DE102004002967A1

DE102004002967A1 - Geteiltes Lager

Info

Publication number: DE102004002967A1
Application number: DE102004002967A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr. Betsch; Dirk Dipl.-Ing. Heinrich
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2005-08-18
Also published as: DE202004007583U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein geteiltes Lager, insbesondere an einem Pleuel (1), welches eine durch das Lager verlaufende Trennung aufweist, die durch Bruchtrennen des Lagers gebildet ist, wobei das Lager abschnittsweise mit einer Trennkerbe (11a, 11b) versehen ist. Um eine zuverlässige und genaue Positionierung der Bruchteile zu gewährleisten, weist die Trennkerbe (11a, 11b) Bereiche auf, die außerhalb der Solltrennfläche (9a, 9b) liegen.

Description

Die Erfindung betrifft ein geteiltes Lager nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE 43 32 444 A1 ist eine geteilte Lageranordnung von Pleueln bekannt, die durch Abspalten eines die Lagerbohrung begrenzenden Lagerdeckels mittels Bruchtrennen (Cracken) gebildet ist. Durch Verwenden dieses Bruchtrennverfahrens wird ein passgenaues Fügen von Lagersattel und Lagerdeckel durch die Bruchflächen erreicht, wodurch eine genaue Passung des feingearbeiteten Lagers auf der dazugehörigen Achse sichergestellt ist. Höherfeste Werkstoffe, die zur Fertigung der Pleuel eingesetzt werden, weisen jedoch sehr feinkörnige Gefüge auf und ergeben ein entsprechend glattes Bruchbild. Dies läuft der eigentlichen Zielsetzung des Bruchtrennverfahrens, nämlich über die Erzeugung eines ausreichend ausgeprägten Bruchreliefs eine Zentrierung der Bruchteile zueinander zu erreichen, zuwider. Bei höherfesten Werkstoffen besteht daher die Gefahr, dass die Bruchteile fehlerhaft positioniert und auf deren Bruchflächen bei Belastung Reliefspitzen plastifiziert werden, was die Schraubenkräfte zwischen Lagersattel und Lagerdeckel reduziert und sogar zum Versagen der Schraubenverbindung führen kann.

Um einen ausgeprägten gegenseitigen Formeingriff beim Wiederzusammenfügen zu erreichen, wird in der DE 43 32 444 A1 vorgeschlagen, keramische Partikel im Bereich der Bruchtrenn stelle einzugießen, die später ein ausgeprägtes Bruchrelief auch bei Werkstoffen mit feinkörnigem Gefüge ermöglichen.

Aus der DE 198 29 147 A1 ist eine geteilte Lageranordnung von Pleueln bekannt, bei der alternativ zur genaueren Positionierung der Bruchteile des Pleuels vorgeschlagen wird, die Bruchflächen unter einem Winkel zur Schraubennormalen der Verschraubung anzuordnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein geteiltes Lager anzugeben, welches eine zuverlässige Positionierung von Lagersattel und Lagerdeckel zueinander gewährleistet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung sowie den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß ist ein geteiltes Lager, insbesondere an einem Pleuel, abschnittsweise mit einer Trennkerbe versehen, die Bereiche aufweist, die außerhalb seiner Solltrennfläche liegen. Die Trennkerbe erleichtert es einerseits, Lagersattel und Lagerdeckel durch Bruchtrennen voneinander zu separieren. Andererseits führen die gezielt außerhalb der Solltrennfläche angeordneten Bereiche zu einem ausgeprägten Bruchrelief, das eine sichere Positionierung von Lagersattel und Lagerdeckel zueinander gewährleistet, unabhängig davon, wie feinkörnig das Gefüge des das Lager bildenden Werkstoffs ist. Die Bereiche können alternierend oberhalb und unterhalb der Solltrennfläche angeordnet sein. Das Bruchrelief ist unabhängig vom Werkstoff einstellbar. Die Erfindung ist daher auch besonders für getrennte Lager aus höherfesten oder höchstfesten Werkstoffen, insbesondere Stahl, geeignet.

Für das Bruchtrennen ist es sehr günstig, wenn die Trennkerbe im Bereich der Lagerfläche angebracht ist, um ein sich beim Bruchtrennen ausbildendes Bruchrelief in gewünschter Ausgestaltung eines definierten Rissverlaufs effektiv zu verstärken, dessen Rissfortschrittsrichtung auch geometrische Unstetigkeiten des Lagers vorteilhaft berücksichtigen kann. Durch das Gestalten der Trennkerbe können solche Unstetigkeiten sogar gezielt verstärkt werden, was das Bruchtrennen und das anschließende genaue Positionieren beim Wiederzusammensetzen der Bruchteile weiter vereinfacht.

Weist die Trennkerbe eine zickzackförmige Kontur auf, kann diese gezielt um die Solltrennfläche angeordnet werden, vorzugsweise symmetrisch zu dieser. Diese Kontur erlaubt eine besonders exakte Positionierung der Bruchteile aufeinander. Die Trennkerbe kann alternativ auch in Form einer Wellenlinie ausgebildet sein.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Erzeugung der Trennkerbe besteht darin, die Trennkerbe mit Hilfe von Laserstrahlung zu erzeugen. Ein Laserstrahl mit ausreichender Energie und Intensität lässt sich verfahrenstechnisch günstig in die Lagerfläche hinein lenken. Dort kann entlang der Trennkerbe das Gefüge durch Laserbestrahlung geschwächt werden, z.B. durch Oxidation oder lokale Verdampfung. Zusätzlich oder optional kann die Trennkerbe auch mechanisch, beispielsweise mit einem scharfen Werkzeug, und/oder alternativ auch thermisch eingearbeitet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen wird.
Dabei zeigen:
1 schematisch ein Pleuel mit einer bevorzugten Strukturierung gemäß der Erfindung, und
2 ein Pleuel während des Bruchtrennverfahrens.
Das in 1 dargestellte, als Pleuel 1 ausgebildete geteilte Lager besteht aus einem Pleuelschaft 2, einem Pleuelkopf 3 und einem Pleuelauge 4. Eine Teilungsebene 8 stellt die Sollbruchstelle für die Bruchtrennung des Pleuelauges 4 in Lagersattel 5 und Lagerdeckel 6 dar. In der Teilungsebene 8 befindet sich in einer Umrandung des Pleuelauges 4 eine ebene Solltrennfläche 9a und eine ebene Solltrennfläche 9b. Weiterhin sind im Bereich der Teilungsebene 8 Durchführungen 7a, 7b für nicht zeichnerisch dargestellte Befestigungsschrauben vorgesehen, die zur anschließenden Befestigung des Lagerdeckels 6 auf dem Lagersattel 5 dienen.
In einem Bereich 10 innerhalb des Pleuelauges 4, d.h. im Bereich einer Lagerfläche 14, ist erkennbar, wie eine Trennkerbe für das Bruchtrennverfahren mittels Laserbestrahlung vorbereitet wird. Ein Laserstrahl 13 eines Lasers 12 wird auf die Lagerfläche 14 gelenkt und fährt an den entsprechenden Stellen des Bereichs 10 über die Lagerfläche 14. Dabei wird Material aus dem Bereich 10 entfernt, wodurch eine Kontur gebildet wird, die Bereiche aufweist, die außerhalb der Solltrennfläche 9a, 9b liegen.
2 zeigt schematisch das Pleuel 1 aus 1 während des Bruchtrennens. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in 1 beziffert; für die Beschreibung der Teile wird auf 1 verwiesen. Bei der Laserbestrahlung in 1 wurden Trennkerben 11a, 11b mit einer zickzackförmigen Kontur ausgebildet. Beim so genannten Cracken wird das Bruch trennen an der jeweiligen Trennkerbe 11a, 11b eingeleitet, an der zunächst Starterrisse entstehen, die sich flächenhaft ausbilden und die sich über die Bruchfläche, d.h. der Solltrennflächen 9a, 9b, hin vom Inneren des Pleuelauges 4 nach außen fortpflanzen, bis der Lagerdeckel 6 vom Lagersattel 5 getrennt ist. Es bildet sich ein entsprechend der gezackten Kontur der Trennkerben 11a, 11b ausgeprägtes Bruchrelief mit Spitzen oberhalb und Gräben unterhalb der Solltrennflächen 9a, 9b aus.
Selbstverständlich können am erfindungsgemäßen geteilten Lager zusätzliche Maßnahmen vorgesehen sein, um bekannte Bruchfehler wie Doppelbrüche und dergleichen zu vermeiden.

Claims

Geteiltes Lager, insbesondere an einem Pleuel (1), – welches eine durch das Lager verlaufende Trennung aufweist, die durch Bruchtrennen des Lagers gebildet ist, – wobei das Lager abschnittsweise mit einer Trennkerbe (11a, 11b) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkerbe (11a, 11b) Bereiche aufweist, die außerhalb der Solltrennfläche (9a, 9b) liegen.
Geteiltes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkerbe (11a, 11b) im Bereich der Lagerfläche (14) angebracht ist.
Geteiltes Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkerbe (11a, 11b) eine zickzackförmige Kontur aufweist.
Geteiltes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkerbe (11a, 11b) mit Hilfe von Laserstrahlung (13) erzeugt ist.