AT503234B1

AT503234B1 - Gleitlager für eine welle

Info

Publication number: AT503234B1
Application number: AT0085807A
Authority: AT
Inventors: Helmut Dipl Ing Melde-Tuczai
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2008-09-15
Also published as: AT503234A2; AT503234A3

Description

2 AT 503 234 B1

Die Erfindung betrifft ein Gleitlager für eine Welle mit einer aus zwei Lagerhalbschalen bestehenden Lagerschale, welche verdrehgesichert in einem Lagergehäuse angeordnet ist, wobei zumindest eine Lagerhalbschale im Bereich einer Teilungsebene der Lagerschale an ihrem äußeren Mantel als Verdrehsicherung zumindest eine Nase aufweist, welche in eine Vertiefung des Lagergehäuses eingreift, wobei die Nase - in einer Draufsicht auf die Teilungsebene der Lagerhalbschale betrachtet - eine im Wesentlichen dreieckige Form aufweist und dass die Vertiefung - im Querschnitt betracht - im Wesentlichen dreieckig geformt ist.

Mehrstofflagerschalen werden üblicherweise durch eine genügend hohe Flächenpressung am Stahlschalenrücken des Lagergehäuses am Verdrehen gehindert. Diese Pressung wird mit dem Lagerschalenvorstand gesteuert. Geprägte rechteckige Nasen sichern üblicherweise eine axiale Position. Diese Nasen ragen ca. um die halbe Wandstärke über den Außendurchmesser hinaus. Falls sich die Lagerschale zu drehen beginnt, werden diese relativ flachen Nasen allerdings zurückverformt und stellen keine Sicherung gegen Verdrehen mehr dar. Dieses Problem tritt gehäuft auf, seit Lagergehäuse, wie beispielsweise für Kurbellager oder Pleuellager, durch Bruchtrennen geteilt werden, da in diesen Fällen für die Haltenasen eine symmetrische Nut durch Fräser geformt wird, und beim Verdrehen der Lagerschalen diese Haltenasen wie auf einer Rampe in Drehrichtung zurückverformt werden. Verdrehte Lagerschalen sperren aber im Falle von Hauptlagern die Ölzufuhr aus dem Kurbelgehäuse ab, was zur Folge hat, dass Pleuellager und Hauptlager verreiben. Im Falle vom Pleuellager führt die verdrehte Schale zur Lockerung des Schalensitzes und durch die gestörte Wärmeabfuhr zum Lagerfressen.

Die Grundbohrung kann gehont oder auch feingedreht werden. Insbesondere bei feingedrehten Grundbohrungen wurde das Verdrehen häufiger beobachtet als bei gehonten. Es wurden daher zusätzliche Maßnahmen getroffen, wie das Anbringen von Laserkratern, um den Reibwert zu erhöhen, und/oder ein Formschluss mit einer lokalen Verprägung der Lagerschale in eine zum Teil kugelige oder zylindrische Gestalt, wobei die Halbkugel oder der Zylinder mit dem Durchmessermittel im Bereich der Teilungsebene der Lagerhalbschalen zu liegen kommt. Diese bildet zusammen mit einer senkrecht zur Lagerbohrung gefertigten Bohrung einen Formschluss. Nachteilig ist, dass diese Bohrung mit einem Winkelbohrkopf hergestellt werden muss, was den Bearbeitungsaufwand wesentlich erhöht.

Aus der DE 103 14 435 B4 ist eine Lagerschale mit mindestens einem Haltenocken bekannt, welcher in eine durch eine Vertiefung gebildete Bohrung eingreift.

Die WO 98/05878 A1 offenbart eine Lagerschale mit einer Verdrehsicherung, welche durch eine im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmige Nase gebildet ist, die in eine entsprechend geformte, im Querschnitt rechteckige Vertiefung des Lagergehäuses eingreift.

Die US 3,576,353 A offenbart ein Pleuellager mit einer aus zwei Lagerhalbschalen bestehende Lagerschale, welche verdrehgesichert in der Pleuelstange angeordnet ist. Als Verdrehsicherung weist zumindest eine Lagerhalbschale im Bereich einer Teilungsebene der Lagerschale an ihrem äußeren Mantel eine Nase auf, welche in eine Vertiefung der Pleuelstange eingreift, wobei die Nase im Wesentlichen dreieckig geformt ist.

Die US 5,727,885 A zeigt eine Gleitlagerhalbschale mit einer Verdrehsicherung, welche - in einer Draufsicht auf die Teilungsebene - im Wesentlichen rechteckig geformt ist.

Aus der US 2002/0124685 A1 und der US 5,208,979 A ist eine Pleuelstange mit bruchgetrenntem Pleuellager bekannt, wobei Vertiefungen, die für die Bruchtrennung gesetzt werden, auch zur Verdrehsicherung der Lagerschalen verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile der aufwendigen Bearbeitung mittels Winkelbohrkopfes zu vermeiden und auf möglichst einfache Weise das Verdrehen der Lagerschale, insbesondere bei bruchgetrennten Lagergehäusen zu verhindern. 3 AT 503 234 B1

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Teilungsebene des durch Bruchtrennung geteilten Lagergehäuses eine Bruchtrennebene ist, und dass eine Seite des die Vertiefung bildenden Dreiecks in der Bruchtrennebene des Lagergehäuses angeordnet ist, und dass die Vertiefung zusammen mit einer für eine Bruchtrennung des Lagergehäuses notwendigen Kerbe in das Lagergehäuse eingeformt ist. Die Vertiefung weist keine Rampe in Drehrichtung auf. Eine Seite des Dreiecks liegt bevorzugt in der Teilungsebene der Lagerschale bzw. in einer Bruchtrennebene des Lagergehäuses. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vertiefung durch einen Räumdorn in das Lagergehäuse eingearbeitet ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Vertiefung im Wesentlichen den Querschnitt eines rechtwinkeligen Dreiecks aufweist. Die Seiten und/oder Ecken der Nase können dabei auch gekrümmt ausgeführt sein.

Die Vertiefung erfüllt dabei zwei Funktionen:

Einerseits bildet sie zusammen mit der Nase eine Verdrehsicherung für die Lagerschale aus, andererseits bildet sie einen Anriss für den Bruchtrennvorgang des Lagergehäuses. Die Vertiefung kann sich somit über die gesamte Breite des Lagergehäuses erstrecken, was den Bruchtrennvorgang erleichtert.

Um das Verdrehen der Lagerschale dauerhaft zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn die Höhe der Nase mindestens der Wandstärke der Lagerschale entspricht. Eine Verformung der Nase wird wirksam verhindert, wenn die Wandstärke der Nase im Wesentlichen der Wandstärke der Lagerschale entspricht. In einer herstellungsmäßig besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Vertiefung und die Kerbe bezüglich der Grundbohrung des Lagergehäuses diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Kerbe und die Vertiefung können zusammen in einem Arbeitsvorgang durch Räumen hergestellt werden. Da bei bruchgetrennten Lagergehäusen Anrisse, wie Kerben oder Vertiefungen für den Bruchtreffvorgang sowieso vorgesehen werden müssen, stellt das Einarbeiten der Vertiefung in das Lagergehäuse keinen zusätzlichen Arbeitsaufwand dar.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 ein Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Gleitlager in einem Querschnitt, Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Gleitlager im Detail im Querschnitt, Fig. 3 eine Lagerhalbschale des Gleitlagers in einer Draufsicht, Fig. 4 eine Lagerhalbschale in einem Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3 und Fig. 5 einen Lagerbügel des Gleitlagers in einer Draufsicht auf die Teilungsebene.

Fig. 1 zeigt ein Kurbelgehäuse 1 mit einem Lagergehäuse 2 für ein Gleitlager 3, welches eine aus zwei Lagerhalbschalen 4, 5 bestehende Lagerschale 6 aufweist. Die Lagerschale 6 ist verdrehgesichert im Lagergehäuse 2 angeordnet, wobei als Verdrehsicherung 7 zumindest eine Lagerhalbschale 5 im Bereich der Teilungsebene 8 eine Nase 9 aufweist, welche in eine Vertiefung 10 des Lagergehäuses 2 eingreift. Die im Bereich einer Bruchtrennebene 8a angeordnete und in Richtung der Bruchtrennebene 8a auslaufende Vertiefung 10 ist im Querschnitt dreieckig und ohne Rampe in Drehrichtung gestaltet und erstreckt sich in axialer Richtung über die gesamte Breite des Lagergehäuses 2. Mit a, b, c sind die Seiten des die Vertiefung 10 bildenden Dreiecks bezeichnet, wobei die Seite a in der Teilungsebene 8 bzw. der Bruchtrennebene 8a liegt. Auch die Nase 9 weist in der in Fig. 3 dargestellten Draufsicht eine dreieckige Form auf, die so groß ausgeführt ist, dass sie neben der Lagerschraubenbohrung 11 untergebracht werden kann, wie aus Fig. 5 hervorgeht. Die Nase 9 ragt mindestens um die Höhe h, welche mindestens der Dicke d der Lagerschale 6 entspricht, über den Außendurchmesser D der Lagerschale 6 hinaus. Die Wandstärke dt der Nase 9 entspricht im Wesentlichen der Wandstärke d der Lagerschale 6. Die Vertiefung 10 für die Nase 9 wird mit einem Räumdorn zusammen mit der Kerbe 12 in das Lagergehäuse 2, welches durch das Kurbelgehäuse 1 und dem angegossenen Lagerbügel 13 gebildet wird, mit genügend Freiraum zwischen der Nase 9 und dem Lagergehäuse 2 über die ganze Länge des Lagergehäuses 2 eingeschnitten. Zwischen der

Claims

4 AT 503 234 B1 Nase 9 und der Vertiefung 10 muss genügen Freiraum bleiben, damit die Nase 9 nicht radial Druck ausüben kann. Die Nase 9 stützt sich gegen das Lagergehäuses 2 im Bereich der Teilungsebene 8 bzw. im Bereich der Bruchtrennebene 8a ab und verhindert so ein Verdrehen in Drehrichtung der Welle. Wegen der größeren Ausführung der Nase 9 im Vergleich zur üblichen flachen Rechtecksnase wird diese nicht mitgedreht und durch die dreieckige Gestalt wird eine höhere Formsteifigkeit erreicht, was eine Verformung der Nase 9 verhindert. Normalerweise genügt es, wenn die Vertiefung 10 in nur eine der beiden Teile des Lagergehäuses 2 eingearbeitet wird und sich nur eine Lagerhalbschale 5 direkt am Lagergehäuse 2 abstützt. Die Abstützung der anderen Lagerhalbschale 4 erfolgt über die der Nase 9 gegenüberliegende Schalenendfläche 14. Die durch ein Räumwerkzeug zusammen mit der Kerbe 12 gefertigte und sich über die gesamt Breite b des Lagergehäuses 2 erstreckende Vertiefung 10 erfüllt zwei Funktionen: Zum einen dient sie zusammen mit der Nase 9 als Verdrehsicherung 7 für die Lagerschale 6, zum anderen stellt sie einen für den Bruchtrennvorgang des Lagerbügels 13 vom Kurbelgehäuse 1 notwendigen Anriss dar und ist - ohne zusätzlichen Fertigungsaufwand - herstellbar. Patentansprüche: 1. Gleitlager (3) für eine Welle mit einer aus zwei Lagerhalbschalen (4, 5) bestehenden Lagerschale (6), welche verdrehgesichert in einem Lagergehäuse (2) angeordnet ist, wobei zumindest eine Lagerhalbschale (5) im Bereich einer Teilungsebene (8) der Lagerschale (6) an ihrem äußeren Mantel als Verdrehsicherung (7) zumindest eine Nase (9) aufweist, welche in eine Vertiefung (10) des Lagergehäuses (2) eingreift, wobei die Nase (9) - in einer Draufsicht auf die Teilungsebene (8) der Lagerhalbschale (5) betrachtet - eine im Wesentlichen dreieckige Form aufweist und dass die Vertiefung (10) - im Querschnitt betracht - im Wesentlichen dreieckig geformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilungsebene des durch Bruchtrennung geteilten Lagergehäuses (2) eine Bruchtrennebene (8a) ist, und dass eine Seite (a) des die Vertiefung (10) bildenden Dreiecks in der Bruchtrennebene (8a) des Lagergehäuses (2) angeordnet ist, und dass die Vertiefung (10) zusammen mit einer für eine Bruchtrennung des Lagergehäuses (2) notwendigen Kerbe (12) in das Lagergehäuse (2) eingeformt ist.
2. Gleitlager (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten und/oder Ecken der Nase (9) gekrümmt ausgeführt sind.
3. Gleitlager (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (10) durch einen Räumdorn in das Lagergehäuse (2) eingearbeitet ist.
4. Gleitlager (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vertiefung (10) in axialer Richtung über die gesamte Breite (b) des Lagergehäuses (2) des Gleitlagers (3) erstreckt.
5. Gleitlager (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h) der Nase (9) mindestens der Wandstärke (d) der Lagerschale (6) entspricht.
6. Gleitlager (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (di) der Nase (9) im Wesentlichen der Wandstärke (d) der Lagerschale (6) entspricht.
7. Gleitlager (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (10) und die Kerbe (12) bezüglich einer Grundbohrung (15) des Lagergehäuses (2) diametral gegenüberliegend angeordnet sind.