Pleuel der beschriebenen Art kommen insbesondere in Verbrennungskraftmaschinen zum Einsatz. Sie verbinden den sich oszillierend im Zylinderlaufrohr bewegenden Kolben mit der sich im Kurbelgehäuse drehenden Kurbelwelle bzw. Kurbelkröpfung. Damit wandeln sie die translatorische Bewegung des Kolbens, die u. a. durch die im Brennraum der Verbrennungskraftmaschine auftretenden und auf den Kolbenboden wirkenden Gaskräfte hervorgerufen wird, in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle um, die wiederum die Abtriebswelle der Maschine in Drehung versetzt.

Dem Pleuel kommt damit die Aufgabe zu, die Bewegung zu transformieren und die bei der Verbrennung freiwerdende Energie auf die Kurbelwelle zu übertragen.

Das Pleuel hat aber auch als wesentlicher Bestandteil der Verbrennungskraftmaschine direkt Einfluß auf deren konstruktive Abmessungen und insbesondere auf den Verdichtungsgrad.

Prinzipbedingt weist das Pleuel fertigungstechnische Toleranzen auf, wobei die Pleuellänge L, mit welcher der Abstand des Mittelpunktes des Pleuelauges von dem Mittelpunkt des Pleuelkopfes bezeichnet wird, konstruktiv von besonderer Bedeutung ist.

Nach dem Stand der Technik wird bei dem vorgefertigten, beispielsweise geschmiedeten, Pleuel eine Buchse in das Pleuelauge eingepaßt. In der Regel erfolgt dies unter Realisierung eines Preßsitzes zwischen Buchse und Pleuelauge. Anschließend wird die Pleuellänge L eingestellt, in der Art, daß die Innenkontur bzw. der Innendurchmesser des Pleuelkopfes und ggf. der Buchse bearbeitet wird.

Zu berücksichtigen ist, daß sich die Pleuellänge L durch das Einsetzen der Lagerschalen in den Pleuelkopf verändern kann. Die Pleuellänge L hat direkten Einfluß auf die Lage des am Pleuel befestigten Kolbens im oberen Totpunkt OT. Je größer die Pleuellänge L ist, desto weiter wird der Kolben in das Zylinderlaufrohr hineingeschoben und desto größer ist der Verdichtungsgrad, der sich wie folgt berechnet : (R + L + C) : (H + D) Hierbei ist : L die oben erwähnte Pleuellänge, und C die Kompressionshöhe des Kolbens, die sich in Richtung Kolbenachse als Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Kolbenbolzens bzw. der Buchse und dem Kolbenboden ergibt, und H die Zylinderblockhöhe, die gleich der Kurbelgehäusehöhe ist, und R der Radius der Kurbelwellenkröpfung, und H-R der Abstand des Kolbenbodens des Kolbens im oberen Totpunkt OT vom Mittelpunkt des Pleuelkopfes, und D die Dicke der Zylinderkopfdichtung, wobei für das Kompressionsvolumen Vc gilt : V,- (H + D)- (R + L + C) Wie der Gleichung zu entnehmen ist, haben eine Vielzahl von Bauteilen Einfluß auf den Verdichtungsgrad bzw. auf die Stellung des Kolbens im oberen Totpunkt OT. Dies bedeutet, daß sich die exakte Position des oberen Totpunktes OT des Kolbens durch das Zusammenspiel mehrerer Bauteile des Triebwerkes bestimmt.

Neben der Kompressionshöhe C und der Dicke der Zylinderkopfdichtung D beeinflussen die im Pleuelauge angeordnete Buchse, die im Pleuelkopf plazierten Lagerschalen sowie die Kurbelwelle bzw. ihre Kröpfung den Verdichtungsgrad. Insbesondere die Lagerschalen bzw. deren Fertigungstoleranzen haben Einfluß auf die Pleuellänge L. Der Einfluß der Buchse bzw. der ihr anhaftenden Fertigungstoleranzen auf die Pleuellänge L ist bereits nach den herkömmlichen Verfahren, bei denen die Bearbeitung der Pleuellänge L nach Einsetzen der Buchse erfolgt, eliminiert. Darüber hinaus ist das Kurbelgehäuse, welches das Triebwerk aufnimmt, ebenfalls mit Toleranzen behaftet.

Die genannten Bauteile weisen fertigungstechnisch bedingt mehr oder weniger große Toleranzen auf, die sich im Zusammenspiel mit den anderen Bauteilen zu einer Gesamttoleranz aufsummieren, welche letztendlich die exakte Lage des oberen Totpunktes OT des Kolbens bestimmt.

Die Lage des oberen Totpunktes OT bzw. die Größe des Verdichtungsgrades müssen sehr genau eingehalten werden, da sie direkten Einfluß auf den Verbrennungsprozeß, insbesondere auf den Wirkungsgrad, haben.

Desweiteren kann ein zu tiefes Einfahren des Kolbens in das Zylinderlaufrohr eine Beschädigung der sich öffnenden und schließenden Eingangs-und Ausgangsventile verursachen. Dies veranschaulicht, daß die Einhaltung bestimmter Toleranzen sowohl der einzelnen Bauteile als auch des aus den Bauteilen montierten Gesamtsystems genau einzuhalten sind.

Um die vorgegebenen Toleranzen der zu montierenden Verbrennungskraftmaschine einzuhalten, insbesondere um den angestrebten Verdichtungsgrad zu realisieren, werden nach dem Stand der Technik die Kolben und die Pleuel nach einer getrennten Selektion gruppiert, in der Art, daß die Kombinationen aus Pleuel-Pleuellänge L-und Kolben- Kompressionshöhe C-dieselbe Gesamtlänge L + C aufweisen. Ein und dieselbe Serie von Verbrennungskraftmaschinen wird dann mit Pleuel-Kolben- Kombinationen gleicher und einheitlicher Gesamtlänge L + C ausgestattet, wobei die Einhaltung eines vorgegebenen Verdichtungsgrades-exakte Kurbelgehäusehöhe H vorausgesetzt-durch den Einsatz nur einer Zylinderkopfdichtung einer bestimmten Dicke D erzielt wird. Hierbei läßt sich zudem ein über alle Zylinder ähnliches Verdichtungsverhältnis erzielen.

Ein und dieselbe Verbrennungskraftmaschine kann aber auch mit Pleuel- Kolben-Kombinationen ausgestattet werden, bei denen Pleuel und Kolben weder einer Selektion noch einer Gruppierung unterzogen wurden, und die somit keine einheitliche Gesamtlänge L + C aufweisen, wobei die Einhaltung eines vorgegebenen Verdichtungsgrades durch den Einsatz einer Zylinderkopfdichtung einer bestimmten Dicke D erzielt wird. Diese Zylinderkopfdichtung bzw. ihre Dicke D bestimmt sich nach der maximalen Gesamtlänge L + C der zur Verfügung stehenden Pleuel-Kolben- Kombinationen und dem einzuhaltenen Verdichtungsgrad. Nachteilig ist der über die Zylinder stärker variierende Verdichtungsgrad und das Erfordernis, Zylinderkopfdichtungen unterschiedlicher Dicke D bereitzustellen. Hingegen entfällt die Selektion bzw. Gruppierung von Pleuel und Kolben.

Zusammenfassend läßt sich festhalten, daß diese Verfahren entweder die Gruppierung von Pleuel und Kolben verlangen oder mehrere, unterschiedlich dicke und mit den Pleuel-Kolben-Kombinationen zu gruppierende Zylinderkopfdichtungen erfordern, welche hergestellt und logistisch verwaltet werden müssen, wodurch sich der Fertigungsprozeß verteuert.

Ein weiterer Nachteil ist andererseits, daß das Einsetzen der Lagerschalen in das Pleuel vorgenommen wird, nachdem Pleuel und Kolben gruppiert wurden.

Die selbst mit Toleranzen behafteten Lagerschalen beeinflussen die vorher zusammengefügte Pleuel-Kolben-Kombination bzw. deren Toleranzen. In der Regel wird die vorher eingestellte bzw. gruppierte Gesamtlänge L + C der Kombination verändert und damit der erzielte Erfolg-einheitliche Gesamtlänge L + C-qualitativ gemindert bzw. aufgehoben. Unter Umständen ist eine Gruppierung der Pleuel-Kolben-Kombination und der Lagerschalen nötig.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Pleuels bereitzustellen, mit dem die Einhaltung eines vorgegebenen Verdichtungsgrades im Vergleich zu Verfahren nach dem Stand der Technik weniger aufwendig realisiert wird, wobei das Verfahren insbesondere zu einer Senkung der Herstellungskosten einer Verbrennungskraftmaschine dient.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Pleuels mit Buchse und Lagerschalen, bei dem ein Pleuel mit einem Pleuelauge und einem mit dem Pleuelauge über einen Pleuelschaft verbundenen Pleuelkopf vorgefertigt wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß anschließend die Buchse in das Pleuelauge und die Lagerschalen in den Pleuelkopf eingesetzt werden, wobei die Innenkontur der Buchse und der Lagerschalen noch unbearbeitet sein kann, daß anschließend das so bestückte Pleuel endbearbeitet wird, in der Art, daß die Innenkontur der Buchse und/oder der Lagerschalen unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Abstandes L ihrer beiden Mittelpunkte nachbearbeitet wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein Pleuel vorgefertigt.

Der Begriff"vorgefertigt"soll zum Ausdruck bringen, daß zu diesem Zeitpunkt des Herstellungsverfahrens keine hohen Ansprüche an die Maßgenaugigkeit des Pleuels gestellt werden. Insbesondere müssen die Bohrungen des Pleuelauges und des Pleuelkopfes keine besonderen Toleranzen einhalten. Die Realisierung einer exakten Pleuellänge L und die Sicherstellung der Einhaltung vorgegebener Toleranzen bezüglich der Pleuellänge L sind zu diesem Zeitpunkt des Herstellungsverfahrens von untergeordneter Bedeutung.

Ein derartiges Pleuel, welches nur unter Einhaltung einer geringen Maßgenaugigkeit herzustellen ist, verursacht hinsichtlich der Fertigung erheblich weniger Kosten und trägt damit zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe bei.

In das so vorgefertigte Pleuel werden die Buchse und die Lagerschalen eingesetzt. Die Buchse wird im Pleuelauge, die Lagerschalen im Pleuelkopf angeordnet, wobei die Innenkontur der Buchse und der Lagerschalen noch unbearbeitet sein kann. Diese Buchse bzw. diese Lagerschalen lassen sich ebenfalls, wie das oben erwähnte vorgefertigte Pleuel preiswerter fertigen als die nach dem Stand der Technik verwendeten Buchsen bzw. Lagerschalen, welche vor dem Einsetzen in das Pleuel endbearbeitet sind.

Die Innenkontur der Buchse und der Lagerschalen kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren noch völlig unbearbeitet sein, so daß beispielsweise auch massive Buchsen bzw. massive Lagerschalen, welche keine innere Bohrung bzw. Innenkontur aufweisen, einsetzbar sind. Die Ausbildung der Innenkontur und die exakte Festlegung des Mittelpunktes der Innenbohrungen erfolgt in einem Schritt der Nachbearbeitung, wobei die Innenkontur der Buchse und/oder der Lagerschalen nachbearbeitet wird.

Im Rahmen dieser Nachbearbeitung erhalten die Lagerschalen und/oder die Buchse eine Innenkontur, wobei zu diesem Zeitpunkt des Verfahrens die zu erzielende Pleuellänge L, die durch den Abstand der beiden Mittelpunkte der Innenbohrungen bestimmt wird, Berücksichtigung findet.

Das so gefertigte Bauteil, welches aus dem Pleuel und der in das Pleuel eingesetzten Buchse bzw. Lagerschalen besteht, ist maßgenauer als eine vergleichbare nach dem Stand der Technik gefertigte Kombination und darüber hinaus preiswerter herzustellen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren brauchen bei der Fertigung des Pleuels, der Buchse und der Lagerschalen nur noch geringe bzw. keine Toleranzen berücksichtigt zu werden, wodurch die Fertigungskosten reduziert werden können. Darüberhinaus tritt der aus dem Stand der Technik bekannte Effekt der Fehlerfortpflanzung bzw. Aufsummierung der Maßungenauigkeiten nicht auf.

Nunmehr ist lediglich die Gruppierung des mit Buchse und Lagerschalen besetzten Pleuels mit einem Kolben zu einer Pleuel-Kolben-Kombination erforderlich. Abhängig von der Fertigungsqualität des Kolbens bzw. der erzielten Genauigkeit der Kompressionshöhe ist eine Gruppierung von Pleuel und Kolben nicht erforderlich. Die Einhaltung eines vorgegebenen Verdichtungsgrades wird unter Verwendung nur einer Zylinderkopfdichtung bzw. einer Dichtungsdicke D ermöglicht. Dies senkt ebenfalls Kosten.

Darüberhinaus wird eine Fehlerquelle im Fertigungsprozess eliminiert, da es bei Verwendung nur eines Dichtungstyps einheitlicher Dicke zu keiner Verwechselungsgefahr zwischen verschiedenen Dichtungen kommen kann. Im vorliegenden Fall hat dies eine besondere Bedeutung, weil die Montage einer falschen Dichtung zur Zerstörung der Verbrennungskraftmaschine führen kann.

Einerseits umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren Ausführungsformen, bei denen das bestückte Pleuel in der Art endbearbeitet wird, daß die Innenkontur sowohl der Buchse als auch der Lagerschalen unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Abstandes L ihrer beiden Mittelpunkte nachbearbeitet wird.

Andererseits beinhaltet die Erfindung auch Verfahren, die bereits endbearbeitete Buchsen verwenden und dann lediglich eine Nachbearbeitung der Lagerschalen bzw. Ausbildung dieser Innenkontur vorsehen. Aber auch Verfahren, bei denen endbearbeitete Lagerschalen in das Pleuel eingesetzt werden und eine Nachbearbeitung der Buchse bzw. die Ausbildung dieser Innenkontur zur Einstellung einer vorgegebenen Pleuellänge L ausreicht sind Teil der erfindungsgemäßen Lehre.

Vorteilhaft ist, wie bereits im Rahmen der ersten allgemeinen Ausführungsform erläutert, die preisgünstigere Fertigung der Buchse.

Vorzuziehen sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Nachbearbeitung der in das Pleuel eingesetzten Lagerschalen und/oder Buchse in der Art erfolgt, daß eine Nachbohrung durchgeführt wird.

Bei dieser Verfahrensvariante erfolgt die Nachberarbeitung der in das Pleuel eingesetzten Lagerschalen und/oder eingesetzten Buchse durch Bohren. Ist die Buchse bereits endbearbeitet, erfolgt vorzugsweise eine Nachbearbeitung der Lagerschalen, wohingegen eine Nachbearbeitung der Buchse nicht erforderlich ist und umgekehrt.

Günstig ist ein Verfahren, bei dem beim Einsetzen der Lagerschalen in den Pleuelkopf diese zumindest temporär am Pleuel fixiert werden. Eine Fixierung der Buchse erfolgt in der Regel wie bereits erwähnt mittels Preßsitz.

Dadurch soll verhindert werden, daß sich die Lagerschalen bei der Endmontage relativ zum Pleuel bewegen. Dies könnte bei der Montage auf der Kurbelwelle geschehen. Im Gegensatz zu dem in der Regel geschlossen ausgeführten Pleuelauge ist der Pleuelkopf vorzugsweise geteilt. Zur Montage des Pleuels auf der Kurbelwelle wird der Pleueldeckel des Pleuelkopfes demontiert, wobei die sich im Pleuelkopf befindlichen Lagerschalen lösen bzw. verrutschen können. Dies kann die erzeugte Pleuellänge L ungünstig ändern.

Der Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens basiert aber auch darauf, daß die im Pleuel eingesetzten Lagerschalen sich nach der Nachbearbeitung relativ zum Pleuel nicht mehr bewegen. Die Fixierung dieser Bauteile am Pleuel kann temporär oder dauerhaft sein. In jedem Fall sollte ein Verrücken dieser Bauteile während der Montage vermieden werden.

Günstig sind Ausführungsformen des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet sind, daß das Fixieren der Lagerschalen am Pleuel mittels Kleben erfolgt.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der vorgegebene Abstand L individuell für einen einzelnen Kolben abgestimmt wird, indem die Kompressionshöhe C des Kolbens gemessen wird. Dieses Verfahren erlaubt eine Anpassung im Einzelfall. Durch Ermittlung der Kompressionshöhe C des jeweiligen Kolbens und anschleißender Subtraktion der gemessenen Kompressionshöhe C von einer vorgegebenen Gesamtlänge L + C ergibt sich eine individuelle Pleuellänge L und damit eine einheitliche Gesamtlänge L + C.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigten Pleuels gemäß der folgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Hierbei zeigt : Figur 1 ein Pleuel in Seitenansicht mit Blick Richtung Pleuelaugen- Achse, und Figur 2 das in Figur 1 gezeigte Pleuel in Seitenansicht mit Blick senkrecht zur Pleuelaugen-Achse, in Längsrichtung geschnitten.

Das in Figur 1 dargestellte Pleuel 5 umfasst ein Pleuelauge 6, das über einen Pleuelschaft 7 mit dem Pleuelkopf 10 verbunden ist.

Der Pleuelkopf 10 ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem Pleuelkopfkörper 8 und einem Pleueldeckel 9. In ihm sind die Lagerschalen 2 angeordnet, wobei die so zusammengesetzten Lagerschalen 2 den Mittelpunkt 4 der Gesamtlagerschale 2 bzw. den Mittelpunkt 4 des Pleuelkopfes 10 festlegen.

Im Pleuelauge 6 des Pleuels 5 ist die Buchse 1 angeordnet, durch die der Mittelpunkt 3 des Pleuelauges 6 bzw. der Buchse 1 festgelegt wird. Die Pleuellänge L ergibt sich, wie in Figur 1 dargestellt, als Abstand der beiden Mittelpunkte 3,4.

Figur 2 zeigt, daß in Figur 1 dargestellte Pleuel in Längsrichtung geschnitten und in einer Ansicht mit Blick senkrecht zur Pleuelaugen-Achse 3. Der Mittelpunkt 3 des Pleuelauges 6 bzw. der Buchse 1 und der Mittelpunkt 4 der Lagerschalen 2 bzw. des aus Pleueldeckel 9 und Pleuelkopfkörper 8 bestehenden Pleueldeckels 10 erscheinen in dieser Ansicht als Achsen 3,4.

Bezugszeichenliste 1 Buchse 2 Lagerschale 3 Mittelpunkt, Achse 4 Mittelpunkt, Achse 5 Pleuel 6 Pleuelauge 7 Pleuelschaft 8 Pleuelkopfkörper 9 Pleueldeckel 10 Pleuelkopf