DE3808532A1

DE3808532A1 - Mehrteilige trennbare lagerschale

Info

Publication number: DE3808532A1
Application number: DE19883808532
Authority: DE
Inventors: Joachim Herrmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1989-09-28

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerschale nach dem Ober begriff des Anspruchs 1 und insbesondere ein geteiltes Pleuellager einer Hubkolbenmaschine.

Derartige Lager schalen weisen dabei als Verbindungselement eine oder zwei Schrauben auf, so wie es beispielsweise in der DE-OS 15 75 409 oder der DE-AS 19 62 116 gezeigt ist.

Heutige Maschinen, insbesondere Hubkolben-Brennkraft maschinen werden hinsichtlich Bauaufwand, Gewicht sowie Bauraum stets weiter verbessert.

Ausgehend von diesem Gedanken hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, auch an mehrteiligen trennbaren Lagerschalen Maßnahmen zur Gewichtsreduzierung aufzuzeigen. Insbe sondere an geteilten Pleuellagern erhöhen die bislang verwendeten Lagerschrauben die Massenkräfte in erheb lichem Maße. Zugleich vergrößern die Schraubenköpfe bzw. die Muttern die freiraummäßig zu berücksichtigende sog. Pleuelgeige. Aber auch an ruhenden Lagerschalen ist eine Herabsetzung des Bauteilgewichtes erwünscht.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe sind die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale vor gesehen.

Ein Spannring kann deutlich leichter gestaltet werden als die bislang verwendeten Lagerschrauben. Da dieser Spannring geschlossen ausgeführt ist, vermag er - bei entsprechender Dimensionierung - sicher die maximal auftretenden Lagerkräfte aufzunehmen. Einer Loslösung der Lagerschalen-Teile voneinander setzt der Spannring dabei seinen Verformungswiderstand entgegen. Bei der Montage ist dieser Widerstand kurzzeitig zu überwinden; erfindungsgemäß wird der geschlossene Spannring dabei elastisch verformt. Um darüberhinaus die beiden Lager schalen-Teile in axialer Richtung sicher einander zuzuordnen, kann ein formschlüssiges Verbindungselement, beispielsweise in Form eines Sicherungsstiftes vorge sehen sein.

Neben der Lösung der gestellten Aufgabe ergeben sich hiermit zusätzliche Vorteile:
Der Montagevorgang wird vereinfacht, da kein aufwendiges Anziehen einer Mutter mehr erforderlich ist. Dabei sind derartige Spannringe nicht nur kostengünstiger als gleichwertige Schraubenelemente, sondern können darüber hinaus öfter montiert und demontiert werden. Dies gilt insbesondere im Vergleich mit Dehnschrauben, wie sie vorzugsweise an dynamisch belasteten Lagerschalen, beispielsweise am geteilten Pleuellager einer Hubkolben maschine zum Einsatz kommen. Auch für jenen Anwendungs fall zeigt die vorliegende Erfindung den weiteren Vorteil, daß die Federkonstante eines Spannringes deutlich niedriger gewählt werden kann, als diejenige üblicher Dehnschrauben. Jene Maßnahme aber reduziert in erwünschter Weise den dynamischen Belastungsanteil des Verbindungselementes. Dieser Effekt wird anhand eines Verspannungsschaubildes im späteren noch näher erläu tert.

Zwar ist beispielsweise aus der DE-PS 32 43 838 ein mittels eines Spannbandes verstärktes Pleuellager bekannt, jedoch unterscheidet sich jenes Spannband in grundsätzlicher Weise von dem Spannring der vorliegenden Erfindung. Jenes Spannband, welches an einem im übrigen ungeteilten Pleuellager aus faserverstärktem Keramik werkstoff zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit und insbesondere zur Aufnahme von Zugkräften vorgesehen ist, wird bandageähnlich um den keramischen Pleuelkern gewickelt und im Anschluß daran zusammengezogen. Die Erfindung dagegen schlägt einen geschlossenen Spannring vor, welcher während des Montagevorganges elastisch verformt wird und danach die erforderliche Spannkraft resultierend aus eben jenem Verformungswiderstand aufbringt.

Der Spannring kann dabei die Lagerschale sowohl um schließen, als auch an vorteilhafterweise quer zur Lagerachse vorspringenden Nasen der Lagerschalen-Teile angreifen. Letztgenannte Maßnahme ist unter konstruk tiven Gesichtspunkten ebenso funktionell wie die üb lichen Schraubverbindungen an geteilten Pleuellagern. Eine unter Elastizitätsgesichtspunkten optimierte Gestaltung nennt Anspruch 3. Vorteilhafterweise ist der Spannring dabei aus Federstahl gefertigt. Dazu kann er beispielsweise aus einem entsprechenden Blech ausge stanzt sein.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Pleuel mit zwei Spannringen für das geteilte Pleuellager,

Fig. 2 die Seitenansicht jenes Pleuels

Fig. 3 einen Spannring vor Montage, sowie

Fig. 4 ein Verspannungsschaubild für übliche Pleuellager-Dehnschrauben sowie den erfin dungsgemäßen Spannring.

Ein in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnetes Pleuel weist am großen Pleuelauge eine in die beiden Teile 2 a, 2 b trennbare Lagerschale 2 auf. Zusammengehalten werden diese beiden Teile 2 a, 2 b erfindungsgemäß von zwei Spannringen 3 a, 3 b, welche an quer zur Lagerachse vorspringenden Nasen 4, 5 der Lagerschalen-Teile 2 a, 2 b angreifen. Besonders klar ersichtlich wird dies aus Fig. 2. Hier ist im übrigen auch ein Sicherungsstift 6 gezeigt, welcher die beiden Lagerschalen-Teile in axialer Richtung formschlüssig miteinander verbindet.

Vor der Montage weist der Spannring 3, wie Fig. 3 zeigt, eine sich der Kreisform annähernde elliptische Form gebung auf. Mit dem Montagevorgang wird der Spannring 3 in Pfeilrichtung 10 zusammengepreßt; dabei verkleinert sich die kleine Halbachse und vergrößert sich die große Halbachse der Ellipse. In jenem Zustand wird der Spann ring 3 dann auf die Nasen 4 bzw. 5 aufgebracht. Jene elastische Verformung ist die Grundlage für die somit zwischen den beiden Lagerschalen-Teilen 2 a, 2 b wirkenden Spannkräfte. Aus Elastizitätsgründen ist dabei die Materialbreite des Spannringes 3 in den an den Nasen 4 bzw. 5 anliegenden Bereichen 11 bzw. 12 größer gewählt, als in den der Pressung in Pfeilrichtung 10 ausgesetzten Bereichen 13 bzw. 14.

Anhand des in Fig. 4 dargestellten Verspannungsschau bildes wird der bereits erwähnte zusätzliche Vorteil der geringeren dynamischen Belastung eines erfindungsgemäßen Spannringes erläutert.

Entsprechend der üblichen Darstellung zeigt die Abszisse die Verformungen Δ 1, sowie die Ordinate die auftreten den Kräfte F. Die Linie 20 kennzeichnet die verspannten Bauteile, also die beiden Lagerschalen-Teile 2 a, 2 b. Die Linie 21 zeigt eine übliche Schrauben-Kennlinie, die Linie 22 eine mit einem erfindungsgemäßen Spannring erzielbare Kennlinie. Bei Auftreten einer Zusatzlast F _z ist der dynamische Belastungsanteil der Schraube F _s wesentlich größer als derjenige des Spannringes F _r. Der Spannring ist somit einer wesentlich geringeren zusätz lichen dynamischen Belastung ausgesetzt als eine ent sprechende Schraube.

Claims

1. Mehrteilige trennbare Lagerschale, insbesondere geteiltes Pleuellager einer Hubkolbenmaschine mit zumindest einem quer zur Lagerachse wirkenden Verbindungselement sowie einer in axialer Richtung wirkenden Formschlußverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement als geschlossener, durch elastische Verformung aufbringbarer Spannring (3) ausgebildet ist.

2. Lagerschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (3) an quer zur Lagerachse vorspringenden Nasen (4, 5) der Lagerschalen-Teile (2 a, 2 b) angreift.

3. Lagerschale nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (3) in den Bereichen (11, 12) der Nasen (4, 5) eine höhere Materialstärke aufweist, als in den dazwischen liegenden Bereichen (13, 14).

4. Lagerschale nach einem der vorangegangenen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (3) in Federstahl ausgeführt ist.