DE4204018A1

DE4204018A1 - Sliding bearing with bore-fitted bearing shell - has axially extending gap, formed between bore and bearing shell at least one end of bore

Info

Publication number: DE4204018A1
Application number: DE4204018A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Weinberger
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1992-02-12
Publication date: 1992-09-24

Abstract

A sliding bearing (1) has a bearing shell (5) fitted in a housing bore (10). At at least one end (12) of the bore, there is an axially extending gap (17) between the bore and the bearing shell, allowing the bearing shell to flex radially to release loads. ADVANTAGE - Local high loads are balanced out, without increasing the bearing shell thickness.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleitlager gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a plain bearing according to the preamble of Claim 1.

Aufgrund von Deformationen von Bauteilen eines Lagerverbandes, z. B. Biegeschwingungen der Lagerwelle oder Auslenkung eines Lagerteiles aus seiner rechtwinkligen Lage zur Lagerlängsachse kann es in den Randbereichen eines Gleitlagers zur partiellen Vergrößerung der Flächenpressung und in der Folge zur Ver engung des Schmierspaltes kommen. Dieser Effekt führt zu einer Verminderung der Körperschalldämpfung zwischen den Bauteilen und kann Schäden am Gleitlager wie z. B. harte Tragspuren, Riß bildungen oder Freßerscheinungen und damit eine Verminderung der Lebensdauer bewirken.Due to deformations of components of a warehouse association, e.g. B. bending vibrations of the bearing shaft or deflection of a Bearing part from its perpendicular position to the longitudinal axis of the bearing it can become partial in the edge areas of a plain bearing Enlargement of the surface pressure and subsequently to ver come closer to the lubrication gap. This effect leads to a Reduction of structure-borne noise damping between the components and can damage the plain bearing such. B. hard signs of wear, tear education or eating symptoms and thus a reduction the lifespan.

Aus der älteren Patentanmeldung P 41 33 586.4-12 ist bereits ein gattungsgemäßes Gleitlager für die Lagerung eines Kolben bolzens in einem Pleuelauge einer Pleuelstange bekannt, wobei in den Stirnseiten des Pleuelauges Entlastungsnuten angeordnet sind, um diese negativen Effekte zu minimieren sind. Mittels dieser Entlastungsnuten werden die an die Stirnseiten angren zenden Endbereiche der Lagerbohrung begrenzt nachgiebig gestal tet und können der sich bei hoher Belastung deformierenden Kontur des Kolbenbolzens folgen. From the earlier patent application P 41 33 586.4-12 is already a generic slide bearing for the storage of a piston known in a connecting rod eye of a connecting rod, wherein Relief grooves are arranged in the end faces of the connecting rod eye are to minimize these negative effects. Means these relief grooves will adjoin the end faces end areas of the bearing bore are limitedly flexible tet and can deform under high loads Follow the contour of the piston pin.

Diese Lösung bedingt jedoch einen erheblichen Fertigungsaufwand und schwächt die dynamische Belastbarkeit des Pleuelauges, wel ches letztlich zu einer Vergrößerung des Materialquerschnittes des Pleuelauges zwingt.However, this solution requires considerable manufacturing effort and weakens the dynamic resilience of the connecting rod eye, wel ches ultimately to an increase in the material cross section of the connecting rod eye.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Geitlager ohne Vergrößerung des erforderlichen Materialquerschnittes und mit minimalen Fertigungsaufwand so zu gestalten, daß die un gleichmäßige Belastung der Lagerschalen abgebaut wird um die Übertragung von Körperschall zu minimieren sowie örtliche Über lastungen und daraus resultierende Folgeschäden zu vermeiden.The object of the invention is a generic sliding bearing without enlarging the required material cross section and to design with minimal manufacturing effort so that the un uniform load on the bearing shells is reduced by the Minimize transmission of structure-borne noise as well as local over to avoid burdens and resulting consequential damage.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den kennzeichnenden Merk malen des Patentanspruches 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Lösung kennzeichnen.According to the invention the task with the characteristic note paint the patent claim 1, the characteristics of Advantageous embodiments of the invention Label solution.

Die Innenkonturen der erfindungsgemäß in ihren Randbereichen begrenzt nachgiebigen Lagerschalen sind in der Lage, der bei maximaler Belastung eintretenden Deformation des Lagerverbandes zu folgen. Dadurch werden die Überlastungen der Randbereiche der Lagerschalen und die daraus resultierenden Folgen minimiert bzw. weitgehend vermieden. Der Materialquerschnitt wird dabei nicht oder nur minimal geschwächt, während sich die dynamische Belastbarkeit des Gleitlagers aufgrund der gleichmäßigeren Be lastung erhöht.The inner contours of the invention in their edge areas limited compliant bearing shells are capable of deformation of the bearing assembly occurring at the maximum load to follow. This will overload the peripheral areas the bearing shells and the resulting consequences are minimized or largely avoided. The material cross section is thereby not weakened or only minimally, while the dynamic Resilience of the plain bearing due to the more uniform loading load increased.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Varianten einer Pleuelstangenlagerstelle auf einer Kur belwelle in den Zeichnungen schematisch dargestellt und näher beschrieben.An embodiment of the invention is described below two variants of a connecting rod bearing on a course Belwelle shown schematically in the drawings and closer described.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine erste Variante mit einem Teilausschnitt einer er findungsgemäßen Pleuellagerstelle, Fig. 1 shows a first variant with a partial section of a he inventive Pleuellagerstelle,

Fig. 2 eine zweite Variante mit einem Teilausschnitt einer er findungsgemäßen Pleuellagerstelle. Fig. 2 shows a second variant with a partial section of a connecting rod bearing according to the invention.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Pleuellagerstelle in einer Brennkraftmaschine, wobei eine An wendung der erfindungsgemäßen Lösung an anderen Gleitlagerstel len mit Lagerschalen bzw. einer Lagerbuchse z. B. an einem Kur belwellenhauptlager oder an einer Kolbenbolzenlagerung in einem Pleuelauge möglich ist.The present embodiment relates to a Conrod bearing point in an internal combustion engine, an An application of the solution according to the invention on other plain bearings len with bearing shells or a bearing bush z. B. on a cure main shaft bearing or on a piston pin bearing in one Conrod eye is possible.

In den Darstellungen nach Fig. 1 und 2 ist eine mit dem Bezugs zeichen 1 bezeichnete Kurbelwelle in einem für die Erfindung wesentlichen Teilausschnitt dargestellt. An eine Kurbelwange 2 der Kurbelwelle 1 schließt mit einem Übergangsradius 3 recht winklig ein zylindriger Kurbelzapfen 4 an, welcher von einer Lagerschale 5, 6 umschlossen ist. Diese Lagerschale 5, 6 weist eine mit dem Kurbelzapfen 4 über einen Schmierspalt 7 zusammen wirkende Gleitfläche 8 auf und ist ihre Außenkontur 9 in einer Aufnahmebohrung 10 des Pleuelauges 11 aufgenommen, wobei die Lagerschale 5, 6 und das Pleuelauge 11 aus Hälften gebildet sind, die den Kurbelzapfen 4 jeweils um 180° umfassen. Diese Hälften werden im Montageprozess miteinander verschraubt, wo bei die Lagerschale 5, 6 fest in das Pleuelauge 11 eingespannt wird.In the illustrations according to FIGS. 1 and 2, a sign with the reference 1 designated crankshaft is shown in a partial cut-essential to the invention. A crankshaft 2 of the crankshaft 1 is connected at a right angle to a cylindrical crank pin 4 with a transition radius 3 , which is enclosed by a bearing shell 5 , 6 . This bearing shell 5 , 6 has a sliding surface 8 which interacts with the crank pin 4 via a lubricating gap 7 and its outer contour 9 is received in a receiving bore 10 of the connecting rod eye 11 , the bearing shell 5 , 6 and the connecting rod eye 11 being formed from halves which are formed embrace the crank pin 4 each by 180 °. These halves are screwed together in the assembly process, where the bearing shell 5 , 6 is firmly clamped in the connecting rod eye 11 .

In der in Fig. 1 dargestellten Variante ist zwischen einer ent sprechend bearbeiteten Stirnseite 12 des Pleuelauges 11 und einer kreisringförmigen Anlauffläche 13 der Kurbelwange 2 ein Distanzring 14 angeordnet, der eine exakte axiale Führung des Pleuelauges 11 auf dem Kurbelzapfen 4 sichert. In the variant shown in FIG. 1, a spacer ring 14 is arranged between a correspondingly machined end face 12 of the connecting rod eye 11 and an annular contact surface 13 of the crank arm 2 , which secures an exact axial guidance of the connecting rod eye 11 on the crank pin 4 .

Die Variante nach Fig. 2 umfasst eine Lagerschale 6 an die ein Führungsbund 15 zur Axialführung des Pleuelauges 11 direkt an gearbeitet ist.The variant according to FIG. 2 comprises a bearing shell 6 to which a guide collar 15 for the axial guidance of the connecting rod eye 11 is worked on directly.

Abweichend von den Darstellungen in Fig. 1 und 2 kann das er findungsgemäße Gleitlager gleichermaßen ohne Elemente fur eine axiale Führung wie Distanzscheibe oder Führungsbund ausgeführt sein.Deviating from the representations in FIGS. 1 and 2, he slide bearing according to the invention can likewise be designed without elements for axial guidance, such as a spacer or guide collar.

Bei maximalen Belastungen des Kurbeltriebes kann es zu Defor mationen der Kurbelwelle 1 und zur Auslenkung des Pleuelauges 11 aus seiner rechtwinkligen Position zur Längsachse der Kur belwelle 1 kommen. Diese Verformungen können in den Randbe reichen 16 der Lagerpaarung Lagerschale 5, 6 - Kurbelzapfen 4 zu sehr hohen Flächenpressungen und in der Folge zu partiellen Verengungen des Schmierspaltes 7 und damit zu einer Minimierung der Körperschalldämpfung der Pleuellagerstelle und zu einer Verschlechterung des Verschleißverhaltens führen.At maximum loads on the crank mechanism, deformations of the crankshaft 1 and deflection of the connecting rod eye 11 can occur from its right-angled position to the longitudinal axis of the cure belwelle 1 . These deformations can range in the Randbe 16 of the bearing pair bearing shell 5 , 6 - crank pin 4 to very high surface pressures and consequently to partial narrowing of the lubricating gap 7 and thus to a minimization of the structure-borne noise damping of the connecting rod bearing point and to a deterioration in wear behavior.

Um diesen negativen Erscheinungen entgegenzuwirken ist erfin dungsgemäß zwischen der Aufnahmebohrung 10 und der Lagerschale 5, 6 ein Entlastungsspalt 17 angeordnet, der an seinem äußeren Ende im Bereich der Stirnseite 12 des Pleuelauges 11 seine ma ximale Breite "b" aufweist und sich nach innen bis zur festen Anlage der Außenkontur 9 der Lagerschale 5, 6 in der Aufnahme bohrung 10 mit einem Spaltwinkel "α" verjüngt. Der Entlastungs spalt 17 ist entweder, wie in Fig. 1 dargestellt durch eine Fase 18 an der Lagerschale 5 oder, wie in Fig. 2 dargestellt durch eine Fase 19 in der Aufnahmebohrung 10 gebildet und kann um die gesamte Lagerschale 5 bzw. Aufnahmebohrung 10 umlaufend oder nur in den maximal belasteten Umfangsbereichen eingearbei tet sein. Der Übergang von der Fase 18 an der Lagerschale 5 nach Fig. 1 bzw. von der Fase 19 in der Aufnahmebohrung 10 in dem Pleuelauge 11 zum zylindrisch verlaufenden mittleren Teil stück 20 kann dabei in einem stumpfen Winkel oder mit einer Rundung auslaufend gestaltet sein. Die Dimensionierung der Breite "b" und Tiefe "t" des Entlastungsspaltes 17 sowie des Spaltwinkels "α" erfolgt in Abhängigkeit der konkreten kon struktiven Gegebenheiten und unter Beachtung der Steifigkeit und Elastizität der Lagerschale 5, 6.In order to counteract these negative phenomena, a relief gap 17 is arranged according to the invention between the receiving bore 10 and the bearing shell 5 , 6 , which has its maximum width "b" at its outer end in the region of the end face 12 of the connecting rod eye 11 and extends inwards to firm contact of the outer contour 9 of the bearing shell 5 , 6 in the receiving bore 10 tapers with a gap angle "α". The relief gap 17 is either, as shown in Fig. 1 by a chamfer 18 on the bearing shell 5 or, as shown in Fig. 2 by a chamfer 19 in the receiving bore 10 and can surround the entire bearing shell 5 or receiving bore 10 or be incorporated only in the maximum loaded circumferential areas. The transition from the chamfer 18 on the bearing shell 5 according to FIG. 1 or from the chamfer 19 in the receiving bore 10 in the connecting rod eye 11 to the cylindrical middle part 20 can be designed at an obtuse angle or with a curve. The dimensioning of the width “b” and depth “t” of the relief gap 17 and of the gap angle “α” takes place as a function of the specific structural conditions and taking into account the rigidity and elasticity of the bearing shell 5 , 6 .

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Verbindung zwischen Lagerschale 5, 6 und Pleuelauge 11 ist die Lagerschale 5, 6 in ihren Randbereichen begrenzt nachgiebig und dadurch in der Lage mit der Kontur ihrer Gleitfläche 8 der bei maximaler Belastung des Kurbeltriebes eintretenden Deformation des Lagerverbandes weitgehend zu folgen. Dieses begrenzte Ausweichen der sonst übermäßig belasteten Randzonen der Lagerschale 5, 6 führt dazu, daß die wirkenden Kräfte wesentlich gleichmäßiger über die ge samte Breite der Lagerschale 5, 6 verteilt aufgenommen werden können. Dadurch werden Überlastungen der Randbereiche der La gerschalen 5, 6 und die daraus resultierenden negativen Folgen minimiert bzw. weitgehend vermieden.Due to the inventive design of the connection between the bearing shell 5 , 6 and the connecting rod eye 11 , the bearing shell 5 , 6 is flexible to a limited extent in its edge regions and is therefore able, with the contour of its sliding surface 8, to largely follow the deformation of the bearing assembly which occurs when the crank mechanism is loaded to the maximum. This limited evasion of the otherwise excessively loaded edge zones of the bearing shell 5 , 6 leads to the fact that the acting forces can be absorbed distributed much more evenly over the entire width of the bearing shell 5 , 6 . This minimizes or largely avoids overloading the edge regions of the bearing shells 5 , 6 and the resulting negative consequences.

Der für die Festigkeit des Pleuelauges 11 maßgebende Material querschnitt wird in der Variante nach Fig. 1 nicht und in der Variante nach Fig. 2 nur minimal geschwächt, während sich die dynamische Belastbarkeit des Gleitlagers aufgrund der gleich mäßigeren Belastung erhöht.The material cross-section determining the strength of the connecting rod eye 11 is not weakened in the variant according to FIG. 1 and only minimally weakened in the variant according to FIG. 2, while the dynamic load capacity of the plain bearing increases due to the more even load.

Claims

1. plain bearing with an outer bearing part and a receiving bore projecting through the outer bearing part for receiving a bearing shell, wherein at least one end face of the outer bearing part is provided for the bearing shell in the radial direction according to the flexible area, characterized in that at least one end face ( 12 ) of the receiving bore ( 10 ) adjacent, in the axial direction Ent discharge gap ( 17 ) between the receiving bore ( 10 ) and the bearing shell ( 5 , 6 ) is arranged.

2. Plain bearing according to claim 1, characterized in that a relief gap ( 17 ) is arranged on both end faces ( 12 ) of the receiving bore ( 10 ).

3. plain bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the relief gap ( 17 ) at its outer end in the region of the end face ( 12 ) of the receiving bore ( 10 ) has its maximum width ("b") and extends inwards to one zy-cylindrical middle section ( 20 ) tapers with a gap angle ("α"), the cylindrical middle section ( 20 ) the area of the fixed contact of the outer contour ( 9 ) of the bearing shell ( 5 , 6 ) in the receiving bore ( 10 ).

4. plain bearing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the relief gap ( 17 ) by a chamfer ( 18 ) on the La gerschale ( 5 , 6 ) is formed.

5. Slide bearing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the relief gap ( 17 ) by a chamfer ( 19 ) in the receiving bore ( 10 ) is formed.

6. Plain bearing according to one of claims 1 to 5, characterized in that the relief gap ( 17 ) is arranged at least partially circumferentially around the circumference.

7. Plain bearing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the transition from the chamfer ( 18 , 19 ) to the cylindrically running middle section ( 20 ) be designed with a rounded end.