WO1999056027A1 - Maschinengehäuse mit einer geteilten lageranordnung, insbesondere gleitlager in hubkolbenmaschinen - Google Patents

Maschinengehäuse mit einer geteilten lageranordnung, insbesondere gleitlager in hubkolbenmaschinen Download PDF

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Definitions

  • Machine housing with a split bearing arrangement in particular plain bearings in reciprocating piston machines
  • the invention relates to a machine housing with a split bearing arrangement, in particular plain bearings in reciprocating piston machines, with a bearing cover arranged to be braced on a bearing bracket, both of which are in a form-fitting connection with one another in their clamping surfaces at least in regions via corresponding profiles.
  • the invention has for its object to show a measure for a more favorable profile training for a generic machine housing.
  • a form-fitting, precise profile in the bearing bracket and bearing cap can be formed perfectly in the case of identical materials as well as in the case of dissimilar materials with bearing caps formed in particular from an iron material.
  • an erosion-rough surface with a roughness Ra of approximately 50-300 ⁇ m is produced, with hard free-standing deposits (crystals) in the clamping surfaces made of similar materials of the bearing bracket and the bearing cover, corresponding recesses in the respective counter surface have a tooth surface-like gearing profile.
  • FIG. 1 shows a bearing arrangement with a bearing cover shown separately from the bearing chair, with a profile, the corresponding profile of which
  • EDM is to be generated in the clamping surface of the bearing chair
  • Figure 2 is a profile with pyramid-like tips deviating from the profile with cutting-like projections according to Figure 1.
  • a machine housing 1 with a split bearing arrangement 2, preferably a crankshaft sliding bearing 3 in a reciprocating piston internal combustion engine, not shown, comprises a bearing block 4 with a bearing cover 5 arranged so that it can be clamped, both of which have clamping surfaces 6, 7, at least in regions, via corresponding profiles 8, 8 'are in a positive connection with each other.
  • Cutting-like projections 9 or pyramid-like tips 10 are preferably provided as profiles 8 over triangular or square bases.
  • a machine housing 1 in particular made of an aluminum alloy, for a V-type internal combustion engine, it is preferably proposed that the projections 9 or tips 10 are machined on a bearing cover 5 made of iron material and that the projections 9 have a cutting edge angle ⁇ or the tips 10 have a cone angle ⁇ of 50 ° - 10 ° each with a cutting edge or tip height "H" of 0.25 - 1.5 mm, the cutting edge distance "A" of the projections 9 or the distance "A” of the tips 10 is between 0.5 - 3.0 mm.
  • this aforementioned goal is also achieved in that in the clamping surfaces of the bearing cover 5 and the bearing block 4, which are assigned to each other and are spaced apart in accordance with an electroerosive machining process, an erosion-rough surface with a roughness Ra of approximately 50-300 ⁇ m is produced, by means of With hard, free or protruding inclusions (crystals) in the clamping surfaces made of similar materials (aluminum alloys) formed by bearing bracket 4 and bearing cover 5 corresponding depressions in the respective counter surface 6, 7 a fracture surface-like toothing profile is achieved (not shown).
  • This profile formation is preferably used for a crankshaft bearing frame of a V-engine or internal combustion engine, wherein the machine housing 1 and the bearing frame (not shown) are each made of an aluminum alloy.
  • the aluminum alloys used are in particular those in which relatively large and hard crystals are embedded.
  • the invention relates to the use of an electroerosive machining method for the formation of positive clamping surfaces between the bearing cover and the bearing chair a split bearing arrangement aligned in a machine housing, the use of the bearing cover as a tool electrode per se can be derived from DE-A 44 36 803, in which an externally toothed wheel is known as an electrode for producing an internally toothed workpiece by means of spark erosion.

Abstract

Für ein Maschinengehäuse mit einer geteilten Lageranordnung, insbesondere Gleitlager in Hubkolbenmaschinen, mit an einem Lagerstuhl über korrespondierende Profile verspannbar angeordnetem Lagerdeckel, wird für eine günstige Profilausbildung vorgeschlagen, daß mittels eines elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens mit einem ein Profil in der Spannfläche aufweisenden Lagerdeckel als Werkzeugelektrode ein korrespondierendes Profil in der Spannfläche des Lagerstuhls des als Werkstückelektrode dienenden Maschinengehäuses erzeugt ist, wobei der Lagerdeckel mit Anschluß an das Erodieren am Lagerstuhl montiert ist.

Description

Maschinengehäuse mit einer geteilten Lageranordnung, insbesondere Gleitlager in Hubkolbenmaschinen
Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf ein Maschinengehäuse mit einer geteilten Lageranordnung, insbesondere Gleitlager in Hubkolbenmaschinen, mit an einem Lagerstuhl verspannbar angeordnetem Lagerdeckel, wobei beide in ihren Spannflächen zumindest bereichsweise über korrespondierende Profile miteinander in formschlüssiger Verbindung stehen.
Für die lagegenaue Zuordnung von Lagerdeckel und Lagerstuhl ist es bekannt, den Lagerdeckel mittels Paßstifte, Paßhülsen oder Paßbunden an den Lagerdeckelschrauben relativ zum Lagerstuhl zu fixieren, wobei der Lagerdeckel bei hohen Querbelastungen zusätzlich im Maschinengehäuse bzw. am Lagerstuhl eingepaßt sein kann. Zur Aufnahme hoher Querbelastungen ist es ferner bekannt, die beiden Spannflächen von Lagerstuhl und Lagerdeckel mit korrespondierenden Zahnprofilen zu versehen, wie dies beispielsweise aus dem gattungsbildenden deutschen Gebrauchsmuster DE-U 68 12 460 bekannt ist.
Derartige Profile sind durch ihre spanabhebende Herstellung in nachteiliger Weise aufwendig. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein gattungsgemäßes Maschinengehäuse eine Maßnahme für eine günstigere Profilausbildung aufzuzeigen.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, daß mittels eines elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens mit einer ein Profil der Spannfläche des Lagerdeckels aufweisenden Werkzeugelektrode, vorzugsweise der Lagerdeckel selbst, ein korrespondierendes Profil in der Spannfläche des Lagerstuhls des als Werkstückelektrode dienenden Maschinengehäuse erzeugt ist, wobei gegebenenfalls der Lagerdeckel anschließend am Lagerstuhl montiert ist.
Mit der Erfindung kann in vorteilhafter Weise ein formschlüssig genaues Profil in Lagerstuhl und Lagerdeckel sowohl bei gleichartigen Werkstoffen als auch bei ungleichartigen Werkstoffen mit insbesondere aus einem Eisenwerkstoff gebildeten Lagerdeckel einwandfrei ausgebildet werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch erreicht, daß als erzeugende Profile schneidenartige Vorsprünge oder pyramidenartige Spitzen über dreieckigen oder viereckigen Grundflächen vorgesehen sind. Vorteilhafte Bemessungsangaben für diese Profile sind im anschließenden Anspruch 3 beschrieben.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in den entsprechend einem elektroerosiven Bearbeitungsverfahren beabstandet einander zugeordneten Spannflächen von Lagerdeckel und Lagerstuhl eine erodierrauhe Oberfläche mit einer Rauhigkeit Ra von ca. 50 - 300 μm erzeugt ist, wobei mittels mit harten freistehenden Einlagerungen (Kristallen) in den Spannflächen aus gleichartigen Werkstoffen von Lagerstuhl und Lagerdeckel gebildete korrespondierende Vertiefungen in der jeweiligen Gegenfläche ein bruchflächenähnliches Verzah- nungsprofii erzielt ist.
Mit dieser Weiterbildung der Erfindung ist ein bruchflächenähnliches Verzahnungsprofil in den Spannflächen erzielt ohne die beim Bruchtrennen erforderlichen hohen Belastungen, die zur Verformung des jeweiligen Werkstückes führen. Diese vorteilhafte Weiterbildung findet insbesondere Verwendung für einen Kurbelwellen-Lagerrahmen eines V-Motors, wobei Maschinengehäuse und Lagerrahmen jeweils aus einer Alu-Legierung gefertigt sind.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt
Figur 1 eine Lageranordnung mit vom Lagerstuhl getrennt dargestellten La- gerdeckel mit einem Profil, dessen korrespondierendes Profil durch
Erodieren in der Spannfläche des Lagerstuhls erzeugt werden soll,
Figur 2 ein von dem Profil mit schneidenartigen Vorsprüngeπ gemäß Figur 1 abweichendes Profil mit pyramidenartigen Spitzen.
Ein Maschinengehäuse 1 mit einer geteilten Lageranordnung 2, vorzugsweise einem Kurbelwellen-Gleitlager 3 in einer nicht dargestellten Hubkolben-Brennkraftmaschine umfaßt einen Lagerstuhl 4 mit verspannbar angeordnetem Lagerdeckel 5, wobei beide in ihren Spannflächen 6, 7 zumindest bereichsweise über korrespondie- rende Profile 8, 8' miteinander in formschlüssiger Verbindung stehen.
Zur Erzielung einer günstigen Ausbildung der Profile 8, 8' wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mittels eines elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens mit einem ein Profil 8 in der Spannfläche 6 aufweisenden Lagerdeckel 5 als Werkzeug- elektrode ein korrespondierendes Profil 8' in der Spannfläche 7 des Lagerstuhls 4 des als Werkstückelektrode dienenden Maschinengehäuses 1 erzeugt ist, wobei der Lagerdeckel 5 nach Beendigung des Erodiervorganges anschließend am Lagerstuhl 4 montiert ist.
Vorzugsweise sind als Profile 8 schneidenartige Vorsprünge 9 oder pyramidenartige Spitzen 10 über dreieckigen oder viereckigen Grundflächen vorgesehen. Für ein insbesondere aus einer Alu-Legierung gebildetes Maschineπgehäuse 1 für eine V-Brennkraftmaschine wird vorzugweise vorgeschlagen, daß die Vorsprünge 9 oder Spitzen 10 an einem aus Eisenwerkstoff gebildeten Lagerdeckel 5 spanabhebend gestaltet sind und daß die Vorsprünge 9 einen Schneidenwinkel α bzw. die Spitzen 10 einen Kegelwinkel α von jeweils 50° - 1 10° aufweisen bei einer Schneiden- bzw. Spitzenhöhe "H" von 0,25 - 1 ,5 mm, wobei der Schneidenabstand "A" der Vorsprünge 9 bzw. der Abstand "A" der Spitzen 10 jeweils zwischen 0,5 - 3,0 mm beträgt.
Mit der vorbeschriebenen, erfindungsgemäßen Profiiausbildung und Profilgestaltung ist eine hochbelastbare formschlüssige Verbindung von Lagerdeckel 5 und Lagerstuhl 4 erzielt, die insbesondere bei hohen Belastungen in V-Maschinen von schädlichen Mikrobewegungen frei ist.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist dieses vorgenannte Ziel auch dadurch erreicht, daß in den entsprechend einem elektroerosiven Bearbeitungsverfahren beabstandet einander zugeordneten Spannflächen von Lagerdeckel 5 und Lagerstuhl 4 eine erodierrauhe Oberfläche mit einer Rauhigkeit Ra von ca. 50 - 300 μm erzeugt ist, wobei mittels mit harten, frei- bzw. überstehenden Einlagerungen (Kristallen) in den Spannflächen aus gleichartigen Werkstoffen (Alu-Legierungen) von Lagerstuhl 4 und Lagerdeckel 5 gebildete korrespondierende Vertiefungen in der jeweiligen Gegenfiäche 6, 7 ein bruchflächenähnliches Verzahnungsprofii erzielt ist (nicht gezeigt).
Diese Profilausbildung findet bevorzugt Verwendung für einen Kurbelwellen-Lagerrahmen eines V-Motors bzw. Brennkraftmaschine, wobei Maschinengehäuse 1 und nicht dargestellter Lagerrahmen jeweils aus einer Alu-Legierung gefertigt sind. Als Alu-Legierungen finden insbesondere solche Verwendung, in denen relativ große und harte Kristalle eingebettet sind.
Die Erfindung ist auf die Verwendung eines elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens zur Ausbildung formschlüssiger Spannflächen zwischen Lagerdeckel und Lagerstuhl einer geteilten Lageranordnung in einem Maschinengehäuse ausgerichtet, wobei die Verwendung des Lagerdeckels als Werkzeugelektrode an sich aus der DE-A 44 36 803 herleitbar ist, bei der ein außeπverzahntes Rad als Elektrode zur Herstellung eines innenverzahnten Werkstückes mittels Funkenerodierung bekannt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Maschinengehäuse mit einer geteilten Lageranordnung, insbesondere Gleitlager in Hubkolbenmaschinen, mit an einem Lagerstuhl (4) verspannbar angeordnetem Lagerdeckel
(5), wobei beide in ihren Spannflächen (6, 7) zumindest bereichsweise über kor- respondierende Profile (8, 8') miteinander in formschlüssiger Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines elektroerosiven Bearbeitungsverfahren mit einer ein Profil (8) der Spannfläche (6) des Lagerdeckels (5) aufweisenden Werkzeugelektrode (Lagerdeckel 5) ein korrespondierendes Profil (8') in der Spannfläche (7) des Lagerstuhls (4) des als Werkstückelektrode dienenden Maschinengehäuses (1 ) erzeugt ist, wobei gegebenenfalls der Lagerdeckel (5) im Anschluß an das Erodieren am Lagerstuhl (4) montiert ist.
2. Maschinengehäuse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als erzeugende Profile (8) schneidenartige Vorsprünge (9) oder pyramidenartige Spitzen (10) über dreieckigen oder viereckigen Grundflachen vorgesehen sind
Maschinengehause nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, - daß die Vorsprunge (9) oder Spitzen (10) an einem aus Eisenwerk- stoff gebildeten Lagerdeckel (5) für ein Maschinengehause (1 ) aus Leichtmetall spanabhebend gestaltet sind, und daß die Vorsprunge (9) einen Schneidenwinkel α bzw die Spitzen (10) einen Kegelwinkel α von jeweils 50° - 110° aufweisen bei - einer Schneiden- bzw Spitzenhohe "H" von 0,25 - 1 ,5 mm, wobei der Schneidenabstand "A" der Vorsprunge (9) bzw der Abstand "A" der Spitzen (10) jeweils zwischen 0,5 - 3,0 mm betragt
Maschinengehause nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, - daß in den entsprechend einem elektroerosiven Bearbeitungsverfahren beabstandet einander zugeordneten Spannflachen (6, 7) von Lagerdeckel (5) und Lagerstuhl (4) eine erodierrauhe Oberflache mit einer Rauhigkeit Ra von ca 50 - 300 μm erzeugt ist, wobei mittels mit harten, freistehenden Einlagerungen (Kristallen) in den Spannflachen (6, 7) aus gleichartigen Werkstoffen (Alu-Legierungen) von Lagerstuhl (4) und Lagerdeckel (5) gebildete korrespondierende Vertiefungen in der jeweiligen Gegenflache (7, 6) ein bruchflächenähnliches Verzahnungsprofil erzielt ist
Maschinengehause nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung für einen Kurbelwellen-Lagerrahmen eines V-Motors, wobei Maschinengehause (1) und Lagerrahmen jeweils aus einer Alu-Legierung mit eingelagerten harten Kristallen gefertigt sind
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