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Schraubenverbindung für geteilte Gleitlager, insbesondere Pleuellager
Geteilte Lager, insbesondere Pleuellager, werden üblicherweise durch zwei oder mehrere Schrauben verbunden, die entweder als Durchgangsschrauben mit Muttern oder als Kopfschrauben ausgebildet sind. Bei den Durchgangsschrauben wird die Montagespannung dadurch erzielt, dass sowohl der Schraubenkopf als auch die Mutter einen Druck auf ihre senkrecht zur Schraubenachse stehenden Auflageflächen aus- üben. Die Kopfschraube drückt mit dem Kopf ebenfalls auf eine solche Auflagefläche, vornehmlich an den Lagerdeckeln, während das Gewinde im andern Teil des Lagers angreift. Auf diese Weise lassen sich an diesem einen Teil die gefürchteten Spannungsspitzen vermeiden, die an der Stelle des Übergangs der Auflagefläche für den Schraubenkopf bzw. für die Mutter zum eigentlichen Lagerkörper entstehen.
Die Spannungsspitzen werden durch gute Ausrundungen möglichst vermindert, oder es wird die Biegewechselfestigkeit des Materials des Lagerkörpers durch Polieren oder Drücken, der Hohlkehle etwas erhöht. Diese Massnahmen bedeuten einen kostspieligen Aufwand, ausserdem aber macht es die Notwendigkeit der Schraubenkopf- bzw. Mutternauflage unmöglich, die geteilten Lagerkörper, insbesondere die geteilten Pleuelstangen, konstruktiv so günstig auszubilden, wie es z. B. eine ungeteilte Pleuelstange von Natur aus ist. Eine ungeteilte Pleuelstange kann jedoch vornehmlich nur in Verbindung mit zusammengeseczten Kurbelwellen verwendet werden., was meistens einen hohen zusätzlichen Aufwand bedeutet.
Besonders wichtig ist diese günstige Formgebung für dynamisch hoch beanspruchte Lager, wenn für den Konstruktionsteil zu Gunsten einer Notlaufeigenschaft oder sogar guten Gleiteigenschaft ein Material geringerer Festigkeit verwendet werden soll, wie es z. B. bei Aluminium-Pleuelstangen der Fall ist, deren grosses Auge nur mit einer verhältnismässig dünnen Laufschicht ausgerüstet wird, oder sogar überhaupt keine besitzt.
Gemäss der Erfindung sind für die Schraubenverbindung Differential-Stiftschrauben vorgesehen, u. zw. sind diese vorzugsweise mit gleichgerichteten Gewinden verschiedener Steigung in jeder Lagerhälfte versehen, wobei an einem Ende dieser Schrauben ein Hohlkant od. dgl. zum üblichen Festziehen des Lagers bis auf die gewünschte Montagespannung angeordnet ist.
Bei dieser Schraubenverbindung für geteilte Lager ergibt sich die Möglichkeit, dem Lagerkörper weitgehend die günstige Form eines ungeteilten Lagers zu geben, weil weder Schraubenköpfe noch Muttern vorhanden sind und deshalb die Auflageflachen hiefür entfallen können.
Differential-Stiftschrauben sind für geteilte Gleitlager bereits vorgeschlagen worden. Bei dem bekannten Vorschlag handelte es sich aber darum, ein sich selbst einstellendes Lager zu schaffen. Die Differential-Stiftschrauben haben in diesem Fall in der Lagermitte einen verzahnten Kopf und die Lagerschalen haben aussen eine entsprechende Verzahnung, die in die Verzahnung des erwähnten Kopfes eingreift, so dass sich beim Drehen der Lagerschalen die Differential-Stiftschrauben ebenfalls drehen. Der Sinn dieser Anordnung liegt darin, dass die Welle beim Laufen im Lager die Lagerschalen durch Reibung so lange etwas mitnehmen soll, bis durch die auf die Stiftschrauben übertragene Drehung ein ausreichendes Anziehen der beiden Lagerhälften bewirkt ist. Damit soll ein Selbsteinstellen des Lagers erreicht werden.
Dieser Vorschlag ist jedoch nur theoretischer Art und praktisch nicht durchführbar. Wenn nämlich die
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sich mit der Welle etwas drehenden Lagerschalen die Stiftschrauben so verdrehen, dass die Lagerhälften stärker angezogen werden, so vergrössert sich die Reibung zwischen Welle und Lagerschalen, so dass die Lagerschalen demgemäss noch mehr von der Welle mitgenommen werden. Dies führt wieder zu einem stärkeren Festziehen der Lagerhälften, so dass das Lager schliesslich zum Blockieren kommt.
Demgegenüber dienen die Differential-Stiftschrauben gemäss der Erfindung nur zum üblichen Festziehen des Lagers bis auf die gewünschte Montagespannung, und das Ziel der Erfindung liegt im wesentlichen darin, die Form eines geteilten Lagers der eines ungeteilten Lagers weitgehend anpassen zu können.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, dass in beide aus Leichtmetall bestehende La- gerh 1ften senkrecht zur Bohrung der Stiftschrauben je ein vorzugsweise aus Stahl bestehender Querbolzen mit Gewindeloch für die Stiftschrauben eingesetzt ist. Das Gewinde für die Stiftschrauben liegt dabei nicht mehr im Leichtmetall, sondern in den Bolzen aus hochfestem Metall, und die durch die Schraubenverbindung verursachten Kräfte werden ohne gefährliche Spannungsspitzen über die gerundeten, am besten zylindrischen Bolzen auf die Lagerhälften übertragen.
Die Verwendung von Querbolzen zur Aufnahme und Übertragung der Kräfte ist bei in Leichtmetall eingeschraubten Stehbolzen bekannt. Auf diese bekannten Bolzen wird aber auf das Aussenende eine übli- che Mutter aufgeschraubt, die sich gegen eine Auflagefläche des entsprechenden Maschinenteils legt.
Gegenüber dieser bekannten Anordnung handelt es sich also bei dem Querbolzen der Erfindung darum, in Verbindung mit denDifferential-Stiftschrauben in beiden Lagerhälften die Querbolzen zu verwenden. Dadurch wird in beiden Lagerhälften die Kraft der Stiftschrauben sehr günstig übertragen. Dies ist insbesondere bei einer Ausführung der Lagerhälften aus Leichtmetall sehr bedeutungsvoll, denn. alle Kräfte werden dann ohne Gefahr von Dauerbruchanrissen übertragen.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung veranschaulicht. Es zeigen : Fig. l und 2 je eine Hälfte eines Schnitts durch das Ende einer Pleuelstange ; Fig. 3 ebenfalls einen Schnitt durch eine Hälfte des Endes einer Pleuelstange in vergrössertem Massstab.
Mit der Pleuelstange 1 gemäss Fig. l ist der Deckel 2 durch die Stiftschraube 3 verbunden. Die fluchtenden Bohrungen in den beiden Lagerhälften sind zu diesem Zweck beide mit Gewinde versehen. Die Ausführung kann so gewählt werden, dass die Stiftschraube ein Rechtsgewinde 4 und ein Linksgewinde 5
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Ferner ist es möglich, die beiden Gewinde 4 und 5 als Rechtsgewinde auszuführen, wobei jedoch das Gewinde 5 mit geringerer Steigung vorgesehen wird als das Gewinde 4. Auch in diesem Fall erfolgt das Festziehen in gleicher Weise durch Rechtsdrehen der Stiftschraube 3 und das Lösen durch Linksdrehen.
Die-Ausrichtung des Deckels zur Pleuelstange kann unmittelbar durch die Stiftschrauben 3 erfolgen.
Reicht jedoch diese Zentrierung nicht aus, so können bekannte Mittel, beispielsweise Zentrierbüchsen, Zentrierstifte oder Passflächen an der Trennfuge vorgesehen werden Die Zentrierung kann auch durch eine Kerbverzahnung 6 erfolgen, wie in Fig. 2 veranschaulicht ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist in den Stangenteil 7 und den Deckel 8 der aus Leichtmetall bestehenden Pleuelstange je ein gerundeter bzw. zylindrischer Querbolzen 10 bzw, 11 aus Stahl eingepasst. Beide Bolzen 10,11 haben senkrecht zu ihrer Achse und fluchtend mit der Bohrung 13 für die Stiftschraube 9 je ein Gewindeloch 14 bzw. 15. Die als Differentialschraube ausgebildete Stiftschraube 9 wird mittels eines Hohlkants 12 auf einer Seite durch einen Steckschlüssel festgezogen.
Die Querbolzen können beliebige Form haben und auch so weit nach aussen gelegt sein, dass sie nur in einer Mulde des Stangenteils bzw. des Deckels liegen. In diesem Fall empfiehlt sich ein halbrunder Querschnitt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schraubenverbindung für geteilte Gleitlager, insbesondere Pleuellager, dadurch gekennzeichnet, dass für diese Schraubenverbindung in an sich bekannter Weise Differential-Stiftschrauben vorgesehen sind und dass diese vorzugsweise mit gleichgerichtetem Gewinde verschiedener Steigung in jeder Lagerhälfte versehen sind, wobei an einem Ende dieser Schrauben ein Hohlkant od. dgl. zum üblichen Festziehen des Lagers bis auf die gewünschte Montagespannung angeordnet ist.