DE19926406A1 - Main bearing for a crankshaft or a camshaft of an internal combustion engine comprises an elastic ring which surrounds the two half bushings of the bearing and clamps them against the rolling elements with a preload - Google Patents
Main bearing for a crankshaft or a camshaft of an internal combustion engine comprises an elastic ring which surrounds the two half bushings of the bearing and clamps them against the rolling elements with a preloadInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Grundlager für eine Kurbelwelle oder Steuerwelle, das zwischen einem Gehäuse und einem Wellenzapfen angeordnet ist, wobei auf einer Mantelfläche des Wellenzapfens in einem Käfig geführte Wälzkörper abrollen, deren äußere Laufbahn von zwei Halbschalen gebildet ist, die von einem diese zusammenhaltenden Bauteil umschlossen sind.The invention relates to a base bearing for a crankshaft or control shaft, the is arranged between a housing and a shaft journal, wherein on a lateral surface of the shaft journal in a cage guided rolling elements roll, the outer raceway of which is formed by two half-shells, which by are enclosed in a component that holds them together.
Aus der US 19 21 488 ist ein Grundlager einer aus Wellenzapfen und Kurbel zapfen bestehenden Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem der Wellenzapfen auf mehreren nebeneinander angeordneten, in Käfigen ge führten Lagernadeln gehalten ist, d. h. die Mantelfläche des Wellenzapfens bildet die innere Laufbahn für die Nadelkränze. Die äußere Laufbahn wird von zwei Halbschalen gebildet, wobei die eine Halbschale an ihren Enden mit je einem Vorsprung in eine zugehörige Ausnehmung der anderen Halbschalen eingreift. Die gesamte Lageranordnung wird nun durch eine die zwei Halb schalen umschließende geteilte Anschlußkonstruktion zusammengehalten, die an beiden Enden je einen radial gerichteten Flansch aufweist, der mit Durch trittsbohrungen ausgestattet ist. Die aneinanderliegenden Flansche werden jetzt mittels zweier Befestigungsschrauben zusammengehalten, so daß eine kompakte Lagereinheit gebildet ist. From US 19 21 488 a base bearing is made of a shaft journal and crank journal existing crankshaft of an internal combustion engine, in which the shaft journal on several juxtaposed, ge in cages led bearing needles is held, d. H. the outer surface of the shaft journal forms the inner raceway for the needle rings. The outside career is from two half-shells formed, one half-shell at each end with a projection in an associated recess of the other half shells intervenes. The entire bearing arrangement is now divided into two halves shells enclosing divided connecting structure held together has a radially directed flange at both ends, with through tread holes is equipped. The adjacent flanges are now held together by two fastening screws so that one compact storage unit is formed.
Dabei ist von Nachteil, daß die Montage der Welle mit den zugehörigen La gern, beispielsweise in einem Gehäuse, erst beim Kunden möglich ist. Es ist weiter von Nachteil, daß auf dem Transportwege zum Kunden die zur Welle zugehörigen Lager in ihre Einzelbestandteile zerfallen und beim Kunden erst wieder mühsam zusammengesetzt werden müssen.The disadvantage here is that the assembly of the shaft with the associated La gladly, for example in a housing, is only possible with the customer. It is further disadvantage that on the transport routes to the customer to the wave associated warehouse into its individual components and only at the customer have to be put together again with difficulty.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung für eine abgestufte Welle mit geteilten Wälzlagern zu entwickeln, die in Herstellung und Montage wesentlich vereinfacht ist.The invention is therefore based on the object of a bearing arrangement for to develop graduated shaft with split roller bearings, which are in manufacture and Assembly is significantly simplified.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß das Bauteil als ein elastischer geschlitzter Ring ausgebildet ist, der die Halbschafen mit Vorspannung umschließt und daß radial nach innen aus dem Käfig herausragende Vorsprünge in wenigstens eine Nut des Wellenzapfens eingreifen oder einen Absatz des Wellenzapfens an seinen Stirnseiten überdecken und so den Wälzkörperkranz nach beiden Seiten axial führen.According to the invention, this task is performed according to the characterizing part of Claim 1 solved in that the component as an elastic slotted Ring is formed, which surrounds the half sheep with pretension and that projections protruding radially inward from the cage in at least engage a groove of the shaft journal or a shoulder of the shaft journal cover on its end faces and so the rolling element ring after both Guide sides axially.
Auf diese Weise ist eine einfache verliersichere Halterung von vormontierten Wälzlagern auf der abgesetzten Welle, die als Kurbelwelle oder Steuerwelle, vorzugsweise Nockenwelle, ausgebildet sein kann, sichergestellt, so daß diese aus Welle und Lager(n) bestehende Baueinheit direkt Vorort verbaut werden kann. Für den Anwender einer solchen Welle bedeutet dies eine wesentliche Vereinfachung des Montageprozesses, da statt Welle und mehreren zugehöri gen Wälzlagern nur noch eine komplette Baueinheit zu handhaben ist.In this way, a simple captive bracket is pre-assembled Rolling bearings on the stepped shaft, which are used as crankshafts or control shafts, preferably camshaft, can be formed, so that this unit consisting of shaft and bearing (s) can be installed directly on site can. This means an essential one for the user of such a shaft Simplification of the assembly process, because instead of shaft and several associated only a complete structural unit is to be handled against rolling bearings.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen 2 bis 8 beschrieben.Further advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims Chen 2 to 8 described.
Nach einem zusätzlichen Merkmal ist gemäß Anspruch 2 vorgesehen, daß der geschlitzte Ring aus einem Eisenwerkstoff oder aus einem polymeren Werk stoff gefertigt ist. Als Eisenwerkstoff ist beispielsweise ein Federstahl denkbar.According to an additional feature it is provided according to claim 2 that the slotted ring made of an iron material or a polymeric work fabric is made. For example, spring steel is conceivable as the iron material.
Aus Anspruch 3 geht hervor, daß der geschlitzte Ring aus Polyamid (PA) be steht, das ggf. mit Glasfasern verstärkt ist. Polyamide sind thermoplastische Kunststoffe, die ausgewogene mechanische Eigenschaften besitzen, insbe sondere weisen sie eine gute Formbeständigkeit in Wärme auf und sind auch gegenüber Treib- und Schmierstoffen sehr beständig. Faserverstärkte Ther moplaste haben eine höhere Steifigkeit und höhere Erweichungstemperaturen als die Ausgangsthermoplaste.From claim 3 it appears that the slotted ring made of polyamide (PA) be stands, which may be reinforced with glass fibers. Polyamides are thermoplastic Plastics that have balanced mechanical properties, esp in particular, they have good dimensional stability in heat and are also very resistant to fuels and lubricants. Fiber reinforced Ther moplastics have higher rigidity and higher softening temperatures than the starting thermoplastics.
Die Verbindung zwischen geschlitztem Ring und Halbschalen bzw. die Verbin dung zwischen geschlitztem Ring und Käfig geht aus den Ansprüchen 4 und 5 hervor. So ist nach Anspruch 4 vorgesehen, daß der geschlitzte Ring die Halb schalen mit zwei von einander beabstandeten, radial nach innen gerichteten Vorsprüngen umgreift. Aus Anspruch 5 geht hervor, daß der Käfig den ge schlitzten Ring mit zwei voneinander beabstandeten, radial nach außen ge richteten Vorsprüngen umgreift.The connection between the slotted ring and half shells or the connector dung between slotted ring and cage is based on claims 4 and 5 forth. It is provided according to claim 4 that the slotted ring is half bowls with two spaced, radially inward facing Grips projections. From claim 5 it appears that the cage ge slotted ring with two spaced apart, radially outward ge around the projections.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 6 und 7 beschrieben. Danach ist vorgesehen, daß die Vorsprünge entweder als ein geschlossener Ring oder als gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Erhebungen ausgebildet sind.Further advantageous features of the invention are in claims 6 and 7 described. Thereafter, it is provided that the protrusions are either as a closed ring or as a uniform circumferential direction spaced surveys are formed.
Nach einem zusätzlichen weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 8 soll der geschlitzte Ring mit einem Schloß ausgebildet sein. Auf diese Weise ist eine besonders stabile Lageranordnung geschaffen, da die beiden in Um fangsrichtung gegenüberliegenden Enden des Ringes miteinander verbunden sind.According to an additional further feature of the invention according to claim 8 the slotted ring should be designed with a lock. In this way is a particularly stable bearing arrangement created, since the two in order opposite ends of the ring connected to each other are.
Nach dem zweiten unabhängigen Anspruch 9 wird die Aufgabe der Erfindung auch dadurch gelöst, daß das Bauteil als ein elastischer geschlitzter Ring aus gebildet ist, der die Halbschalen mit Vorspannung umschließt und daß die Halbschalen wenigstens teilweise mit ihren Stirnflächen innerhalb einer Aus nehmung des Wellenzapfens angeordnet sind, so daß die axiale Führung des Wälzkörperkranzes nach beiden Seiten durch die Ausnehmung erfolgt, wobei der elastische geschlitzte Ring mit seinem Innendurchmesser in radialer Rich tung die Mantelfläche des Wellenzapfens im Anschluß an die Ausnehmung überragt.According to the second independent claim 9, the object of the invention also solved in that the component as an elastic slotted ring is formed, which surrounds the half-shells with bias and that the Half-shells at least partially with their end faces within an out Take the shaft journal are arranged so that the axial guidance of the Rolling ring takes place on both sides through the recess, wherein the elastic slotted ring with its inner diameter in a radial direction tion the outer surface of the shaft journal in connection with the recess towered over.
Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiments.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer abgesetzten Welle; Figure 1 is a schematic representation of a stepped shaft.
Fig. 2, 3, 4, 5, 6 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Welle im Bereich des gelagerten Wellenzapfens und Fig. 2, 3, 4, 5, 6 is a partial longitudinal section through a shaft in the area of the journal and
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen geschlitzten Ring. Fig. 7 is a plan view of a slotted ring.
Die in Fig. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Kurbelwelle besteht aus dem Wellenzapfen 2, der um seine Achse 6 rotiert. Der Wellenzapfen 2 weist an zwei Stellen je zwei radial gegenüberliegende Wangen 4 auf, die durch je ei nen Kurbelzapfen 3 miteinander verbunden sind, die exzentrisch zur Rotati onsachse 6 angeordnet sind. Die exzentrisch angeordneten Massen der beiden Kurbelzapfen 3 werden bei Rotation der Welle 1 durch Gegenmassen 5 aus geglichen. Die Welle 1 weist im vorliegenden Fall drei Umfangsstellen 7 auf, die Grundlagerstellen sind.The crankshaft shown in FIG. 1 and designated 1 consists of the shaft journal 2 , which rotates about its axis 6 . The shaft journal 2 has two radially opposite cheeks 4 at two points, which are connected to each other by each egg NEN crank pin 3 , which are arranged eccentrically to the rotation axis 6 . The eccentrically arranged masses of the two crank pins 3 are balanced by counter masses 5 when the shaft 1 rotates. In the present case, the shaft 1 has three circumferential points 7 , which are base bearing points.
Die in Fig. 2 dargestellte Grundlageranordnung besteht aus dem Abschnitt 24, der den gleichen Durchmesser wie der Wellenzapfen 2 hat. Die Mantelflä che des Abschnittes 24 bildet die innere Laufbahn 9 für die im Käfig 21 ge führten Lagernadeln 11, wobei die äußere Laufbahn 18 von den Halbschalen 12 und 13 gebildet ist, die vom geschlitzten Ring 16 umgriffen sind, der nach radial innen gerichtete Vorsprünge 17 aufweist. Der Käfig 21 besitzt voneinan der beabstandete radial nach außen weisende Vorsprünge 15, die sowohl die Halbschalen 12 und 13 als auch den geschlitzten Ring 16 radial umgreifen. Am linksseitigen Ende weist der Käfig 21 den radial nach innen weisenden Vor sprung 22 auf, der in die Nut 23 des Wellenzapfens 2 eingreift. Der Zusam menhalt der Lageranordnung in axialer Richtung ist durch die Vorsprünge 15 und 22 des Käfigs 21, durch die Vorsprünge 17 des Ringes 16 und durch die Nut 23 des Wellenzapfens 2 gebildet.The base bearing arrangement shown in FIG. 2 consists of the section 24 , which has the same diameter as the shaft journal 2 . The Mantelflä surface of the section 24 forms the inner race 9 for the guided in the cage 21 ge bearing needles 11 , the outer race 18 is formed by the half-shells 12 and 13 which are encompassed by the slotted ring 16 , the radially inward projections 17th having. The cage 21 has voneinan the spaced radially outward projections 15 which radially encompass both the half-shells 12 and 13 and the slotted ring 16 . At the left-hand end of the cage 21 has the radially inward projection 22 before, which engages in the groove 23 of the shaft journal 2 . The cohesion of the bearing arrangement in the axial direction is formed by the projections 15 and 22 of the cage 21 , by the projections 17 of the ring 16 and by the groove 23 of the shaft journal 2 .
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Grundlager wird der Zusammenhalt der erfin dungsgemäßen Lageranordnung einerseits durch den radial nach innen ge richteten Vorsprung 22 des Käfigs 25 bewirkt, der in die Nut 23 eingreift und andererseits durch die Vorsprünge 20 der Halbschalen 12 und 13, die die La gernadeln 11 radial überdecken.In the base bearing shown in FIG. 3, the cohesion of the bearing arrangement according to the invention is effected on the one hand by the radially inwardly directed projection 22 of the cage 25 which engages in the groove 23 and on the other hand by the projections 20 of the half-shells 12 and 13 , which La radially cover needles 11 radially.
Das in Fig. 4 gezeigte Grundlager weist den im Durchmesser vergrößerten Absatz 8 des Wellenzapfens 2 auf, dessen Mantelfläche die innere Laufbahn 9 für im Käfig 10 geführte Lagernadeln 11 bildet. Die äußere Laufbahn 18 der Lagernadeln 11 wird wiederum durch die beiden Halbschalen 12 und 13 gebil det, die ebenfalls von dem elastischen geschlitzten Ring 16 umgeben sind. Der Ring 16 weist an seinen beiden axialen Enden radial nach innen zeigende Vor sprünge 17 auf, die die beiden Halbschalen 12 und 13 umfassen. Der Käfig 10 besitzt zwei voneinander beabstandete radial nach innen zeigende Vorsprünge 14, die den Absatz 8 in radialer Richtung überdecken, so daß der aus Käfig 10 und Lagernadeln 11 bestehende Wälzkörperkranz axial gesichert ist. Der Käfig 10 weist außerdem zwei voneinander beabstandete radial nach außen zeigende Vorsprünge 15 auf, die den geschlitzten Ring 16 in radialer Richtung überdec ken. Auf diese Weise ist eine verliersichere Lageranordnung gebildet, die fest mit der Welle 1 verbunden ist. The base bearing shown in FIG. 4 has the step 8 of the shaft journal 2 , the diameter of which is enlarged, the outer surface of which forms the inner raceway 9 for bearing needles 11 guided in the cage 10 . The outer race 18 of the bearing needles 11 is in turn formed by the two half-shells 12 and 13 , which are also surrounded by the elastic slotted ring 16 . The ring 16 has at its two axial ends radially inwardly facing cracks 17 which comprise the two half-shells 12 and 13 . The cage 10 has two spaced apart radially inward projections 14 which cover the shoulder 8 in the radial direction, so that the rolling element ring consisting of the cage 10 and bearing needles 11 is axially secured. The cage 10 also has two spaced apart radially outwardly projecting projections 15 which cover the slotted ring 16 in the radial direction. In this way, a captive bearing arrangement is formed, which is firmly connected to the shaft 1 .
Das in Fig. 5 gezeigte Grundlager besteht, wie vorstehend beschrieben, aus dem Absatz 8, dessen Mantelfläche die innere Laufbahn 9 für in dem Käfig 19 geführte Lagernadeln 11 bildet. Die äußere Laufbahn 18 wird von den beiden Halbschalen 12 und 13 gestellt, die ihren beiden Enden einen radial nach in nen zeigenden Vorsprung 20 besitzen, so daß die Halbschalen 12, 13 in axia ler Richtung nicht von den Lagernadeln 11 gleiten können. Auf der Mantelflä che der Halbschalen 12 und 13 ist erfindungsgemäß der geschlitzte Ring 16 angeordnet. Der Käfig 19 ist mit radial nach innen zeigenden Vorsprüngen 14 ausgestattet, die den Absatz 8 beidseitig radial umgreifen, so daß eine fest mit der Welle 1 verbundene Lageranordnung gebildet ist.As described above, the base bearing shown in FIG. 5 consists of shoulder 8 , the outer surface of which forms the inner raceway 9 for bearing needles 11 guided in the cage 19 . The outer race 18 is provided by the two half-shells 12 and 13 , which have a radially inward pointing projection 20 at their two ends, so that the half-shells 12 , 13 can not slide in axial direction from the bearing needles 11 . On the Mantelflä surface of the half-shells 12 and 13 , the slotted ring 16 is arranged according to the invention. The cage 19 is equipped with radially inwardly pointing projections 14 , which radially encompass the shoulder 8 on both sides, so that a bearing arrangement which is fixedly connected to the shaft 1 is formed.
In der in Fig. 6 dargestellten Grundlageranordnung weist der Wellenzapfen 2 die Ausnehmung 26 auf, in der die im Käfig 27 geführten Lagernadeln 11 an geordnet sind. Die Halbschalen 12 und 13 sind vom geschlitzten Ring 16 um geben und befinden sich radial zum Teil in der Ausnehmung 26, wobei der In nendurchmesser des geschlitzten Ringes 16 größer ist, als der Durchmesser des Wellenzapfens 2.In the base bearing arrangement shown in FIG. 6, the shaft journal 2 has the recess 26 in which the bearing needles 11 guided in the cage 27 are arranged. The half-shells 12 and 13 are from the slotted ring 16 to give and are located radially in part in the recess 26 , wherein the inner diameter of the slotted ring 16 is larger than the diameter of the shaft journal 2nd
In Fig. 7 schließlich ist eine Draufsicht auf den Ring 16 mit seinem Schlitz 28 und den darunterliegenden Halbschalen 12, 13 gezeigt. Finally, FIG. 7 shows a top view of the ring 16 with its slot 28 and the half-shells 12 , 13 underneath.
11
Kurbelwelle
crankshaft
22nd
Wellenzapfen
Shaft journal
33rd
Kurbelzapfen
Crank pin
44th
Wange
cheek
55
Gegenmasse
Counter mass
66
Rotationsachse
Axis of rotation
77
Umfangsstelle
Circumference
88th
Absatz
paragraph
99
innere Laufbahn
inner career
1010th
Käfig
Cage
1111
Lagernadel
Bearing needle
1212th
Halbschale
Half shell
1313
Halbschale
Half shell
1414
Vorsprung
head Start
1515
Vorsprung
head Start
1616
geschlitzter Ring
slotted ring
1717th
Vorsprung
head Start
1818th
äußere Laufbahn
outer career
1919th
Käfig
Cage
2020th
Vorsprung
head Start
2121
Käfig
Cage
2222
Vorsprung
head Start
2323
Nut
Groove
2424th
Abschnitt
section
2525th
Käfig
Cage
2626
Ausnehmung
Recess
2727
Käfig
Cage
2828
Schlitz
slot
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: INA-SCHAEFFLER KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |