DE102006033329A1 - Internal combustion engine crankshaft bearing has two bearing sections connected by bearing screw, and molded inlay part that is clamped with base part by separate mounting part in force-fit and form-fit manner - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kurbelwellenlager einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei durch mindestens eine Lagerschraube verbundenen Lagerabschnitten, von denen mindestens einer der Lagerabschnitte ein Kurbelgehäuse aufweist und mindestens einer der Lagerabschnitte als zusammengesetzter Lagerabschnitt ausgebildet ist, der mindestens ein in seinem Grundteil eingegossenes Einlegteil aufweist.The The invention relates to a crankshaft bearing of an internal combustion engine with at least two connected by at least one bearing screw Bearing sections, of which at least one of the bearing sections a crankcase and at least one of the bearing sections as a composite Bearing portion is formed, the at least one in its base having poured Einlegteil.
Ein Kurbelwellenlager der eingangs genannten Art ist bekannt. Ein solches Lager besteht aus einem ein Kurbelgehäuse aufweisendem ersten Lagerabschnitt und einem zweiten, als Lagerdeckel ausgebildeten Lagerabschnitt, der auf dem das Kurbelgehäuse aufweisenden Lagerabschnitt aufgeschraubt ist. Beide Lagerabschnitte bestehen – zum Beispiel zur Gewichtsersparnis – ganz oder teilweise aus einem Leichtmetall. Um die mechanischen Eigenschaften des zusammengesetzten Lagerabschnitts bei weiterhin geringem Gewicht zu modifizieren, wird in das Grundteil ein Einlegteil aus einem anderen Werkstoff eingegossen, sodass ein zusammengesetzter Lagerabschnitt entsteht. Der zusammengesetzter Lagerabschnitt bildet zum Beispiel eine Grundplatte mit den Lagerdeckeln des Kurbelwellenlagers. Da bei einigen Materialkombinationen unterschiedlicher Werkstoffe untereinander keine Verbindung möglich ist, sind das Grundteil und das Einlegteil in ihren Grenzbereichen mit ineinandergreifenden Vorsprüngen und Ausnehmungen versehen, die für einen Formschluss zwischen Grundteil und Einlegteil sorgen. Diese Ausbildung des Lagerdeckels hat jedoch den Nachteil, dass es durch Vibrationen und/oder durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung des Grundteils und des Einlegteils zu einem Ablösen des Einlegteils vom umgebenden Grundteil kommt und somit das Kurbelwellenlager in seiner Festigkeit und Steifigkeit den Belastungen nicht mehr gerecht wird. Da das Grundteil das Einlegteil hauptsächlich entlang der Ausrichtung seiner Lagerteilungsebene umgibt, die quer zur den Verbindungskräften der Lagerabschnitte verläuft, wird bei einem Ablösen des Grundteils vom Einlegteil insbesondere das Einleiten von Querkräften in das Grundteil verhindert.One Crankshaft bearing of the type mentioned is known. Such Bearing consists of a crankcase having a first bearing portion and a second bearing section designed as a bearing cap, the one on the crankcase having bearing portion is screwed. Both bearing sections exist - for example for weight savings - whole or partly of a light metal. To the mechanical properties the composite bearing section with still low weight To modify, in the basic part is a Einlegteil from a cast other material, so that a composite bearing section arises. The composite bearing portion forms, for example, a Base plate with the bearing caps of the crankshaft bearing. There at Some material combinations of different materials with each other no connection possible is, the base part and the inlay part are in their border areas with interlocking tabs and recesses provided for ensure a positive connection between the base and Einlegteil. These However, training of the bearing cap has the disadvantage that it is through Vibrations and / or by the different thermal expansion of the base part and the insert part for detaching the insert part from the surrounding base part comes and thus the crankshaft bearing in its strength and rigidity no longer meet the burdens. Since the base part of the Einlegteil mainly surrounds the orientation of its bearing pitch plane, the transverse to the connection forces the bearing sections runs, will when peeling off of the base part of the insert part in particular the introduction of shear forces in the base prevents.
Zur
Unterstützung
eines einteiligen Lagerdeckels ohne Grundteil ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einwirkende Kräfte auf das Einlegteil eines zusammengesetzten Lagerabschnitts in das umgebende Grundteil einzuleiten.Of the Invention is based on the object, acting forces the Einlegteil a composite bearing portion in the surrounding base initiate.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass das eingegossene Einlegteil durch ein separates Befestigungsteil kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Grundteil verspannt ist. Unter einem separaten Befestigungsteil ist ein zusätzliches Befestigungsteil zu verstehen, das unabhängig von der Wirkung der Lagerschrauben und einer Ausbildung einer Ausnehmungs-Hintergriff-Struktur zwischen Grundteil und Einlegteil wirken kann. Das separate Befestigungsteil ist zum Beispiel ein Klemmteil, dass das Einlegteil und das Grundteil durch Druckkräfte oder Zugkräfte kraftschlüssig verspannt. Durch dieses Verspannen können einwirkende Kräfte auf das Einlegteil eines zusammengesetzten Lagerabschnitts in das umgebende Grundteil eingeleitet werden.to solution This object is provided that the cast-Einlegteil by a separate fastener non-positively and / or positively with the base is braced. Under a separate attachment part is an additional attachment part to understand that independently on the action of the bearing bolts and forming a recess-backgrip structure between base and insert can act. The separate attachment part For example, a clamping part that is the Einlegteil and the base by pressure forces or tensile forces force fit braced. By this tensioning acting forces can the insert part of a composite bearing section in the surrounding Basic part to be initiated.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das Verspannen des Einlegteils und des Grundteils quer zu einer Längsachse der Lagerschraube erfolgt. Die Lagerschrauben sind weitgehend senkrecht auf einer Lagerteilungsebene ausgerichtet, die durch die beiden Lagerabschnitte gebildet wird. Bei dem zusammengesetzten Lagerabschnitt ist das als Lagerdeckel ausgebildete Einlegteil in einem als Rahmen (Bedplate) ausgebildeten Grundteil eingegossen, wobei das Einlegteil insbesondere bezüglich der zu einer Lagerteilungsebene parallelen Richtungen umgeben ist. Um die Verbindung der somit nebeneinander angeordneten Bereiche des Einlegteils und Grundteils zu erhöhen und um eine permanente Krafteinleitung vom Einlegteil in das Grundteil zu ermöglichen, erfolgt das Verspannen quer zur Längsachse der Lagerschrauben.Farther it is envisaged that the bracing of the insert and the base transverse to a longitudinal axis the bearing screw takes place. The bearing screws are largely vertical aligned on a bearing pitch plane passing through the two bearing sections is formed. In the composite bearing section is the insert designed as a bearing cover in a frame (bedplate) molded base molded, in particular the Einlegteil in terms of the direction parallel to a bearing pitch plane is surrounded. To the connection of the thus juxtaposed areas of the insert and base to increase and to a permanent To allow force introduction from the insert part into the base part the clamping takes place transversely to the longitudinal axis of the bearing screws.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das separate Befestigungsteil durch mindestens eine Schraube, insbesondere eine quer zu der Lagerschraube verlaufende Querschraube, ausgebildet ist. Das kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verspannen von Einlegteil und Grundteil erfolgt dabei durch ein direktes Verschrauben dieser beiden Teile. Hierzu ist die Schraube durch einen Kanal innerhalb des Grundteils bis zum Einlegteil geführt, stützt sich einerseits mit ihrem Schraubenkopf an einer Außenseite des Grundteils ab und ist mit ihrem dem Schraubenkopf gegenüberliegenden Ende im Einlegteil verschraubt. Diese Verschraubung sorgt für die kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verspannung. Ist die Schraube quer zu den Lagerschrauben ausgerichtet, so handelt es sich um eine Querschraube, die für eine Querverschraubung des Einlegteils und des Grundteils des zusammengesetzten Lagerabschnitts sorgt.Especially is provided that the separate fastening part by at least a screw, in particular a transverse to the bearing screw Transverse screw, is formed. The non-positive and / or positive clamping Insert and base are made by direct screwing of these two parts. For this purpose, the screw is through a channel within the Basic part led to the Einlegteil, on the one hand supports with her Screw head on an outside of the base and is opposite to her the screw head End screwed in the Einlegteil. This gland ensures the frictional and / or positive Strain. If the screw is aligned transversely to the bearing screws, so it is a transverse screw, which is for a cross screw of the Insert part and the base of the composite bearing section provides.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einlegteil und das Grundteil des zusammengesetzten Lagerabschnitts mindestens eine formschlüssig ineinandergreifende Ausnehmungs-Vorsprung-Struktur ausbilden. Dazu sind die jeweiligen Seitenflächen des Einlegteils und des Grundteils profiliert mit ineinander greifenden Vorsprüngen und Ausnehmungen vorgesehen, die zum Beispiel eine zahnähnliche Struktur in einem Grenzbereich bilden und für ein Ineinandergreifen der Zähne wie bei einem Reißverschluss sorgen.According to a development of the invention it is provided that the Einlegteil and the base of the composite bearing section mindes form a form-fitting interlocking recess-projection structure. To this end, the respective side surfaces of the insert and the base are profiled with interlocking projections and recesses which, for example, form a tooth-like structure in a border area and provide meshing of the teeth as in a zipper.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Lagerschraube quer durch die Ausnehmungs-Vorsprung-Struktur verläuft, wobei mindestens ein Axialabschnitt dieser Lagerschraube vollständig von der Ausnehmungs-Vorsprung-Struktur umgeben ist. Bei diesem Durchgreifen kann es durch die Klemmwirkung zwischen den im Kurbelgehäuse verschraubten Teil der Lagerschraube und dem Schraubenkopf bei hinreichender Elastizität des Einlegteils und des Grundteils zu einer kraftschlüssigen Verspannung zwischen Einlegteil und Grundteil kommen.Farther is provided that the bearing screw across the recess-projection structure runs, wherein at least one axial portion of this bearing screw completely from the recess projection structure is surrounded. In this crackdown It may be due to the clamping action between the bolted in the crankcase part the bearing screw and the screw head with sufficient elasticity of the insert and the base to a frictional tension between Einlegteil and base come.
Insbesondere ist vorgesehen, dass sich der zusammengesetzte Lagerabschnitt mit seinem Einlegteil im Bereich eines Lagerstuhls gegen den anderen Lagerabschnitt abstützt. Dabei kann das Einlegteil den Lagerstuhl mitbilden.Especially is provided that the composite bearing section with his Einlegteil in the range of a bearing chair against the other Bearing supported. In this case, the Einlegteil can make the camp chair.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das Grundteil und das Kurbelgehäuse aus einem ersten Material, insbesondere einem Leichtmetall, bestehen. Sind das Grundteil und das Kurbelgehäuse aus dem gleichen Material gefertigt, so weisen beide Lagerabschnitte auch gleiche Materialeigenschaften, wie zum Beispiel einen gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, auf. Werden die Grundteile insbesondere aus Leichtmetall gefertigt, so ergibt sich ein relativ geringes Gewicht des Kurbelwellenlagers.Farther is provided that the base and the crankcase off a first material, in particular a light metal exist. Are the base and crankcase made of the same material? manufactured, both bearing sections also have the same material properties, such as an equal thermal expansion coefficient, on. If the base parts are made in particular of light metal, This results in a relatively low weight of the crankshaft bearing.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das Einlegteil aus einem zweiten Material, insbesondere einem Eisenmetall, besteht. Durch die Verwendung eines Einlegteils aus einem Eisenmetall kann das Einlegteil in das Grundteil aus Leichtmetall eingegossen werden. Durch die Wahl dieser Werkstoffe für das Grundteil und das Einlegteil wird eine hohe Festigkeit und Steifigkeit des zusammengesetzten Lagerabschnitts bei geringem Gewicht erreicht.With Advantage is provided that the insert part of a second material, in particular a ferrous metal. By using a Einlegteils of a ferrous metal, the Einlegteil in the base part be poured from light metal. By choosing these materials for the Base and insert will have high strength and rigidity achieved the composite bearing section with low weight.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das erste Material Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist. Aluminium oder auf Aluminiumlegierungen sind besonders leichte und in der Bearbeitung gut handhabbare Metalle.Farther It is envisaged that the first material is aluminum or an aluminum alloy is. Aluminum or aluminum alloys are particularly lightweight and in handling easy to handle metals.
Alternativ ist vorgesehen, dass das erste Material Magnesium oder eine Magnesiumlegierung ist. Magnesium oder auf Magnesiumlegierungen sind besonders leichte Metalle.alternative It is envisaged that the first material is magnesium or a magnesium alloy is. Magnesium or magnesium alloys are particularly light Metals.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das zweite Material einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als das erste Material. Durch eine entsprechende Materialkombination aus erstem und zweitem Material lässt sich ein gleichbleibend gutes Lagerspiel erreichen. Das zweite Material ist insbesondere ein Eisenmetall (Blockgussmaterial, Sinterstahl).Farther is provided that the second material has a lower coefficient of thermal expansion has as the first material. Through an appropriate combination of materials From the first and second material can be a consistent achieve good bearing clearance. The second material is in particular a ferrous metal (ingot casting material, sintered steel).
Insbesondere ist vorgesehen, dass das zweite Material ein höheres Elastizitätsmodul aufweist als das erste Material. Durch die Verwendung eines zweiten Materials mit höherem Elastizitätsmodul wird eine höhere Steifigkeit erreicht. Das zweite Material ist dazu insbesondere ein Eisenmetall.Especially it is envisaged that the second material has a higher modulus of elasticity has as the first material. By using a second Materials with higher modulus of elasticity will be a higher Stiffness achieved. The second material is particular a ferrous metal.
Schließlich ist vorgesehen, dass das Einlegteil – zumindest teilweise – in das Grundteil aufgenommen ist. Da bei einigen Materialkombinationen unterschiedlicher Werkstoffe untereinander keine Verbindung möglich ist, ist das Einlegteil – zumindest teilweise – in das Grundteil aufgenommen.Finally is provided that the Einlegteil - at least partially - in the Basic part is included. Because with some material combinations different Materials with each other no connection is possible, is the Einlegteil - at least partially - in the Basic part added.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert und zwar zeigt:The The invention will be explained in more detail with reference to the figures, in which:
Die
Das
Grundteil
Durch
die fehlende kraftschlüssige
Verbindung zwischen dem Grundteil
Die
- 11
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 22
- Lagerabschnittbearing section
- 33
- Lagerabschnittbearing section
- 44
- zusammengesetzter Lagerabschnittcomposite bearing section
- 55
- Bedplatebedplate
- 66
- Grundteilbase
- 77
- Lagerdeckelbearing cap
- 88th
- Einlegteilunion end
- 99
- Lagerbohrungbearing bore
- 1010
- Kurbelgehäusecrankcase
- 1111
- Lagerschraubebearing screw
- 1212
- Lagerschraubebearing screw
- 1313
- Kanalchannel
- 1414
- LagerteilungsebeneBearing division plane
- 1515
- Schraubenkopfscrew head
- 1616
- Außenseiteoutside
- 1717
- EndeThe End
- 1818
- EndeThe End
- 1919
- Grenzbereichborder area
- 2020
- Ausnehmungs-Vorsprung-StrukturRecessing edge structure
- 2121
- Zahnstrukturtooth structure
- 2222
- Längsachselongitudinal axis
- 2323
- Längsachselongitudinal axis
- 2424
- Kurbelwellenlagercrankshaft bearings
- 2525
- Axialabschnittaxial
- 2626
- Querschraubetransverse screw
- 2727
- Schraubescrew
- 2828
- Befestigungsteilattachment portion
- 2929
- Bohrungdrilling
- 3030
- Außengewindeexternal thread
- 3131
- Innengewindeinner thread
- 3232
- Schraubenkopfscrew head
- 3333
- SeitenwandSide wall
- HH
- Tiefedepth
- DD
- Durchmesserdiameter
Claims (13)
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- 2006-07-19 DE DE200610033329 patent/DE102006033329B4/en not_active Expired - Fee Related
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