DE3824553C1

DE3824553C1 - Crankshaft bearing for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE3824553C1
Application number: DE19883824553
Authority: DE
Inventors: Albert Dipl.-Ing. 7132 Illingen De Pietsch
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1989-02-02

Abstract

A crankshaft bearing for an internal combustion engine is described, the main bearing seats of which are connected to one another by a bearing bridge. So that the bearing bridge affords a high resistance to deformation, it is proposed that it be provided between the main bearing seats with reinforcing ribs extending on a course departing from the crankshaft longitudinal axis.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenlagerung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a crankshaft bearing for a Internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Bei heutigen Kurbelwellenlagerungen ist es üblich, die Lagerstühle der einzelnen Kurbelwellenhauptlager über eine sogenannte Lagerbrücke miteinander zu verbinden. Diese Lagerbrücken sind dabei gebildet durch einzelne jeweils immer zwei Lagerstühle miteinander verbindende Flächenelemen te (DE-PS 28 39 885) oder durch in Kurbelwellenlängsrich tung verlaufende Längsstreben (DE-OS 35 42 137). Da jedoch während des Betriebs der Brennkraftmaschine die Verschiebungs richtung der Hauptlagerstühle vorwiegend quer zur Längsrich tung der Kurbelwelle verläuft, bieten die Längsstreben keinen ausreichenden Widerstand gegen auftretende Querverfor mungen. Die Flächenelemente hingegen bieten vom Prinzip her zwar einen relativ hohen Widerstand gegen Querverschie bungen, jedoch insbesondere dann, wenn die Flächenelemente gekrümmt sind und Durchbrüche z. B. für den Ölablauf aufweisen, kann es auch bei dieser Ausgestaltung zu unerwünschten Verformungen kommen und zwar aufgrund eines ungleichmäßigen Spannungsverlaufes.With today's crankshaft bearings, it is common that Bearings of the individual main crankshaft bearings via a to connect the so-called bearing bridge. These Bearing bridges are formed by individual ones Always two storage chairs connecting surface elements te (DE-PS 28 39 885) or by in the crankshaft longitudinal direction device extending longitudinal struts (DE-OS 35 42 137). However, since the displacement during operation of the internal combustion engine Direction of the main storage chairs mainly across the longitudinal direction direction of the crankshaft is provided by the longitudinal struts insufficient resistance to transverse deformation mung. The surface elements, however, offer the principle a relatively high resistance to cross-shooting exercises, but especially if the surface elements are curved and openings z. B. for the oil drain have, it can also in this embodiment undesirable deformations occur because of a uneven voltage curve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kurbelwellenlagerung zu schaffen, deren Lagerbrücke einen hohen Widerstand gegen Verformungen bietet.The invention has for its object a Crankshaft bearings to create whose bearing bridge one offers high resistance to deformation.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1 gelöst.The task is in a generic device by the features of characterizing part of claim 1 solved.

Die erfindungsgemäß ausgestalteten Versteifungsrippen nehmen je nach momentaner Belastung der Hauptlagerstühle die auftretenden Zug- oder Druckkräfte auf und leiten diese weiter in den Bereich der Verschraubung der Hauptla gerstühle, so daß die auftretenden Verformungen auf ein Minimum reduziert sind. Eine besonders steife Lagerbrücke gegen Querverformung ist gegeben, wenn die Hauptlagerstühle über einzelne Flächenelemente miteinander verbunden sind, auf welche die Versteifungsrippen aufgebracht sind. Die Versteifungsrippen schneiden sich vorzugsweise in einem Winkel von ungefähr 90°. Aufgrunddessen, daß die erfindungs gemäße Ausgestaltung der Kurbelwellenlagerung zu einer deutlichen Verringerung der Querverformungen der Lagerbrücke führt, ist auch eine Verringerung der Geräuschabstrahlung zu verzeichnen.The stiffening ribs designed according to the invention take depending on the current load on the main camp chairs the occurring tensile or compressive forces on and conduct this continues in the area of the screw connection of the main la gerstühle, so that the occurring deformations on a Minimum are reduced. A particularly rigid bearing bridge against transverse deformation is given when the main storage chairs are connected to each other via individual surface elements, to which the stiffening ribs are applied. The Stiffening ribs preferably cut in one Angle of approximately 90 °. Because of the fact that the fiction appropriate design of the crankshaft bearing to a significant reduction in the transverse deformations of the bearing bridge leads to a reduction in noise emissions to be recorded.

Die Ausgestaltung der Kurbelwellenlagerung nach Anspruch 4 hat den Vorteil, daß die Lagerbrücke bei minimalem Gewicht eine maximale Steifigkeit besitzt.The design of the crankshaft bearing according to claim 4 has the advantage that the bearing bracket with minimal weight has maximum rigidity.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand dreier Ausführungs beispiele dargestellt. Es zeigtIn the drawing, the invention is based on three embodiments examples shown. It shows

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kurbelwellenlagerung in einer Ansicht von unten, Fig. 1 is a crankshaft bearing according to the invention in a view from below,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Fig. 1 längs der Linie II-II, Fig. 2 is a sectional view of FIG. 1 along the line II-II,

Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Kurbelwellenla gerung in einer Ansicht von unten, Fig. 3 shows a further delay Kurbelwellenla invention in a view from below,

Fig. 4 eine weitere erfindungsgemäße Kurbelwellenla gerung in einer Vorderansicht und Fig. 4 shows another crank shaft according to the invention in a front view

Fig. 5 eine Schnittdarstellung der Fig. 4 längs der Linie V-V. Fig. 5 is a sectional view of Fig. 4 along the line VV.

In Fig. 1 sind mit 1 und 2 die beiden Lagerdeckel zweier Hauptlagerstühle einer erfindungsgemäßen Kurbelwellenla gerung bezeichnet, welche über eine Lagerbrücke miteinan der verbunden sind. Die Lagerbrücke besteht dabei aus einzelnen jeweils immer zwei Lagerdeckel 1, 2 miteinander verbindenden Flächenelementen 3, welche eine vorgegebene Krümmung und je eine Schmierölablaufbohrung 4 aufweisen (siehe auch Fig. 2). Der Übersichtlichkeit wegen sind nur die Lagerdeckel 1 und 2 zweier Hauptlagerstühle dargestellt. An jedem Lagerdeckel 1, 2 ist auf je einer Seite eine Schraubenpfeife 5, 6, 7, 8 vorgesehen, welche mit je einer Längsbohrung 9, 10, 11, 12 versehen ist. Zwischen den Schraubenpfeifen 5, 6, 7, 8 ist eine Lagerschalenhälfte 13, 14 zur Aufnahme der Hauptzapfen der Kurbelwelle vorgesehen. Über die Schraubenpfeifen 5, 6, 7, 8 wird dieses aus den Lagerdeckeln 1, 2 und Lagerbrücke (Flächen elemente 3) bestehende Lagerungsunterteil mit dem in der Zeichnung nicht dargestellten, mit dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine verbundenen Oberteilen der Hauptlager stühle, an welchen jeweils die anderen Lagerschalenhälften zur Aufnahme der Kurbelwellenhauptzapfen angeordnet sind, verschraubt. An den Flächenelementen 3 sind nun diagonal verlaufende Versteifungsrippen 15 und 16 angeformt und zwar derart, daß die Versteifungsrippe 15 die beiden Schraubenpfeifen 5 und 8 und die Versteifungsrippe 16 die beiden Schraubenpfeifen 6 und 7 miteinander verbindet. Die Versteifungsrippen 15, 16 müssen nicht unbedingt bis ganz an die Schraubenpfeifen 5, 6, 7, 8 heranreichen, entschei dend ist nur, daß sie jeweils immer quer zur Kurbelwellen längsachse 23, also in diesem Fall diagonal zwischen zwei Lagerdeckeln 1, 2 verlaufen und ungefähr in Richtung der Schraubenpfeifen 5, 6, 7, 8 weisen. Die Versteifungsrippen 15, 16 schneiden sich in einem Winkel α von ungefähr 90°. Während des Betriebes der Brennkraftmaschine treten nun ausgehend von der in den Lagerschalen 13, 14 gehaltenen Kurbelwelle Kräfte auf, welche unter anderem versuchen, die Hauptlagerstühle in Richtung der in der Zeichenebene liegenden Pfeile 17 und 18 zu verformen bzw. zu verschie ben. Diese Kräfte werden nun über die erfindungsgemäßen Versteifungsrippen 15, 16 in die einzelnen Schrauben pfeifen 5, 6, 7, 8 weitergeleitet, so daß eine unerwünsch te Verformung des die beiden Lagerdeckel 1 und 2 verbinden den Flächenelemente 3 aufgrund der unterschiedlichen Querverschiebungsrichtungen (Pfeile 17 und 18) auf ein Minimum reduziert ist. In dem in der Zeichnung darge stellten Belastungsfall, welcher einer bestimmten momenta nen Kurbelwellenstellung entspricht, wird dabei die Versteifungsrippe 16 die Zug- und die Versteifungsrippe 15 die Druckkräfte aufnehmen. Bei einer anderen Kurbelwellen stellung, also bei entgegengesetzt verlaufenden Querverschie bungsrichtungen überträgt die Versteifungsrippe 15 die Zug- und die Versteifungsrippe 16 die Druckkräfte. Während des Betriebes der Brennkraftmaschine werden die Versteifungs rippen 15 und 16 somit wechselnd auf Zug und Druck belastet.In Fig. 1, 1 and 2, the two bearing caps of two main bearing blocks of a crankshaft bearing according to the invention are designated, which are connected to one another via a bearing bridge. The bearing bridge consists of individual two bearing covers 1, 2, each connecting surface elements 3 , which have a predetermined curvature and each have a lubricating oil drain hole 4 (see also FIG. 2). For the sake of clarity, only the bearing caps 1 and 2 of two main storage chairs are shown. On each bearing cover 1, 2 , a screw pipe 5, 6, 7, 8 is provided on each side, which is provided with a longitudinal bore 9, 10, 11, 12 each. Between the screw pipes 5, 6, 7, 8 , a bearing shell half 13, 14 is provided for receiving the main journal of the crankshaft. About the screw pipes 5, 6, 7, 8 , this from the bearing caps 1, 2 and bearing bridge (surface elements 3 ) existing lower bearing part with the upper part of the main bearing chairs, not shown in the drawing, connected to the crankcase of the internal combustion engine, each of which other bearing shell halves for receiving the main crankshaft journals are screwed. Diagonally extending stiffening ribs are provided on the surface elements 3 is now formed 15 and 16 in such a way that the stiffening rib 15, 16, the two threaded channels 6 and 7 connecting the two screw columns 5 and 8 and the rib to one another. The stiffening ribs 15, 16 do not necessarily have to reach all the way to the screw pipes 5, 6, 7, 8 , the only decisive thing is that they always always run transversely to the crankshaft longitudinal axis 23 , that is to say in this case diagonally between two bearing caps 1, 2 and point approximately in the direction of the screw pipes 5, 6, 7, 8 . The stiffening ribs 15, 16 intersect at an angle α of approximately 90 °. During operation of the internal combustion engine, forces now arise, starting from the crankshaft held in the bearing shells 13, 14 , which among other things attempt to deform or shift the main bearing seats in the direction of the arrows 17 and 18 lying in the plane of the drawing. These forces are now whistling via the stiffening ribs 15, 16 according to the invention in the individual screws 5, 6, 7, 8 , so that an undesired deformation of the two bearing caps 1 and 2 connect the surface elements 3 due to the different transverse displacement directions (arrows 17 and 18 ) is reduced to a minimum. In the illustrated Darge load case, which corresponds to a certain momentary NEN crankshaft position, the stiffening rib 16 will absorb the tensile and the stiffening rib 15, the compressive forces. In another crankshaft position, advertising devices thus with oppositely extending transverse displacement transmits the stiffening rib 15, the tensile and the stiffening rib 16, the pressure forces. During the operation of the internal combustion engine, the stiffening ribs 15 and 16 are thus alternately loaded under tension and pressure.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es ebenso denkbar, zur Verbindung der Lagerdeckel anstelle von Flächenelementen zwei in Richtung der Kurbelwellenlängsach se und in Höhe der Schraubenpfeifen verlaufende Längsstre ben zu verwenden, welche wiederum in entsprechender Weise durch erfindungsgemäß verlaufende Versteifungsrippen miteinander verbunden sind.In a further embodiment of the invention, it is the same conceivable to connect the bearing cap instead of Surface elements two in the direction of the longitudinal crankshaft se and longitudinal stripes running at the height of the screw pipes ben to use, which in turn in a corresponding manner by stiffening ribs running according to the invention are interconnected.

Die beste Versteifungswirkung wird bei einer diagonalen Anordnung der Versteifungsrippen erzielt, also dann, wenn letztere in Richtung der Schraubenpfeifen weisen. Um jedoch generell gegenüber konventionellen Kurbelwellenlage rungen einen höheren Widerstand gegen Querverformung zu erhalten, ist es nicht zwingend, daß die Versteifungsrippen exakt diagonal zwischen den Schraubenpfeifen verlaufen. Eine Verbesserung der Festigkeit wird generell dann erzielt, wenn die Versteifungsrippen quer zur Längsstreckung bzw. zur Längsachse der Kurbelwelle verlaufen, d. h. also, wenn sie sich mit einem von der Kurbelwellenlängsachse abweichenden Verlauf erstrecken.The best stiffening effect is with a diagonal Arrangement of the stiffening ribs achieved, so when the latter point in the direction of the screw pipes. Around but generally compared to conventional crankshaft position higher resistance to transverse deformation received, it is not imperative that the stiffening ribs run exactly diagonally between the screw pipes. An improvement in strength is then generally achieved when the stiffening ribs transverse to the longitudinal extension or run to the longitudinal axis of the crankshaft, d. H. so, if they are with one of the crankshaft longitudinal axis extend deviating course.

Für den Fall, daß die Verschraubung der einzelnen Hauptlager stühle pro Seite nicht mittels einer sondern mittels zweier in Querrichtung nebeneinander angeordneter Schrauben erfolgt, ist es zweckmäßig die Versteifungsrippen so anzuordnen, daß sie jeweils auf die Wandung 19 bzw. 20 zwischen zwei nebeneinander angeordneten Schraubenpfeifen 21 bzw. 22 gerichtet sind (siehe Fig. 3).In the event that the screwing of the individual main bearing chairs per side is not carried out by means of one but by means of two screws arranged next to one another in the transverse direction, it is advisable to arrange the stiffening ribs in such a way that they are each on the wall 19 or 20 between two screw pipes 21 arranged next to one another and 22 are directed (see Fig. 3).

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kurbelwellenlagerung. Hierbei sind deren fünf nur andeutungsweise dargestellten Hauptlagerstühle 24 bis 28 über eine jeweils mit dem Oberteil 46 bis 50 der Hauptlagerstühle 24 bis 28 verschraubten Lagerbrücke 29 miteinander verbunden. An der Unterseite 30 dieser Lagerbrücke 29 sind nahezu symmetrisch bezüglich des mittleren Hauptlager stuhles 26 zwei Wellenträger 31 und 32 angeformt, welche zur Aufnahme von zwei sich gegensinnig drehenden Ausgleichs wellen 33 und 34 zur Kompensierung von Massenkräften vorgesehen sind. Um nun zu vermeiden, daß die Ausgleichswel len 33 und 34 zu tief liegen, sind die erfindungsgemäßen Versteifungsrippen 35 und 36 im Bereich der Ausgleichswel len 33 und 34 auf der Oberseite 37 der Lagerbrücke 29 und in den übrigen Bereichen auf deren Unterseite 30 angeordnet (Versteifungsrippen 38 und 39). Die Lagerdeckel 40 bis 44 der Hauptlagerstühle 24 bis 28 besitzen an ihrer Unterseite eine Aussparung 45, um eine Längsventilation im Kurbelgehäuse zu ermöglichen. FIGS. 4 and 5 show another embodiment of a crankshaft bearing according to the invention. Here, the five main bearing seats 24 to 28 , which are only indicated, are connected to one another via a bearing bracket 29 screwed to the upper part 46 to 50 of the main bearing seats 24 to 28, respectively. The central main bearing chair 26 two wave carrier are at the bottom 30 of the bearing bracket 29 nearly symmetrical with respect to molded 31 and 32, which shafts for receiving two counter-rotating balance 33 and 34 are provided for compensating for mass forces. In order to avoid that the compensation shaft len 33 and 34 are too deep, the stiffening ribs 35 and 36 according to the invention are arranged in the area of the compensation shaft len 33 and 34 on the upper side 37 of the bearing bracket 29 and in the remaining areas on the underside 30 thereof (stiffening ribs 38 and 39 ). The bearing caps 40 to 44 of the main bearing blocks 24 to 28 have a recess 45 on their underside in order to enable longitudinal ventilation in the crankcase.

In sämtlichen Ausführungsbeispielen sind die Versteifungsrip pen nur auf einer Seite der Lagerbrücke vorgesehen. Es ist selbstverständlich genausogut möglich, die Versteifungs rippen beidseitig anzuordnen, wobei bei der Verwendung von Ausgleichswellen gemäß der Fig. 4 und 5 dann eben im speziellen Fall zu prüfen ist, ob die Ausgleichswellen auch mit an der Unterseite der Lagerbrücke angeordneten Versteifungsrippen noch in einer ausreichenden Höhe liegen oder nicht.In all embodiments, the stiffening ribs are provided only on one side of the bearing bracket. It is of course just as possible to arrange the stiffening ribs on both sides, and when using balancer shafts according to FIGS. 4 and 5 it must then be checked in a special case whether the balancer shafts are still in a sufficient position even with stiffening ribs arranged on the underside of the bearing bracket Height or not.

Claims

1. Crankshaft bearing for an internal combustion engine with a bearing bridge connecting the main bearing blocks in the direction of the longitudinal axis of the crankshaft, characterized in that the bearing bridge between the main bearing blocks with a course extending from the longitudinal axis of the crankshaft ( 23 ) extends stiffening ribs ( 15, 16, 35, 36, 38 , 39 ) is provided.

2. Crankshaft bearing according to claim 1, characterized in that the stiffening ribs ( 15, 16, 35, 36, 38, 39 ) have a diagonal course with respect to the main bearing seats.

3. Crankshaft bearing according to one of claims 1 to 2, characterized in that the bearing caps ( 1, 2 ) of the main bearing blocks are connected to one another via surface elements ( 3 ), to which the stiffening ribs ( 15, 16 ) are applied.

4. crankshaft bearing according to one of claims 1 to 2, characterized, that the bearing caps of the main camp chairs by at the level of Bolting plane in the direction of the longitudinal axis of the crankshaft extending longitudinal struts together and the stiffening rib pen are connected to the longitudinal struts.

5. Crankshaft bearing according to one of claims 1 to 4, characterized in that the stiffening ribs ( 15, 16, 35, 36, 38, 39 ) intersect at an angle (α) of approximately 90 °.