DE102005011372B4

DE102005011372B4 - Gleitlager

Info

Publication number: DE102005011372B4
Application number: DE102005011372A
Authority: DE
Inventors: Koji Inuyama Kuroda; Arihiro Inuyama Kimura; Ken Inuyama Kitahara; Atsushi Inuyama Okado; Masaaki Inuyama Sakamoto
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-03-12
Also published as: FR2867531B1; US20050213859A1; FR2867531A1; JP3949117B2; DE102005011372A1; JP2005256965A; US7572060B2

Abstract

Gleitlager (1), welches als Halbform ausgebildet ist, wovon zwei miteinander kombiniert werden, um eine zylindrische Form aufzubauen, mit einer Vielzahl von Rillenabschnitten (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 3f), welche auf einer inneren Umfangsfläche entlang ihrer Umfangsrichtung mit einem vorbestimmten Abstand zwischen den Rillen und einer vorbestimmten Tiefenausdehnung ausgebildet sind,
wobei Balligkeiten (12a, 12b) zum Verhindern einer wechselseitigen Beeinträchtigung mit einer Welle (20) jeweils in einer von einer inneren Umfangsfläche in Richtung einer äußeren Umfangsfläche geneigten Form an Endteilen (13) in einer axialen Richtung der inneren Umfangsfläche ausgebildet sind, und wobei in einem hauptbelasteten Teil (25), welcher sich in der Umfangsrichtung in einem vorbestimmten Bereich befindet, in welchem ein mittlerer Scheitelabschnitt (2) des Gleitlagers enthalten ist, und welcher hauptsächlich eine Last aufnimmt, wenn die Welle (20) sich dreht, und einem sekundär belasteten Teil (26), welcher eine kleinere Last aufnimmt als die von dem hauptbelasteten Teil (25) aufgenommene Last, eine Tiefenausdehnung...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleitlager, welches als Halbform ausgebildet ist, wovon zwei miteinander kombiniert werden, um sich zu einer zylindrischen Form zusammenzufügen, mit einer Vielzahl von Rillenabschnitten, welche entlang einer Umfangsrichtung jeweils mit einem vorbestimmten Abstand zwischen den Rillen und einer vorbestimmten Tiefenausdehnung ausgebildet sind.

Bei einem Gleitlager zum Halten einer Kurbelwellen oder Ähnlichem eines Verbrennungsmotors ist das Gleitlager üblicherweise als Halbform ausgestaltet, von wovon zwei miteinander kombiniert werden, um eine zylindrische Form aufzubauen, und eine Vielzahl von Rillenabschnitten sind auf ihrer inneren Umfangsfläche entlang einer Umfangsrichtung des Lagers ausgebildet, wodurch Schmieröl in den Rillenabschnitten gehalten wird, so dass ein Festfressen und Abnutzung aufgrund von Metallkontakt einer Welle und der inneren Umfangsfläche des Gleitlagers durch einen Ölfilm, welcher durch dieses Schmieröl gebildet ist, unterdrückt werden. Bei solchen Gleitlagern mit auf den inneren Umfangsflächen ausgebildeten Rillenabschnitten wurde eines vorgeschlagen, welches frühzeitig abnutzt, um sich in formangepasstem Kontakt zu befinden, in dem ein Rillenabstand des Rillenabschnitts desjenigen Teils des Gleitlagers, wo eine große Last von der Welle aufgenommen wird, erhöht wird (zum Beispiel in der JP 03249426 A ), und es wurde eines vorgeschlagen, welches in der Haltbarkeit verbessert ist, indem die Abnutzung verringert wird, indem der Anpressdruck an beiden Endabschnitten in der axialen Richtung des Lagers verringert wird, indem der Rillenabstand der Rillenabschnitte, welche sich an beiden Endabschnitten in der axialen Richtung des Gleitlagers befinden, erhöht wird, weil die durch das Gleitlager gehaltene Welle sich im Allgemeinen dreht, während sie durch Biegen verformt wird (zum Beispiel in der JP 04-39461 Y2), sowie vergleichbare Maßnahmen.

Aus der US 6,089,756 A ist ein Gleitlager bekannt, welches als Halbform ausgebildet ist, wobei zwei Halbformen miteinander kombiniert werden, um eine zylindrische Form aufzubauen. Jede Halbform weist eine Vielzahl von Rillenabschnitten auf ihrer inneren Umfangsfläche entlang ihrer Umfangsrichtung mit einem vorbestimmten Abstand zwischen den Rillen und einer vorbestimmten Tiefenausdehnung auf. Die Rillen sind in mehrere Rillengruppen unterteilt, wobei jede Rillengruppe mindestens eine tiefe Rille und mehrere flachere Rillen um fasst. Die Halbformen können an ihren axialen Endteilen in axialer Richtung abgeschrägt bzw. geneigt ausgestattet sein.

Ein Gleitlager weist gewöhnlich zum Zeitpunkt einer Drehung der Welle durch einen Ölfilm in der Nähe eines Mittelteils in der axialen Richtung einen hohen Ölfilmdruck auf und weist an den beiden Endteilen in der axialen Richtung einen niedrigen Ölfilmdruck auf. Daher nimmt der Bereich in der Nähe des Mittelteils Druck auf und trennt sich von der Welle, und die beiden Endteile verformen sich zu vertieften Formen, so dass sie nahe an die Welle gelangen, wodurch beide Endteile des Gleitlagers lokal die Welle berühren und den Anpressdruck erhöhen. In diesem Fall, wenn nur der Rillenabschnitt in der Nähe der beiden Endteile des Gleitlagers ausgebildet ist, tritt eine formangepasste Abnutzung nur in dem frühen Verwendungsstadium des Gleitlagers auf, und die Formanpassungsfähigkeit kann nicht kontinuierlich beibehalten werden. Jedoch wird bei den Gleitlagern, welche in den oben genannten Veröffentlichungen JP 03249426 A und JP 04-39461 Y2 beschrieben sind, eine Verformung durch den hohen Ölfilmdruck in der Nähe des Mittelteils des Gleitlagers nicht berücksichtigt, und daher entsteht das oben beschriebene Problem, dass eine formangepasste Abnutzung nur in dem frühen Verwendungsstadium des Gleitlagers auftritt und die Formanpassungsfähigkeit in der Nähe der beiden Endteile des Gleitlagers nicht kontinuierlich aufrechterhalten werden kann.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben genannten Umstände gemacht, und ihre Aufgabe ist es, ein Gleitlager bereitzustellen, welches in der Lage ist, kontinuierlich die Formanpassungsfähigkeit zu erhöhen, sogar wenn eine Verformung aufgrund von hohem Ölfilmdruck in der Nähe des Mittelteils des Gleitlagers auftritt.

Diese Aufgabe wird durch ein Gleitlager gemäß Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Erfindungsgemäß, ist ein Gleitlager vorgesehen, welches als Halbform ausgebildet ist, wovon zwei miteinander kombiniert werden, um eine zylindrische Form aufzubauen, wobei eine Vielzahl von Rillenabschnitten auf einer inneren Umfangsfläche entlang einer Umfangsrichtung jeweils mit einem vorbestimmten Abstand zwischen den Rillen und einer vorbestimmten Tiefenausdehnung ausgebildet sind, wobei Balligkeiten zum Verhindern einer wechselseitigen Beeinträchtigung mit einer Welle mit einer von einer inneren Umfangsfläche in Richtung einer äußeren Umfangsfläche geneigten Form an Endteilen der inneren Umfangsfläche in einer axialen Richtung ausgebildet sind, und wobei in einem hauptbelasteten Teil, welcher sich in der Umfangsrichtung in einem vorbestimmten Bereich befindet, in welchem ein mittlerer Scheitelabschnitt des Gleitlagers enthalten ist, und welcher hauptsächlich eine Last aufnimmt, wenn die Welle sich dreht, und einem sekundär belasteten Teil, welcher eine kleinere Last aufnimmt, als die von dem hauptbelasteten Teil aufgenommene Last eine Tiefenausdehnung c der Rillenabschnitte und eine Tiefenausdehnung b der Balligkeiten die folgenden Beziehungen A, B und C aufweisen:

(A)1 ≤ b/c in dem hauptbelasteten Teil ≤ 200,
(B) 0,1 ≤ b/c in dem sekundär belasteten Teil ≤ 20, und
(C) (b/c in dem sekundär belasteten Teil) < (b/c in dem hauptbelasteten Teil).

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ist das oben beschriebene erfindungsgemäße Gleitlager derart ausgestaltet, dass hervorstehende Abschnitte der Rillenabschnitte jeweils in einer flachen Form ausgebildet sind, und in dem hauptbelasteten Teil, welcher sich in der Umfangsrichtung in dem vorbestimmten Bereich befindet, in welchem der mittlere Scheitelabschnitt des Gleitlagers enthalten ist, und welcher hauptsächlich eine Last aufnimmt, wenn die Welle sich dreht, und einem sekundär belasteten Teil, welcher eine kleinere Last aufnimmt als die von dem hauptbelasteten Teil aufgenommene Last, ein Abstand p zwischen den Rillen der Rillenabschnitte und eine Ausdehnung a der flachen Abschnitte die folgenden Beziehungen D, E und F aufweisen:

(D) 0,01 mm ≤ p ≤ 1,0 mm,
(E) 0 < a/p < 1,0, und
(F) (a/p in dem sekundär belasteten Teil) ≤ (a/p in dem hauptbelasteten Teil).

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform sind bei dem erfindungsgemäßen Gleitlager hervorstehende Abschnitte der Rillenabschnitte jeweils in einer flachen Form ausgebildet, und in dem hauptbelasteten Teil, welcher sich in der Umfangsrichtung in dem vorbestimmten Bereich befindet, in welchem der mittlere Scheitelabschnitt des Gleitlagers enthalten ist, und welcher hauptsächlich eine Last aufnimmt, wenn die Welle sich dreht, und dem sekundär belasteten Teil, welcher eine kleinere Last aufnimmt als die von dem hauptbelasteten Teil aufgenommene Last, weisen einen Abstand p zwischen den Rillen der Rillenabschnitte und eine Ausdehnung a der flachen Abschnitte der hervorstehenden Abschnitte der Rillenabschnitte, die folgenden Beziehungen D, E und F auf:

(D) 0,01 mm ≤ p ≤ 1,0 mm,
(E) 0 < a/p <1,0 in dem sekundär belasteten Teil, 0 < a/p < 1,0 in dem hauptbelasteten Teil, und
(F) (a/p in dem sekundär belasteten Teil) ≤ (a/p in dem hauptbelasteten Teil).

Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform ist das oben beschriebene erfindungsgemäße Gleitlager dadurch gekennzeichnet, dass hervorstehende Abschnitte der Rillen abschnitte jeweils in einer flachen Form ausgebildet sind und in dem hauptbelasteten Teil, welcher sich in der Umfangsrichtung in dem vorbestimmten Bereich befindet, in welchem der mittlere Scheitelabschnitt des Gleitlagers enthalten ist, und welcher hauptsächlich eine Last aufnimmt, wenn die Welle sich dreht, und dem sekundär belasteten Teil, welcher eine kleinere Last aufnimmt als die von dem hauptbelasteten Teil aufgenommene Last, ein Abstand p zwischen den Rillen der Rillenabschnitte und eine Ausdehnung a der flachen Abschnitte der Rillenabschnitte die folgenden Beziehungen D, E und F aufweisen:

(D) 0,01 mm ≤ p ≤ 1,0 mm,
(E) 0 < a/p ≤ 0,4 in dem sekundär belasteten Teil, 0 < a/p ≤ 0,7 in dem hauptbelasteten Teil, und
(F) (a/p in dem sekundär belasteten Teil) ≤ (a/p in dem hauptbelasteten Teil).

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind bei dem oben beschriebenen Gleitlager die oben beschriebenen Rillenabschnitte derart ausgebildet, dass ihre Tiefe in dem oben beschriebenen sekundär belasteten Teil größer ist als in dem oben beschriebenen hauptbelasteten Teil.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind bei dem oben beschriebenen Gleitlager auf der inneren Umfangsfläche an beiden Endteilen in der Umfangsrichtung des oben beschriebenen Gleitlagers Druckentlastungen entlang der axialen Richtung ausgebildet.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bei dem oben beschriebenen Gleitlager in einem im Wesentlichen mittigen Bereich der inneren Umfangsfläche des oben beschriebenen Gleitlagers eine Ölrille entlang der Umfangsrichtung ausgebildet, in welcher der mittlere Scheitelabschnitt enthalten ist (entsprechend der Position der longitudinalen Mittellinie des Gleitlagers), und ein erhöhter Ölrillenendabschnitt der Ölrille ist in einer Position an einem vorbestimmten Winkel in der Umfangsrichtung ausgehend von einem Endteil des oben beschriebenen Gleitlagers ausgebildet.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bei dem oben beschriebenen Gleitlager eine Überdeckungsschicht auf seiner inneren Umfangsfläche ausgebildet.

Erfindungsgemäß sind die Balligkeiten jeweils in einer von der inneren Umfangsfläche in Richtung der äußeren Umfangsfläche geneigten Form an den Endteilen in der axialen Richtung der inneren Umfangsfläche des Gleitlagers ausgebildet. Daher kann, sogar wenn der Bereich in der Nähe des Mittelteils des Gleitlagers den Ölfilmdruck aufnimmt und in die vertiefte Form verformt wird und die beiden Endteile in der axialen Richtung die Welle lokal berühren, die Formanpassungsfähigkeit nicht nur in dem frühen Verwendungsstadium des Gleitlagers, sondern auch durch Entlastung durch die Balligkeiten erhöht werden. Dies beruht auf dem Folgenden: Wenn die Balligkeiten nicht ausgebildet sind, ist die von dem Endteil des Gleitlagers aufgenommene Last groß, und daher wird in dem frühen Verwendungsstadium auf einfache Weise eine formangepasste Abnutzung erreicht, jedoch besteht die Möglichkeit des Auftretens eines Festfressens aufgrund eines Fortschreitens der Abnutzung, wenn das Gleitlager für eine lange Zeit benutzt wird. Andererseits wird, indem die Balligkeiten ausgebildet werden, der Zustand einer formangepassten Abnutzung wegen einer Entlastung bzw. Vertiefung der Balligkeiten aufrechterhalten, sogar wenn das Gleitlager für eine lange Zeit verwendet wird, ohne ein Festfressen zu verursachen. Als Ergebnis kann das Gleitlager sogar unter den harten Bedingungen einer hohen Geschwindigkeit und einer hohen Last verwendet werden.

Aufgrund der Beziehung (b/c in dem sekundär belasteten Teil) < (b/c in dem hauptbelasteten Teil) ist die Tiefenausdehnung b der Balligkeit in dem hauptbelasteten Teil derart ausgebildet, dass sie größer ist als die Tiefenausdehnung b der Balligkeit in dem sekundär belasteten Teil. Wenn der Bereich in der Nähe des Mittelteils des Gleitlagers den Ölfilmdruck aufnimmt und in eine vertiefte Form verformt wird und beide Endteile in der axialen Richtung die Welle lokal berühren, ist daher das Ausmaß der Verformung in dem hauptbelasteten Teil, welcher die größere Last aufnimmt, größer als in dem sekundär belasteten Teil, jedoch ist die Tiefenausdehnung b der Balligkeit ist ebenfalls derart ausgebildet, dass sie groß ist, und bietet eine große Entlastung bezüglich der Welle. Daher tritt es nicht auf, dass die beiden Endteile des Gleitlagers signifikant verformt werden, so dass sie nahe an die Welle gelangen und sich der Anpressdruck erhöht. Als Ergebnis kann der hauptbelastete Teil, welcher eine große Last aufnimmt, in seiner Formanpassungsfähigkeit nicht nur in dem frühen Verwendungsstadium des Gleitlagers sondern auch kontinuierlich verbessert werden.

Wie oben beschrieben wird b/c in dem Bereich von (1 ≤ b/c in dem hauptbelasteten Teil ≤ 200) und (0,1 ≤ b/c in dem sekundär belasteten Teil ≤ 20) eingestellt, jedoch wenn b/c in dem hauptbelasteten Teil kleiner als 1 ist, gilt (die Tiefenausdehnung c der Rillenabschnitte) > (die Tiefenausdehnung b der Balligkeit), und weil das Balligkeitsausmaß bezüglich der Last unzulänglich wird, wird die Fähigkeit einen ungleichmäßigen Kontakt aufzufangen (Formanpassungsfähigkeit) unzulänglich.

Wenn andererseits b/c in dem hauptbelasteten Teil 200 übersteigt, wird die Balligkeit zu tief und der Druckaufnahmebereich (die Belastbarkeit) im belasteten Zustand wird unzulänglich.

Wenn b/c in dem sekundär belasteten Teil kleiner als 0,1 ist, ist die Tiefenausdehnung b der Balligkeit klein, oder die Tiefenausdehnung c der Rillenabschnitte ist groß. Da der sekundär belastete Teil ein Bereich ist, auf welchen eine starke Last ausgeübt wird, ist der Einfluss auf die Formanpassungsfähigkeit klein und kann vernachlässigt werden, sogar wenn die Tiefenausdehnung b der Balligkeit klein ist, wenn jedoch die Tiefenausdehnung c der Rillenabschnitte groß ist, werden die Rillenabschnitte zu tief, und der Ölfilm wird durchbrochen, wodurch das Gleitleistungsverhalten des Gleitlagers geschwächt wird.

Wenn andererseits b/c in dem sekundär belasteten Teil 20 übersteigt, ist die Tiefenausdehnung b der Balligkeit groß, oder die Tiefenausdehnung c der Rillenabschnitte ist klein. Weil sich der sekundär belastete Teil in dem Bereich befindet, auf welchen eine starke Last ausgeübt wird, wird der Druckaufnahmebereich nicht unzulänglich, sogar wenn die Tiefenausdehnung b der Balligkeit groß ist, und der Einfluss auf das Gleitlager kann vernachlässigt werden, wenn jedoch die Tiefenausdehnung c der Rillenabschnitte klein ist, werden die Rillenabschnitte zu flach und die Menge von in den Rillenabschnitten enthaltenem Schmieröl wird zu klein, um den Ölfilm aufrechtzuerhalten, was das Gleitleistungsverhalten des Gleitlagers schwächt.

Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform ist (a/p in dem sekundär belasteten Teil) ≤ (a/p in dem hauptbelasteten Teil). Daher ist der Kontaktbereich der hervorstehenden Abschnitte des sekundär belasteten Teils kleiner als der Kontaktbereich der hervorstehenden Abschnitte des hauptbelasteten Teils, wodurch eine Konstruktion bereitgestellt wird, welche auf einfache Weise durch den Kontakt mit der Welle eine formangepasste Abnutzung erzielt. Daher erreicht der hervorstehende Abschnitt frühzeitig durch Kontakt mit der sich drehenden Welle eine formangepasste Abnutzung und die abgenutzten Abschnitte übernehmen die Funktion einer Druckentlastung bzw. Knautschrücknahme, wodurch es ermöglicht wird, die Funktion der Knautschrücknahme zu erhalten, ohne die Knautschrücknahme auszubilden. Im vorliegenden Fall ist der Bereich, welcher als die Knautschrücknahme dient, der minimal erforderliche Bereich, und daher kann ein Verlust des Schmieröls im Vergleich zum dem Fall einer tatsächlich ausgebildeten Knautschrücknahme so weit wie möglich reduziert werden. In diesem Fall ist der Rillenabschnitt in der Umfangsrichtung ausgebildet und somit kann ein Verlust des Schmieröls in der axialen Richtung weiter verhindert werden. Da ein Verlust des Schmieröls auf diese Weise verhindert werden kann, kann die erforderliche Ölmenge verringert werden und ein dicker Ölfilm wird auf einfache Weise zwischen dem Gleitlager und der Welle erzeugt. Daher kann einer große Last von der Welle aufgenommen werden. Ferner wird, indem der Verlust des Schmieröls verhindert wird, die Menge von Schmieröl zwischen dem Gleitlager und der Welle zu einer ausreichenden Menge um das Auftreten von Kavitation unterdrücken zu können, wodurch es ermöglicht wird, Korrosion der Oberfläche des Gleitlagers aufgrund von Kavitation zu vermeiden.

Da (a/p in dem sekundär belasteten Teil) ≤ (a/p in dem hauptbelasteten Teil), ist die Fläche des flachen Abschnitts des hervorstehenden Abschnitts des hauptbelasteten Teils größer als die Fläche des flachen Abschnitts des hervorstehenden Abschnitts des sekundär belasteten Teils, wodurch in dem hauptbelasteten Teil der Kontaktbereich mit der Welle größer wird als in dem sekundär belasteten Teil und eine größere Last aufgenommen werden kann.

Wie oben beschrieben, wird der Abstand p zwischen den Rillen in dem Bereich von 0,01 mm ≤ p ≤ 1,0 mm eingestellt, und wenn der Abstand p zwischen den Rillen kleiner ist als 0,01 mm, werden die Querschnittsflächen der Rillenabschnitte zu klein, um ausreichend Schmieröl zu enthalten. Wenn der Abstand p zwischen den Rillen 1,0 mm übersteigt, werden die Kontaktbereiche der hervorstehenden Abschnitte, welche später beschrieben werden, zu groß, um frühzeitig eine formangepasste Abnutzung zu erreichen.

Ferner wird, wie oben beschrieben, a/p in dem Bereich von 0 < a/p < 1,0 eingestellt, weil Rillenabschnitte nicht vorhanden sind, wenn a/p nicht kleiner ist als 1,0.

Gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist aufgrund von (a/p in dem sekundär belasteten Teil) ≤ (a/p in dem hauptbelasteten Teil) der Kontaktbereich des hervorstehenden Abschnitts des sekundär belasteten Teils kleiner als der Kontaktbereich des hervorstehenden Abschnitts des hauptbelasteten Teils, wodurch eine Konstruktion bereitgestellt wird, welche auf einfache Weise durch den Kontakt mit der Welle eine formangepasste Abnutzung erzielt. Daher erreicht der hervorstehende Abschnitt frühzeitig durch Kontakt mit der sich drehenden Welle eine formangepasste Abnutzung und die abgenutzten Abschnitte übernehmen die Funktion einer Knautschrücknahme, wodurch es ermöglicht wird, die Funktion der Knautschrücknahme zu erhalten, ohne die Knautschrücknahme auszubilden. Im vorliegenden Fall ist der Bereich, welcher als die Knautschrücknahme dient, der minimal erforderliche Bereich, und daher kann ein Verlust des Schmieröls im Vergleich zum dem Fall einer tatsächlich ausgebildeten Knautschrücknahme so weit wie möglich reduziert werden. In diesem Fall ist der Rillenabschnitt in der Umfangsrichtung ausgebildet und somit kann ein Verlust des Schmieröls in der axialen Richtung weiter verhindert werden. Da ein Verlust des Schmieröls auf diese Weise verhindert werden kann, kann die erforderliche Ölmenge verringert werden und ein dicker Ölfilm wird auf einfache Weise zwischen dem Gleitlager und der Welle erzeugt. Daher kann einer große Last von der Welle aufgenommen werden. Ferner wird, indem der Verlust des Schmieröls verhindert wird, die Menge von Schmieröl zwischen dem Gleitlager und der Welle zu einer ausreichenden Menge, um das Auftreten von Kavitation unterdrücken zu können, wodurch es ermöglicht wird, Korrosion der Oberfläche des Gleitlagers aufgrund von Kavitation zu vermeiden.

Da (a/p in dem sekundär belasteten Teil) ≤ (a/p in dem hauptbelasteten Teil), ist die Fläche des flachen Abschnitts des hervorstehenden Abschnitts des hauptbelasteten Teils größer als die Fläche des flachen Abschnitts des hervorstehenden Abschnitts des sekundär belasteten Teils, wodurch in dem hauptbelasteten Teil der Kontaktbereich mit der Welle gößer wird als in dem sekundär belasteten Teil und eine größere Last aufgenommen werden kann.

Da in dem sekundär belasteten Teil 0 < a/p ist, weisen die Endspitzen als der hervorstehenden Abschnitte in dem sekundär belasteten Teil mitunter spitze Formen auf, und daher wird eine formangepasste Abnutzung aufgrund eines Kontakts mit der Welle auf einfache Weise erreicht. Da in dem hauptbelasteten Teil 0 < a/p ist, weist die Endspitze als der hervorstehende Abschnitt keine spitze Form auf, und es wird der flache Abschnitt des hervorstehenden Abschnitts ausgebildet. Daher wird der Kontaktbereich mit der Welle groß und eine größere Last kann aufgenommen werden.

Gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform ist (a/p in dem sekundär belasteten Teil) ≤ (a/p in dem hauptbelasteten Teil). Daher ist der Kontaktbereich des hervorstehenden Abschnitts des sekundär belasteten Teils kleiner als der Kontaktbereich des hervorstehenden Abschnitts des hauptbelasteten Teils, wodurch eine Konstruktion bereitgestellt wird, welche auf einfache Weise durch den Kontakt mit der Welle eine formangepasste Abnutzung erzielt. Daher erreicht der hervorstehende Abschnitt frühzeitig durch Kontakt mit der sich drehenden Welle eine formangepasste Abnutzung und die abgenutzten Abschnitte übernehmen die Funktion einer Knautschrücknahme, wodurch es ermöglicht wird, die Funktion der Knautschrücknahme zu erhalten, ohne die Knautschrücknahme auszubilden. Im vorliegenden Fall ist der Bereich, welcher als die Knautschrücknahme dient, der minimal erforderliche Bereich, und daher kann ein Verlust des Schmieröls im Vergleich zum dem Fall einer tatsächlich ausgebildeten Knautschrücknahme so weit wie möglich reduziert werden. In diesem Fall ist der Rillenabschnitt in der Umfangsrichtung ausgebildet und somit kann ein Verlust des Schmieröls in der axialen Richtung weiter verhindert werden. Da ein Verlust des Schmieröls auf diese Weise verhindert werden kann, kann die erforderliche Ölmenge verringert werden und ein dicker Ölfilm wird auf einfache Weise zwischen dem Gleitlager und der Welle erzeugt. Daher kann einer große Last von der Welle aufgenommen werden. Ferner wird, indem der Verlust des Schmieröls verhindert wird, die Menge von Schmieröl zwischen dem Gleitlager und der Welle zu einer ausreichenden Menge um das Auftreten von Kavitation unterdrücken zu kön nen, wodurch es ermöglicht wird, Korrosion der Oberfläche des Gleitlagers aufgrund von Kavitation zu vermeiden.

Da (a/p in dem sekundär belasteten Teil) ≤ (a/p in dem hauptbelasteten Teil), wird die Fläche des flachen Abschnitts des hervorstehenden Abschnitts des hauptbelasteten Teils größer als die Fläche des flachen Abschnitts des hervorstehenden Abschnitts des sekundär belasteten Teils, wodurch in dem hauptbelasteten Teil der Kontaktbereich mit der Welle größer wird als in dem sekundär belasteten Teil und eine größere Last aufgenommen werden kann.

Wie oben beschrieben ist a/p in dem sekundär belasteten Teil in dem Bereich von 0 < a/p ≤ 0,4 eingestellt, und in dem hauptbelasteten Tei ist a/p in dem Bereich von 0 < a/p ≤ 0,7 eingestellt, da jedoch a/p in dem sekundär belasteten Teil im Bereich von 0 < a/p ≤ 0,4 eingestellt ist, weisen die hervorstehenden Abschnitte in dem sekundär belasteten Teil die spitzen Formen auf, und daher kann eine formangepasste Abnutzung der hervorstehenden Abschnitte früher erreicht werden. Indem in dem hauptbelasteten Teil 0 < a/p ≤ 0,7 eingestellt ist, weist der hervorstehende Abschnitt in dem hauptbelasteten Teil nicht die spitze Form auf, und daher kann der hervorstehende Abschnitt die zum Aufnehmen einer großen Last geeignete Form aufweisen. Das Verhältnis der Breitenausdehnung des flachen Abschnitts des hervorstehenden Abschnitts zu dem Abstand zwischen den Rillen ist auf 0,7 oder weniger eingestellt, wodurch die Querschnittsfläche des Rillenabschnitts nicht kleiner als notwendig wird und eine ausreichenden Menge von Schmieröl enthalten sein kann.

Vorzugsweise sind die Rillenabschnitte derart ausgebildet, dass ihre Tiefe in dem oben beschriebenen sekundär belasteten Teil größer ist als in dem oben beschriebenen hauptbelasteten Teil. Als Ergebnis wird die Festigkeit des hervorstehenden Abschnitts des sekundär belasteten Teils im Vergleich zu dem hervorstehenden Abschnitt des hauptbelasteten Teils gering, und eine formangepasste Abnutzung des hervorstehenden Abschnitts des sekundär belasteten Teils kann früher erreicht werden.

Vorzugsweise sind an der inneren Umfangsfläche an beiden Endteilen in der Umfangsrichtung des Gleitlagers Knautschrücknahmen entlang der axialen Richtung ausgebildet. Als Ergebnis kann es effektiver vermieden werden, dass eine Verformung in der Nähe der Verbindungsfläche der Endteile des Gleitlagers die Welle lokal berührt.

Vorzugsweise ist in einem im Wesentlichen mittigen Bereich der inneren Umfangsfläche des Gleitlagers eine Ölrille entlang der Umfangsrichtung ausgebildet, in welcher der mittlere Scheitelabschnitt enthalten ist, und ein erhöhter Ölrillenendabschnitt der Ölrille ist in einer Position an einem vorbestimmten Winkel in der Umfangsrichtung ausgehend von einem Endteil des Gleitlagers ausgebildet. Die Ölrille ist auf diese Weise an der inneren Umfangsfläche des Gleitlagers ausgebildet, und daher kann ausreichend Schmieröl zugeführt und zurückgehalten werden, um den Ölfilm zwischen dem Gleitlager und der Welle auszubilden. Der erhöhte Ölrillenendabschnitt der Ölrille ist mit einem vorbestimmten Abstand von den Endteilen des Gleitlagers ausgebildet, und daher kann das Schmieröl in der Ölrille daran gehindert werden, an den Endteilen des Gleitlagers zu entweichen.

Vorzugsweise ist die Überdeckungsschicht auf der inneren Umfangsfläche des Gleitlagers ausgebildet. Dadurch kann das Gleitleistungsverhalten des Gleitlagers verbessert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche das Verhältnis zwischen einem Gehäuse und einem Gleitlager darstellt;
2 ist eine Schnittansicht eines Zustands, in welchem eine Welle durch das Gleitlager gehalten ist;
3 ist eine Schnittansicht des Gleitlagers;
4A-4F sind vergrößerte Schnittansichten, welche entlang der Linie A-A bzw. der Linie B-B in 1 ausgeführt sind;
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Gleitlagers, in welchem Knautschrücknahmen entlang seiner axialen Richtung auf einer inneren Umfangsfläche an beiden Endabschnitten in seiner Umfangsrichtung ausgebildet sind; und
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Gleitlagers, wobei eine Ölrille entlang der Umfangsrichtung auf der inneren Umfangsfläche ausgebildet ist.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1-6 beschrieben. 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Beziehung zwischen Gehäusen 10 und 15 und einem Gleitlager 1 darstellt, 2 ist eine Schnittansicht eines Zustands, in welchem eine Welle 20 durch das Gleitlager 1 gehalten ist, 3 ist eine Schnittansicht (unter Auslassung von Schraffierungen) des Gleitlagers 1, 4A und 4B, 4C und 4D, 4E und 4F sind vergrößerte Schnittansichten, welche entlang der Linie A-A bzw. der Linie B-B in 1 ausgeführt sind, 5 ist eine perspektivische Ansicht des Gleitlagers 1, wobei Knautschrücknahmen 3 entlang einer axialen Richtung auf einer inneren Umfangsfläche beider Endteile 7 in einer Umfangsrichtung des Gleitlagers 1 ausgebildet sind, und 6 ist eine perspektivische Ansicht des Gleitlagers 1, in welchem eine Ölrille 5 auf der inneren Umfangsfläche entlang der Umfangsrichtung ausgebildet ist. Es wird angemerkt, dass die oben beschriebenen Zeichnungen schematische Ansichten des Gleitlagers 1 sind, und dass das Gleitlager 1 mit jeweils überhöht dargestellten oder ausgelassenen Bereichen dargestellt ist, um das Verständnis von Aufbau, Struktur usw. zu erleichtern.
Mit dem Gleitlager 1 wird ein Gleitlager beschrieben, welches als ein Beispiel seiner Verwendung eine Kurbelwelle oder Ähnliches eines Kraftfahrzeugmotors lagert. Wie in 1 dargestellt, ist das Gleitlager 1 als Halbform ausgebildet, und zwei der Gleitlager 1 werden miteinander kombiniert, um es in eine Zylinderform zu bringen und die Welle 20 drehbar zu lagern (siehe 2). Um Lagereigenschaften des Gleitlagers 1 zu genügen, wie zum Beispiel einer Festfress-Unterdrückungseigenschaft, ist die innere Umfangsfläche des Gleitlagers 1 mit einem Gleitmaterial aus einer Kupferlegierung, Aluminiumlegierung, Zinklegierung oder Bleilegierung überzogen, und eine Überdeckungsschicht aus Zink oder einer Bleilegierung oder einem Kunstharz ist je nach Erfordernis ausgebildet. Indem die Überdeckungsschicht ausgebildet wird, kann die Gleiteigenschaft des Gleitlagers 1 verbessert werden.
Auf der inneren Umfangsfläche des Gleitlagers 1 ist eine Vielzahl von Rillenabschnitten 4a-4f entlang der gesamten inneren Umfangsfläche in der Umfangsrichtung mit einem vorbestimmten Abstand p zwischen den Rillen ausgebildet. Der Abstand p zwischen den Rillen ist in dem Bereich von 0,01 mm ≤ p ≤ 1,0 mm eingestellt. Wenn jedoch der Abstand p zwischen den Rillen kleiner ist als 0,01 mm, wird die Querschnittsfläche der Rillenabschnitte 4a-4f zu klein, um ausreichend Schmieröl zu enthalten, und wenn er 1,0 mm übersteigt, wird ein Kontaktbereich von hervorstehenden Abschnitten 8a-8f, welche später beschrieben werden, zu groß, um frühzeitig eine formangepasste Abnutzung zu erreichen. Die Rillenabschnitte 4a-4f sind in einem Bereich eines hauptbelasteten Teils 25 (siehe 3), welcher später beschrieben wird, mit 4a, 4c und 4e bezeichnet, und sind in einem sekundär belasteten Teil 26 (siehe 3), welcher später beschrieben wird, durch 4b, 4d und 4f bezeichnet. Die Querschnittsformen der Rillenabschnitte 4a-4f sind in 4A-4F dargestellt. 4A und 4B sind entlang der Linie A-A und der Linie B-B ausgeführte Querschnittsansichten gemäß einem ersten Beispiel, 4C und 4D sind entlang der Linie A-A und der Linie B-B ausgeführte Querschnittsansichten gemäß einem zweiten Beispiel, und 4E und 4F sind entlang der Linie A-A und der Linie B-B ausgeführte Querschnittsansichten gemäß einem dritten Beispiel. Was die Tiefe der Rillenabschnitte 4a-4f betrifft, ist die Tiefe der Rillenabschnitte 4a-4e durch c₁ bezeichnet, und die Tiefe des Rillenabschnitts 4f ist durch c₂ bezeichnet. c₁ und c₂ sind in dem Bereich von c₁ ≤ 10 μm und c₂ ≤ 10 μm eingestellt.
An Endabschnitten in der axialen Richtung der inneren Umfangsfläche des Gleitlagers 1 sind Balligkeiten 12a und 12b zum Verhindern einer wechselseitigen Beeinträchtigung der Endteile 7 des Lagers 1 und der Welle 20 jeweils in einer von der inneren Umfangsfläche in Richtung einer äußeren Umfangsfläche geneigten Form ausgebildet. Die Balligkeiten 12a und 12b sind bei dem ersten bis dritten Beispiel in dem Bereich des oben beschriebenen hauptbelasteten Teils 25 jeweils durch die Balligkeit 12a dargestellt, und sind bei dem ersten bis dritten Beispiel in dem oben beschriebenen sekundär belasteten Teil 26 durch die Balligkeit 12b dargestellt. Die Querschnittsformen der Balligkeiten 12a in dem hauptbelasteten Teil 25 gemäß dem ersten bis dritten Beispiel sind in 4A, 4C bzw. 4E dargestellt, und die Quer schnittsform der Balligkeit 12b in dem sekundär belasteten Teil 26 gemäß dem ersten bis dritten Beispiel sind in 4B, 4D bzw. 4F dargestellt. Die Tiefen der Balligkeit 12a in dem hauptbelasteten Teil 25 und der Balligkeit 12b in dem sekundär belasteten Teil 26 sind wie in 4 dargestellt durch b₁ und b₂ bezeichnet, und b₁ und b₂ sind im Bereich von b₁ ≤ 20 μm und b₂ ≤ 20 μm bestimmt.
Zur Erläuterung des oben beschriebenen hauptbelasteten Teils 25 und sekundär belasteten Teils 26 unter Bezugnahme auf 3 ist hierbei der hauptbelastete Teil 25 der Teil, welcher zu dem Zeitpunkt einer Drehung der Welle 20, welche durch das Gleitlager 1 gehalten wird, hauptsächlich eine Last aufnimmt, und ist durch einen vorbestimmten Bereich in der Umfangsrichtung dargestellt, wobei ein mittlerer Scheitelteil 2, welcher ein Mittelbereich des Lagers 1 in der Umfangsrichtung ist, des Gleitlagers 1 darin enthalten ist. Dieser hauptbelastete Teil 25 ist durch Winkel α nach links bzw. rechts ausgehend von dem mittleren Scheitelteil 2 dargestellt, und der Winkel α ist üblicherweise in dem Bereich von 30-60 Grad bestimmt. Der Bereich außer dem hauptbelasteten Teil 25 ist der sekundär belastete Teil 26, welcher eine kleinere Last aufnimmt, als diejenige, welche von dem hauptbelasteten Teil 25 zum Zeitpunkt einer Drehung der Welle 20 aufgenommen wird, und der sekundär belastete Teil 26 wird durch einen Winkel β (90 Grad – α) dargestellt. Die Bereiche des hauptbelasteten Teils 25 und des sekundär belasteten Teils 26 müssen nicht beidseitig symmetrisch sein. Wie es in 4A-4F dargestellt ist, sind unter den hervorstehenden Abschnitten 8a-8f der oben beschriebenen Abschnitte 4a-4f an Endspitzen der hervorstehenden Abschnitte 8a und 8b flache Abschnitte 9a bzw. 9b ausgebildet. Wie oben beschrieben, sind gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die flachen Abschnitte 9a und 9b jeweils an einer Endspitze des konvexen Abschnitts 8a des hauptbelasteten Teils 25 und einer Endspitze des konvexen Abschnitts 8b des sekundär belasteten Teils 26 ausgebildet. Eine Zuführungsöffnung 6 zur Zufuhr von Schmieröl in das Gleitlager 1 ist derart ausgebildet, dass sie das Gleitlager 1 an einer Position des mittleren Scheitelteils 2 und im Wesentlichen in der Mitte in der axialen Richtung des Gleitlagers 1 durchdringt, wie es in 1 dargestellt ist.
Die Gleitlager 1, welche wie oben beschrieben aufgebaut sind, werden jeweils an ein Gehäuse 10 (zum Beispiel ein Zylinderblock) und ein Gehäuse 15 (zum Beispiel einen Deckel), aus welchen der Motor aufgebaut ist, angebracht, sind derart aufgebaut, dass sie durch Kombinieren des Gehäuses 10 und des Gehäuses 15 in eine zylindrische Form gebracht wer den können, und werden innerhalb des Motors wie in 1 dargestellt zusammengebaut. Die Welle (Hauptwelle) 20 wird von dem Gleitlager 1 gehalten, welches innerhalb des Motors wie in 2 dargestellt durch die Gehäuse 10 und 15 zusammengefügt ist.
Wenn die durch das Gleitlager 1 gelagerte Welle 20 sich dreht, wird somit das von einer Schmieröl-Zuführungspumpe (nicht dargestellt) geförderte Schmieröl von einer in dem Gehäuse 10 ausgebildeten Ölöffnung 11 über die Zuführungsöffnung 6 in das Gleitlager 1 zugeführt. Dann wird als Ergebnis davon, dass Öl auf die gesamte innere Umfangsfläche des Gleitlagers 1 zugeführt wird, ein Ölfilm zwischen dem Gleitlager 1 und der Welle 20 erzeugt, und die Welle 20 wird durch diesen Ölfilm gleichmäßig drehbar. Das in eine Ölrille 5 zugeführte Schmieröl wird von einer ersten Öldurchführung 21, welche derart vorgesehen ist, dass sie in der radialen Richtung der Welle 20 Eingang findet, durch eine zweite Öldurchführung 22, welche in der axialen Richtung der Welle 20 bereitgestellt ist, geführt, und wird einem Gleitlager (nicht gezeigt) zum Lagern einer Pleuelstangenwelle (nicht gezeigt) zugeführt, um dieses Gleitlager zu schmieren.
Der Aufbau, die Anbringung, die Arbeitsweise usw. des Gleitlagers 1 wurden oben beschrieben, und die Balligkeiten 12a und 12b und die Rillenabschnitte 4a-4f welche einen wesentlichen Teil der vorliegenden Erfindung ausmachen, werden als nächstes unter Bezugnahme auf 4A-4F erläutert. In der nachfolgenden Erläuterung wird in dem Fall, in welchem der flache Abschnitt 9a des konvexen Abschnitts auf dem hervorstehenden Abschnitt 8a in dem hauptbelasteten Teil 25 ausgebildet ist, dessen Breitenausdehnung als a₁ festgelegt, während in dem Fall, in welchem der flache Abschnitt 9b des hervorstehenden Abschnitts auf dem hervorstehenden Abschnitt 8b in dem sekundär belasteten Teil 26 ausgebildet ist, dessen Breitenausdehnung als a₂ festgelegt ist, und eine allgemeine Bezeichnung der Breitenausdehnung a₁ und der Breitenausdehnung a₂ ist eine Breitenausdehnung a. Die Tiefenausdehnung c₁ der Rillenabschnitte 4a-4e wird als c₁ festgelegt, während die Tiefenausdehnung des Rillenabschnitts 4f als c₂ festgelegt wird, und eine allgemeine Bezeichnung der Tiefenausdehnung c₁ und der Tiefenausdehnung c₂ ist eine Tiefenausdehnung c.
Zunächst werden bei dem Gleitlager 1 gemäß der vorliegenden Erfindung die Balligkeiten 12a und 12b jeweils an den Endteilen 13 in der axialen Richtung der inneren Umfangsfläche des Gleitlagers 1 wie oben beschrieben in einer von der inneren Umfangsfläche in Richtung der äußeren Umfangsfläche geneigten Form ausgebildet. Die Balligkeiten 12a und 12b sind auf diese Weise ausgebildet, und daher kann, sogar wenn der Bereich in der Nähe des Mittelteils des Gleitlagers 1 den Ölfilmdruck aufnimmt und in die vertiefte Form verformt wird und die beiden Endteile 13 in der axialen Richtung lokal die Welle 20 berühren, die Formanpassungsfähigkeit nicht nur in dem frühen Verwendungsstadium des Gleitlagers 1, sondern auch kontinuierlich durch Entlastung durch die Balligkeiten 12a und 12b erhöht werden. Dies beruht auf dem Folgenden: Wenn die Balligkeiten 12a und 12b nicht ausgebildet sind, ist die durch den Endteil 13 des Gleitlagers 1 aufgenommene Last groß, und daher wird eine formangepasste Abnutzung in dem frühen Verwendungsstadium auf einfache Weise erreicht, jedoch besteht die Möglichkeit, dass als Ergebnis einer Abnutzung durch Verwendung des Gleitlagers 1 über eine lange Zeit ein Festfressen auftritt. Daher wird, indem die Balligkeiten 12a und 12b ausgebildet werden, der Zustand einer formangepassten Abnutzung wegen der Entlastung der Balligkeiten 12a und 12b aufrechterhalten, ohne ein Festfressen zu verursachen. Als Ergebnis kann das Gleitlager 1 sogar unter den harten Bedingungen einer hohen Geschwindigkeit und starken Belastung verwendet werden.
Die Beziehungen zwischen den Tiefenausdehnungen b₁ und b₂ der oben beschriebenen Balligkeiten 12a und 12b und der Tiefenausdehnung c₁ des Rillenabschnitts 4a sind 1 ≤ b₁/c₁ ≤ 200 bzw. 0,1 ≤ b₂/c₁ ≤ 20.
Wenn b₁/c₂ kleiner ist als 1, ist (die Tiefenausdehnung c der Rillenabschnitte 4a, 4c und 4e) > (die Tiefenausdehnung b der Balligkeit 12a), und weil das Balligkeitsausmaß bezüglich der Last unzulänglich wird, wird die Fähigkeit ungleichmäßigen Kontakt aufzufangen (Formanpassungsfähigkeit) unzulänglich.
Wenn andererseits b₁/c₁ 200 übersteigt, wird die Balligkeit 12a zu tief, und der Druckaufnahmebereich (die Belastbarkeit) im belasteten Zustand wird unzulänglich.
Wenn b₂/c₁ kleiner ist als 0,01, ist die Tiefenausdehnung b₂ der Balligkeit 12b klein oder die Tiefenausdehnung c₁ der Rillenabschnitte 4b, 4d und 4f wird groß. Da der sekundär belastete Teil 26 ein Bereich ist, auf welchen eine starke Last ausgeübt wird, ist der Einfluss der Formanpassungsfähigkeit gering und kann, sogar wenn die Tiefenausdehnung b₂ der Balligkeit klein ist, vernachlässigt werden. Wenn jedoch die Tiefenausdehnung c₁ der Rillenab schnitte 4b, 4d und 4f groß ist, werden die Rillenabschnitte 4b, 4d und 4f zu tief und der Ölfilm wird durchbrochen, wodurch das Gleitleistungsverhalten des Gleitlagers 1 geschwächt wird.
Wenn andererseits b₂/c₁ 200 übersteigt, ist die Tiefenausdehnung b₂ der Balligkeit 12b groß oder die Tiefenausdehnung c₁ der Rillenabschnitte 4b, 4d und 4f ist klein. Da der sekundär belastete Teil 26 ein Bereich ist, auf welchen eine starke Last ausgeübt wird, wird der Druckaufnahmebereich, sogar wenn die Tiefenausdehnung b₂ der Balligkeit 12b groß ist, nicht unzulänglich und der Einfluss auf das Gleitlager 1 kann vernachlässigt werden. Wenn jedoch die Tiefenausdehnung c₁ der Rillenabschnitte 4b, 4d und 4f klein ist, werden die Rillenabschnitte 4b, 4d und 4f zu flach, und die Menge von Schmieröl welches in den Rillenabschnitten 4b, 4d und 4f enthalten ist, wird zu klein, um dem Ölfilm vorzuhalten, was das Gleitleistungsverhalten des Gleitlagers 1 schwächt.
Die Beziehung zwischen b₁/c₁ und b₂/c₁ ist b₂/c₁ < b₁/c₁, d. h. (b/c in dem sekundär belasteten Teil) < (b/c in dem hauptbelasteten Teil). Daher ist die Tiefenausdehnung b der Balligkeit 12a in dem hauptbelasteten Teil 25 derart ausgebildet, dass sie größer ist als die Tiefenausdehnung b der Balligkeit 12b in dem sekundär belasteten Teil 26. Wenn daher der Bereich in der Nähe des Mittelteils des Gleitlagers 1 den Ölfilmdruck aufnimmt und in eine vertiefte Form verformt wird und beide Endteile 13 in der axialen Richtung die Welle 20 lokal berühren, ist das Ausmaß der Verformung in dem hauptbelasteten Teil 25, welcher eine größere Last aufnimmt, größer als in dem sekundär belasteten Teil 26, jedoch ist die Tiefenausdehnung b der Balligkeit 12a ebenfalls derart ausgebildet, dass sie groß ist und eine große Entlastung bezüglich der Welle 20 bietet. Daher tritt es nicht auf, dass beide Endteile 13 des Gleitlagers 1 signifikant verformt werden, so dass sie nahe an der Welle 20 liegen, so dass der Anpressdruck ansteigt. Als Ergebnis kann auch in dem hauptbelasteten Teil 25, welcher eine große Last aufnimmt, die Formanpassungsfähigkeit nicht nur in dem frühen Verwendungsstadium des Gleitlagers, sondern auch kontinuierlich erhöht werden.
Bei dem Gleitlager 1 lauten die Beziehungen zwischen den oben beschriebenen Breitenausdehnungen a₁ und a₂ und dem Abstand p zwischen den Rillen 0 < a₁/p <1,0 und 0 < a₂/p <1,0. Wenn a₁/p und a₂/p nicht kleiner als 1 sind, sind die Rillenabschnitte 4a und 4b wie zuvor beschrieben nicht vorhanden, und daher gilt a₁/p <1,0 und a₂/p <1,0. Die Beziehung zwischen a₁/p und a₂/p lautet a₂/p ≤ a₁/p. Da (a/p in dem sekundär belasteten Teil 26) ≤ (a/p in dem hauptbelasteten Teil 25), ist nämlich der Kontaktbereich der hervorstehenden Abschnitte 8b-8d des sekundär belasteten Teils 26 kleiner als der Kontaktbereich des hervorstehenden Abschnitts 8a des hauptbelasteten Teils 25, wodurch eine Konstruktion bereitgestellt wird, welche auf einfache Weise eine formangepasste Abnutzung erzielt. Daher erreichen die hervorstehenden Abschnitte 8b-8d frühzeitig eine formangepasste Abnutzung durch Kontakt mit der Welle 20 und der abgenutzte Abschnitt übernimmt die Funktion einer Knautschrücknahme 3, wodurch es ermöglicht wird, die Funktion der Knautschrücknahme 3, d. h. lokal eine Verformung oder Lücke zu korrigieren, welche in der Nähe der Passfläche des Gleitlagers 1 auftritt, zu erhalten, ohne die Knautschrücknahme 3 auszubilden. In diesem Fall ist der Bereich, welcher als die Knautschrücknahme 3 dient, der minimal erforderliche Bereich, und daher kann ein Verlust des Schmieröls im Vergleich zu dem Fall, dass die Knautschrücknahme 3 tatsächlich ausgebildet ist so weit wie möglich reduziert werden. Im vorliegenden Fall sind die Rillenabschnitte 4a-4d in der Umfangsrichtung ausgebildet, und daher kann ein Verlust des Schmieröls in der axialen Richtung weiter verhindert werden. Da auf diese Weise ein Verlust des Schmieröls verhindert werden kann, kann die erforderliche Ölmenge verringert werden und ein dickerer Ölfilm wird auf einfache Weise zwischen dem Gleitlager 1 und der Welle 20 erzeugt. Daher kann von der Welle 20 eine große Last darauf aufgenommen werden. Ferner wird, indem der Verlust des Schmieröls verhindert wird, die Menge des Schmieröls zwischen dem Gleitlager 1 und der Welle 20 ausreichend, um ein Auftreten von Kavitation innerhalb des Schmieröls unterdrücken zu können, wodurch es möglich wird, Korrosion der Oberfläche des Gleitlagers 1 aufgrund von Kavitation zu verhindern.
Da a₂/p ≤ a₁/p, d. h. (a/p in dem sekundär belasteten Teil 26) ≤ (a/p in dem hauptbelasteten Teil 25), ist die Fläche des flachen Abschnitts 9a des hervorstehenden Abschnitts 8a des hauptbelasteten Teils 25 größer als die Fläche des flachen Abschnitts 9b der hervorstehenden Abschnitte 8b-8d des sekundär belasteten Teils 26, wodurch in dem hauptbelasteten Teil 25 der Kontaktbereich mit der Welle 20 größer wird als in dem sekundär belasteten Teil 26 und eine größere Last aufgenommen werden kann.
Bei dem Gleitlager 1 gemäß dem ersten Beispiel ist somit der flache Abschnitt 9a an der Endspitze des hervorstehenden Abschnitts 8a des Rillenabschnitts 4a des hauptbelasteten Teils 25 ausgebildet (siehe 4A), und der flache Abschnitt 9b ist an der Endspitze des her vorstehenden Abschnitts 8b des Rillenabschnitts 4b des sekundär belasteten Teils 26 ausgebildet (siehe 4B). Da die Beziehung zwischen der Breitenausdehnung a₁ des Abschnitts 9a und der Breitenausdehnung a₂ des flachen Abschnitts 9b a₂ < a₁ lautet, ist der Kontaktbereich des hervorstehenden Abschnitts 8b des sekundär belasteten Teils 26 kleiner als der Kontaktbereich des hervorstehenden Abschnitts 8a des hauptbelasteten Teils 25, wodurch eine Konstruktion bereitgestellt wird, welche auf einfache Weise eine formangepasste Abnutzung durch Kontakt mit der Welle 20 erreicht. Daher kann wie oben beschrieben eine formangepasste Abnutzung des hervorstehenden Abschnitts 8b frühzeitig durch Kontakt mit der sich drehenden Welle 20 erreicht werden.
Bei dem oben beschriebenen ersten Beispiel wurde erläutert, dass die flachen Abschnitte 9a und 9b der hervorstehenden Abschnitte an dem hervorstehenden Abschnitt 8a des Rillenabschnitts 4a des hauptbelasteten Teils 25 bzw. dem hervorstehenden Abschnitt 8b des Rillenabschnitts 4b des sekundär belasteten Teils 26 ausgebildet sind, und ein zweites Beispiel, bei welchem kein flacher Abschnitt des hervorstehenden Abschnitts an den Endspitzen des hervorstehenden Abschnitts 8c des Rillenabschnitts 4c des hauptbelasteten Teils 25 und des hervorstehenden Abschnitts 8d des Rillenabschnitts 4d des sekundär belasteten Teils 26 ausgebildet ist, wird als nächstes beschrieben.
Anders als der hervorstehende Abschnitt 8a des Rillenabschnitts 4a des hauptbelasteten Teils 25 und der hervorstehende Abschnitt 8b des Rillenabschnitts 4b des sekundär belasteten Teils 26 gemäß dem ersten Beispiel, weisen die Endspitzen eines hervorstehenden Abschnitts 8c des Rillenabschnitts 4c des hauptbelasteten Teils 25 und ein hervorstehender Abschnitt 8d des Rillenabschnitts 4d des sekundär belasteten Teils 26 jeweils eine spitze Form ohne den daran ausgebildeten flachen Abschnitt auf, wie es in 4C und 4D dargestellt ist. Dies kommt durch a₁ = 0, a₁/p = 0 und a₂ = 0, a₂/p = 0 zum Ausdruck. Auf diese Weise ist kein flacher Abschnitt an der Endspitze des hervorstehenden Abschnitts 8d ausgebildet, und dadurch kann eine formangepasste Abnutzung des hervorstehenden Abschnitts 8d frühzeitig erreicht werden. Hier kann bei dem hervorstehenden Abschnitt 8c des Rillenabschnitts 4c des hauptbelasteten Teils 25 der flache Abschnitt 9b an seiner Endspitze ausgebildet sein wie bei dem hervorstehenden Abschnitt 8b des Rillenabschnitts 4b des sekundär belasteten Teils 26 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Im Vorangegangenen wurde das zweite Beispiel erläutert, bei welchem die flachen Abschnitte an den Endspitzen des hervorstehenden Abschnitts 8c des Rillenabschnitts 4c des hauptbelasteten Teils 25 und dem hervorstehenden Abschnitt 8d des Rillenabschnitts 4d des sekundär belasteten Teils 26 nicht ausgebildet sind, und die Rillenabschnitte 4b und 4d des sekundär belasteten Teils 26 gemäß dem oben beschriebenen ersten Beispiel und zweiten Beispiel sind beide derart ausgebildet, dass sie dieselbe Tiefe aufweisen (zum Beispiel ungefähr 1,5 μm) wie die Rillenabschnitte 4a und 4c des hauptbelasteten Teils 25. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr kann, wie es in 4E und 4F dargestellt ist, die Tiefenausdehnung c₂ des Rillenabschnitts 4f in dem sekundär belasteten Teil 26 derart ausgebildet sein, dass sie tiefer ist (zum Beispiel ungefähr 5 μm) als die Tiefenausdehnung c₁ des Rillenabschnitts 4e in dem hauptbelasteten Teil 25 (drittes Ausführungsbeispiel). Auf diese Weise erhält der hervorstehende Abschnitt 8f des sekundär belasteten Teils 26 eine niedrigere Festigkeit im Vergleich zu dem hervorstehenden Abschnitt 8e des hauptbelasteten Teils 25, und eine formangepasste Abnutzung des hervorstehenden Abschnitts 8f des sekundär belasteten Teils 26 kann frühzeitig erreicht werden. In diesem Fall können die flachen Abschnitte 9a und 9b an ihren Endspitzen ausgebildet sein wie bei dem hervorstehenden Abschnitt 8a des Rillenabschnitts 4a des hauptbelasteten Teils 25 und dem hervorstehenden Abschnitt 8b des Rillenabschnitts 4b des sekundär belasteten Teils 26 gemäß dem ersten Beispiel. In 4A, 4B, 4C, 4D, 4E und 4F sind die Rillenabschnitte der Balligkeitsabschnitte weggelassen.
Die Rillenabschnitte 4a-4f und die hervorstehenden Abschnitte 8a-8f gemäß dem ersten bis dritten Beispiel wurden somit beschrieben, und es wurde erläutert, dass in dem hauptbelasteten Teil 25 die Beziehung 0 < a₁/p <1 eingestellt ist. Jedoch ist es stärker bevorzugt, a₁/p in dem Bereich von 0 <a₁/p ≤ 0,7 einzustellen. Auf diese Weise weist der hervorstehende Abschnitt 8a in dem hauptbelasteten Teil 25 keine spitze Form auf, und daher kann der hervorstehende Abschnitt 8a in einer Form ausgebildet sein, welche zum Aufnehmen einer großen Last geeignet ist. Das Verhältnis der Breitenausdehnung des flachen Abschnitts 9a dem Abstand zwischen den Rillen wird auf 0,7 oder weniger eingestellt, wodurch die Querschnittsfläche des Rillenabschnitts 4a nicht unnötig klein wird und eine ausreichende Menge von Schmieröl enthalten sein kann.
Bei dem ersten bis dritten Beispiel wurde erläutert, dass in dem sekundär belasteten Teil 26 die Beziehung 0 < a₂/p < 1 eingestellt ist. Jedoch ist es stärker bevorzugt, a₂/p in dem Bereich von 0 < a₂/p ≤ 0,4 einzustellen. Auf diese Weise weisen die hervorstehenden Abschnitte 8b, 8d und 8f in dem sekundär belasteten Teil 26 eine spitze Form auf, und daher kann eine formangepasste Abnutzung der hervorstehenden Abschnitte 8b, 8d und 8f frühzeitig erreicht werden.
Bei den oben beschriebenen Beispielen ist keine so genannte Knautschrücknahme 3 nicht an der inneren Umfangsfläche von beiden Endabschnitten 7 in der Umfangsrichtung des Gleitlagers 1 ausgebildet, jedoch können die Knautschrücknahmen 3 ausgebildet sein, wie es in 5 dargestellt ist. Die Knautschrücknahme 3 dient dazu, eine Verformung in der Nähe der Passfläche aufzufangen, welche auftritt, wenn eine Abweichung zwischen den Passflächen der Endabschnitte 7 der Gleitlager 1 auftritt, wenn die Höhe der Gleitlager 1 zu hoch ist oder Ähnliches. Eine Abweichung und Verformung an diesen Passflächen wird zu einem Wulst oder Ähnlichem in der radialen Richtung und berührt die Welle 20, und daher werden die inneren Umfangsflächen an beiden Endabschnitten 7 in der Umfangsrichtung zuvor in vertiefte Formen eingekerbt, um die Knautschrücknahmen 3 auszubilden, wodurch deren lokaler Kontakt mit der Welle verhindert wird. Die Knautschrücknahme 3 wird in ihrer Tiefe in Richtung der Seite des mittleren Scheitelabschnitts 2 des Gleitlagers allmählich flacher. Es sollte bemerkt werden, dass die Tiefe der Knautschrücknahme 3 in dem Bereich von 0,01 bis 0,05 mm eingestellt ist. Die auf diese Weise ausgebildete Knautschrücknahme 3 und kann eine Verformung in der Nähe der Passflächen der Endabschnitte 7 der Gleitlager 1 in effektiverer Weise hindern, die Welle 20 lokal zu berühren.
Bei dem bislang beschriebenen Ausführungsbeispiele ist keine so genannte Ölrille 5 an der inneren Umfangsfläche entlang der Umfangsrichtung des Gleitlagers 1 ausgebildet, jedoch kann wie in 6 dargestellt, die Ölrille 5 ausgebildet sein. Die Ölrille 5 dient dazu, Schmieröl zwischen das Gleitlager 1 und die Welle 20 zuzuführen, und ist im Wesentlichen mittig in der axialen Richtung entlang der Umfangsrichtung ausgebildet. Die Ölrille 5 ist mit einer festen Tiefe über einen vorbestimmten Bereich ausgebildet, und ihre beiden Endabschnitte sind als erhöhte Ölrillenendabschnitte 5a ausgebildet. Die erhöhten Ölrillenendabschnitte 5a sind an Positionen mit vorbestimmten Winkeln (zum Beispiel in dem Bereich von 0 bis 20 Grad) ausgehend von den Endabschnitten 7 des Gleitlagers 1 ausgebildet. Auf diese Weise wird die Ölrille 5 ausgebildet, und dadurch kann ausreichend Schmieröl zum Ausbilden eines Ölfilms zwischen dem Gleitlager 1 und der Welle 20 gewährleistet werden. Die erhöhten Ölrillenendabschnitte 5a der Ölrille 5 sind in vorbestimmten Abständen von den Endabschnitten 7 des Gleitlagers 1 ausgebildet, und daher kann das Schmieröl innerhalb der Ölrille 5 daran gehindert werden, an den Endabschnitten 7 des Gleitlagers 1 auszulaufen.
Es wurde im Zusammenhang mit dem ersten Beispiel ein Gleitlager dargestellt, bei welchem die Breite des flachen Abschnitts 9a an der Endspitze des hervorstehenden Abschnitts 8a in dem hauptbelasteten Teil 25 größer ist als die Breite des flachen Abschnitts 9b an der Endspitze des hervorstehenden Abschnitts 8b, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und ein Gleitlager, bei welchem die Breite des flachen Abschnitts 9a an der Endspitze des hervorstehenden Abschnitts 8a in dem hauptbelasteten Teil 25 und die Breite des flachen Abschnitts 9b an der Endspitze des hervorstehenden Abschnitts 8b in dem sekundär belasteten Teil 26 von der gleichen Größe sind, kann verwendet werden. Dies ermöglicht es, den hauptbelasteten Teil 25 und den sekundär belasteten Teil 26 durch denselben Arbeitsprozess herzustellen, wodurch die Herstellungskosten verringert werden können. Bezüglich der Rillenquerschnittsform ist in 4 eine Kreisbogenform dargestellt, jedoch kann auch eine V-Form verwendet werden.
Das oben beschriebene Gleitlager 1 ist zum Lagern der Kurbelwelle oder Ähnlichem eines Kraftfahrzeugmotors ausgestaltet, jedoch kann das Gleitlager 1 auch für andere Verbrennungsmotoren oder Vergleichbares verwendet werden, ohne auf Kraftfahrzeugmotoren beschränkt zu sein.

Claims

Gleitlager (1), welches als Halbform ausgebildet ist, wovon zwei miteinander kombiniert werden, um eine zylindrische Form aufzubauen, mit einer Vielzahl von Rillenabschnitten (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 3f), welche auf einer inneren Umfangsfläche entlang ihrer Umfangsrichtung mit einem vorbestimmten Abstand zwischen den Rillen und einer vorbestimmten Tiefenausdehnung ausgebildet sind, wobei Balligkeiten (12a, 12b) zum Verhindern einer wechselseitigen Beeinträchtigung mit einer Welle (20) jeweils in einer von einer inneren Umfangsfläche in Richtung einer äußeren Umfangsfläche geneigten Form an Endteilen (13) in einer axialen Richtung der inneren Umfangsfläche ausgebildet sind, und wobei in einem hauptbelasteten Teil (25), welcher sich in der Umfangsrichtung in einem vorbestimmten Bereich befindet, in welchem ein mittlerer Scheitelabschnitt (2) des Gleitlagers enthalten ist, und welcher hauptsächlich eine Last aufnimmt, wenn die Welle (20) sich dreht, und einem sekundär belasteten Teil (26), welcher eine kleinere Last aufnimmt als die von dem hauptbelasteten Teil (25) aufgenommene Last, eine Tiefenausdehnung c der Rillenabschnitte (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 4f) und eine Tiefenausdehnung b der Balligkeiten (12a, 12b), die folgenden Beziehungen A, B und C aufweisen: (A)1 ≤ b/c in dem hauptbelasteten Teil (25) ≤ 200, (B) 0,1 ≤ b/c in dem sekundär belasteten Teil (26) ≤ 20, und (C) b/c in dem sekundär belasteten Teil (26) < b/c in dem hauptbelasteten Teil (25).
Gleitlager nach Anspruch 1, wobei ein hervorstehender Abschnitt (8a, 8b) der Rillenabschnitte (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 4f) jeweils in einer flachen Form ausgebildet ist und ein Abstand p zwischen den Rillen der Rillenabschnitte (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 4f) und eine Ausdehnung a eines flachen Abschnitts (9a, 9b) der Rillenabschnitte (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 4f) in dem hauptbelasteten Teil und dem sekundär belasteten Teil die folgenden Beziehungen D, E und F aufweisen: (D) 0,01 mm ≤ p ≤ 1,0 mm, (E) 0 < a/p < 1,0 und (F) a/p in dem sekundär belasteten Teil (26) ≤ a/p in dem hauptbelasteten Teil (25).
Gleitlager nach Anspruch 1, wobei ein hervorstehender Abschnitt (8a, 8b) der Rillenabschnitte (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 4f) jeweils in einer flachen Form ausgebildet ist und ein Abstand p zwischen den Rillen der Rillenabschnitte (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 4f) und eine Ausdehnung a eines flachen Abschnitts (9a, 9b) der Rillenabschnitte (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 4f) in dem hauptbelasteten Teil und dem sekundär belasteten Teil die folgenden Beziehungen D, E und F aufweisen: (D) 0,01 mm ≤ p ≤ 1,0 mm, (E) 0 < a/p < 1,0 im sekundär belasteten Teil, 0 < a/p < 1,0 im hauptbelasteten Teil, und (F) a/p in dem sekundär belasteten Teil (26) ≤ a/p in dem hauptbelasteten Teil (25).
Gleitlager nach Anspruch 1, wobei hervorstehende Abschnitte (8a, 8b) der Rillenabschnitte (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 4f) jeweils in einer flachen Form ausgebildet sind und ein Abstand p zwischen den Rillen der Rillenabschnitte (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 4f) und eine Ausdehnung a eines flachen Abschnitts (9a, 9b) des Rillenabschnitts (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 4f) in dem hauptbelasteten Teil und dem sekundär belasteten Teil die folgenden Beziehungen D, E und F aufweisen: (D) 0,01 mm ≤ p ≤ 1,0 mm, (E) 0 < a/p ≤ 0,4 im sekundär belasteten Teil, 0 < a/p ≤ 0,7 im hauptbelasteten Teil, und (F) a/p in dem sekundär belasteten Teil (26) ≤ a/p in dem hauptbelasteten Teil (25).
Gleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rillenabschnitte (4a, 4b; 4c, 4d; 4e, 4f) derart ausgebildet sind, dass ihre Tiefe in dem sekundär belasteten Teil (26) größer ist als in dem hauptbelasteten Teil (25).
Gleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der inneren Umfangsfläche an beiden Endteilen (7) in der Umfangsrichtung des Gleitlagers (1) Knautschrücknahmen (3) entlang seiner axialen Richtung ausgebildet sind.
Gleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem im Wesentlichen mittigen Bereich der inneren Umfangfläche des Gleitlagers (1) eine Ölrille (5) entlang der Umfangsrichtung ausgebildet ist, in welcher der mittlere Scheitelabschnitt (2) enthalten ist, und wobei ein erhöhter Ölrillenendabschnitt (5a) der Ölrille (5) in einer Position an einem vorbestimmten Winkel in der Umfangsrichtung ausgehend von einem Endteil (7) des Gleitlagers (1) ausgebildet ist.
Gleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Überdeckungsschicht auf der inneren Umfangsfläche des Gleitlagers (1) ausgebildet ist.