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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Lager für Brennkraftmaschinen, insbesondere ein Brennkraftmaschinensystem und ein dazugehöriges Verfahren, bei denen Lagerschalen für eine Brennkraftmaschine verwendet werden.
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Hintergrund
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Bauteile von Brennkraftmaschinen beginnen zu verschleißen, wenn Wärme zunimmt. Reibung erzeugt Wärme. Lager für Brennkraftmaschinen werden dazu verwendet, Reibung, Wärme und einen Verschleiß zu verhindern. Lager für Brennkraftmaschinen, beispielsweise in zwei Hälften unterteilte Lager, sind für gewöhnlich aus zwei Teilen aufgebaut, d. h. einer oberen Halblagerschale und einer unteren Halblagerschale. Zusammen bilden die obere und die untere Halblagerschale eine Lagerschale.
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Lagerschalen stellen eine Kontaktfläche bereit, auf der ein drehendes Bauteil (z. B. eine Kurbelwelle) gelagert ist. Solche Lagerschalen werden vor einem Einführen der Kurbelwelle vorläufig in einem Kurbelgehäuse angebracht, so dass die obere Halbschale in der oberen Hälfte des Kurbelgehäuses (dem Motorblockteil) positioniert ist und die untere Halbschale in der unteren Hälfte des Kurbelgehäuses (der Lagerkappen- bzw. dem Abdeckungsteil) positioniert ist. Wenn der Motorblockteil und das Lagerkappenteil angezogen werden, werden die Enden der oberen und unteren Halbschalen zusammengedrückt bzw. in einen Festsitz gebracht, und die Lager werden in eine Lagerbohrung gedrückt. Solch ein Herstellen eines Festsitzes wird für gewöhnlich als „Lagerquetschen” bezeichnet. Die resultierende Lagerbohrung trägt ebenfalls dazu bei, das Durchmessermaß eines Zylinders einer Kolbenbrennkraftmaschine festzulegen.
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Solch ein Lagerquetschen kann jedoch bewirken, dass die obere und untere Halblagerschale an einer Trennlinie fehlausgerichtet bzw. versetzt sind. Die Trennlinie bezeichnet den Bereich, in dem die zwei Lagerhälften aneinandergrenzen.
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Genauer können beispielsweise die in dem Motorblock und der Lagerkappe ausgebildeten Bohrungen geringfügig fehlausgerichtet sein. Somit können die obere und die untere Halbschale des Lagers, wenn sie miteinander verbunden werden, ebenfalls fehlausgerichtet sein. Die scharfen Kanten, die das Ergebnis solch einer Fehlausrichtung sind, können Schmiermittel von der sich drehenden Kurbelwelle entfernen oder abschaben.
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Demzufolge hat bisher solch eine Fehlausrichtung das Entfernen von Materialen an den Enden oder Seiten der Lagerschalen während oder nach einer Herstellung erforderlich gemacht, um das Erzeugen einer scharfen Kante zu vermeiden, die so angeordnet sein kann, dass sie Schmieröl von sich drehenden Teilen abschabt. Wenngleich solch ein herkömmliches Entfernen von Materialen Schmierungsprobleme aufgrund einer Fehlausrichtung verringern kann, verringert das wahllose Entfernen von Lagermaterialen von verschiedenen Stellen die Lasttragefähigkeiten solcher Lagerschalen erheblich. Beispielsweise können riemenangetriebene Lasten, die von einer Brennkraftmaschine mit Leistung versorgt werden und sich auf einer Seite der Brennkraftmaschine befinden, Lasten erzeugen, die an den Seiten bzw. Trennlinien der Lagerschalen konzentriert sind. Aufgrund der verringerten Lasttragefähigkeiten, die das Ergebnis des Entfernens von Material zur Entlastung sind, neigen solche Lagerschalen dazu, nicht dazu in der Lage zu sein, derartige Seitenlasten zu tragen, und können deshalb beschädigt werden.
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Somit haben herkömmliche Verfahren zum Entfernen von Lagermaterial von Lagerschalen an verschiedenen Stellen, um reibungslose Bewegungen zwischen Oberflächen zu erzielen, zu Versagen von Brennkraftmaschinen geführt. Daher ist es unter anderem wünschenswert, eine verbesserte Lagerschale zu schaffen.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Gemäß einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Offenbarung ein Lager für eine Brennkraftmaschine. Das Lager für eine Brennkraftmaschine enthält eine obere Lagerschale mit einem ersten einzigen Seitenentlastungsabschnitt. Das Lager für eine Brennkraftmaschine enthält ferner eine untere Trageschale mit einem zweiten einzigen Seitenentlastungsabschnitt. Die obere Lagerschale und die untere Lagerschale können zum Ausbilden einer annähernd zylindrischen Bohrung zusammengebaut werden, die zwischen denselben angeordnet ist. Der erste und der zweite einzige Seitenentlastungsabschnitt sind zum Kompensieren eines Versatzes ausgebildet, der an Trennlinien zwischen der zusammengebauten oberen und der zusammengebauten unteren Lagerschale auftritt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Offenbarung eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die einen Motorblock aufweist, der zum Aufnehmen einer oberen Lagerschale ausgebildet ist. Die obere Lagerschale enthält einen ersten einzigen Seitenentlastungsabschnitt. Die Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung enthält ferner eine Lagerkappe, die zum Aufnehmen einer unteren Lagerschale ausgebildet ist. Die untere Lagerschale enthält einen zweiten einzigen Seitenentlastungsabschnitt. Der Motorblock und die Lagerkappe weisen ferner eine Zusammenbaukonfiguration auf, bei der die obere Lagerschale und die untere Lagerschale der Zusammenbaukonfiguration eine annähernd zylindrische Bohrung festlegen. Der erste und der zweite einzige Seitenentlastungsabschnitt sind zum Kompensieren eines Versatzes ausgebildet, der an einer Trennlinie zwischen der oberen und der unteren Lagerschale auftritt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Unempfindlichmachen eines Lagerträgers gegenüber Auswirkungen einer Fehlausrichtung eines Motorblocks und einer Lagerkappe einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung. Das Verfahren beinhaltet das Positionieren einer oberen Lagerschale in einer Ausnehmung des Motorblocks. Die obere Lagerschale enthält einen ersten einzigen Seitenentlastungsabschnitt. Das Verfahren beinhaltet ferner das Positionieren einer unteren Lagerschale in einer Ausnehmung der Lagerkappe. Die untere Lagerschale enthält einen zweiten einzigen Seitenentlastungsabschnitt. Ferner beinhaltet das Verfahren das Zusammenbauen des Motorblocks und der Lagerkappe.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt ein Lager für eine Brennkraftmaschine, das in einem Kurbelwellengehäuse einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung untergebracht ist.
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2 zeigt eine Fehlausrichtung an einer Schnittstelle zwischen einem Motorblock und einer Lagerkappe einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung.
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3 zeigt einen vergrößerten Teil einer selektiven einzigen seitlichen Entlastung für einen einzigen Abschnitt einer oberen Lagerschale und einen einzigen Abschnitt einer unteren Lagerschale.
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4 zeigt ein Polardiagramm, das Auswirkungen auf eine herkömmliche Lagerschale mit einer Seitenentlastung an vier Stellen der oberen und unteren Lagerschale zeigt.
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5 zeigt ein Polardiagramm, das die Auswirkungen auf eine Lagerschale mit einer selektiven seitlichen Entlastung lediglich dort, wo sie benötigt wird, gemäß einer Ausführungsform des Lagers für eine Brennkraftmaschine zeigt.
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6 zeigt eine Ausführungsform einer Lagerschale mit flachen Seitenflächen.
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7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Unempfindlichmachen eines Lagerträgers gegenüber Auswirkungen einer Fehlausrichtung eines Motorblocks und einer Lagerkappe einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung.
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Detaillierte Beschreibung
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Nun wird im Einzigen auf exemplarische Ausführungsformen Bezug genommen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Soweit möglich, werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile Bezug zu nehmen.
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1 zeigt einen Schnitt durch eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die ein Lager 100 für eine Brennkraftmaschine enthält, das in einem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung 120 untergebracht ist. Das Lager 100 für eine Brennkraftmaschine enthält eine obere Lagerschale 106 und eine untere Lagerschale 108. Die obere Lagerschale 106 und die untere Lagerschale 108 können zum Ausbilden einer zylindrischen Bohrung 112 zusammengebaut werden, die zwischen denselben angeordnet ist. Während einer Herstellung oder eines Zusammenbaus der Lagerkappe 104 der Brennkraftmaschine oder während des Zusammenbaus und der Quetschung derselben können jedoch die obere Lagerschale 106 und die untere Lagerschale 108 in den Bereichen 150, 160 fehlausgerichtet werden. Daher können selektive einzige seitliche Entlastungen bzw. Aussparungen 130, 140 jeweils in einem ausgewählten Abschnitt der oberen Lagerschale 106 und einem ausgewählten Abschnitt der unteren Lagerschale 108 vorgesehen sein. Solche selektiven einzigen seitlichen Entlastungsabschnitte bzw. Seitenentlastungsabschnitte 130, 140, die auf einen ausgewählten Abschnitt der oberen Lagerschale 106 und der unteren Lagerschale 108 angewandt werden, sind zum Kompensieren einer im Voraus ausgewählten Drehrichtung des Kurbelwellenzapfens 114 und eines Versatzes ausgebildet, der an Trennlinien 110 zwischen der zusammengebauten oberen und der zusammengebauten unteren Lagerschale 106, 108 auftritt. Bei einem Beispiel können solch ein erster einziger seitlicher Entlastungsabschnitt 130 der oberen Lagerschale 106 und der zweite einzige seitliche Entlastungsabschnitt 140 der unteren Lagerschale 108 jeweils entferntes Lagermaterial beinhalten.
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Das Lager 100 für die Brennkraftmaschine ist ein festgelegter Aufbau, der eine verbesserte Ölschmierung bei einer Brennkraftmaschine mit einer einzigen seitlichen Entlastung eines selektiven Abschnitts eines Lagers liefert. Solch eine verbesserte Ölschmierung trägt dazu bei, Lagerversagen aufgrund von abgeschabtem Öl, das aus einem Ölmangel resultieren kann, zu verhindern, indem ausreichend Öl zwischen beispielsweise dem Kurbelwellenzapfen 114 und dem Lager geliefert wird. Das Öl, das zu den Lager strömt, bildet einen Ölfilm zwischen dem Kurbelwellenzapfen und dem Lager. Eine Drehung des Kurbelwellenzapfens neigt dazu, Öl zwischen den Kurbelwellenzapfen und das Lager zu drücken, und verhindert bei einem normalen Betrieb einen Metall-Metall-Kontakt, wenn sich das mit Druck beaufschlagte Öl ausbildet. Eine unzureichende Schmierung oder ein Ölmangel kann einen Metall-Metall-Kontakt, eine erhöhte Reibung und höhere Temperaturen erzeugen, die zu einem Fressen der Welle an dem Lager führen können. Im Extremfall kann die Lagerfläche in engem Kontakt sein oder fressen und somit bewirken, dass die Kurbelwellenoberfläche vollständig zerstört wird.
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Bei einem Beispiel enthält das Lager 100 für eine Brennkraftmaschine einen ersten einzigen seitlichen Entlastungsabschnitt 130 der oberen Lagerschale 106 und den zweiten seitlichen Entlastungsabschnitt 140 der unteren Lagerschale 108, so dass der erste und der zweite einzige seitliche Entlastungsabschnitt 130, 140 bezüglich der zylindrischen Bohrung 112 diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die zylindrische Bohrung 112 legt die Maße des Kurbelwellenzapfendurchmessers einer Brennkraftmaschine fest. Wie hierin verwendet, bezeichnet die Trennlinie eine Markierung, die erhalten wird, wenn der Motorblockteil 102 und der Lagerkappenteil 104 angezogen werden, wodurch bewirkt wird, dass die Enden der oberen und der unteren Halbschale 106, 108 zusammengedrückt werden oder in einen Festsitz gebracht werden, so dass die Lager in eine Lagerbohrung 112 gedrückt werden. Solch ein Festsitz kann ebenfalls das Einspannen der Halbschalen 106, 108 in die Bohrungen 116 und 118 unter Reibung bewirken.
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Bei einem anderen Beispiel sind der erste einzige Entlastungsabschnitt 130 und der zweite einzige Entlastungsabschnitt 140 jeweils an Innenflächen der oberen und der unteren Lagerschale 106, 108 vorgesehen. Bei einem anderen Beispiel können der erste einzige seitliche Entlastungsabschnitt 130 der oberen Lagerschale 106 und der zweite einzige seitliche Entlastungsabschnitt 140 der unteren Lagerschale 108 an Außenflächen derselben vorgesehen sein.
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Bei einem anderen Beispiel können der erste einzige seitliche Entlastungsabschnitt 130 der oberen Schale 106 und der zweite einzige seitliche Entlastungsabschnitt 140 der unteren Trageschale 108 jeweils eine annähernd planare Fläche 330, 340 (siehe 3) enthalten. Die planare Fläche 330 der oberen Lagerschale 106 und die planare Fläche 340 der unteren Lagerschale 108 können so ausgebildet sein, dass sie in Umfangsrichtung von einer Trennlinie 110 beabstandet sind. Bei einem weiteren Beispiel sind in zusammengebautem Zustand des Lagers für eine Brennkraftmaschine der erste einzige seitliche Entlastungsabschnitt 130 der oberen Lagerschale 106 und der zweite einzige seitliche Entlastungsabschnitt 140 der unteren Lagerschale 108 auf gegenüberliegenden Seiten der Trennlinie 110 positioniert.
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2 zeigt eine Fehlausrichtung an einer Schnittstelle zwischen einem Motorblock und einer Lagerkappe einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung. Zum Verringern der Auswirkungen einer derartigen Fehlausrichtung kann eine Seitenentlastung erforderlich sein, die auf selektive Abschnitte der oberen Lagerschale 106 und der unteren Lagerschale 108 angewandt wird. Bei einer Ausführungsform kann der Motorblock 102 zum Aufnehmen der oberen Lagerschale 106 ausgebildet sein. Ferner kann die Lagerkappe 104 zum Aufnehmen einer unteren Lagerschale 108 ausgebildet sein. Aufgrund der Herstellung des Motorblocks oder der Herstellung des Lagers oder aufgrund von Problemen beim Zusammenbau können der Motorblock 102 und die Lagerkappe 104 an der Trennlinie 110 fehlausgerichtet sein. Dies kann bewirken, dass die obere und die untere Lagerschale 106, 108 an der Trennlinie 210 fehlausgerichtet werden, an der die Lagerhälften 106, 108 miteinander verbunden sind. Ferner kann das Anziehen der Kappe 104 und des Blocks 102 die Halbschalen 106, 108 quetschen, wodurch diese jeweils an der Trennlinie 112 ausgebeult werden oder in die Bohrung 112 vorstehen. Daher wird die Bohrung 112, die in dem Motorblock 102 und der Lagerkappe 104 ausgebildet ist, möglicherweise fehlausgerichtet und verliert ihre im Voraus ausgewählte zylindrische Form. Daher können die obere Lagerschale 106 und die untere Lagerschale 108, wenn sie an der Trennlinie 210 miteinander verbunden werden, ebenfalls in Bereichen 150 und 160 fehlausgerichtet sein. Scharfe Kanten, die aus solch einer Fehlausrichtung resultieren können, können eine notwendige Schmierung von einem sich in der Bohrung 112 drehenden Kurbelwellenzapfen 114 abschaben oder entfernen.
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Herkömmliche Mittel zum Eliminieren von scharfen Kanten führen zu verringerten Lastaufnahmefähigkeiten der Lagerschalen. Bei einem Beispiel können von der Brennkraftmaschine mit Leistung versorgte riemenangetriebene Lasten auf einer Seite der Brennkraftmaschine Lasten erzeugen, die an den Seiten oder in Bereichen in der Nähe der Trennlinien 110, 210 konzentriert sind. Aufgrund der verringerten Lastaufnahmefähigkeiten als Folge eines Entfernens von Material sind Lagerschalen in den Bereichen mit verringerter Dicke nicht dazu in der Lage, solche Lasten zu tragen, und können demzufolge beschädigt werden.
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3 zeigt einen vergrößerten Abschnitt einer selektiven seitlichen Entlastung für einen einzigen Abschnitt der oberen Lagerschale 106 und einen einzigen Abschnitt der unteren Lagerschale 108. Bei einer Ausführungsform weisen der Motorblock 102 und die Lagerkappe 104 im zusammengebauten Zustand eine Konfiguration auf, bei der die obere Lagerschale 106 und die untere Lagerschale 108 in dem zusammengebauten Zustand eine glättere zylindrische Bohrung 112 festlegen. Solch eine glättere zylindrische Bohrung 112 kann dadurch erhalten werden, dass ein erster einziger seitlicher Entlastungsabschnitt 120 lediglich auf einen Abschnitt der oberen Lagerschale 106 angewandt wird und ein zweiter einziger seitlicher Entlastungsabschnitt 140 lediglich auf einen Abschnitt der unteren Lagerschale 108 angewandt wird. Daher sind der erste und der zweite einzige seitliche Entlastungsabschnitt 130, 140 zum Kompensieren eines Versatzes ausgebildet, der an einer Trennlinie 210 zwischen der oberen Lagerschale 106 und der unteren Lagerschale 108 auftritt. Solche selektiven einzigen seitlichen Entlastungsabschnitte 130, 140, die auf lediglich einen Teil sowohl der oberen Lagerschale 106 als auch der unteren Lagerschale 108 angewandt werden, vermeiden Probleme aufgrund von verringerten Lastaufnahmefähigkeiten, die eine Folge eines Abschabens von Material in mehreren Abschnitten sowohl der oberen als auch der unteren Lagerschale 106, 108 sein können. Somit kann für eine Drehung des Kurbelwellenzapfens 114 im Gegenuhrzeigersinn Material lediglich von der linken Seite der unteren Lagerschale 108 und lediglich von der rechten Seite der oberen Lagerschale 106 entfernt werden, um scharfe Kanten auf den jeweiligen Rotationspfaden zu eliminieren. Es sei bemerkt, dass das Umgekehrte für eine Drehung der Kurbelwelle im Uhrzeigersinn gilt.
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Bei einem Beispiel kann eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung so ausgebildet sein, dass der erste einzige seitliche Entlastungsabschnitt 130 der oberen Lagerschale 106 und der zweite seitliche Entlastungsabschnitt 140 der unteren Lagerschale 108 bezüglich der zylindrischen Bohrung 112 einander diametral gegenüberliegen. Der erste einzige Entlastungsabschnitt 130 und der zweite einzige Entlastungsabschnitt 140 können jeweils an den Innenflächen der oberen und der unteren Lagerschale 106, 108 vorgesehen sein. Im zusammengebauten Zustand können der erste einzige seitliche Entlastungsabschnitt 120 der oberen Lagerschale 106 und der zweite seitliche Entlastungsabschnitt 140 der unteren Lagerschale 108 auf gegenüberliegenden Seiten der Trennlinie 210 der oberen Lagerschale 106 und der unteren Lagerschale 108 angeordnet sein. Solch eine Trennlinie 210 der oberen Lagerschale 106 und der unteren Lagerschale 108 kann im Wesentlichen parallel zu einer anderen Trennlinie 110 sein, die zwischen dem Motorblock 112 und der Lagerkappe 104 angeordnet sein kann. Ferner können bei einer anderen Ausführungsform der erste einzige seitliche Entlastungsabschnitt der oberen Lagerschale 106 und der zweite einzige seitliche Entlastungsabschnitt 140 der unteren Lagerschale 108 an Außenflächen derselben vorgesehen sein. Der erste einzige seitliche Entlastungsabschnitt 130 der oberen Lagerschale 106 und der zweite einzige seitliche Entlastungsabschnitt 140 der unteren Lagerschalle 108 können jeweils als eine annähernd planare Fläche ausgebildet sein. Solch eine planare Fläche 330 der oberen Lagerschale 106 und die planare Fläche 340 der unteren Lagerschale 108 können in Umfangsrichtung von der Trennlinie 210 beabstandet sein, die zwischen der oberen und der unteren Lagerschale 106, 108 angeordnet ist.
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4 zeigt ein Polardiagramm, das Auswirkungen auf eine herkömmliche Lagerschale mit einer seitlichen Entlastung an vier Stellen der oberen und der unteren Lagerschale zeigt. Es sei bemerkt, dass das Vorsehen einer seitlichen Entlastung an vier Stellen dem Kurbelwellenzapfen 114 erlaubt, sich im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, ohne dass eine scharfe Kante vorhanden ist, die Öl von der Bohrung 112 abschabt. Wie das Polardiagramm in 4 zeigt, wird eine solche seitliche Entlastung oben links und oben rechts an der oberen Lagerschale und unten links und unten recht an der unteren Lagerschale vorgesehen.
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5 zeigt ein Polardiagramm, das die Auswirkungen auf eine Lagerschale mit selektiver seitlicher Entlastung lediglich dort, wo sie benötigt wird, gemäß einer Ausführungsform des Lagers für eine Brennkraftmaschine zeigt. Als ein Beispiel zeigt 5 für eine Drehung der Kurbelwelle im Uhrzeigersinn eine seitliche Entlastung, die selektiv an lediglich zwei Stellen der Lagerschale vorgesehen ist, d. h. lediglich oben links an der oberen Lagerschale und lediglich unten rechts an der unteren Lagerschale.
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Die in den 4 und 5 dargestellten Polardiagramme liefern Informationen zur Auswertung der Lasttragefähigkeiten einer Lagerschale mit unterschiedlichen seitlichen Entlastungen, die lediglich auf selektive Abschnitte der oberen und der unteren Lagerschalen 106, 108 angewandt werden. Ein Polardiagramm stellt ein zweidimensionales Koordinatensystem dar, in dem eine Entfernung von einem festen Punkt und ein Winkel bezüglich einer festen Richtung jeden Punkt einer Ebene festlegen. Genauer ist hierin die zulässige maximale Lasttragekapazität einer Lagerschale für eine Brennkraftmaschine als Polardiagramm gezeigt, wobei der Lastwinkel von der Vorderseite der Brennkraftmaschine aus betrachtet im Uhrzeigersinn gemessen wird. Eine Last (N) wirkt radial nach außen. In 5 kann für eine sich im Uhrzeigersinn drehende Kurbelwelle Material lediglich von der rechten Seite der unteren Halblagerschale und der linken Seite der oberen Halblagerschale entfernt sein. Solch eine Entfernung von Material eliminiert scharfe Kanten längs eines Pfades einer Drehung einer Kurbelwelle im Uhrzeigersinn und liefert im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen verbesserte Lastaufnahmefähigkeiten. Wie in dem Zentrum von 5 gezeigt, sind zwischen etwa 90 und 98 Grad und zwischen etwa 270 und 278 Grad lediglich seitliche Lastaufnahmefähigkeiten verringert, die den verringerten Bereichen mit entferntem Material entsprechen. Es ist offensichtlich, dass für eine Kurbelwelle, die sich im Gegenuhrzeigersinn dreht, Material lediglich von der linken Seite der unteren Halbschale und der rechten Seite der oberen Halbschale entfernt werden kann. Es ist ersichtlich, dass die Lagerschale mit einer seitlichen Entlastung an jeder Ecke (siehe 4) des oberen und des unteren Lagers weniger Last aufnehmen kann, da mehr Material von den Lagerschalen entfernt wird. Auf der anderen Seite zeigt die Lagerschale mit selektiver seitlicher Entlastung an lediglich zwei Stellen eine erhöhte Lastaufnahmefähigkeit, da wie in 5 dargestellt weniger Material von den Lagerschalen entfernt wird.
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6 zeigt eine andere Ausführungsform einer Lagerschale mit annähernd flachen Seitenflächen, so dass die flachen Seitenflächen einen ausreichenden Abstand zwischen der Lagerschale und der Trennlinie 110 des Motorblocks 102 der Lagerkappe 104 bereitstellen, um Auswirkungen einer Fehlausrichtung derselben zu verringern. Die erste flache Seitenfläche 620, die der oberen Lagerschale 106 zugeordnet ist, kann unter einem Winkel oder tangential zu der Trennlinie 110 vorgesehen sein. Ferner kann die zweite annähernd flache Seitenfläche 630 unter einem Winkel oder tangential zu der Trennlinie 110 vorgesehen sein. Die Trennlinie 610 der Lagerschalen kann versetzt sein. Es ist offensichtlich, dass Teile der oberen Lagerschale 106 und der unteren Lagerschale 108, die die erste und die zweite flache Seitenfläche 620, 630 festlegen, im Vergleich zu den anderen Teilen der oberen und der unteren Lagerschalen eine verringerte Dicke aufweisen können. Die obere Lagerschale 106 und die untere Lagerschale 108 können in diesen Bereichen mit im Vergleich zu dem Rest der Lagerschale verringerter Dicke verringerte seitliche Lastaufnahmefähigkeiten aufweisen. Bei einer anderen Ausführungsform können die Trennlinien der oberen und der unteren Lagerschale 106, 108 ebenfalls versetzt sein. Daher kann die horizontale Trennlinie 610 der oberen Lagerschale 106 und der unteren Lagerschale 108 versetzt sein, so dass die obere Lagerschale 106 und die untere Lagerschale 108 nicht in den Bereichen der flachen Seitenflächen 620, 630 verbunden sind.
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7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Unempfindlichmachen eines Lagerträgers im Hinblick auf Auswirkungen einer Fehlausrichtung eines Motorblocks und einer Lagerkappe einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, das mit dem Bezugszeichen 700 versehen ist. Das Verfahren beginnt mit Schritt 702. In Schritt 704 kann die obere Lagerschale 106 in einer Ausnehmung des Motorblocks 102 positioniert werden. Die obere Lagerschale 106 kann mit einem einzigen seitlichen Entlastungsabschnitt ausgebildet sein. In Schritt 706 kann die untere Lagerschale 108 in einer Ausnehmung der Lagerkappe 104 positioniert werden. Die untere Lagerschale 108 kann mit einem einzigen seitlichen Entlastungsabschnitt ausgebildet sein. In Schritt 708 werden der Motorblock 102 und die Lagerkappe 104 zusammengebaut. Der Motorblock 102 und die Lagerkappe 104 können beispielsweise über eine Zusammenbauvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zusammengebaut werden. Der Prozess endet bei Schritt 710.
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Bei einem Beispiel beinhaltet das Verfahren zum Unempfindlichmachen eines Lagerträgers im Hinblick auf Auswirkungen einer Fehlausrichtung zwischen einem Motorblock und einer Lagerkappe einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung das Positionieren eines inneren seitlichen Entlastungsabschnitts der oberen Lagerschale 106 und eines inneren seitlichen Entlastungsabschnitts der unteren Lagerschale 108 basierend auf einem Drehwinkel der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung 120. Bei einer anderen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Positionieren einer äußeren planaren Fläche 620 der oberen Lagerschale 106 und einer äußeren planaren Fläche 630 der unteren Lagerschale 108, so dass sich jede derselben über eine Diskontinuität zwischen dem Motorblock 102 und der Lagerkappe 104 erstreckt.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Das offenbarte Lager für eine Brennkraftmaschine kann in jeder Maschine oder in jeder Brennkraftmaschine vorgesehen werden, bei der eine ausreichende Schmierung erforderlich ist. Als ein Beispiel kann das Lager für eine Brennkraftmaschine insbesondere auf einen festgelegten Aufbau angewandt werden, der eine verbesserte Ölschmierung einer Brennkraftmaschine liefert. Der Betrieb des Lagers für eine Brennkraftmaschine wird im Folgenden erläutert.
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Während eines Normalbetriebs kann das Lager 100 für eine Brennkraftmaschine in einem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung 120 untergebracht sein. Das Lager 100 für eine Brennkraftmaschine kann eine obere Lagerschale 106 mit einem ersten einzigen seitlichen Entlastungsabschnitt 130 enthalten. Ferner kann das Lager 100 für eine Brennkraftmaschine eine untere Lagerschale 108 mit einem zweiten einzigen seitlichen Entlastungsabschnitt 140 enthalten. Die obere Lagerschale 106 und die untere Lagerschale 108 können zum Ausbilden einer zylindrischen Bohrung 112 zusammengebaut werden, die zwischen denselben angeordnet ist. Der erste und der zweite seitliche Entlastungsabschnitt 130, 140 sind zum Kompensieren eines Versatzes ausgebildet, der an Trennlinien 110 zwischen der oberen und der unteren Lagerschale 106, 108 im zusammengebauten Zustand auftritt.
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Das Lager 100 für eine Brennkraftmaschine verwendet eine einzige seitliche Entlastung eines selektiven Abschnitts des Lagers, um dazu beizutragen, zu verhindern, dass Lagerversagen aufgrund von Ölmangel auftreten. Bei einem Beispiel neigt die Drehung des Kurbelwellenzapfens dazu, Öl zwischen den Kurbelwellenzapfen und das Lager zu drücken. Daher trägt während eines Normalbetriebs das Bereitstellen von ausreichend Öl zwischen dem Kurbelwellenzapfen und dem Lager dazu bei, einen Metall-Metall-Kontakt zu verhindern, wenn sich das mit Druck beaufschlagte Öl ausbildet. Eine fehlende Schmierung oder ein Ölmangel kann einen Metall-Metall-Kontakt, eine erhöhte Reibung und höhere Temperaturen hervorrufen, was zu einem Festfressen des Lagers an der Welle führen kann. In extremen Fällen kann die Lagerfläche so eng anliegen, dass bewirkt wird, dass die Kurbelwellenoberfläche vollständig zerstört wird.
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Darüber hinaus kann ein längerer Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem unzureichenden Ölfilm bewirken, dass sich ein Schaden rasch von einem geschmierten Lager zu einem verschlissenen Lager und schließlich zu einem gefressenen Lager entwickelt. Bei einem Beispiel ist die erste Stufe solch einer Beschädigung eine Schmierung, bei der ein Lager ein Verschieben des Blei-Zink-Überzugs, der in der Mitte des Lagers angeordnet sein kann, zeigt. In einer zweiten Schadensstufe (d. h. Verschleiß) kann das Material (z. B. Aluminium) in der Mitte des Lagers verschoben werden. Die letzten Stufen eines Versagens können zu einem vollständigen Fressen führen. In allen drei Stufen verschiebt der sich drehende Kurbelwellenzapfen einen Teil des Verschleiß- bzw. Überzugmaterials von der Ballung zu der Passfläche jeder Hälfte. Die Menge an verschobenem Material hängt davon ab, wie schwerwiegend der Mangel an Schmiermittel ist. Wenn sich die Flächen des Lagers und des Kurbelwellenzapfens abnutzen, nehmen Zwischenräume zu, und eine Ölfilmdicke ändert sich, was zu einer ungleichmäßigen Lagerung der Flächen führt.
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Somit kann das Lager 100 für eine Brennkraftmaschine relativ kostengünstige Verschließteile liefern, die zum Schutz der teuren Kurbelwelle, der Verbindungsstange und des Motorblocks 102 vorgesehen sind. Lager 100 für eine Brennkraftmaschine mit einer selektiven einzigen seitlichen Entlastung 120, 140 liefern solch einen Schutz, indem eine weiche, glatte Oberfläche mit einer hohen Lasttragefähigkeit geliefert wird. Dies schützt beispielsweise die Oberflächen des Kurbelwellenzapfens während eines Motorstarts und bei hohen Lasten. Ferner kann solch ein Lager 100 für eine Brennkraftmaschine mit einer selektiven einzigen seitlichen Entlastung dazu beitragen, einen korrekten Ölstrom und einen korrekten Öldruck zwischen Teilen aufrecht zu erhalten.
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Es ist vorgesehen, dass solch ein Lager 100 für eine Brennkraftmaschine aus Materialen wie Nickel, Bronze, Stahl zum Liefern einer Dicke; einer Aluminiumlegierung zum Liefern einer Lagerfestigkeit; und Kupfer zum Liefern eines Verschleißwiderstands und zum Liefern eines Verbindungsmaterials zum Verbinden von Blei-Zink- und Aluminiumschichten bestehen kann.
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Auch wenn diese Offenbarung bestimmte Beispiele enthält, versteht sich, dass die Offenbarung nicht auf diese beschränkt ist. Zahlreiche Modifikationen, Änderungen, Variationen, Ersetzungen und Äquivalente werden für Fachleute unter Berücksichtigung der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche offensichtlich werden, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
