DE10130253B4 - Plain bearings, in particular a connecting rod for reciprocating internal combustion engines - Google Patents
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Abstract
Gleitlager für eine Pleuelstange für Hubkolbenbrennkraftmaschinen, das einen Stützkörper umfasst, in dessen Querbohrung sich zu einer vollständigen Lagerhülse ergänzende Lagerschalen eingesetzt sind, die wiederum einen aufzunehmenden Kurbelzapfen mit Verbleib eines Restspaltes in Gleitkontakt in Form einer Lauffläche umgreifen, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem durch die verwendete Art der Pleuelstange (1) zu erwartenden Verformungsverhalten der Lagerhülse (11) bezüglich einer in axialer Richtung ebenen Anlagefläche (18) der Querbohrung (9) des Stützkörpers (8) bzw. bezüglich eines in axialer Richtung ebenen Lagerhülsenrückens (17) bzw. bezüglich einer in axialer Richtung ebenen Lauffläche (15) der Lagerhülse (11) mindestens eine einer betriebsbedingten Verformung der Lauffläche (15) entgegenwirkende umlaufende Flächenprofilierung in Form einer konkaven oder konvexen Ausbildung in radialer Richtung an der Lauffläche (15) oder dem Lagerrücken (17) der Lagerschale (11) oder der Anlagefläche (18) der Querbohrung (9) vorgesehen ist, wobei die jeweils gegenüberliegende Lauffläche (15) bzw. der Rücken (17) der Lagerschale (11) als in axialer...Plain bearing for a connecting rod for reciprocating piston internal combustion engines, which comprises a support body, in the transverse bore of which are used complementary bearing shells to form a complete bearing sleeve, which in turn encompass a crank pin to be received with a remaining gap remaining in sliding contact in the form of a running surface, characterized in that depending on the due to the type of connecting rod (1) used, the expected deformation behavior of the bearing sleeve (11) with respect to a bearing surface (18) which is flat in the axial direction of the transverse bore (9) of the support body (8) or with respect to a bearing sleeve back (17) which is flat in the axial direction with respect to a tread (15) of the bearing sleeve (11) that is flat in the axial direction, at least one circumferential surface profile in the form of a concave or convex configuration in the radial direction on the tread (15) or the bearing back (counteracts an operational deformation of the tread (15) 17) of the bearing shell (11) or the contact surface (18) of the transverse bore (9) is provided, the opposite running surface (15) or the back (17) of the bearing shell (11) being in the axial ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Gleitlager, insbesondere einer Pleuelstange für Hubkolbenbrennkraftmaschinen, mit den Einzelmerkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a plain bearing, especially a connecting rod for reciprocating piston internal combustion engines, with the individual features according to the generic term of claim 1.
Aus der
Zur Schmierung und Kühlung dienendes Öl ist bei diesem gattungsbildenden Gleitlager unter Druck aus Zuführkanälen insbesondere des Kurbelzapfens zu der Lagerhülse, von dort durch Öffnungen in einen außerhalb derselben im Stützkörper ausgebildeten Sammelraum, von dort über Bohrungen im Stützkörper, Pleuelschaft und Pleuelkopf sowie über Kanäle im bzw. um den Kolbenbolzen in Kühlräume eines an den Kolbenbolzen angeschlossenen Tauchkolbens einspeisbar.Oil for lubrication and cooling is included this generic slide bearing under pressure from feed channels in particular the crank pin to the bearing sleeve, from there through openings in an outside the same formed in the support body Gathering room, from there over Holes in the support body, connecting rod shaft and connecting rod head as well as over channels in or around the piston pin in cold rooms plunger connected to the piston pin can be fed.
Bei weiter erhöhten Drehzahlen und größeren Zündrucken, wie dies beispielsweise bei modernen Hubkolbenbrennkraftmaschinen der Fall ist, ändert sich aber auch durch Schwingungen des Kurbelzapfens eben in Folge der Massen- und Zündkräfte das Spiel, das heißt die Höhe des sogenannten Restspaltes zwischen der Lagerhülse und dem Kurbelzapfen sehr schnell. Dies bedeutet, daß sich auch der Öldruck in diesem Restspalt sehr schnell ändert und somit auch an der inneren Mantelfläche der Lagerhülse zumindest im Bereich ihrer größten stoß- und zugartigen Belastung, sowie an der diesem Bereich der Lagerhülse gegenüberstehenden Teil der Umfangsfläche des Kurbelzapfens Kavitationserscheinungen auftreten können. Um so wichtiger ist dann die Einhaltung einer im Betrieb optimalen Lagerkontur des Gleitlagers.With further increased speeds and higher ignition pressure, like this for example in modern reciprocating piston internal combustion engines the case is changing but also by vibrations of the crank pin in a row the mass and ignition forces that Game, that is the height the so-called residual gap between the bearing sleeve and the crank pin very much fast. This means that also the oil pressure changes very quickly in this remaining gap and thus also at the inner lateral surface the bearing sleeve at least in the area of their largest shock and train-like Load, as well as on this area of the bearing sleeve Part of the peripheral area cavitation symptoms may occur in the crank pin. Around It is then more important to maintain an optimum in operation Bearing contour of the plain bearing.
Versuche haben gezeigt, dass in Abhängigkeit der Form, bzw. Art der Pleuelstange unterschiedliche Verformugsverhalten beobachtet werden können. Bei manchen Pleuelstangen erfährt die Lauffläche der Lagerhülse im Betrieb eine konkave, also eine vertiefte, nach innen gewölbte Verformung in radialer Richtung, andere Ausgestaltungen einer Pleuelstange bewirken im Betrieb ein genau umgekehrtes Verformungsverhalten der Lagerhülse, d.h. die Lauffläche der Lagerhülse erfährt eine konvexe, d.h. eine nach aussen gewölbte Verformung in radialer Richtung.Trials have shown that depending the shape or type of connecting rod different deformation behavior can be observed. Learned about some connecting rods the tread the bearing sleeve in operation a concave, i.e. a deepened, inward-curved deformation in the radial direction, other configurations of a connecting rod cause an exactly opposite deformation behavior in operation Bearing sleeve, i.e. the tread the bearing sleeve learns a convex, i.e. an outwardly curved deformation in radial Direction.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Gleitlager der gattungsbildenden Art so weiterzubilden, dass im Betrieb eine optimale Lagerkontur erzielt wird, bzw. dass sich im Betrieb ein optimal tragendes Gleitlager einstellt.It is therefore the object of the invention to develop a plain bearing of the generic type so that an optimal bearing contour is achieved in operation, or that sets an optimally load-bearing plain bearing during operation.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass in Abhängigkeit von dem durch die verwendete Art der Pleuelstange zu erwartenden Verformungsverhalten der Lagerhülse bezüglich einer in axialer Richtung ebenen Anlagefläche der Querbohrung des Stützkörpers bzw. bezüglich eines in axialer Richtung ebenen Lagerhülsenrückens bzw. bezüglich einer in axialer Richtung ebenen Lauffläche der Lagerhülse mindestens eine einer betriebsbedingten Verformung der Lauffläche entgegenwirkende umlaufende Flächenprofilierung in Form einer konkaven oder konvexen Ausbildung in radialer Richtung an der Lauffläche oder dem Lagerrücken der Lagerschale oder der Anlagefläche der Querbohrung vorgesehen ist, wobei die jeweils gegenüberliegende Lauffläche bzw. der Rücken der Lagerschale als in axialer Richtung ebene Anlagefläche ausgebildet ist, so dass einer betriebsbedingten konkaven oder konvexen Verformung der Lauffläche mindestens eine entsprechend gegenläufige Flächenprofilierung einer Lagerfläche des Gleitlagers entgegensteht.This object is achieved according to the invention solved by that depending on the deformation behavior to be expected from the type of connecting rod used the bearing sleeve in terms of a contact surface of the transverse bore of the support body that is flat in the axial direction or in terms of a bearing sleeve back that is flat in the axial direction or with respect to one at least in the axial direction flat running surface of the bearing sleeve a counteracting an operational deformation of the tread all-round surface profiling in the form of a concave or convex design in the radial direction on the tread or the back of the camp the bearing shell or the contact surface of the transverse bore is, the respective opposite tread or the back the bearing shell is designed as a flat contact surface in the axial direction is, so that an operational concave or convex deformation the tread at least one corresponding opposing surface profile of a bearing surface of the Opposing slide bearing.
Abhängig von dem zu erwartenden Verformungsverhalten des vorliegenden Gleitlagers im Betrieb, das wiederum von der verwendeten Art der Pleuelstange abhängt, wird also eine Lagerfläche, d.h. entweder die Anlagefläche der Querbohrung des Stützkörpers, oder der Lagerhülsenrücken, oder die Lauffläche der Lagerhülse mit einer umlaufenden Flächenprofilierung ausgebildet, d.h. die Kontur der Lagerflächen vorteilhaft so ausgestaltet, dass sich im Betrieb ein optimal tragendes Gleitlager einstellt.Depending on the expected Deformation behavior of the present plain bearing in operation, the in turn depends on the type of connecting rod used i.e. a storage area, i.e. either the contact surface the transverse bore of the support body, or the bearing sleeve back, or the tread the bearing sleeve with all-round surface profiling trained, i.e. the contour of the bearing surfaces advantageously configured that an optimally load-bearing plain bearing is established during operation.
Je nach Verformungsverhalten wird mindestens eine Lagerfläche konvex oder konkav profiliert. Diese Profilgebung kann auf der Lauffläche der Lagerhülse oder auf dem Lagerhülsenrücken in entsprechender Weise konkav/konvex oder umgekehrt erfolgt sein. Der gleiche Effekt ist auch zu erzielen, wenn die Anlagefläche der Querbohrung des Stützkörpers eine entsprechende konkave/konvexe Profilierung aufweist.Depending on the deformation behavior at least one storage area profiled convex or concave. This profile can be on the tread of the bearing sleeve or on the bearing sleeve back in correspondingly concave / convex or vice versa. The same effect can also be achieved if the contact surface of the Cross bore of the support body one has corresponding concave / convex profiling.
Ein weiterer besonders vorteilhafter Effekt der erfindungsgemässen Ausgestaltung eines Gleitlagers ist darin zu sehen, dass falls Einschränkungen bei der Gestaltung des Stützkörpers existieren, durch die entsprechende Profilierung der Lagerhülse unabhängig von der Gestaltung des Stützkörpers im Betrieb einer Reduktion der Schmierfilmdicke, z.Bsp. aufgrund von Kantentragen der Lauffläche der Lagerhülse, entgegen gewirkt werden kann.Another particularly advantageous effect of the design of a slide bearing according to the invention can be seen in the fact that if there are restrictions in the design of the support body, the corresponding profiling of the bearing sleeve independently of the design of the support body during operation reduces the lubricating film thickness, e.g. due to edge stretches of the tread of the bearing sleeve, can be counteracted.
Nachstehend sind verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gleitlagers anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenVarious embodiments are shown below of the plain bearing according to the invention the drawings closer explained. Show it
In den Figuren sind gleiche bzw. einander entsprechende Teile der Übersichtlichkeit wegen mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or corresponding parts for the sake of clarity with the same Provide reference numerals.
In den
In der Querbohrung
In bekannter Weise wird durch Zuführkanäle sowohl
zur Schmierung als auch zur Kühlung
dienendes Öl
durch den Kurbelzapfen unter Druck zunächst an die Lagerschalen
Gemäss
Wie bereits eingangs beschrieben,
sind in Abhängigkeit
der Form der Pleuelstange unterschiedliche Verformungsverhalten
des Gleitlagers, insbesondere der Lagerhülse
Je nach Verformungsverhalten des
Gleitlagers sind jedoch geeignete konkave/konvexe Flächenprofilierungen
an der Anlagefläche
Die
So kann nach
Den gleichen Effekt erzielt man,
wenn nach
Eine alternative Ausführung zu
Das Gegenstück zur Ausbildung der Lauffläche
Wenn möglich ist selbst die Gestaltung
des Stützkörpers
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