DE102005030307B4

DE102005030307B4 - Kurbelwellenhauptlager und Massenausgleichsgetriebelager

Info

Publication number: DE102005030307B4
Application number: DE102005030307.2A
Authority: DE
Inventors: Martin Klein; Ronald Joseph Thompson; Michael DeVore; Michael D. Lytwynec
Original assignee: Federal Mogul Wiesbaden GmbH
Current assignee: Federal Mogul Wiesbaden GmbH
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2025-06-24
Also published as: WO2006136432A3; WO2006136432A2; EP1893878A2; JP2008544188A; KR20080022112A; BRPI0612304A2; US20090226123A1; DE102005030307A1

Abstract

Kurbelwellenhauptlager (2) mit einem Lagergehäuse (20) und einer in dem Lagergehäuse (20) eingesetzten Oberschale (4) und einer Unterschale (3), wobei das Lagergehäuse (20) mindestens eine Ölzuführung (21) an der Oberschale (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschale (3) eine einteilige Lagerschale ist, und dass die Oberschale (4) aus einer Lagerschalenanordnung (10) mit zwei halbkreisförmigen Lagerschalenhälften (11') besteht, die in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Lagerschalenhälften (11') ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Ölkanal (14) gebildet wird, in den die Ölzuführung (21) mündet, wobei die beiden Lagerschalenhälften (11') an ihrer Außenwand jeweils ein Axiallagerteil (13) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurbelwellenhauptlager sowie ein Massenausgleichsgetriebelager.
Die Kurbelwelle von Kfz- oder Lkw-Motoren ist in so genannten Hauptlagern gelagert, über die die Ölversorgung des Pleuellagers der Kurbelwelle erfolgt. Die Hauptlager werden mit und ohne Bund ausgeführt. Um diese Ölversorgung zu gewährleisten, weist das Hauptlager eine obere Lagerschale auf, die mindestens eine Ölbohrung und eine über den gesamten Innenumfang sich erstreckende Ölnut aufweist. Der entsprechende Kurbelwellenzapfen besitzt eine radiale Ölbohrung, durch die das in der oberen Lagerschale bereitgestellte Öl abgeführt und dem Pleuellager zugeführt wird. Die obere Lagerschale ist vorzugsweise eine Bundlagerschale, die an beiden Seiten jeweils eine Anlaufscheibe aufweist. Derartige Bundlagerschalen sind beispielsweise aus der US 4,845,817 A bekannt. In der Regel handelt es sich jedoch um so genannte gebaute Bundlagerschalen, bei denen die Anlaufscheiben beweglich an der Lagerschale angeordnet sind.
Lagerschalen mit und ohne Bund und mit Ölnut werden auch in so genannten Massenausgleichsgetriebelagern eingesetzt.
Die Anforderungen an solche Lagerschalen betreffen unter anderem die Größe des Strömungsquerschnitts der Ölnut. Um eine möglichst große Ölmenge bereitstellen zu können, ist eine breite und tiefe Ölnut wünschenswert. Allerdings sind der Tiefe im Hinblick auf die Stabilität der Lagerschale Grenzen gesetzt. Aufgrund der geringen Materialdicke am Nutgrund liegt der Lagerschalenrücken unter Umständen nicht vollständig in der Lageraufnahme an. Bei zu breiten Ölnuten ist wiederum der verbleibende Tragbereich der Lagerschale zu gering.
Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Lagerschalen besteht darin, dass die mittlere Ölnut durch einen zerspanenden Arbeitsgang hergestellt werden muss, dass mindestens eine Ölbohrung eingebracht werden muss und dass das entfernte Material als Abfall entsorgt werden muss. Bei der Erzeugung der Ölnut als auch bei der Erzeugung der Ölbohrung entstehen kleinste Späne (Flitter). Diese sind im Fertigungsprozess äußerst störend und müssen durch aufwendige Waschoperationen beseitigt werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Kurbelwellenhauptlager und ein Massenausgleichsgetriebelager bereitzustellen, die jeweils die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest verringern.
Diese Aufgabe wird mit einem Kurbelwellenhauptlager nach Anspruch 1 beziehungsweise einem Massenausgleichsgetriebelager nach Anspruch 2 gelöst.
Das erfindungsgemäße Kurbelwellenhauptlager mit einem Lagergehäuse und einer in dem Lagergehäuse eingesetzten Oberschale und einer Unterschale, wobei das Lagergehäuse mindestens eine Ölzuführung an der Oberschale aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschale eine einteilige Lagerschale ist, und dass die Oberschale aus einer Lagerschalenanordnung mit zwei halbkreisförmigen Lagerschalenhälften besteht, die in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Lagerschalenhälften ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Ölkanal gebildet wird, in den die Ölzuführung mündet, wobei die beiden Lagerschalenhälften an ihrer Außenwand jeweils ein Axiallagerteil aufweisen.
Das erfindungsgemäße Massenausgleichsgetriebelager mit einem Lagergehäuse und einer in dem Lagergehäuse eingesetzten Oberschale und einer Unterschale, wobei das Lagergehäuse mindestens eine Ölzuführung an der Oberschale aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschale eine einteilige Lagerschale ist, und dass die Oberschale aus einer Lagerschalenanordnung mit zwei halbkreisförmigen Lagerschalenhälften besteht, die in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Lagerschalenhälften ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Ölkanal gebildet wird, in den die Ölzuführung mündet, wobei die beiden Lagerschalenhälften an ihrer Außenwand jeweils ein Axiallagerteil aufweisen.
Während bei herkömmlichen Bundlagerschalen das Zwischenbundmaß zwischen den beiden Axiallagerteilen festliegt, kann dieser nunmehr frei gewählt werden. Die Lagerschalenhälften sind dadurch variabel einsetzbar.
Vorzugsweise sind beide Lagerschalenhälften identisch. Die Herstellung lässt sich dadurch erheblich vereinfachen.
Vorzugsweise weist die halbkreisförmige Lagerschalenhälfte mindestens einen Haltenocken in der Teilfläche auf. Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist in jeder Teilfläche ein Haltenocken vorgesehen. Das Vorsehen von jeweils mindestens einem Haltenocken in jeder Teilfläche hat den Vorteil, dass eine hohe Fluchtungsgenauigkeit gewährleistet und ein axiales Wandern in der Lagerschalengasse verhindert wird.
Die Erfindung bezieht sich vorzugsweise auf Lagerschalen mit einem Durchmesser von 20 mm bis 150 mm.
Zwischen den beiden Lagerschalenhälften wird ein Ölkanal gebildet, für dessen Tiefe die gesamte Dicke der Lagerschale zur Verfügung steht. Wenn die Breite der Lagerschalenhälfte der Breite des Tragflächenanteils herkömmlicher Lagerschalen entspricht, weist der Ölkanal einen größeren Strömungsquerschnitt auf als eine Ölnut in den herkömmlichen Lagerschalen. Umgekehrt kann bei gleichem Strömungsquerschnitt wie bei herkömmlichen Lagerschalen der Tragflächenanteil durch eine entsprechend größere Breite der Lagerschalenhälfte erhöht werden.
Die Breite des Ölkanals und damit der Strömungsquerschnitt kann vom Benutzer selbst gewählt werden, indem er den Abstand der Lagerschalenhälften zueinander festlegt.
Der aufwendige Arbeitsgang zur Herstellung der Ölnut entfällt, Späne fallen nicht an und gleichzeitig wird ein erheblicher Anteil an Lagermaterial eingespart.
Eine halbkreisförmige Lagerschalenhälfte, die mit einer zweiten halbkreisförmigen Lagerschalenhälfte zu einer Lagerschale zusammensetzbar ist, ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass für das Verhältnis V von Lagerschalendurchmesser D in mm zu Breite B₂ in mm der Lagerschalenhälfte gilt: 2,5 ≤ V ≤ 6 für 20 ≤ D ≤ 24 2,4 ≤ V ≤ 10 für 24 ≤ D ≤ 40 4 ≤ V ≤ 12 für 40 ≤ D ≤ 60 5 ≤ V ≤ 20 für 60 ≤ D ≤ 100 4,8 ≤ V ≤ 20 für 100 ≤ D ≤ 150
Die Lagerschalen zeichnen sich durch eine geringere Schieflage der Teilflächen (≤ 0,03 mm) in Bezug auf den Scheitelbereich aus.
Eine besondere Verwendung von mindestens zwei halbkreisförmigen Lagerschalenhälften ist für ölgeschmierte Lager, insbesondere in Fahrzeugmotoren, vorgesehen.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein nicht erfindungsgemäßes Lager in perspektivischer Darstellung
2 ein Lager gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform in perspektivischer Darstellung,
3 einen Schnitt durch die Oberschale der 2 in eingebautem Zustand, und
4 eine Lagerschalenhälfte gemäß einer weiteren Ausführungsform.
In der 1 ist ein Lager 1 mit einer Lagerschale bzw. Oberschale 4 und einer Unterschale 3 dargestellt. Solche Lager werden u. a. als Massenausgleichsgetriebelager eingesetzt. Während die Unterschale 3 eine Glattschale ist, besteht die Oberschale 4 aus einer Lagerschalenanordnung 10 mit zwei halbkreisförmigen Lagerschalenhälften 11, die beabstandet zueinander angeordnet sind, so dass zwischen den beiden Lagerschalenhälften 11 ein Zwischenraum 12 gebildet wird, der im eingebauten Zustand zusammen mit dem Lagergehäuse einen Ölkanal bildet, wie im Zusammenhang mit der 3 erläutert wird.
In der 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Lagers 1 dargestellt, wobei die Oberschale 4 aus einer Lagerschalenanordnung 10 mit zwei zueinander beabstandet angeordneten Lagerschalenhälften 11' gebildet wird, die an ihrem Außenrand jeweils ein Axiallagerteil 13 aufweisen. Solche Lager werden unter anderem als Kurbelwellenhauptlager 2 eingesetzt. Auch in dieser Ausführungsform besteht die Unterschale 3 aus einer Glattschale.
Oberschale und Unterschale aus zwei zueinander beabstandet angeordneten Lagerschalen können im Massenausgleichsgetriebe ebenfalls zum Einsatz kommen.
In der 3 ist ein Schnitt durch die in 2 gezeigte Lageranordnung dargestellt, wobei der Schnitt durch die Oberschale 10 mit Bund verläuft. Zusätzlich ist das Lagergehäuse 20 eingezeichnet, das mittig eine Ölzuführung 21 aufweist. Diese Ölzuführung 21 mündet in den Zwischenraum 12 zwischen den beiden Lagerschalenhälften 11', der damit einen Ölkanal 14 bildet. Die gesamte Lagerschalendicke steht für den Ölkanal 14 zur Verfügung.
In der 4 ist in perspektivischer Darstellung eine Lagerschalenhälfte mit Axiallagerteil 13 dargestellt. Jede Teilfläche 16 der halbkreisförmigen Lagerschalenhälfte 11' besitzt einen Haltenocken 15.

In der nachfolgenden Tabelle sind für verschiedene Lagerschalendurchmesser die Breite B₂ und das Verhältnis V = D/B₂ für die Lagerschalenhälften angegeben. Zusätzlich sind die dazugehörigen Breiten B₁ aufgeführt, die sich auf die aus zwei Lagerschalenhälften zusammengesetzten Lagerschalen beziehen. B₁ beinhaltet daher auch die Breite des Ölkanals. Tabelle

D [mm]	B₁ [mm]	B₂ [mm]	V = D/B₂
20 bis 22	10 – 20	4 – 8	5,5 – 2,5
22 bis 24	10 – 20	4 – 8	6 – 2,75
24 bis 28	10 – 22	4 – 10	7 – 2,4
28 bis 34	12 – 22	4 – 10	8,5 – 2,8
34 bis 40	12 – 25	4 – 10	10 – 2,4
40 bis 45	12 – 25	5 – 10	9 – 4
45 bis 60	12 – 25	5 – 10	12 – 4,5
60 bis 80	12 – 28	5 – 12	16 – 5
80 bis 100	12 – 35	5 – 12	20 – 6,7
100 bis 120	14 – 40	6 – 15	20 – 6,7
120 bis 150	25 – 60	10 – 25	15 – 4,8

Bezugszeichenliste

1: Lager
2: Kurbelwellenhauptlager
3: Unterschale
4: Oberschale
10: Lagerschalenanordnung
11, 11': halbkreisförmige Lagerschalenhälfte
12: Zwischenraum
13: Axiallagerteil
14: Ölkanal
15: Haltenocken
16: Teilfläche
20: Lagergehäuse
21: Ölzuführung

Claims

Kurbelwellenhauptlager (2) mit einem Lagergehäuse (20) und einer in dem Lagergehäuse (20) eingesetzten Oberschale (4) und einer Unterschale (3), wobei das Lagergehäuse (20) mindestens eine Ölzuführung (21) an der Oberschale (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschale (3) eine einteilige Lagerschale ist, und dass die Oberschale (4) aus einer Lagerschalenanordnung (10) mit zwei halbkreisförmigen Lagerschalenhälften (11') besteht, die in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Lagerschalenhälften (11') ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Ölkanal (14) gebildet wird, in den die Ölzuführung (21) mündet, wobei die beiden Lagerschalenhälften (11') an ihrer Außenwand jeweils ein Axiallagerteil (13) aufweisen.
Massenausgleichsgetriebelager mit einem Lagergehäuse (20) und einer in dem Lagergehäuse (20) eingesetzten Oberschale (4) und einer Unterschale (3), wobei das Lagergehäuse (20) mindestens eine Ölzuführung (21) an der Oberschale (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschale (3) eine einteilige Lagerschale ist, und dass die Oberschale (4) aus einer Lagerschalenanordnung (10) mit zwei halbkreisförmigen Lagerschalenhälften (11) besteht, die in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Lagerschalenhälften (11) ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Ölkanal (14) gebildet wird, in den die Ölzuführung (21) mündet, wobei die beiden Lagerschalenhälften (11) an ihrer Außenwand jeweils ein Axiallagerteil (13) aufweisen.
Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Lagerschalenhälften (11, 11') identisch sind.
Lager nach einem der vorrangegangenen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschalenhälfte (11, 11') wenigstens eine Teilfläche (16) aufweist, an der ein Haltenocken (15) angeordnet ist.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschalenhälfte (11, 11') wenigstens eine Teilfläche (16) aufweist, an der jeweils ein Haltenocken (15) angeordnet ist.