DE10208118A1

DE10208118A1 - Gleitlager

Info

Publication number: DE10208118A1
Application number: DE10208118A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Okamoto; Satoshi Imai; Nobutaka Hiramatsu; Hideo Ishikawa; Takayuki Shibayama; Ken Kitahara
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2022-02-27
Also published as: KR100445570B1; JP3955737B2; JP2002266848A; US20020126924A1; US6648513B2; GB2374639B; KR20020071777A; GB0202786D0; DE10208118B4; GB2374639A

Abstract

Es ist ein Gleitlager beschrieben, das aufweist: ein Stützmetall (24) und eine Lagerlegierungsschicht (25), die auf dem Stützmetall (24) befestigt ist und an auf einer Oberflächenseite von ihr mit einer zylindrischen Lagerfläche versehen ist, die sich in Richtung der Achse des Gleitlagers (19) erstreckt, wobei die Lagerlegierungsfläche an jedem ihrer axialen Endabschnitte mit einer geneigten Fläche (26, 27) versehen ist, die von einem Ort, der zwischen beiden axialen Enden der Lagerfläche liegt, zu den axialen Enden der Lagerfläche hin radial nach außen geneigt ist, wobei die geneigte Fläche (26, 27) eine axiale Länge aufweist, die sich entlang des Umfangs der geneigten Fläche (26, 27) verändert.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleitlager für einen Kurbelbolzen, bei dem eine Lagerlegierungsschicht auf einem Stützmetall vorgesehen ist, und insbesondere ein Gleitlager, bei dem die Verschleißfestigkeit und die Resistenz gegen Festfressen verbessert sind.

Beispielsweise ist bei einem in einem Fahrzeugmotor verwende ten Gleitlager bei den beiden axialen Endabschnitten einer Lagerfläche eine konusartige ballige Form vorgesehen, die in Fig. 10 mit dem Bezugszeichen C dargestellt ist. Der Grund, weswegen die ballige Form C vorgesehen ist, ist nachstehend erklärt.

Beispielsweise zeigt Fig. 11 einen Lageraufbau auf der Seite des großen Endabschnitts einer Pleuelstange. Die Pleuelstange 1 nimmt den Verbrennungsdruck eines Kraftstoffs von einem Kolben auf und überträgt den Verbrennungsdruck auf eine Kur belseite. Bei der Pleuelstange 1 ist ein Gleitlager 3 bei dem großen Endabschnitt 2 vorgesehen und wird ein Kurbelbolzen 4 von dem Gleitlager 3 gehaltert. Der Kurbelbolzen 4 ist auf Grund des auf ihn von der Pleuelstange 1 ausgeübten Verbren nungsdrucks in eine kreisbogenförmige Form gebogen, was zur Folge hat, dass der Kurbelbolzen 4 an beiden Endabschnitten der Lagerfläche an dem Gleitlager 3 anschlägt. In Fig. 11 ist in diesem Fall die Krümmung des Kurbelbolzens 4 übertrieben dargestellt.

In einem Fall, in dem der Kurbelbolzen 4 an beiden Endab schnitten des Gleitlagers 3 anschlägt, verringert sich die Dicke eines schmierenden Ölfilms in diesen Abschnitten und der Ölfilm kann leicht auf Grund von Schwankungen der Belas tung, der Drehgeschwindigkeit oder ähnlichem abreißen. Wei terhin tritt, wenn der Ölfilm abreißt, ein sog. metallischer Kontakt auf, bei dem eine direkte Berührung der Lagerlegie rungsschicht 5 des Gleitlagers 3 und des Kurbelbolzens 4 mit einander verursacht wird, so dass leicht ein vorzeitiger Ver schleiß und ein Festfressen des Gleitlagers auftreten kann. Daher ist bei herkömmlichen Gleitlagern die in Figür 10 dar gestellte ballige Form C an beiden Endabschnitten des Gleit lagers vorgesehen, um bei dem Gleitlager 3 zu verhindern, dass die Endabschnitte des Gleitlagers 3 anschlagen, selbst wenn der Kurbelbolzen 4 gebogen wird, wobei auf diese Weise der vorzeitige Verschleiß und ein Festfressen verhindert wer den.

Zusammenfassung der Erfindung

In Bezug auf neuere Gleitlager haben die Erfinder der vorlie genden Erfindung die nachfolgend beschriebene Erscheinung entdeckt. Fig. 12 zeigt die Veränderung der Dicke eines Öl- films entlang der axialen Richtung des Gleitlagers 3, welche Veränderung theoretisch unter Berücksichtigung der elasti schen Verformung von sowohl dem Gleitlager 3 als auch dem großen Endabschnitt 2 berechnet worden ist (bei welcher Be rechnung die Krümmung des Kurbelbolzens 4 ausgeschlossen wor den ist). Dementsprechend ist die Dicke des Ölfilms in einem Mittelabschnitt der axialen Länge des Gleitlagers 3 maximal (d. h., im Bereich einer durch "0" angezeigten Stelle) und wird kleiner, sobald man sich den beiden axialen Enden des Gleitlagers 3 von dem Mittelabschnitt aus nähert. Der Grund dafür ist, dass die größte Belastung auf den axialen Mit telabschnitt des Gleitlagers 3 mit der Folge ausgeübt wird, dass der Ölfilmdruck in gleicher Weise wie die Ölfilmdicke verteilung in dem axialen Mittelabschnitt am größten wird, so dass die Lagerfläche des Gleitlagers 3 so verformt wird, dass sie eine konkave Form eines Kreisbogens in der Weise annimmt, dass der axiale Mittelabschnitt des Gleitlagers 3 aus den un ten beschriebenen Gründen in Bezug auf die Tiefe am tiefsten zu liegen kommt. In einem Fall, in dem die Lagerfläche in der oben beschriebenen Weise verformt wird, schlägt der Kurbel bolzen 4 gegen beide Endabschnitte des Gleitlagers 3 an.

In Bezug auf die Hauptgründe, weswegen die Lagerfläche des Gleitlagers 3 in der oben beschriebenen Weise verformt wird, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die folgenden zwei Gründe entdeckt. Einer von ihnen ist, dass die Lagerle gierungsschicht 5, die die Lagerfläche bildet, aus einer Alu miniumlegierung, einer Kupferlegierung oder ähnlichem gebil det ist, die relativ weich ist. Daher wird die Lagerlegie rungsschicht 5 in Richtung ihrer Dicke elastisch in der Weise verformt, dass deren axialer Mittelabschnitt bei der elasti schen Verformung in Bezug auf die Tiefe am tiefsten zu liegen kommt, wobei auf den axialen Mittelabschnitt der höchste Öl- filmdruck ausgeübt wird.

Ein weiterer Grund ist eine Leichtgewichtkonstruktion der Mo toren für neuere Fahrzeuge. Das heißt, dass auf Grund der Leichtgewichtkonstruktion des Motors die Aluminiumlegierung bei vielen den Motor bildenden Teilen verwendet wird oder, dass der Lagergehäuseabschnitt zur Befestigung des Lagers in Bezug auf seine Dicke dünn ausgeführt ist. Diese Leichtge wichtkonstruktion wird ebenso bei der Pleuelstange 1 verwen det, so dass die Steifigkeit des großen Endabschnitts 2 dazu neigt, gering zu sein. Weiterhin wird auf Grund dieser Ver ringerung der Steifigkeit der große Endabschnitt 2, der schließlich die auf das Gleitlager 3 ausgeübte Belastung auf nimmt, elastisch verformt, so dass das gesamte Gleitlager 3 in deren radialer Richtung elastisch verformt wird, so dass es eine konvexe Form wie die eines Fasses annimmt. Daher wird die Lagerfläche selbst so verformt, dass sie im axialen Quer schnitt eine gebogene konkave Form annimmt:

Nachdem jedoch die herkömmliche ballige Form C zur Kompensa tion der Krümmung des Kurbelbolzens 4 vorgesehen ist, ist es unmöglich, sich dem Problem des nachteiligen Anschlagens auf Grund der elastischen Verformung der Lagerlegierungsschicht und/oder der elastischen Verformung des großen Endabschnitts 2 der Pleuelstange 1 zu widmen, so dass das Problem auftritt, dass das Auftreten der vorzeitigen Abnutzung und/oder des Festfressens nicht vermieden werden kann. Als Mittel zur Lö sung des Problems scheint es ratsam, in axialer Richtung den Bereich zu vergrößern, der die ballige Form C bildet. Nachdem jedoch der Bereich, in dem der schmierende Ölfilm gebildet wird, durch diese Maßnahme verringert wird, wird der lastauf nehmende Bereich mit der Folge verringert, dass die wahre spezifische Belastung des Lagers nachteiligerweise erhöht wird, so dass das Belastungsvermögen des Lagers auf einen nicht hinnehmbaren Wert verringert wird.

Die vorliegende Erfindung wurde durch Berücksichtigung der obigen Ausführungen erreicht. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Gleitlager zu schaffen, mit dem verhindert werden kann, dass eine Welle gegen die Endab schnitte des Gleitlagers auf Grund einer elastischen Verfor mung der Lagerlegierungsschicht und/oder des Lagergehäuses anschlägt, wobei die Abnahme der Tragfähigkeit des Gleitla gers unterdrückt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Gleitlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche de finieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsfor men der vorliegenden Erfindung.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Gleitlager mit einem Stützmetall geschaffen, wobei eine Lagerlegierungsschicht auf dem Stützmetall befestigt ist und die Lagerlegierungsschicht aufweist:
eine zylindrische Lagerfläche auf einer Seite einer Oberflä che der Lagerlegierungsschicht,
einen Endabschnitt auf jeder axialen Endseite der Lagerlegie rungsschicht, und
wenigstens eine geneigte Fläche, die an jedem Endabschnitt vorgesehen ist, wobei die geneigte Fläche sich von einem be stimmten axialen Ort der Lagerfläche zu dem Endabschnitt der Lagerlegierungsschicht erstreckt, so dass die geneigte Fläche von der zylindrischen Lagerfläche radial nach außen von dem bestimmten axialen Ort zu dem Endabschnitt geneigt ist, wobei die axiale Länge der geneigten Fläche entlang des Umfangs der zylindrischen Lagerfläche variiert.

Da bei dem Gleitlager gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Er findung wenigstens eine geneigte Fläche, die von dem bestimm ten axialen Ort, der zwischen den beiden Enden der Lagerflä che definiert ist, und sich radial nach außen zu dem Ende der Lagerfläche neigt, auf jeder der beiden axialen Endseiten der Lagerfläche derart ausgebildet ist, dass sie verschiedene axiale Längen in verschiedenen Abschnitten aufweist, die ent lang des Umfangs der zylindrischen Lagerfläche definiert sind, ist es möglich, die elastische Verformung der Lagerle gierungsschicht und/oder des Lagergehäuses zu kompensieren. Das heißt, dass es möglich ist, den Bereich zu minimieren, in dem die geneigte Fläche vorgesehen ist, da die axiale Länge der geneigten Fläche entlang des Umfangs der Lagerfläche so ausgewählt ist, dass die elastische Verformung, die über den Umfang der Lagerfläche variiert, kompensiert wird. Entspre chend ist es möglich, die elastische Verformung der Lagerle gierungsschicht und/oder des Lagergehäuses zu kompensieren, wobei die Verringerung der Tragfähigkeit des Gleitlagers un terdrückt wird, und es weiterhin möglich ist, vorzeitige Abnutzung und Festfressen zu verhindern.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Gleitlager gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ge schaffen, bei dem die axiale Länge der geneigten Fläche am längsten an einem sich axial erstreckenden Abschnitt der La gerfläche ist, an dem der Ölfilmdruck maximal ist, und bei welchem Gleitlager die axiale Länge der geneigten Fläche mit dem Umfangsabstand zu dem Ort des maximalen Ölfilmdrucks ab nimmt. Das heißt, dass in dem Fall, in dem die Steifigkeit des Lagergehäuses in axialer Richtung des Gleitlagers relativ gering ist, die axiale Länge der geneigten Fläche so ausge wählt wird, dass deren axiale Länge am längsten bei dem Ab schnitt ist, der den größten Ölfilmdruck in der Lagerfläche aufweist und dass die axiale Länge der geneigten Fläche mit zunehmendem Abstand davon in Umfangsrichtung abnimmt. In dem Fall eines Gleitlagers, dessen Gleitfläche derart verformt ist, dass sie einen gebogenen konkaven axialen Querschnitt aufweist, wobei bei dem Abschnitt mit dem höchsten Ölfilm druck eine tiefste Stellung vorhanden ist, wird jedoch gemäß dem Aufbau nach dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung die axiale Länge der geneigten Fläche so gewählt, dass sie bei dem Abschnitt mit dem größten Öldruck am längsten ist, so dass es möglich ist, das Anschlagen der Welle gegen die bei den axialen Endabschnitte der Lagerfläche zu minimieren:

Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Gleitlager gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ge schaffen, bei dem die axiale Länge der geneigten Fläche am kürzesten bei einem sich axial erstreckenden Abschnitt der Gleitfläche ist, bei dem der Ölfilmdruck maximal ist, und bei welchem Gleitlager die axiale Länge der geneigten Fläche mit zunehmendem Abstand in Umfangsrichtung zu dem Ort mit dem höchsten Ölfilmdruck zunimmt. Das heißt, dass in einem ande ren Fall, in dem die Steifigkeit des Lagergehäuses in axialer Richtung des Gleitlagers relativ hoch ist (wie in Fig. 6 dargestellt), der Grad der elastischen Verformung zu einer konkaven Form, die bei dem Abschnitt der Lagerfläche mit dem höchsten Öldruck auftritt, klein ist, so dass die axiale Län ge der geneigten Fläche bei dem Abschnitt der Lagerfläche mit dem höchsten Ölfilmdruck kurz gewählt werden kann. Nachdem der Bereich des Lagerflächenabschnitts, der zum Aufnehmen der Wellenbelastung eingerichtet ist, bei dem Abschnitt mit dem höchsten Ölfilmdruck vergrößert ist, ist es möglich, die axi ale Länge eines anderen Abschnitts mit geneigter Fläche als den Abschnitt mit dem größten Ölfilm lang auszuführen, so dass der Lagerbereich der Lagerfläche verringert werden kann. Da es bei den Abschnitten der Lagerfläche (die verschieden von den Abschnitten mit dem höchsten Öldruck sind), in denen die axiale Länge der geneigten Fläche vergrößert ist, möglich ist, den Bereich der Lagerfläche zu verkleinern, der zur Auf nahme der Scherbelastung des Ölfilms eingerichtet ist, ohne die Tragfähigkeit des Gleitlagers stark zu erniedrigen, ist es weiterhin möglich, Reibungsverluste des Gleitlagers zu verringern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Aus führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich nungen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine senkrechte Schnittansicht des Hauptab schnitts eines Gleitlagers gemäß einem ersten Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ist eine Entwicklungsansicht eines oberen halben La gers,

Fig. 3a und 3b sind Diagramme, die den Verlauf des Ölfilm drucks über einer Lagerfläche und die bei der Lagerfläche auftretende konkave Verformung zeigen,

Fig. 4 ist eine Vorderansicht einer Pleuelstange,

Fig. 5 ist eine Längsschnittansicht eines großen Endab schnitts einer Pleuelstange,

Fig. 6 ist eine teilweise geschnittene perspektivische An sicht einer Pleuelstange und eine perspektivische Ansicht ei nes Gleitlagers für den Fall, in dem das Lagergehäuse eine große Steifigkeit in axialer Richtung des Gleitlagers be sitzt, wobei in Fig. 6 die relative Anordnung zwischen dem Querschnitt des Pleuelstangenhauptkörpers mit der Achse "A" und dem Gleitlager gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, das mit dem Gehäuse (nicht dargestellt) in Richtung der Achse "A" verbunden ist,

Fig. 7 ist eine Fig. 2 entsprechende Ansicht in Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 ist eine Ansicht, die ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt und Fig. 2 entspricht,

Fig. 9 ist eine Ansicht, die ein viertes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt und Fig. 2 ent spricht,

Fig. 10 ist eine Ansicht, die ein herkömmliches Gleitlager zeigt, das an jedem seiner Enden mit einer balligen Form ver sehen ist, wobei die Ansicht Fig. 1 entspricht,

Fig. 11 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Kurbelbolzen gebogen ist, wobei die Ansicht die Gründe aufzeigt, weswegen die in Fig. 10 dargestellte ballige Form bei dem herkömmlichen Gleitlager vorgesehen ist, und

Fig. 12 ist ein Diagramm, das den Verlauf der Ölfilmdicke zeigt, der sich auf Grund der elastischen Verformung sowohl der Lagerlegierungsschicht als auch des Lagergehäuses ein stellt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Ein erstes Ausführungsbeispiel des Gleitlagers gemäß der vor liegenden Erfindung für einen Kurbelbolzen; der an einer Pleuelstange eines Fahrzeugmotors montiert ist, ist nachste hend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben.

Fig. 4 zeigt die ganze Pleuelstange. In Fig. 4 wird eine Pleuelstange 11 so aufgebaut, dass ein Kopf 13 an einem wei ten Endabschnitt eines Stangenhauptkörpers 12 mittels Bolzen 14 befestigt ist. Bei dieser Pleuelstange 11 bilden ein gro ßer Endabschnitt 15, der durch einen Endabschnitt des Stan genhauptkörpers 12 und den Kopf 13 gebildet wird, und ein kleiner Endabschnitt 16, der den anderen Endabschnitt des Stangenhauptkörpers 12 bildet; Lagergehäuse, wobei Gleitlager 19, 20 in Passöffnungen 17, 18 eingefügt sind, die in dem großen Endabschnitt 15 bzw. dem kleinen Endabschnitt 16 aus gebildet sind.

Bei den Gleitlagern 19, 20 besitzt das Gleitlager 19 des gro ßen Endabschnitts 15 die Funktion, einen Kurbelbolzen (vgl. Fig. 5) einer Kurbelwelle aufzunehmen und besitzt das Gleit lager 20 des kleinen Endabschnitts 16 die Funktion, einen Kolbenbolzen (nicht dargestellt) aufzunehmen, der in einem Kolben montiert ist. Das Gleitlager 19 für den großen Endab schnitt 15 gemäß der vorliegenden Erfindung ist so ausgebil det, dass es vom unterteilten Zweistücktyp ist, bei dem zwei in Fig. 1 dargestellte Halblager 22, 23 in das Gleitlager montiert werden. In diesem Fall wird das Gleitlager 20 des kleinen Endabschnitts 16 von einer gedrehten Buchse oder ei nem zylindrischen Körper ohne Stoßstelle gebildet.

Sowohl das obere als auch das untere Halblager 22, 23, die das Gleitlager 19 des großen Endabschnitts 15 bilden, ist mit einer Stützmetallschicht 24 aus Stahl und einer Lagerlegie rungsschicht 25 versehen, die aus einer Legierung auf Alumi niumbasis oder Kupferbasis etc. hergestellt ist und an der Stützmetallschicht 24 befestigt ist. In diesem Fall kann eine bedeckende Schicht auf der Oberfläche der Lagerlegierungs schicht 25 vorgesehen sein. Bei beiden Halblagern 22, 23 sind geneigte Flächen 26, 27 auf beiden axialen Endseiten einer Lagerfläche ausgebildet, die von der inneren Umfangsoberflä che der Lagerlegierungsschicht 25 gebildet wird.

Nachdem jede dieser geneigten Flächen 26, 27 die gleiche Aus bildung besitzt, wird nachstehend nur die geneigte Fläche 26 des oberen Halblagers 22 beschrieben und die Beschreibung der geneigten Fläche 27 des unteren Halblagers 23 weggelassen. In diesem Fall befinden sich bei dem oberen und dem unteren Halblager 22, 23 die Abschnitte, in denen der höchste Ölfilm druck auftritt, an den gleichen symmetrischen Stellen.

In diesem Fall erstreckt sich jede der geneigten Flächen 26, die auf beiden axialen Endseiten des Halblagers 22 vorgesehen sind, von einem Abschnitt "D" mit maximalem Ölfilmdruck (der auf einer Linie "C" mit maximalem Ölfilmdruck auftritt, ent lang der der maximale Ölfilmdruck herrscht), die durch "B/4" von jedem der Enden der zylindrischen Lagerlegierungsschicht beabstandet ist, so dass das axiale innere Ende der geneigten Fläche 26 entlang einer gekrümmten Linie "E" liegt, die in Umfangsrichtung eine Länge von "L/2" besitzt. Jede der ge neigten Flächen ist radial nach außen von jedem der Punkte, die auf der gebogenen Linie "E" liegen, nach außen zu jedem axial entsprechenden Punkt geneigt, der entlang dem axialen Ende der Lagerlegierungsschicht liegt. Auf diese Weise vari iert die axiale Länge der geneigten Fläche 26 entlang der ge krümmten Linie "E", wie es in Fig. 2 dargestellt ist, die eine Entwicklungsansicht des Halblagers 22 zeigt. In diesem Fall ist die axiale Steifigkeit des großen Endabschnitts 15 relativ gering und die axiale Länge der geneigten Fläche 26 ist so gewählt, dass sie an dem Ort der Linie "C" mit dem höchsten Ölfilmdruck am größten ist und nachfolgend mit wach sendem Abstand in Umfangsrichtung zu der Linie "C" verringert wird.

Als nächstes wir die Einstellung der Anfangsposition der ge neigten Fläche 26 und die Einstellung des Neigungsgrades der geneigten Fläche 26 nachstehend beschrieben.

Als erstes zeigt Fig. 12 die Ölfilmdickenverteilung, die auf der Grundlage eines hydrodynamischen Schmiermodells unter Be rücksichtigung der elastischen Verformungen sowohl der Lager legierungsschicht als auch des großen Endabschnitts (des La gergehäuses) berechnet worden ist. Die Verteilung des Ölfilm drucks, die die Ölfilmdickenverteilung erzeugt, ist in Fig. 3a dargestellt. Gemäß Fig. 3a ist, da der Ölfilmdruck im axialen Mittelabschnitt des Gleitlagers hoch ist, die Lagerle gierungsschicht 25 elastisch in der Richtung verformt, in der die Dicke der Lagerlegierungsschicht verringert wird, und ist der große Endabschnitt 15 zusammen mit im Gleitlager 22 ver formt, wodurch die Lagerfläche, die die innere Umfangsober fläche der Lagerlegierungsschicht 25, so verformt ist, dass sie einen gebogenen, konkaven axialen Querschnitt aufweist.

Auf Grund der Verformung der Lagerfläche ist ein Spalt zwi schen dem Kurbelbolzen 21 und der Lagerlegierungsschicht 25 bei beidem axialen Endabschnitten der Lagerlegierungsschicht 25 verringert. Dies hat zur Folge, dass beide in direkten Kontakt miteinander auf Grund von Belastungsänderung etc. kommen, wodurch ein vorzeitiger Verschleiß an jedem der End abschnitte der Lagerlegierungsschicht 25 auftritt und diese festfressen, wenn der von dem Verschleiß verursachte Hitze grad groß ist. Um zu erreichen, dass die geneigte Fläche 26 in der Lage ist, sowohl den vorzeitigen Verschleiß als auch das Festfressen zu verhindern, wird der Verformungszustand der Oberfläche der Lagerlegierungsschicht 25 gemäß einer the oretischen Rechnung berechnet. Dies ist in Fig. 3b darge stellt. Weiterhin wird von diesem Verformungszustand die ge neigte Fläche 26 gebildet, indem eine Bearbeitung zur Verrin gerung der Dicke von beiden Endabschnitten der Lagerlegie rungsschicht 25 von jeder der Seiten der Oberfläche der La gerlegierungsschicht 25 durchgeführt wird.

Bei der Linie "C" mit dem höchsten Ölfilmdruck ist das Maß "S" der Dickenverringerung der geneigten Fläche 26 maximal (wie in Fig. 1 dargestellt), wobei das Maß "S" gemäß einem Maß der Verformung von jedem der axialen Endabschnitte der Lagerlegierungsschicht 25 ausgewählt wird. Da das Maß "S" der maximalen Dickenverringerung von der Steifigkeit des Gehäu ses, der Dicke der Lagerlegierungsschicht 25 und dem Young- Modul der Legierung abhängt, bedeutet dies, dass der optimale Wert bezüglich des Maßes "S" der maximalen Dickenverringerung gemäß der folgenden Formel gewählt ist:
S = K × (die maximale spezifische Belastung) × (die Dicke der Lagerlegierungsschicht)/(das Young-Modul der Lagerlegie rungsschicht), wobei das Symbol A eine Konstante darstellt, die gemäß der Steifigkeit des großen Endabschnitts 15 be stimmt wird, wobei die Konstante K in Abhängigkeit der Stei figkeit aus einem Bereich zwischen 100 und 500 ausgewählt wird. Je größer die Steifigkeit ist, desto kleiner wird der Wert der Konstante K.

Weiterhin wird ein Umfangsbereich der geneigten Fläche 26, der sich in Umfangsrichtung von der Linie "C" mit dem größten Ölfilmdruck erstreckt (d. h., die Länge des Bogens "E"), so ausgewählt, dass er ungefähr die Hälfte der Umfangslänge L des inneren Umfangs der Lagerlegierungsschicht 25 beträgt. Die axiale Länge der geneigten Fläche 26 ist so ausgewählt, dass sie am längsten am Ort der Linie "C" ist und nachfolgend zu jedem deren Umfangsenden hin kürzer und bei den Umfangsen den der geneigten Fläche 26 null wird. Die spezifische axiale Länge der geneigten Flächen 26, die am Ort der Linie "C" de finiert ist, ist so ausgewählt, dass sie nicht größer als B/4 für den Fall ist, in dem die Steifigkeit des großen Endab schnitts 15 in axialer Richtung des Gleitlagers 19 relativ gering ist, wobei das Bezugszeichen "B" die Weite des Halbla gers 22 bezeichnet. Wie oben beschrieben, wird die axiale Länge der geneigten Fläche 26 kürzer, sobald der Abstand von der Linie "C" größer wird, was jedoch kein Problem verur sacht, da die auf die Lagerlegierungsschicht 25 aufgebrachte Belastung mit größer werdendem Abstand zur Linie "C" kleiner wird. Eine Linie, die durch Verbinden von Anfangsorten der geneigten Flächen 26 definiert wird, kann zufälligerweise ei ne gerade Linie oder eine gekrümmte Linie sein. In diesem Fall dient die geneigte Fläche 26 ebenso dazu, zu bewirken, dass kein Anschlagen im Bezug auf eine Krümmung des Kurbel bolzens 21 auftritt.

Da die geneigten Flächen 26 auf beiden axialen Seiten der La gerfläche vorgesehen sind, ist es gemäß dem Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung möglich, zu verhindern, dass der Kurbelbolzen 21 gegen die beiden Endabschnitte des Lagers 19 auf Grund der Verformung der zylindrischen Lagerfläche an schlägt, und zu verhindern, dass ein vorzeitiger Verschleiß und ein Festfressen verursacht wird. Da die axiale Länge der geneigten Fläche 26 in dem Abschnitt kurz ist, in dem die Verformung der Lagerfläche klein ist, ist es weiterhin mög lich, eine große effektiv als Lagerfläche wirkenden Fläche zu erhalten, so dass es möglich ist, das Auftreten von vorzeiti gem Verschleiß und einem Festfressen zu verhindern, wobei die Verringerung der Tragfähigkeit unterdrückt wird.

In den Fig. 6 und 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart, bei denen die gleichen Bezugszeichen in Bezug auf die gleichen Elemente wie die des ersten Ausführungsbeispiels verwendet werden.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Stangenhauptkörper 12 so ausgebildet, dass er wie in Fig. 6 dargestellt einen H- förmigen Querschnitt aufweist und in der Richtung, in die sich ein Steg "b" erstreckt, der beide der Seitenteile "a" miteinander verbindet, mit der mittels einer einfachen Punkt strichlinie "A" dargestellten axialen Richtung des Gleitla gers 9 übereinstimmt. Bei diesem Stangenhauptkörper 12 wird der Steg "b" in axialer Richtung des Gleitlagers 19 stark verformt, das in dem großen Endabschnitt 15 montiert ist, d. h., dass die Steifigkeit des großen Endabschnitts 15 in Richtung der Achse des Gleitlagers 19 relativ hoch ist. In dem Fall, in dem die Steifigkeit des großen Endabschnitts 15 in Richtung der Achse des in dem großen Endabschnitt zu mon tierenden Gleitlagers hoch ist, wird die axiale Länge von je der der geneigten Flächen 26, die auf den Endseiten des Halb lagers 22 ausgebildet sind, wie in Fig. 7 dargestellt so eingestellt, dass sie nicht größer als "B/8" an dem Ort der Linie "C" mit dem größten Ölfilmdruck ist und die axiale Län ge so eingestellt ist, dass sie nachfolgend mit größer wer dendem Abstand von der Linie "C" in Umfangsrichtung der La gerfläche zunimmt. In diesem Fall ist der Bereich der geneig ten Fläche 26 in Umfangsrichtung (d. h., die Länge des Bogens "F") innerhalb eines Bereichs von "L/2", wobei dessen Mittel punkt auf der Linie "C" liegt und die axiale Länge der ge neigten Fläche 26 an jedem deren Enden in Umfangsrichtung so eingestellt ist, dass sie nicht größer als "B/4" ist.

Gemäß dieser geneigten Fläche 26 ist in dem Abschnitt, der sich in der axialen Richtung erstreckt, entlang der sich der Abschnitt mit dem maximalen Ölfilmdruck erstreckt, der Be reich der Lagerfläche, der im Wesentlichen die Welle auf nimmt, an dem Ort der Linie "C" lang ausgeführt, so dass der Lagerbereich am Ort der Linie "C" groß werden kann, wodurch die axiale Länge an anderen Orten der geneigten Flächen ver größert werden kann und deren Lagerbereich verringert werden kann. Anders ausgedrückt ist es in dem Abschnitt, in dem die axiale Länge der geneigten Fläche vergrößert ist, möglich, den Lagerbereich, der zum Aufnehmen der Scherbelastung des schmierenden Ölfilms dient, zu verringern, ohne im Wesentli chen die Tragfähigkeit der Lagerlegierungsfläche zu verrin gern, so dass es möglich wird, die Reibungsverluste des Gleitlagers zu verringern.

In diesem Fall ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Aus führungsbeispiele beschränkt und können die folgenden Erwei terungen und Änderungen angewendet werden.

Die Bereiche der geneigten Flächen 26, 27, die in dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen waren, können in Umfangsrich tung auf den gesamten Umfang von jedem der Halblager 22, 23 erweitert werden, wie es in Fig. 8 als drittes Ausführungs beispiel der Erfindung dargestellt ist.

Weiterhin können die Bereiche der geneigten Flächen 26, 27, die im zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind, in Um fangsrichtung auf den gesamten Umfang von jedem der Halblager 22, 23 erweitert werden, wie es als viertes Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung in Fig. 9 dargestellt ist.

In dem Fall der Fig. 9 ist die axiale Länge der geneigten Flächen 26, 27 an deren Enden in Umfangsrichtung so einge stellt, dass sie nicht mehr als "B/4" beträgt.

Claims

1. Ein Gleitlager (19) mit:
einem Stützmetall (24), und
einer Lagerlegierungsschicht (25), die auf dem Stützmetall (24) befestigt ist und auf deren Oberflächenseite mit einer zylindrischen Lagerfläche versehen ist, die sich in Richtung einer Achse des Gleitlagers (19) erstreckt,
wobei die Lagerlegierungsfläche an jedem seiner axialen End abschnitte mit einer geneigten Fläche (26, 27) versehen ist, die von einem Ort (E), der zwischen beiden axialen Enden der Lagerfläche liegt, zu dem axialen Ende der Lagerfläche nach außen radial geneigt ist, wobei die geneigte Fläche (26, 27) eine axiale Länge besitzt, die sich entlang des Umfangs der Lagerlegierungsschicht (25) verändert.

2. Ein Gleitlager (19) nach Anspruch 1, wobei die axiale Län ge der geneigten Fläche (26, 27) so eingestellt ist, dass sie bei jedem der axialen Orte, die den auf der Lagerfläche auf tretenden maximalen Ölfilmdrücken entsprechen, am längsten ist und die axiale Länge nachfolgend mit größer werdendem Ab stand davon in Umfangsrichtung verringert wird.

3. Ein Gleitlager (19) nach Anspruch 1, wobei die axiale Län ge der geneigten Fläche (26, 27) so eingestellt ist, dass sie bei jedem der axialen Orte, die den auf der Lagerfläche auf tretenden maximalen Ölfilmdrücken entsprechen, am geringsten ist und die axiale Länge nachfolgend mit größer werdendem Ab stand davon in Umfangsrichtung vergrößert wird.