AT397985B - Anlenkvorrichtung für einen begrenzt verschwenkbaren konstruktionsteil - Google Patents

Description

AT 397 985 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlenkvorrichtung für einen begrenzt verschwenkbaren Konstruktionsteil mit einer in Lageraugen gehaltenen Anlenkachse, die den Konstruktionsteil in wenigstens einer Lagerbohrung durchsetzt, wobei im Bereich jeder dieser Lagerstellen eine Laufschicht aus einem Gleitlagerwerkstoff mit einer härteren Gegenlauffläche zusammenwirkt. 5 Bei der Anlenkung eines begrenzt verschwenkbaren Konstruktionsteiles, beispielsweise der Lagerung einer Pleuelstange auf dem im Kolben gehaltenen Kolbenbolzen, bedingt die begrenzte Verschwenkbarkeit dieses Konstruktionsteiies aufgrund der vorgegebenen Hauptlastrichtung eine einseitige, im wesentlichen auf den Schwenkwinkelbereich begrenzte Belastung der Lagerbohrung. Die Laufschicht der Lagerbohrung aus einem gegenüber der durch die Anlenkachse gebildeten Gegenlauffläche weicheren Lagerwerkstoff io wird demnach nur einseitig einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt, was die Standzeit solcher Anlenkungen verringert, zumal im Bereich der Hauptbelastung der Laufschicht höhere Temperaturbelastungen auftreten, weil im allgemeinen bei solchen Anlenkungen mit keiner ausreichenden hydrodynamischen Schmierwirkung gerechnet werden kann.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anlenkvorrichtung für einen begrenzt verschwenk-is baren Konstruktionsteil der eingangs geschilderten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß die Standzeit erheblich verlängert werden kann.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die in den Lageraugen und in der Lagerbohrung frei drehbar gehaltene Anlenkachse im Bereich der Lagerbohrung und/oder der Lageraugen die Laufschicht aus einem gegenüber der Gegenlauffläche der Lagerbohrung bzw. der Lageraugen weicheren Lagerwerk-20 Stoff aufweist.

Wie sich in der Praxis gezeigt hat, dreht sich die Anlenkachse aufgrund ihrer frei drehbaren Halterung in den Lageraugen und in der Lagerbohrung über den Bereich des Schwenkwinkels des Konstruktionsteiles hinaus, so daß die Anlenkachse trotz der vorgegebenen radialen Lastrichtung während ihrer Drehung über ihren Umfang mit der Hauptlast beaufschlagt wird. Dieser Sachverhalt bedingt im Zusammenhang mit dem 25 Umstand, daß die Laufschicht aus dem weicheren Lagerwerkstoff nicht der Lagerbohrung, sondern der Anlenkachse zugeordnet ist, einen gleichmäßigen Verschleiß der Laufschicht der Anlenkachse, so daß die Lebensdauer der Anlenkung erheblich gesteigert werden kann. Die sich gegenüber der Hauptlastrichtung drehende Anlenkachse bringt außerdem eine niedrigere Temperaturbelastung der Laufschicht mit sich, weil sich ja der der Hauptlast ausgesetzte Umfangsbereich der Anlenkachse ständig verlagert und daher besser so gekühlt werden kann. Die Wirkung der nicht der Lagerbohrung, sondern der Anlenkachse zugeordneten weicheren Laufschicht tritt sowohl im Bereich der die Anlenkachse aufnehmenden Lagerbohrung des Konstruktionsteiles als auch im Bereich der die Anlenkachse aufnehmenden Lageraugen auf. Wegen der im Bereich der Lagerbohrung des Konstruktionsteiles im allgemeinen höheren Belastung ist der Einfluß der erfindungsgemäßen Maßnahmen auf die Lebensdauer der Anlenkung jedoch im Bereich dieser Lagerstelle 35 größer, so daß die Lagerung der Anlenkachse in den sie haltenden Lageraugen unter Umständen in herkömmlicher Weise erfolgen kann.

Der härtere Werkstoff der Gegenlaufflächen bringt in weiterer Ausbildung der Erfindung die Möglichkeit mit sich, auf das Vorsehen von Lagerbüchsen od. dgl. zur Aufnahme der Anlenkachse zu verzichten, so daß die Gegenlaufflächen der Lagerbohrung bzw. der Lageraugen durch den Grundwerkstoff des Konstruktions-40 teiles bzw. der Anlenklager gebildet werden. Dadurch kann die Bohrung im Grundwerkstoff des Konstruktionsteiles, in die sonst eine Lagerbüchse eingesetzt wird, auf den Durchmesser der Lagerbohrung verringert werden, was entweder höhere Festigkeitswerte oder bei gleicher Festigkeit des Konstruktionsteiies geringere Massen mit sich bringt.

Die Laufschicht der Anienkachse kann aus den bekannten, auf den jeweiligen Einsatzfall abgestimmten 45 Lagerwerkstoffen bestehen. Besonders vorteilhafte Verhältnisse ergeben sich allerdings, wenn die Laufschicht der Achse aus einem physikalisch im Vakuum aufgebrachten Grundwerkstoff mit fein verteilten Einlagerungen besteht, deren Härte geringer als die des Grundwerkstoffes der Laufschicht ist. Mit einer solchen Laufschicht, wie sie für hochbelastbare Gleitlager bekannt ist (AT-PS 389 356), können besonders vorteilhafte Gleitbedingungen geschaffen werden, insbesondere wenn der Grundwerkstoff der Laufschicht in so Stengelform mit einer zur Lauffläche senkrechten Vorzugsausrichtung kristallisiert ist Durch die stengelförmigen, senkrecht auf die Lauffläche ausgerichteten Kristallite wird die Abriebfestigkeit und die Druckfestigkeit der Laufschicht erhöht ohne deren Härte zu beeinflussen, die durch die weicheren Einlagerungen und die kristaiiiten Größen des Grundwerkstoffes mitbestimmt wird.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen 55 Hg. 1 eine erfindungsgemäße Anlenkvorrichtung in einem schematischen Axiaischnitt und Hg. 2 diese Vorrichtung im Schnitt nach der Linie IUI der Fig. 1.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein begrenzt verschwenkbarer Konstruktionsteil 1, beispielsweise die Pleuelstange einer Brennkraftmaschine, auf einer in zwei Lageraugen 2 drehbar gehaite- 2

Claims (3)

1. AT 397 985 B nen Anlenkachse 3 gelagert, die im Falle der Brennkraftmaschine durch den im Kolben gehaltenen Kolbenbolzen gebildet wird. Bei einer Kraftübertragung vom Kolben auf die Pleuelstange in Längsrichtung der Pleuelstange ergibt sich eine einseitige Belastung der Lageraugen 2 bzw. der Lagerbohrung 4 des Konstruktionsteiles 1 über die Anlenkachse 3, wie dies durch das aus Übersichtlichkeitsgründen stark übertriebene Lagerspiel in der Zeichnung angedeutet ist. Das durch die Lagerbohrung 4 gebildete Pleuelauge wird daher in einem durch den begrenzten Schwenkwinkel der Pleuelstange bestimmten Umfangsbereich belastet, während es im übrigen Umfangsbereich weitgehend unbelastet bleibt. Ähnliche Verhältnisse treten naturgemäß im Bereich der Lageraugen 2 zur Halterung der Anlenkachse 3 auf. Um nun trotz dieser einseitigen Belastung der die Anlenkachse 3 aufnehmenden Lagerstellen einen gleichmäßigen Verschleiß der eingesetzten Laufschicht aus einem entsprechenden Gleitlagerwerkstoff zu ermöglichen, wird diese Laufschicht 5 der Anlenkachse 3 zugeordnet, die sowohl in der Lagerbohrung 4 als auch in den Lageraugen 2 der Anlenklager 6 frei drehbar gehalten ist und sich aufgrund der auftretenden Belastungen über den Schwenkbereich des Konstruktionsteiles 1 hinaus um ihre Achse dreht. Die Drehung der Anlenkachse gegenüber der Hauptlast bedingt eine gleichmäßige Abnützung der Laufschicht 5 über ihren gesamten Umfang, was die Standzeit einer solchen Anlenkung erheblich vergrößert. Die auf einen bestimmten Umfangsbereich beschränkte Belastung der Anlenklager 6 bzw. der Lagerbohrung 4 des Konstruktionsteiles 1 wird durch den härteren Werkstoff dieser Gegenlaufflächen berücksichtigt. Die Anordnung der Laufschicht 5 aus einem weicheren Lagerwerkstoff auf der Anlenkachse 3 bringt darüber hinaus Vorteile hinsichtlich der Wärmebelastung dieser Laufschicht mit sich, weil durch die Drehung der Anlenkachse 3 die Laufschicht außerhalb der Belastungszonen periodisch abkühlen kann, was der Lebensdauer des Lagerwerkstoffes zugute kommt. Ein weiterer Vorteil der mit der Laufschicht 5 versehenen Anlenkachse 3 ist darin zu sehen, daß die Anlenklager 6 bzw. der Konstruktionsteil 1 ohne die sonst üblichen Lagerbüchsen ausgeführt werden können, weil die Lageraugen 2 bzw. die Lagerbohrung 4 durch entsprechende Bohrungen im Grundwerkstoff der Anlenklager 6 bzw. des Konstruktionsteiles 1 gebildet werden können. Mit dem Fortfall von Lagerbüchsen werden nicht nur die mit dem Einpressen dieser Buchsen verbundenen Schwierigkeiten vermieden, sondern zusätzlich günstigere Konstruktionsverhältnisse geschaffen, weil die Bohrungen im Grundwerkstoff des Konstruktionsteiles 1 bzw. der Anlenklager 6 um die Dicke der Buchsen auf die Durchmesser der Lagerbohrungen 4 bzw. der Lageraugen 2 verringert werden können. Diese Bohrungen mit einem geringeren Durchmesser ergeben entweder eine höhere Festigkeit für die Bauteile oder bringen bei gleicher Festigkeit eine Massenverringerung mit sich. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So könnte die Laufschicht 5 der Anlenkachse 3 jeweils auf den axialen Bereich der einzelnen Lagerstellen beschränkt sein. Außerdem wäre es möglich, die Lageraugen 2 bzw. die Lagerbohrung 4 trotz der geschilderten Vorteile mit Lagerbüchsen zu versehen, die dann allerdings keine Laufschicht aus einem Gleitlagerwerkstoff aufweisen dürfen, sondern zu der Laufschicht 5 der Anlenkachse 3 eine entsprechend härtere Gegenlauffläche bilden. Patentansprüche 1. Anlenkvorrichtung für einen begrenzt verschwenkbaren Konstruktionsteil mit einer in Lageraugen gehaltenen Anlenkachse, die den Konstruktionsteil in wenigstens einer Lagerbohrung durchsetzt, wobei im Bereich jeder dieser Lagerstellen eine Laufschicht aus einem Gleitlagerwerkstoff mit einer härteren Gegenlauffläche zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Lageraugen (2) und in der Lagerbohrung (4) frei drehbar gehaltene Anlenkachse (3) im Bereich der Lagerbohrung (4) und/oder der Lageraugen (2) die Laufschicht (5) aus einem gegenüber der Gegenlauffläche der Lagerbohrung (4) bzw. der Lageraugen (2) weicheren Lagerwerkstoff aufweist.
2. 2. Anlenkvorrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenlaufffächerr der Lagerbohrung (4) bzw. der Lageraugen (2) durch den Grundwerkstoff des Konstruktionsteils (t) bzw. der Anlenklager (6) gebildet sind.
3. 3. Anlenkvorrichtung nach Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschicht (5) der Anlenkachse (3) aus einem physikalisch im Vakuum aufgebrachten Grundwerkstoff mit fein verteilten Einlagerungen besteht, deren Härte geringer als die des Grundwerkstoffes der Laufschicht ist. Hiezu t Blatt Zeichnungen 3