DE10259152A1

DE10259152A1 - Radial zweigeteiltes Kurbel- oder Nockenwellenlager einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10259152A1
Application number: DE10259152A
Authority: DE
Inventors: Xaver Stemmer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-04-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein radial zweigeteiltes Kurbel- oder Nockenwellenlager einer Brennkraftmaschine mit einer um eine parallel zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse ausgerichtete Achse gekrümmten Teilungsfläche, die die Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle schneidet, mit einer ersten Kontaktfläche am ersten Lagersegment und mit einer zweiten Kontaktfläche am zweiten Lagersegment, wobei die beiden Kontaktflächen mit voneinander abweichendem Oberflächenprofil derart ausgebildet sind, dass bei Berührkontakt der beiden Kontaktflächen in Betriebsposition zwischen den beiden Kontaktflächen entlang der Teilungsfläche in einem Teilbereich der Kontaktflächen ein schließbarer Spielspalt verbleibt, und mit Mitteln zur Herstellung des dichtenden Kontaktes der beiden Kontaktflächen in der Teilungsfläche im Bereich des Spielspaltes unter Schließen des Spielspaltes, bei dem die beiden Kontaktflächen mit einem derartigen Oberflächenprofil ausgebildet sind, dass zwischen ihnen, ausgehend von einem zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- oder Nockenwelle beabstandeten - insbesondere zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse parallel ausgerichteten - Berührkontaktbereich, in welchem die beiden Kontaktflächen unverspannt in Berührkontakt zueinander stehen, bis zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle ein Spielspalt verbleibt, der, ausgehend von dem Berührkontaktbereich, bis zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle stetig ...

Description

Die Erfindung betrifft ein radial zweigeteiltes Kurbel- oder Nockenwellenlager einer Brennkraftmaschine mit einer um eine parallel zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse ausgerichtete Achse gekrümmten Teilungsfläche, die die Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle schneidet, mit einer ersten Kontaktfläche am ersten Lagersegment und mit einer zweiten Kontaktfläche am zweiten Lagersegment, wobei die beiden Kontaktflächen mit voneinander abweichendem Oberflächenprofil derart ausgebildet sind, dass bei Berührkontakt der beiden Kontaktflächen in Betriebsposition zwischen den beiden Kontaktflächen entlang der Teilungsfläche in einem Teilbereich der Kontaktflächen ein schließbarer Spielspalt verbleibt, und mit Mitteln zur Herstellung des – insbesondere dichtenden – Kontaktes der beiden Kontaktflächen in der Teilungsfläche im Bereich des Spielspaltes unter Schließen des Spielspaltes sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kurbel- bzw. Nockenwellenlagers.

Ein derartiges radial zweigeteiltes Kurbelwellenlager einer Brennkraftmaschine ist aus der DE-AS 1 218 213 bekannt. Die gekrümmte Teilungsfläche liegt auf einem Kreiszylinder, wobei der Durchmesser des Kreiszylinders der Lagerbrücke kleiner gehalten ist als der Durchmesser des Kreiszylinders der aufnehmenden Kontaktfläche im Kurbelgehäuse. Die beiden Lagersegmente werden jeweils drei seitlichen schräg ausgerichteten und übereinander angeordneten Spannschrauben von den Seitenflächen des Motors aus miteinander verspannt. Die Durchmesserverhältnisse bewirken, dass beim Zusammenführen der beiden Lagersegmente zwecks Montage im an die Kurbelwelle angrenzenden Teilungsbereich Berührkontakt zwischen den beiden Lagersegmente erzeugt wird, wobei von dem kleinen Kontaktbereich nach außen hin ein Spielspalt verbleibt. Selbst wenn die seitliche Verspannung mittels der mehreren übereinander angeordneten, schräg ausgerichteten Schrauben definiert gewährleistbar wäre, besteht die Gefahr, dass ohne zusätzliche Maßnahmen gerade in diesem kritischen Bereich im unmittelbaren Nachbarbereich der Kurbel welle aufgrund der hier auftretenden Entspannung Klaffungseffekte und somit undefinierte Kontakt- und Dichtungszustände und Ungenauigkeiten im Kontakt und in der Dichtungszuverlässigkeit zwischen den beiden Lagersegmenten auftreten können. Darüber hinaus wird durch die mehreren seitlichen übereinanderangeordneten, schräg ausgerichteten gelenkigen Spannschrauben eine Überbestimmung erzielt. Die für eine derartige Ausbildung erforderlichen Schraubenabstände kollidieren mit den üblicherweise engen Platzverhältnissen im Motorbereich. Enge Abstände und Überbestimmung erschweren zusätzlich einen definierte Kontakt zwischen den beiden Lagersegmenten entlang Ihrer Kontaktflächen nach Verspannen mittels der Schrauben. Gerade in dem aufgrund der Schräglage der Schrauben relativ weit zu den Schrauben beabstandeten Nachbarbereich zur Kurbelwelle, wird hierdurch zusätzlich die Gewährleistung eines definierten sicheren Dichtkontaktes erschwert.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein radial zweigeteiltes Kurbel- oder Nockenwellenlager einer Brennkraftmaschine mit einer um eine parallel zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse ausgerichtete Achse gekrümmten Teilungsfläche, die die Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle schneidet, mit einer ersten Kontaktfläche am ersten Lagersegment und mit einer zweiten Kontaktfläche am zweiten Lagersegment, wobei die beiden Kontaktflächen mit voneinander abweichendem Oberflächenprofil derart ausgebildet sind, dass bei Berührkontakt der beiden Kontaktflächen in Betriebsposition zwischen den beiden Kontaktflächen entlang der Teilungsfläche in einem Teilbereich der Kontaktflächen ein schließbarer Spielspalt verbleibt, und mit Mitteln zur Herstellung des dichtenden Kontaktes der beiden Kontaktflächen in der Teilungsfläche im Bereich des Spielspaltes unter Schließen des Spaltes, zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln bei der Montage der dichtende Kontakt zwischen den beiden Lagersegmenten auch im Nachbarbereich zur Kurbel- bzw. Nockenwelle hergestellt und aufrechterhalten werden kann.

Erfindungsgemäß gelöst wird das Problem durch eine Ausbildung eines radial zweigeteiltes Kurbel- oder Nockenwellenlager einer Brennkraftmaschine mit einer um eine parallel zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse ausgerichtete Achse gekrümmten Teilungsfläche, die die Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle schneidet, mit einer ersten Kontaktfläche am ersten Lagersegment und mit einer zweiten Kontaktfläche am zweiten Lagersegment, wobei die beiden Kontaktflächen mit voneinander abweichendem Oberflächenprofil derart ausgebildet sind, dass bei Berührkontakt der beiden Kontaktflächen in Betriebsposition zwischen den beiden Kontaktflächen entlang der Teilungs fläche in einem Teilbereich der Kontaktflächen ein schließbarer Spielspalt verbleibt, und mit Mitteln zur Herstellung des dichtenden Kontaktes der beiden Kontaktflächen in der Teilungsfläche im Bereich des Spielspaltes unter Schließen des Spielspaltes, gemäß den Merkmalen von Anspruch 1, bei dem die beiden Kontaktflächen mit einem derartigen Oberflächenprofil ausgebildet sind, dass zwischen ihnen ausgehend von einem zur Kurbel- oder Nockenwelle beabstandeten – insbesondere zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse parallel ausgerichteten – Berührkontaktbereich, in welchem die beiden Kontaktflächen unverspannt in Berührkontakt zueinander stehen, bis zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle ein Spielspalt verbleibt, der ausgehend von dem Berührkontaktbereich bis zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle stetig zunimmt. Ebenso wird das Problem erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kurbel- bzw. Nockenwellenlagers gemäß den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst. Auf diese Weise kann bei der Montage gerade der gezielt in dem kritischen Teilungsbereich angeordnete Spielspalt im Nachbarbereich zur Kurbel- bzw. Nockenwelle durch Einleitung einer definierten Schließbewegung sicher geschlossen werden, wodurch dieser kritische Bereich der Teilungsfläche zuverlässig gedichtet werden kann. Somit kann mit einfachen Mitteln bei der Montage der – insbesondere dichtende – Kontakt zwischen den beiden Lagersegmenten auch im Nachbarbereich zur Kurbel- bzw. Nockenwelle hergestellt und aufrechterhalten werden.

Bevorzugt ist die Ausbildung eines radial zweigeteilten Kurbel- oder Nockenwellenlagers einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von Anspruch 2, bei der eines der beiden Lagersegmente mit seiner zur Teilungsfläche weisenden Kontaktfläche konvex um eine parallel zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse ausgerichteten Achse gekrümmt ausgebildet ist und das andere der beiden Lagersegmente mit seiner zur Teilungsfläche weisenden Kontaktfläche konkav um eine parallel zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse ausgerichteten Achse gekrümmt ausgebildet ist. Diese Ausbildung ermöglicht in einfacher Weise die Ausbildung einer formschlüssigen und funktionssicheren Fixierung der beiden Lagersegmente aneinander. Spannungskonzentrationen werden im Vergleich zu konventionellen Lagerdeckeln weitgehend vermieden. Da der Dichtflansch entfallen kann, kann die Motorlänge reduziert werden.

Besonders einfach und vorteilhaft ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 3, wobei der Krümmungsradius der konvex ausgebildeten Kontaktfläche größer als der Krümmungsradius der konkav ausgebildeten Kontaktfläche ausgebildet ist, wobei der Krümmungsradius der konvex ausgebildeten Kon taktfläche größer als der Krümmungsradius der konkav ausgebildeten Kontaktfläche ausgebildet ist. Diese Ausbildung ermöglicht in besonders einfacher Weise die Ausbildung eines Spielspaltes, der in seiner Spaltdicke sehr gleichmäßig kontinuierlich in Richtung zur Kurbel- bzw. Nockenwelle zunimmt. Beim Einleiten der Schließbewegung kann entsprechend gleichmäßig und kontinuierlich der Spalt definiert geschlossen werden.

Eine Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 4, bei dem die Mittel zur Herstellung des dichtenden Kontaktes der beiden Kontaktflächen in der Teilungsfläche Spannmittel zur Aufbringung einer Spannkraft – insbesondere einer Zugspannkraft – zur Verspannung der beiden Lagersegmente unter Verformung der Krümmung wenigstens einer der beiden Kontaktflächen aufweisen, ermöglicht in einfacher Weise ein sicheres Schließen des Spielspaltes. Bei Ausbildung mit einer Spannkraft, die in einer Richtung senkrecht zu einer durch die Schnittlinien der Teilungsfläche mit der Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwellenmantel gebildeten Ebene gerichtet ist, kann die Spannkraft sehr nahe der Kurbel- bzw. Nockenwelle eingeleitet werden, so dass die Spannkraft gerade in dem kritischen Bereich, in dem ihre Kraftwirkung zum sicheren Schließen erforderlich ist, selbst auch eingeleitet werden kann.

Bevorzugt ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 5, bei der die Position der über die Spannmittel in die Lagersegmente zur Verspannung einleitbaren Spannkraft in ihrer Schnittlinie mit der Teilungsfläche einer Position entspricht, die zwischen der Hälfte – insbesondere dem dritten Teil – des Abstands von dem unverspanntem Kontaktbereich der Kontaktflächen und der Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Spannkraft nahe der Kurbel- bzw. Nockenwelle eingeleitet, so dass die Spannkraft gerade in dem kritischen Bereich, in dem ihre Kraftwirkung zum sicheren Schließen erforderlich ist, auch eingeleitet wird.

Bevorzugt ist eine Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 6, wobei als Spannmittel – insbesondere genau zwei – Stehbolzen ausgebildet sind, zwischen denen die Kurbel- bzw. Nockenwellenachse angeordnet ist. Hierdurch ist eine sehr genau definierte Einleitung der Spannkraft bei hoher Passgenauigkeit möglich.

Die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 7, bei der wenigstens eines der beiden Lagersegmente – insbesondere beide Lagersegmente – aus Leichtmetall sind. Diese Ausbildung ermöglicht in besonders einfacher Weise eine gewichtsparende Bauweise.

Das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 stellte eine einfache Möglichkeit der Herstellung mit einfacher Bereitstellung der Lagersegmente mit konvex gekrümmter Oberfläche dar.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele anhand eines Kurbelwellenlagers näher erläutert. Hierin zeigen:
1 Schematische Darstellung eines Kurbelwellenlagers;
2 Schematische Darstellung des Kurbelwellenlagers von 1 zur Erläuterung der Montage vor Verspannung der beiden Lagersegmente mit zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestelltem Spielspalt;
3 Schematische Darstellung des Kurbelwellenlagers von 1 zur Erläuterung der Montage nach Verspannung der beiden Lagersegmente;
4 Schematische Darstellung zur Erläuterung der Herstellung der Lagersegmente mit konvex gekrümmter Oberfläche.
Die 1 bis 3 zeigen ein radial geteiltes Kurbelwellenlager eines Verbrennungsmotors bekannter Art, bei dem die Kurbelwelle 3 hängend zwischen einem oberen zylinderkurbelgehäusefesten Lagersegment 1, welches beispielsweise im Zylinderkurbelgehäuse selbst ausgebildet ist, und einem im Motor unterhalb der Kurbelwelle als Lagersegment ausgebildeten Hauptlagerdeckel 2 drehbar gelagert ist. Die Teilungsfläche 9 ist eine um eine parallel und unterhalb zur Kurbelwellenachse angeordnete Achse gekrümmte Ebene, die im dargestellten Ausführungsbeispiel zu der durch die Krümmungsachse und die Kurbelwellenachse verlaufenden Ebene S symmetrisch ist.
Die Teilungsfläche 9 schneidet die Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbelwelle in den beiden parallel zur Achse der Kurbelwelle 3 ausgerichteten Schnittgeraden A und B.
In 2 ist zu erkennen, dass das als Hauptlagerdeckel ausgebildete untere Lagersegment 2 mit seiner zur Teilungsfläche weisenden Oberfläche ein Segment einer konvex gekrümmten Kreiszylindermanteloberfläche mit einer parallel und unterhalb zur Kurbelwellenachse M₃ angeordneten Krümmungsachse M₂ und mit einem Krümmungsradius R₂ ist. 2 kann auch entnommen werden, dass das im Zylinderkurbelgehäuse 1 ausgebildete obere Lagersegment mit seiner zur Teilungsfläche 9 ausgebildeten Oberfläche ein Segment einer konkav ausgebildeten Kreiszylindermantelfläche darstellt mit einer unterhalb der Kurbelwellenachse M₃ parallel zu dieser Achse ausgerichteten Krümmungsachse M₁ und einem Krümmungsradius R₁. Für die beiden Krümmungsradien R₂ und R₁ gilt: R₂ > R₁.
Beispielsweise sind die beiden Radien R₂ und R₁ derart gewählt, dass gilt: R₂ – R₁ = K·R₁ , wobei 0,0005 ≤ K ≤ 0,005.
Für das Verhältnis von R₂ und dem Radius R₃ der Lagergrundbohrung, in welcher die Kurbelwelle im Betriebszustand des Motors aufgenommen ist, gilt: 2,5 ≤ R₂/R₃ ≤ 5.
In einem Abstand b von der Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbelwelle 3 in deren Sitzposition ist beiderseits der Kurbelwelle 3 jeweils ein Stehbolzen 4 bekannter Art mit zylindrischen Passflächen im oberen Lagersegment 1 befestigt, wobei die beiden Stehbolzen 4 parallel zueinander und senkrecht zu einer Ebene E ausgerichtet sind, welche sich durch die Schnittgeraden A und B vom Schnitt der Teilungsflächen 9 mit der Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbelwelle erstreckt.
Zur Montage wird zunächst die Kurbelwellenachse 3 – wie in 2 dargestellt ist – in die im oberen Lagersegment 1 ausgebildete Lagerfläche eingeführt. Danach wird das als Hauptlagerdeckel 2 ausgebildete untere Lagersegment mit seiner konvex ausgebildeten Oberfläche von unten parallel zur Symmetrieebene derart in die konkave Öffnung des oberen Lagersegments 1 eingeschoben, dass die Stehbolzen 4 in im als unteres Lagersegment ausgebildeten Hauptlagerdeckel 2 entsprechend ausgebildete Bohrungen eingreift und diese durchdringt. Das als Hauptlagerdeckel 2 ausgebildete untere Lagersegment mit seiner konvex ausgebildeten Oberfläche wird dabei derart von unten parallel zur Symmetrieebene in die konkave Öffnung des oberen Lagersegments 1 einge schoben, dass die in dem unteren Lagersegment 2 ausgebildete Lagerfläche der Lagergrundbohrung zur Lagerung der Kurbelwelle 3 in Richtung Ihrer Sitzposition bewegt wird. Aufgrund der unterschiedlichen Krümmungsradien der beiden gekrümmten Oberflächen der Lagersegmente 1 und 2 kommen dabei zunächst die äußeren Randbereiche 8, welche den weitesten Abstand a der gekrümmt ausgebildeten Oberflächen zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbelwelle aufweisen, miteinander in Berührkontakt.
Zwischen diesem linienförmigen ersten Kontaktbereich 8 und der als Lagerfläche der Lagergrundbohrung zur Lagerung der Kurbelwelle 3 ausgebildeten Ausnehmung ist die in dem als Hauptlagerdeckel 2 ausgebildeten unteren Lagersegment 2 ausgebildete konvexe Oberfläche als konvexe Kontaktfläche 6 und entsprechend die in dem Zylinderkurbelgehäuse 1 ausgebildete konkave Oberfläche als konkave Kontaktfläche 7 ausgebildet. Aufgrund des unterschiedlichen Krümmungsradius' R₁ und R₂ der beiden Lagersegmente verbleibt, ausgehend von dem linienförmigen Kontaktbereich 8 bis zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbelwelle zwischen den beiden Kontaktflächen 6 und 7 ein Spielspalt 5 mit einer vom ersten Kontaktbereich 8 zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbelwelle 3 hin kontinuierlich zunehmenden Spaltdicke.
Danach wird jeweils eine Schraubenmutter 16 bekannter Art auf das Außengewinde eines der Stehbolzen 4 aufgeschraubt. Die Stehbolzen 4 und die entsprechenden Bohrungen im Lagersegment 2 sind mit ihrer Achsmitte im Abstand b zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbelwelle 3 angeordnet, wobei die Stehbolzen 4 sowie die entsprechenden Bohrungen senkrecht zu einer Ebene E ausgerichtet sind, welche sich durch die Schnittgeraden A und B vom Schnitt der Teilungsflächen 9 mit der Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbelwelle erstreckt.
Die Achsen der Stehbolzen 4 sowie der entsprechenden Bohrungen schließen einen Winkel α zur Tangente im Schnittpunkt zwischen Stehbolzen 4 und konkaver Oberfläche 7 zu dem Krümmungskreis mit dem Krümmungsradius R₁ um die Krümmungsachse M₁ ein, wobei für α gilt: 45° < α < 90°. Beispielsweise ist α so gewählt, dass α = 60°.
Für die Verhältnisse der Abstände b zu a gilt: b ≤ a/2.
Durch Festdrehen der Schraubenmuttern 16 wird aufgrund der über den Schraubenmuttern auf das untere Lagersegment 2 und durch das Schrauben gewinde und die Stehbolzen 4 auf das obere Lagersegment 1 ausgeübten Zugkraft der untere Lagerdeckel 2 längs der Erstreckung seiner Kontaktfläche 6 unter weiterer Verkrümmung und unter Schließen des Spielspaltes 5 an die im oberen Lagersegment 1 ausgebildete Kontaktfläche 7 herangezogen. Unter Angleichen der Krümmungsradien des unteres Lagersegments 2 und des oberen Lagersegments 1 liegen die Kontaktflächen 6 und 7 im vorgespannten dichtenden Berührkontakt. Dieser Zustand ist in 3 dargestellt.
Es ist sinnvoll, den Abstand b möglichst klein zu wählen, so dass die Spannkraft möglichst nahe der Kurbelwelle 3 eingeleitet und das Auftreten von Klaffeffekten zwischen den Kontaktflächen 7 und 6 am Übergang zur Kurbelwelle weiter erschwert wird. Das Verhältnis der Abstände b zu a sollte derart gewählt werden, dass b ≤ a/3 ist. Beispielsweise ist im Ausführungsbeispiel b = a/6.
Das als Hauptlagerdeckel 2 ausgebildete untere Lagersegment 2 ist im Querschnitt ein Zylindersegment.
Derartige Lagersegmente 2 können beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass eine zylinderförmige Scheibe 10, wie in 4 dargestellt ist, beispielsweise längs des Durchmessers in zwei gleiche Lagersegmente 2 durch Sägen, Fräsen, Stanzen oder in sonstiger geeigneter Weise geteilt wird.
Das als Hauptlagerdeckel 2 ausgebildete Lagersegment ist aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Ebenso kann auch ein anderes geeignetes Material, welches den Anforderungen an die Belastungen des Kurbellagerdeckels und an die Verformbarkeit zur Schließung des Spaltes 5 entspricht, ausgebildet sein. Das zentrale Kurbelgehäuse 1 ist ebenso entweder ein Aluminiumkurbelgehäuse oder ein Gehäuse aus sonstigen bekannten geeigneten Material zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses.
Zwischen die Kontaktflächen 6 und 7 des unteren Lagersegments 2 und des oberen Lagersegments 1 ist in einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform zur besseren Dichtwirkung zusätzliches Dichtmittel bekannter Art eingebracht. Dies kann durch eine Dichtmittelbeschichtung vor Montage oder durch Einspritzen von Dichtmitteln längs des Dichtspaltes erfolgen. Soweit die individuellen Gegebenheiten es ermöglichen, kann auch das Dichtmittel mit hohem Druck nach erfolgter Verspannung zwischen die Kontaktflächen eingespritzt werden.
Bei Bedarf kann zwischen den beiden Lagersegmenten 1 und 2 ein zusätzlicher Passstift 11, wie in 3 dargestellt ist, parallel zu den Stehbolzen 4 in entsprechende Bohrungen im Lagersegment 1 und 2 eingefügt werden.
Bei Bedarf kann zur Erhöhung der Kurbelgehäuse-Struktursteifigkeit in der Nähe des ersten äußeren Randbereichs 8 nach Schließen des Spaltes mittels der Stehbolzens 4 zusätzlich – wie in 3 dargestellt ist – eine Querverschraubung 15 erfolgen.
Die Lagerfläche in der Lagergrundbohrung kann derart ausgebildet sein, dass die Lagergrundbohrung selbst Lagerfläche ist, oder auch derart, dass ein oder mehrere Lagerelemente bekannter Art, die die Lagerfläche bilden, in der Lagergrundbohrung ausgebildet sind.
Wie am Beispiel von 1 dargestellt, bildet die nach unten weisende Oberflächen 18 des als Lagersegment ausgebildeten Hauptlagerdeckel 2 und die jeweils beiderseits des Hauptlagerdeckels 2 nach unten weisende Oberflächen 19 des im Zylinderkurbelgehäuse 1 ausgebildeten oberen Lagersegments im montierten Zustand vorteilhafterweise eine gemeinsame Ebene. Dies kann beispielsweise durch gemeinsames Überfräßen der beiden aneinander grenzenden Oberflächen 18 und 19 erreicht werden.

1: Zylinderkurbelgehäuse
2: Hauptlagerdeckel
3: Kurbelwelle
4: Stehbolzen
5: Spielspalt
6: Kontaktfläche
7: Kontaktfläche
8: erster Kontaktbereich
9: Teilungsfläche
10: Lagermaterialscheibe
11: Passstift
15: Querverschraubung
16: Schraubenmutter
18: Oberfläche
19: Oberfläche

Claims

Radial zweigeteiltes Kurbel- oder Nockenwellenlager einer Brennkraftmaschine mit einer um eine parallel zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse ausgerichtete Achse gekrümmten Teilungsfläche, die die Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle (3) schneidet, mit einer ersten Kontaktfläche (7) am ersten Lagersegment (1) und mit einer zweiten Kontaktfläche (6) am zweiten Lagersegment (2), wobei die beiden Kontaktflächen (6, 7) mit voneinander abweichendem Oberflächenprofil derart ausgebildet sind, dass bei Berührkontakt der beiden Kontaktflächen (6, 7) in Betriebsposition zwischen den beiden Kontaktflächen (6, 7) entlang der Teilungsfläche (9) in einem Teilbereich der Kontaktflächen ein schließbarer Spielspalt (5) verbleibt, mit Mitteln zur Herstellung des dichtenden Kontaktes der beiden Kontaktflächen (6, 7) in der Teilungsfläche (9) im Bereich des Spielspaltes (5) unter Schließung des Spaltes (5), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktflächen (6, 7) mit einem derartigen Oberflächenprofil ausgebildet sind, dass zwischen ihnen ausgehend von einem zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- oder Nockenwelle (3) beabstandeten – insbesondere zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse parallel ausgerichteten –Berührkontaktbereich (8), in welchem die beiden Kontaktflächen (6, 7) unverspannt in Berührkontakt zueinander stehen, bis zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle (3) ein Spielspalt (5) verbleibt, der ausgehend von dem Berührkontaktbereich (8) bis zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle (3) stetig zunimmt.
Radial zweigeteiltes Kurbel- oder Nockenwellenlager gemäß den Merkmalen von Anspruch 2, wobei eines der beiden Lagersegmente (2) mit seiner zur Teilungsfläche (9) weisenden Kontaktfläche (6) konvex um eine parallel zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse (M₃) ausgerichteten Achse (M₂) gekrümmt ausgebildet ist und das andere der beiden Lagersegmente (1) mit seiner zur Teilungsfläche (9) weisenden Kontaktfläche (7) konkav um eine parallel zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse (M₃) ausgerichteten Achse (M₁) gekrümmt ausgebildet ist.
Radial zweigeteiltes Kurbel- oder Nockenwellenlager gemäß den Merkmalen von Anspruch 2, wobei der Krümmungsradius (R₂) der konvex ausgebildeten Kontaktfläche (6) größer als der Krümmungsradius (R₃) der konkav ausgebildeten Kontaktfläche (7) ausgebildet ist.
Radial zweigeteiltes Kurbel- oder Nockenwellenlager gemäß den Merkmalen von Anspruch 2 oder 3, bei dem die Mittel zur Herstellung des dichtenden Kontaktes der beiden Kontaktflächen (6, 7) in der Teilungsfläche (9) Spannmittel (4,16) zur Aufbringung einer Spannkraft – insbesondere einer Zugspannkraft – zur Verspannung der beiden Lagersegmente (1, 2) unter Verformung der Krümmung wenigstens einer der beiden Kontaktflächen (6, 7) aufweisen, wobei die Spannkraft insbesondere in einer Richtung senkrecht zu einer durch die Schnittlinien (A, B) der Teilungsfläche (9) mit der Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwellenmantels gebildeten Ebene (E) gerichtet ist.
Radial zweigeteiltes Kurbel- oder Nockenwellenlager gemäß den Merkmalen von Anspruch 4, wobei die Position der über die Spannmittel (4,16) in die Lagersegmente (1, 2) zur Verspannung einleitbaren Spannkraft in ihrer Schnittlinie mit der Teilungsfläche (9) einer Abstandsposition (a) entspricht, die zwischen der Hälfte – insbesondere dem dritten Teil – des Abstands (b) von dem unverspanntem Kontaktbereich der Kontaktflächen (8) und der Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle (3) angeordnet ist.
Radial zweigeteiltes Kurbel- oder Nockenwellenlager gemäß den Merkmalen von Anspruch 4 oder 5, wobei als Spannmittel – insbesondere genau zwei – Stehbolzen (4) ausgebildet sind, zwischen denen die Kurbel- bzw. Nockenwellenachse (3) angeordnet ist.
Radial zweigeteiltes Kurbel- oder Nockenwellenlager gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, bei dem wenigstens eines der beiden Lagersegmente (2) – insbesondere beide Lagersegmente – aus Leichtmetall sind.
Verfahren zur Herstellung eines radial zweigeteilten Kurbel- oder Nockenwellenlagers einer Brennkraftmaschine mit einer um eine parallel zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse ausgerichtete Achse gekrümmten Teilungsfläche (9), die die Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle (3) schneidet, mit einer ersten Kontaktfläche am ersten Lagersegment (1) und mit einer zweiten Kontaktfläche (6) am zweiten Lagersegment (2), wobei die beiden Kontaktflächen (6, 7) mit voneinander abweichendem Oberflächenprofil derart ausgebildet sind, dass bei Berührkontakt der beiden Kontaktflächen (6, 7) in Betriebsposition zwischen den beiden Kontaktflächen (6, 7) entlang der Teilungsfläche (9) in einem Teilbereich der Kontaktflächen ein schließbarer Spielspalt (5) verbleibt, wobei in einem ersten Schritt die beiden Lagersegmente (1, 2) zunächst soweit in ihre Sitzposition unter Umschließung der Kurbel- bzw. Nockenwelle (3) gebracht werden, dass die Kontaktflächen (6, 7) beabstandet zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle (3) unverspannt in einem ersten – insbesondere zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse (3) parallel ausgerichteten – Berührkontaktbereich (8) in Berührkontakt stehen und ausgehend von diesem ersten Berührkontaktbereich (8) bis zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle ein Spielspalt (5) verbleibt, der ausgehend von dem Berührkontaktbereich bis zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle stetig zunimmt, wobei danach in einem zweiten Schritt der zwischen erstem Kontaktbereich (8) und Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle (3) gebildete Spalt (5) so weit geschlossen wird, dass die Kontaktflä chen (6, 7) ausgehend von dem ersten Kontaktbereich (8) bis zur Grundbohrung für die Aufnahme der Kurbel- bzw. Nockenwelle (3) geschlossen wird.
Verfahren zur Herstellung eines radial zweigeteilten Kurbel- oder Nockenwellenlagers einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von Anspruch 8, bei dem eines der beiden Lagersegmente (2) mit seiner zur Teilungsfläche (9) weisenden Kontaktfläche (6) konvex um eine parallel zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse (M₃) ausgerichteten Achse (M₂) gekrümmt ausgebildet ist und das andere (1) der beiden Lagersegmente (1, 2) mit seiner zur Teilungsfläche (9) weisenden Kontaktfläche (7) konkav um eine parallel zur Kurbel- bzw. Nockenwellenachse (M₃) ausgerichteten Achse (M₁) gekrümmt ausgebildet ist, wobei vor dem ersten Schritt das Lagersegment 2 mit konvex ausgebildeter Oberfläche (6) derart hergestellt wird, dass eine Lagermaterialscheibe (10) mit näherungsweise zylindrischer Mantelfläche radial in zwei Lagersegmente (2) getrennt wird.