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Die Erfindung betrifft ein Gleitlager zur Lagerung einer Kraftfahrzeugwelle und ein Verbrennungsmotor mit einem solchen Gleitlager.
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Aus der
DE 10 2010 022 512 A1 ist bereits ein Gleitlager zur Lagerung einer Kraftfahrzeugwelle, mit einer Lagerschale, die zur Schmiermittelversorgung eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut und eine Zulauföffnung aufweist, bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Beschädigung eines die Kraftfahrzeugwelle aufweisenden Verbrennungsmotors zu vermeiden. Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Gleitlager entsprechend dem Anspruch 1 und einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor entsprechend dem Anspruch 5 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einem Gleitlager zur Lagerung einer Kraftfahrzeugwelle, mit zumindest einer Lagerschale, die zur Schmiermittelversorgung wenigstens eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut und eine in der Nut angeordnete Zulauföffnung aufweist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Zulauföffnung in Umfangsrichtung betrachtet außermittig zur Nut angeordnet ist. Dadurch kann realisiert werden, dass sich die Nut ausgehend von der Zulauföffnung in die Umfangsrichtungen unterschiedlich erstreckt, wodurch die Nut bezogen auf die Zulauföffnung in Umfangsrichtung asymmetrisch ausgeführt werden kann. Dadurch kann die Nut hinsichtlich einer Abfuhr von Schmutzpartikel vorteilhaft angeordnet werden, wodurch die Schmutzpartikel zuverlässig abgeführt werden können. Durch die asymmetrische Nut kann über gezielte lokale Änderungen eines Lagerspiels ein Austrittsverhalten eines Schmiermittels, in dem die Schmutzpartikel enthalten sein können, vorteilhaft beeinflusst werden. Dadurch können die Schmutzpartikel während einem Motorstart eines das Gleitlager aufweisenden Verbrennungsmotors ausgespült werden, bevor diese, insbesondere bei hohen Lagerlasten und Drehzahlen, in einen Kontaktbereich zwischen dem Gleitlager und der Kraftfahrzeugwelle gelangen und ein Lagermaterial des Gleitlagers schädigen. Durch die asymmetrische Nut kann eine Schmutzverträglichkeit des Gleitlagers verbessert und eine Lebensdauer des Gleitlagers erhöht werden. Es kann ein Ausfall des Gleitlagers verhindert werden, wodurch eine Beschädigung des die Kraftfahrzeugwelle und das Gleitlager aufweisenden Verbrennungsmotors vermieden werden kann. Der Begriff „Umfangsrichtung” ist insbesondere auf eine durch das Gleitlager bereitgestellte Lagerachse bezogen, sodass der Ausdruck „Umfangsrichtung” eine Richtung bezeichnet, die um die Lagerachse herum verläuft. Das Gleitlager ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die Kraftfahrzeugwelle drehbar um die Lagerachse zu lagern. In einem montierten Zustand des Gleitlagers und der Kraftfahrzeugwelle fällt eine Rotationsachse der Kraftfahrzeugwelle vorzugsweise mit der Lagerachse des Gleitlagers zusammen. Die Zulauföffnung ist vorzugsweise als eine Zulaufbohrung ausgebildet.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Zulauföffnung in Umfangsrichtung betrachtet außermittig zur Lagerschale angeordnet ist. Dadurch kann eine Position der Zulauföffnung hinsichtlich der Abfuhr der Schmutzpartikel vorteilhaft an eine Drehrichtung der Kraftfahrzeugwelle angepasst werden, wodurch die Abfuhr der Schmutzpartikel aus dem Gleitlager verbessert werden kann.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Nut ein in die Umfangsrichtung gerichtetes Nutende aufweist, an dem die Zulauföffnung angeordnet ist, wodurch realisiert werden kann, dass die Zulauföffnung die Nut in Umfangsrichtung begrenzt. In dem montierten Zustand ist die Zulauföffnung vorzugsweise dazu vorgesehen, die Nut in eine in Drehrichtung der Kraftfahrzeugwelle gerichtete Umfangsrichtung zu begrenzen. Durch eine Anordnung der Lagerschale, durch die die Zulauföffnung die Nut in die in Drehrichtung der Kraftfahrzeugwelle gerichtete Umfangsrichtung begrenzt, können die Schmutzpartikel von einer Spielverengung zwischen dem Gleitlager und Kraftfahrzeugwelle und damit von dem Kontaktbereich ferngehalten werden. Dadurch kann das Schmiermittel, das die Schmutzpartikel enthalten könnte, aus dem Gleitlager abgeführt werden, bevor die Schmutzpartikel schädigend in den Kontaktbereich gelangen. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgebildet, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Nut ein in die Umfangsrichtung gerichtetes Nutende aufweist, an dem die Lagerschale endet, wodurch realisiert werden kann, dass eine Freiräumung in der Lagerschale die Nut in Umfangsrichtung begrenzt. Die Freiräumung bildet vorteilhaft eine lokale, einen Leckagepfad bildende Spielvergrößerung zwischen dem Gleitlager und der Kraftfahrzeugwelle aus, wodurch das Schmiermittel abgeführt werden kann. In dem montierten Zustand ist die Freiräumung der Lagerschale vorzugsweise dazu vorgesehen, die Nut in eine entgegen der Drehrichtung der Kraftfahrzeugwelle gerichtete Umfangsrichtung zu begrenzen. Die Nut ist in Umfangsrichtung vorzugsweise durch die Zulauföffnung und die Freiräumung begrenzt. In dem montierten Zustand ist die Nut vorzugsweise dazu vorgesehen, ausgehend von der Zulauföffnung sich in die in Drehrichtung der Kraftfahrzeugwelle gerichtete Umfangsrichtung zu erstrecken.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Nut eine in Umfangsrichtung gerichtete Erstreckung aufweist, die kleiner ist als eine in Umfangsrichtung gerichtete Erstreckung der Lagerschale. Durch eine solche verkürzte Nut kann ein Reibungsverlust reduziert und ein Schmiermitteldruck aufgrund eines höheren Widerstands erhöht werden.
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Weiter wird ein Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, mit einer als Kurbelwelle ausgebildeten Kraftfahrzeugwelle und zumindest einem erfindungsgemäßen zur Lagerung der Kraftfahrzeugwelle vorgesehenem Gleitlager vorgeschlagen. Dadurch kann der Verbrennungsmotor vor Beschädigung geschützt werden, wodurch ein besonders langlebiger Verbrennungsmotor bereitgestellt werden kann.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 teilweise einen Querschnitt durch ein Gleitlager, das eine Kraftfahrzeugwelle eines Verbrennungsmotors lagert und
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2 eine Lagerschale des Gleitlagers.
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1 zeigt einen Teil eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs. Der Verbrennungsmotor weist eine Kraftfahrzeugwelle 10 mit einer Rotationsachse 11 auf. Die Kraftfahrzeugwelle 10 rotiert in einem Betrieb des Verbrennungsmotors um seine Rotationsachse 11. In einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors, in dem die Kraftfahrzeugwelle 10 motorisch angetrieben wird, weist die Kraftfahrzeugwelle 10 eine Drehrichtung 21 auf. Die Kraftfahrzeugwelle 10 ist als eine Kurbelwelle ausgebildet. Grundsätzlich ist es aber auch grundsätzlich denkbar, dass die Kraftfahrzeugwelle 10 als eine Nockenwelle ausgebildet ist.
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Zur Gleitlagerung der Kraftfahrzeugwelle 10 weist der Verbrennungsmotor ein Gleitlager 12 auf, das die Kraftfahrzeugwelle 10 um die Rotationsachse 11 drehbar aufnimmt. Das Gleitlager 12 ist in einem Lagerstuhl 13 des Verbrennungsmotors angeordnet. Das Gleitlager 12 ist als ein hydrodynamisches Gleitlager ausgebildet. In der 1 ist teilweise ein Querschnitt durch das Gleitlager 12 und die Kraftfahrzeugwelle 10 dargestellt.
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Das Gleitlager 12 weist zwei Lagerschalen auf, wobei in der 1 lediglich die Lagerschale 14 der zwei Lagerschalen dargestellt ist. Die zwei Lagerschalen 14 sind in einem montierten Zustand zu einer Lagerbuchse zusammengefügt. Die Lagerschalen 14 weisen eine Teilungsebene 15 auf, an der sie sich mit ihren in Umfangsrichtung 16 gerichteten Schalenenden 17, 18 kontaktieren. Die Teilungsebene 15 ist parallel zur Rotationsachse 11 der Kraftfahrzeugwelle 10 orientiert. Die Rotationsachse 11 liegt in der Teilungsebene 15. Die Lagerschalen 14 sind horizontal angeordnet. Sie sind oberhalb und unterhalb der Kraftfahrzeugwelle 10 angeordnet. Die in der 1 dargestellte Lagerschale 14 ist oberhalb der Kraftfahrzeugwelle 10 angeordnet. Die Lagerschale 14 ist als eine obere Lagerschale ausgebildet.
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Die in der 1 dargestellte Lagerschale 14 ist ebenfalls in der 2 dargestellt. Eine Darstellungsebene der 2 ist parallel zur Teilungsebene 15 orientiert. In der 1 ist die Lagerschale 14 entlang einer Schnittlinie AA geschnitten dargestellt. Die Lagerschale 14 umgibt teilweise die Kraftfahrzeugwelle 10. Die Umfangsrichtung 16 der Lagerschale 14 verläuft in dem montierten Zustand um die Rotationsachse 11 herum. Die Lagerschale 14 weist eine innere Mantelfläche 19 und eine äußere Mantelfläche 20 auf. Die innere Mantelfläche 19 ist der Kraftfahrzeugwelle 10 zugewandt und die äußere Mantelfläche 20 ist der Kraftfahrzeugwelle 10 abgewandt. Die innere Mantelfläche 19 ist konkav und die äußere Mantelfläche 20 konvex ausgebildet. Entlang einer radialen Richtung betrachtet ist die Lagerschale 14 zwischen der Kraftfahrzeugwelle 10 und dem Lagerstuhl 13 angeordnet. Die Lagerschale 14 weist ferner eine Freiräumung 30 auf. Die Freiräumung 30 ist an dem Schalenende 18 angeordnet. Die Freiräumung 30 ist als eine Fase ausgebildet.
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Zur Schmiermittelversorgung weist die Lagerschale 14 eine in die Umfangsrichtung 16 verlaufende Nut 22 und eine in der Nut 22 angeordnete Zulauföffnung 23 auf. Die Nut 22 erstreckt sich hauptsächlich in die Umfangsrichtung 16. Die Nut 22 und die Zulauföffnung 23 sind zum Zuführen eines Schmiermittels unter Druck zwischen die Lagerschalen 14 und die Kraftfahrzeugwelle 10 vorgesehen. Das Schmiermittel ist als ein Öl ausgebildet.
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Die Nut 22 ist zur Kraftfahrzeugwelle 10 hin geöffnet. Sie ist an der inneren Mantelfläche 19 der Lagerschale 14 angeordnet. Die Zulauföffnung 23 ist in die Umfangsrichtung 16 betrachtet außermittig zur Nut 22 angeordnet. In Umfangsrichtung 16 betrachtet erstreckt sich die Nut 22 asymmetrisch zur Zulauföffnung 23. Die Nut 22 erstreckt sich in die Umfangsrichtung 16 ausgehend von der Zulauföffnung 23 unterschiedlich. Eine von der Zulauföffnung 23 ausgehende Erstreckung der Nut 22 in eine entgegen der motorischen Drehrichtung 21 der Kraftfahrzeugwelle 10 gerichtete Umfangsrichtung 24 und eine von der Zulauföffnung 23 ausgehende Erstreckung der Nut 22 in eine in die motorische Drehrichtung 21 der Kraftfahrzeugwelle 10 gerichtete Umfangsrichtung 25 unterscheiden sich voneinander. Der Unterschied der in Umfangsrichtung 16 gerichteten Erstreckung der Nut 22 ausgehend von der Zulauföffnung 23 ist Abhängig von der Drehrichtung 21 der motorisch angetriebenen Kraftfahrzeugwelle 10. Die von der Zulauföffnung 23 ausgehende Erstreckung der Nut 22 in die entgegen der motorischen Drehrichtung 21 der Kraftfahrzeugwelle 10 gerichtete Umfangsrichtung 24 ist größer als die von der Zulauföffnung 23 ausgehende Erstreckung der Nut 22 in die in die motorische Drehrichtung 21 der Kraftfahrzeugwelle 10 gerichtete Umfangsrichtung 25.
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Die Zulauföffnung 23 ist in die Umfangsrichtung 16 betrachtet außermittig zur Lagerschale 14 angeordnet. Ein in die Umfangsrichtung 16 gerichteter Abstand der Zulauföffnung 23 zum Schalenende 17 und ein in die Umfangsrichtung 16 gerichteter Abstand der Zulauföffnung 23 zum Schalenende 18 unterscheiden sich voneinander. Der Unterschied der in Umfangsrichtung 16 gerichteten Abstände der Zulauföffnung 23 zu den Schalenenden 17, 18 ist abhängig von der Drehrichtung 21 der motorisch angetriebenen Kraftfahrzeugwelle 10. Der Abstand der Zulauföffnung 23 entlang der Umfangsrichtung 25 zum Schalenende 17 ist kleiner als der Abstand der Zulauföffnung 23 entlang der Umfangsrichtung 24 zum Schalenende 18.
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Die Nut 22 weist eine in die Umfangsrichtung 16 gerichtete Erstreckung auf, die kleiner ist als eine in die Umfangsrichtung 16 gerichtete Erstreckung der Lagerschale 14. Die Nut 22 weist zwei in die Umfangsrichtung 16 gerichtete Nutenden 26, 27 auf. Das erste Nutende 26 ist beabstandet zu beiden Schalenenden 17, 18 angeordnet. An dem ersten Nutende 26 ist die Zulauföffnung 23 angeordnet. Die Zulauföffnung 23 begrenzt in die Umfangsrichtung 16 die Nut 22. Sie begrenzt die Nut 22 in die in die motorische Drehrichtung 21 der Kraftfahrzeugwelle 10 gerichtete Umfangsrichtung 25. Entlang der Drehrichtung 21 der Kraftfahrzeugwelle 10 betrachtet, endet die Nut 22 in der Zulauföffnung 23. Ausgehend von der Zulauföffnung 23 erstreckt sich die Nut 22 entlang der Umfangsrichtung 16 lediglich in Richtung einer der Schalenenden 17, 18. Ausgehend von der Zulauföffnung 23 erstreckt sich die Nut 22 lediglich in die in die entgegen der motorischen Drehrichtung 21 der Kraftfahrzeugwelle 10 gerichtete Umfangsrichtung 24. Die Lagerschale 14 umfasst einen Nut-freien Umfangsbereich 28 und einen Nut-aufweisenden Umfangsbereich 29. Die Zulauföffnung 23 trennt die Umfangsbereiche 28, 29 voneinander. Entlang der Umfangsrichtung 16 betrachtet ist die Zulauföffnung 23 zwischen dem Nut-freien Umfangsbereich 28 und dem Nut-aufweisenden Umfangsbereich 29 angeordnet.
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An dem zweiten Nutende 27 ist das Schalenende 18 angeordnet. Entlang einer der Drehrichtung 21 der Kraftfahrzeugwelle 10 entgegengerichteten Drehrichtung betrachtet, endet die Nut 22 an dem Schalenende 18 der Lagerschale 14. Das zweite Nutende 27 ist lediglich zu dem Schalenende 17 beabstandet angeordnet. Das Schalenende 18 begrenzt in die Umfangsrichtung 16 die Nut 22. Es begrenzt die Nut 22 in die entgegen der motorischen Drehrichtung 21 der Kraftfahrzeugwelle 10 gerichtete Umfangsrichtung 24. Die Nut 22 erstreckt sich ausgehend von der Zulauföffnung 23 in die Umfangsrichtung 16 bis zu dem Schalenende 18. Die Nut 22 ist in die Umfangsrichtung 16 betrachtet durch die Zulauföffnung 23 und das Schalenende 18 begrenzt.
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Da die Freiräumung 30 an dem zweiten Schalenende 18 angeordnet ist, ist die Freiräumung 30 an dem zweiten Nutende 27 angeordnet. Entlang der der Drehrichtung 21 der Kraftfahrzeugwelle 10 entgegengerichteten Drehrichtung betrachtet, endet die Nut 22 in der Freiräumung 30. Die Freiräumung 30 begrenzt die Nut 22 in die entgegen der motorischen Drehrichtung 21 der Kraftfahrzeugwelle 10 gerichtete Umfangsrichtung 24. Die Nut 22 erstreckt sich ausgehend von der Zulauföffnung 23 in die Umfangsrichtung 16 bis zu der Freiräumung 30. Die Nut 22 ist in die Umfangsrichtung 16 betrachtet durch die Zulauföffnung 23 und die Freiräumung 30 begrenzt.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass das Gleitlager 12 statt den zwei getrennten Lagerschalen 14 eine einteilige Lagerbüchse aufweist, die die Nut 22 und die Zulauföffnung 23 aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftfahrzeugwelle
- 11
- Rotationsachse
- 12
- Gleitlager
- 13
- Lagerstuhl
- 14
- Lagerschale
- 15
- Teilungsebene
- 16
- Umfangsrichtung
- 17
- Schalenende
- 18
- Schalenende
- 19
- Mantelfläche
- 20
- Mantelfläche
- 21
- Drehrichtung
- 22
- Nut
- 23
- Zulauföffnung
- 24
- Umfangsrichtung
- 25
- Umfangsrichtung
- 26
- Nutende
- 27
- Nutende
- 28
- Umfangsbereich
- 29
- Umfangsbereich
- 30
- Freiräumung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010022512 A1 [0002]
