen 20 der Pleuelstange 12 mit der Kugel 24 verbunden wird.

Fig. 2a zeigt eine isometrische Ansicht der Pleuelstange 12 mit dem Zapfen 20. Der Zapfen 20 weist eine T-Zapfen Form auf.

Fig. 2b zeigt eine isometrische Ansicht der Kugel 24. Es ist in Fig. 2b dargestellt, dass der Durchbruch 22 von der Außenwand der Kugel 24 umschlossen ist. Weiterhin ist dargestellt, dass der Durchbruch 22 schlitzartig ausgebildet ist, so dass nach einem Einführen des Zapfens 20 und einem Verdrehen des Zapfens 20 um 90° der Zapfen 20 in der Kugel 24 vor einem Herausfallen gesichert ist.

Fig. 3 zeigt eine zusammengebaute Pleuel-Kolben-Baugruppe 10. In der Fig. 3 sind die Pleuelstange 12, der Sprengring 18, die Kugel 24, das Sicherungselement 16 und der Kolben 14 dar- gestellt. Um ein Auftrennen des Sicherungselements 16 von dem Kolben 14 zu verhindern, ist der Rand des Kolbens 14 umgebördelt und hält auf diese Weise das eingesetzte Sicherungselement 16 fest. Auf diese Weise ist es möglich die Pleuel-Kolben-Baugruppe 10 zerstörungsfrei auseinanderzubauen, um beispielsweise eine Reparatur vorzunehmen. Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht einer Pleuel-Kolben-Baugruppe10. In Fig. 4 ist dargestellt, wie die Kugel 24 in den Kolben 14 eingesetzt ist. Weiterhin ist dargestellt, dass das Sicherungselement 16 die Kugel 24 in dem Kolben 14 sichert und dass der Rand des Kolbens 14 umgebördelt wurde um das Sicherungselement 16 vor einem Herausfallen zu sichern. Weiterhin ist dargestellt, dass der Zapfen 20 in den Durchbruch 22 eingesetzt wurde und um 90° gedreht wurde, so dass der Zapfen 20 nicht aus dem Durchbruch 22 herausfallen kann.

In Fig. 5 ist schematisch ein Kältemittelkompressor 26 dargestellt. Der Kältemittelkompressor 26 verwendet eine Pleuel-Kolben-Baugruppe 10.