DE102012216113A1 - Slide bearing for machine shaft, particularly camshaft or crankshaft of internal combustion engine of vehicle, comprises axial stop formed from coated circular ring insert piece, which is insertable into bearing bracket or bearing cap - Google Patents
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- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/18—Camshafts
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gleitlager für eine Maschinenwelle mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a sliding bearing for a machine shaft having the features of the preamble of
Bekanntermaßen wird der Ladungswechsel einer Hubkolben-Brennkraftmaschine durch eine Ventilsteuerung, oder auch Ventiltrieb genannt, gesteuert. Der Ventiltrieb ist ein Mechanismus, der bei der Hubkolben-Brennkraftmaschine die Ladungswechselventile und damit den Ladungswechsel durch Öffnen und Schließen der Lufteinlass- und der Luftauslasskanäle steuert. Zur Steuerung der Ladungswechselventile ist normalerweise eine Nockenwelle vorgesehen, die üblicherweise in Gleitlagern gelagert ist. Damit eine präzise axiale Ausrichtung der Nockenwelle gewährleistet ist, ist zusätzlich ein Axiallager vorgesehen. Grundsätzlich handelt es sich beim gattungsgemäßen Gleitlager um ein hydrodynamisches Lager. Auch die Kurbelwelle einer Hubkolben-Brennkraftmaschine weist üblicherweise ein derartiges Axiallager auf.As is known, the charge cycle of a reciprocating internal combustion engine is controlled by a valve control or valve drive. The valve train is a mechanism that controls the charge cycle valves and thus the charge exchange by opening and closing the air inlet and the air outlet in the reciprocating internal combustion engine. For controlling the charge exchange valves normally a camshaft is provided, which is usually mounted in plain bearings. So that a precise axial alignment of the camshaft is ensured, a thrust bearing is additionally provided. Basically, the generic sliding bearing is a hydrodynamic bearing. The crankshaft of a reciprocating internal combustion engine usually has such a thrust bearing.
Weltweit zwingen neue Gesetze die Automobilhersteller durch Weiterentwicklung der Fahrzeugtechnik, insbesondere der Motorentechnik, wie beispielsweise von Hubkolben-Brennkraftmaschinen, den, steigenden Anforderungen bezüglich minimierter Schadstoff- und Geräuschemissionen gerecht zu werden. Steigende Kraftstoffpreise und ein zunehmendes Kostenbewusstsein der Kunden erfordern die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Fahrzeuge, um auf dem Markt konkurrenzfähig zu bleiben.Throughout the world, new laws are forcing automakers to further meet the ever-increasing demands for minimized emissions of pollutants and noise by further developing vehicle technology, particularly engine technology such as reciprocating internal combustion engines. Rising fuel prices and increasing cost awareness among customers require improving the profitability of vehicles in order to remain competitive in the marketplace.
Ein Kernpunkt ist somit die Optimierung der Verbrennungskraftmaschinen, wie beispielsweise der Hubkolben-Brennkraftmaschinen. Durch eine Verringerung des Reibwertes der inneren Reibung der Brennkraftmaschine und die Steigerung der Temperaturbeständigkeit bei gleichzeitiger Minimierung von Verschleiß und Korrosion der tribologisch beanspruchten Brennkraftmaschinenkomponenten gilt es, folgende Zielstellungen zu erfüllen:
- – Steigerung der Lebensdauer;
- – Reduzierung der Schadstoff- und Geräuschemissionen;
- – Verbesserung des Kaltstartverhaltens;
- – Reduzierung des Kraftstoff- und Schmiermittelverbrauchs.
- - increase the life span;
- - Reduction of pollutant and noise emissions;
- - improvement of cold start behavior;
- - Reduction of fuel and lubricant consumption.
Zur Lösung dieser Problemstellungen gibt es heute bereits zahlreiche Ansätze DLC (Diamond Like Carbon) beschichtete Reibpaarungen in Brennkraftmaschinen zur Reibungs-, Verschleiß- und Korrosionsminderung einzusetzen.To solve these problems, there are already numerous approaches DLC (Diamond Like Carbon) coated friction pairings in internal combustion engines to reduce friction, wear and corrosion.
Realisiert wird dies beispielsweise durch die DLC Beschichtung ganzer Nockenwellen- oder Kurbelwellenlager, oder die DLC Beschichtung einer kompletten Nockenwelle oder eines Tassenstößels.This is realized, for example, by the DLC coating of entire camshaft or crankshaft bearings, or the DLC coating of a complete camshaft or bucket tappet.
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Beschichtung von großen Bauteilen sehr teuer und aufwendig ist.The disadvantage here, however, is that the coating of large components is very expensive and expensive.
Einen weiteren Lösungsansatz zeigt beispielsweise die deutsche Offenlegungsschrift
- – Mindestens ein feststehendes Lagerbauteil;
- – mindestens ein rotierendes Lagerbauteil, das relativ zum feststehenden Lagerbauteil um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist;
- – mindestens ein Lagerspalt, der zwischen einander gegenüberliegenden Flächen der beiden Lagerbauteile ausgebildet ist und der einen mit einem Lagerfluid gefüllten Abschnitt mit mindestens einem offenen Ende aufweist, das durch ein Dichtungsmittel gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, wobei die Lagerbauteile im Bereich des Lagerspalts einander zugewandte Lagerflächen aufweisen, die mindestens ein fluiddynamisches Lager ausbilden;
- – wobei mindestens ein Einsatzteil vorgesehen ist, das an einem Lagerbauteil angeordnet ist und eine Lagerfläche dieses Lagerbauteils ausbildet.
- - At least one fixed bearing component;
- - At least one rotating bearing member which is rotatably mounted relative to the fixed bearing member about a rotation axis;
- - At least one bearing gap formed between opposing surfaces of the two bearing components and having a filled with a bearing fluid portion having at least one open end which is sealed by a sealing means to the environment, wherein the bearing components in the region of the bearing gap facing each other bearing surfaces have, which form at least one fluid dynamic bearing;
- - Wherein at least one insert part is provided, which is arranged on a bearing component and forms a bearing surface of this bearing component.
Die in der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gleitlager für eine Maschinenwelle, insbesondere einer Nockenwelle oder einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufzuzeigen, mit deutlich reduzierten Reibungsverlusten. Darüber hinaus soll in einfacher Weise ein Mitdrehen des Einsatzteils vermieden werden.Object of the present invention is to show a plain bearing for a machine shaft, in particular a camshaft or a crankshaft of an internal combustion engine, with significantly reduced friction losses. In addition, a co-rotation of the insert should be avoided in a simple manner.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features in the characterizing part of
Als Abhilfe der o. g. Nachteile wird die Axiallagerung der Nockenwelle bzw. Kurbelwelle erfindungsgemäß mittels neuer Bauteile im Ventiltrieb und/oder Kurbeltrieb im Zylinderkopf oder Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine übernommen. Bei den Bauteilen handelt es sich um reibungsreduzierende, beschichtete Halblagerschalen. Hierfür müssen im Lagerstuhl und/oder Lagerdeckel radial um die Lagerbohrung stirnseitig axiale Ausnehmungen vorgesehen werden, die als Aufnahme der Halblagerscheiben fungieren. Die Halblagerscheiben werden beispielsweise bei einer Nockenwelle beim Lagerstuhl gemäß Krafteinwirkung durch den Kettentrieb zwischen Lagerstuhl und Nockenwelle eingesetzt. Anders als bei bekannten Spurlagerböcken wird die Axiallagerung nun von einem zusätzlichen Bauteil, der Halblagerscheibe übernommen. Beispielsweise wird zwischen Lagerbock und Kettentrieb im Lagerstuhl eine Halblagerscheibe eingesetzt und auf der dem Kettentrieb abgewandten Seite eine Halblagerscheibe im Lagerdeckel. Die Erfindung stellt somit Halblagerscheiben dar. Es sind autarke Bauteile, welche die axiale Kraftkomponente der Nockenwellenlagerung bzw. Kurbelwellenlagerung aufnehmen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergeben sich folgende Vorteile:
- – Kein Verdrehen des Axialanschlags möglich;
- – Reibungsreduzierung und somit Wirkungsgraderhöhung, somit Verbrauchsvorteile;
- – Verschleißvorteile und dadurch
- – Lebensdauererhöhung;
- – Geringe Materialkosten;
- – Geringe Herstellkosten, durch einfachen Fertigungsprozess (kleine Bauteile und Oberflächen);
- – Einfache Anwendung für die Massenfertigung;
- – Minimale Kosten für optimales Reibungspotential;
- – Minimales Gewicht;
- – Minimaler Bauraum;
- – Prozessvorteile im Serieneinsatz;
- – Nur die Flächen, die beschichtet werden sollen, werden auch beschichtet;
- – Platzsparender Beschichtungsprozess (Kleinstteile), dadurch hohe Stückzahlen pro Beschichtungsprozess;
- – Unabhängig von der mechanischen Nockenwellenradiallageranpassung beim Brennkraftmaschinenzusammenbau.
- - No twisting of the axial stop possible;
- - Reduction of friction and thus increase in efficiency, thus consumption benefits;
- - Wear advantages and thereby
- - lifespan increase;
- - Low material costs;
- - Low production costs, through simple manufacturing process (small components and surfaces);
- - Easy application for mass production;
- - Minimal costs for optimal friction potential;
- - minimum weight;
- - Minimal space;
- - process advantages in series production;
- - Only the surfaces to be coated are also coated;
- - Space-saving coating process (micro parts), thus high quantities per coating process;
- - Regardless of the mechanical camshaft radial bearing adjustment in internal combustion engine assembly.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.
Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 ist es möglich, den Axialanschlag entsprechend der vorherrschenden Lagerbelastung anzuordnen.With the embodiment according to
Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 sind in vorteilhafter Weise gleichzeitig ein Axialanschlag sowie ein Radiallager dargestellt.With the embodiment according to
Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4 werden die Reibungsverluste minimiert.With the embodiment according to claim 4, the friction losses are minimized.
Bevorzugt kommt eine Diamond Like Carbon(DLC)-Beschichtung zum Einsatz.Preferably, a Diamond Like Carbon (DLC) coating is used.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen in fünf Figuren näher erläutert.In the following the invention with reference to two preferred embodiments in five figures is explained in more detail.
Im Folgenden gelten in den
Erfindungsgemäß ist das Gleitlager
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gleitlagerbearings
- 22
- Maschinenwellemachine shaft
- 33
- Axialanschlagaxial stop
- 44
- Kreisring-EinlegeteilCircular ring insert
- 55
- Lagerstuhlbearing block
- 66
- Lagerdeckelbearing cap
- 77
- Radiallager-EinlegeteilRadial bearing insert
- 88th
- Aussparungrecess
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008057551 A1 [0008, 0009] DE 102008057551 A1 [0008, 0009]
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- 2012-09-12 DE DE201210216113 patent/DE102012216113A1/en not_active Withdrawn
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