WO2013135332A1 - Lagerungsanordnung eines ersten bauteils an einem zweiten bauteil - Google Patents

Lagerungsanordnung eines ersten bauteils an einem zweiten bauteil Download PDF

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WO2013135332A1
WO2013135332A1 PCT/EP2013/000261 EP2013000261W WO2013135332A1 WO 2013135332 A1 WO2013135332 A1 WO 2013135332A1 EP 2013000261 W EP2013000261 W EP 2013000261W WO 2013135332 A1 WO2013135332 A1 WO 2013135332A1
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cage
peripheral surface
bearing
rolling elements
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PCT/EP2013/000261
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Hansjörg FINKBEINER
Alexander Grauer
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Daimler Ag
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    • F16C9/04—Connecting-rod bearings; Attachments thereof
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    • F16C33/51—Cages for rollers or needles formed of unconnected members
    • F16C33/513—Cages for rollers or needles formed of unconnected members formed of arcuate segments for carrying one or more rollers
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    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/44—Needle bearings
    • F16C19/46—Needle bearings with one row or needles
    • F16C19/463—Needle bearings with one row or needles consisting of needle rollers held in a cage, i.e. subunit without race rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/22—Internal combustion engines

Definitions

  • the invention relates to a storage arrangement of a first component on a second component, in particular for an internal combustion engine, according to the preamble of patent claim 1.
  • the US 1, 479.324 is a storage arrangement of a connecting rod on a crank pin of a crankshaft of a reciprocating internal combustion engine to be known as known.
  • the connecting rod as the first component is mounted on the crank pin as a second component by means of a rolling bearing.
  • the connecting rod on a connecting rod bearing which of the
  • Stroke pin is penetrated.
  • the crank pin is at least partially disposed in the connecting rod.
  • An inner peripheral surface associated with the connecting rod is at least partially as
  • Outer raceway and the Hubzapfen associated outer peripheral surface is at least partially formed as an inner race for the rolling elements.
  • the rolling elements on the outer race and the inner race can roll off.
  • a Wälz Eisenfigelement is provided with two separate cage parts, by means of which the rolling elements, in the present case in the form of balls, are spaced from each other.
  • US 2010/0195945 A1 discloses a needle roller bearing with needle rollers as rolling elements, which are spaced from each other by means of a rolling element cage element comprising two cage parts.
  • Patent claim 1 solved.
  • Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.
  • Outer circumferential surface on the first cage part can be supported or supported.
  • Inner peripheral surface is spaced from the outer peripheral surface. This means that a so-called inner peripheral surface guide or outer raceway guide of
  • the rolling elements are cylindrical rollers, wherein the rolling bearing as
  • Needle rollers are, wherein the rolling bearing is designed as a nail roller bearing.
  • the outer race or the inner peripheral surface is formed by the first component, while the inner race or the
  • Outer peripheral surface is formed by the second component.
  • the rolling elements are preferably non-mediating, i. roll directly on the components, without being supported on the components by mediating a bearing inner ring and a bearing outer ring. This keeps the space requirement, the weight and the cost of the storage arrangement according to the invention low.
  • the use of the separate, i. separated or shared cage parts has the advantage that they can be installed with a low installation cost and thus time and cost. Furthermore, this allows a particularly high number of rolling elements can be realized. This leads to a very good storage of the first component on the second component.
  • the first component is a connecting rod and the second component is a crankpin of a crankshaft of a reciprocating internal combustion engine. Due to the advantageous storage of the first component
  • Fuel consumption and the CO 2 emissions of the reciprocating internal combustion engine are kept particularly low.
  • the separate configuration of the cage parts is advantageous insofar as a one-piece, non-built crankshaft can be used, in which the crank pin is formed in one piece. This keeps the cost of the crankshaft low, since the one-piece crankshaft, in contrast to a built crankshaft is inexpensive to produce. At the same time a simple assembly of the bearing is possible.
  • FIGS. 1 and 2 serve to explain the background of the invention.
  • the drawing shows in:
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a bearing arrangement of a connecting rod on a crank pin of a crankshaft of a reciprocating internal combustion engine, in which the connecting rod is mounted on the crank pin via a rolling bearing, wherein the rolling bearing comprises a bearing cage with two cage parts;
  • Fig. 2 is a further schematic sectional view of the storage arrangement according to
  • Fig. 3 is a schematic sectional view of another embodiment of the
  • FIG. 1 to 3 show a bearing assembly 10 of a first component in the form of a connecting rod 12 shown in detail on a second component in the form of a crank pin 14 of a one-piece, i. non-built crankshaft for a reciprocating internal combustion engine.
  • the connecting rod 12 has for this purpose a large connecting rod 16, which is penetrated by the crank pin 14 in its longitudinal direction.
  • the connecting rod 12 also has a small connecting rod eye, via which it is pivotally coupled to a piston of the reciprocating internal combustion engine.
  • the piston is arranged to be translationally movable in a cylinder of the reciprocating internal combustion engine.
  • a roller bearing 20 is provided, which may be formed as a cylindrical roller bearing or needle roller bearing and comprises a plurality of unrecognizable rolling elements.
  • the rolling bearing 20 includes no bearing outer ring and no bearing inner ring. This means that the rolling elements roll on the one hand directly on the connecting rod 12 and on the other hand directly on the crank pin 14.
  • the connecting rod 12 has an inner peripheral surface 24, which is at least partially formed as an outer race 26 for the rolling elements.
  • the crank pin 14 has an outer peripheral surface 28, which is at least partially formed as an inner race 30 for the rolling elements. This means that the
  • the rolling bearing 20 also includes a Wälz Eisenkorfigelement, which is referred to as a bearing cage 32.
  • the bearing cage 32 comprises a first cage part, which is referred to as the first cage half 34.
  • the bearing cage 32 comprises a second cage part, which is referred to as second cage half 36. With 22 dashed pockets of the bearing cage 32 are designated. The rolling elements are at least partially received in the pockets 22 and are guided by the pockets 22 of the bearing cage 32.
  • the cage halves 34, 36 are separate from each other, i. separated or shared. This means that the cage halves 34, 36 are not connected to each other and can move relative to each other. As a result, a particularly simple mounting of the rolling bearing 20 is possible. Furthermore, it is thereby possible that the crankshaft in one piece and thus as non-built
  • crank pin 14 is in one piece.
  • Fig. 1 shows so-called, dynamic gaps 38, 40 between the cage halves 34, 36, which are also referred to as a dynamic split.
  • the cage halves 34, 36 can move relative to each other, so that the width of the dynamic splits vary and, for example, may be zero. Then there are the cage halves 34, 36 in mutual support system.
  • the dynamic split is limited on the one hand by separating surfaces 42, 44 of the first half of the cage 34 and on the other hand by separating surfaces 46, 48 of the second half of the cage 36.
  • the cage halves 34, 36 are separated or divided from each other.
  • the cage halves 34, 36 in a parting plane, which is also referred to as splitting plane, separated from each other or divided.
  • the separating surfaces 42, 44 are arranged opposite the separating surfaces 46, 48.
  • the first cage half 34 is in a region A in support system with the inner race 30, while the second cage half 36 is in a second region B in support system with the outer raceway 26.
  • Fig. 3 now illustrates the avoidance of this investment change.
  • Rotary axis 18 designed such that when the cage halves 34, 36 in their
  • Parting plane split plane
  • spatial coordinates Kj on an inner side 50 facing the crank pin 14 of the cage half 34 supported on the outer race 26 are unequal and not smaller than spatial coordinates Z on the outer peripheral surface 28, respectively, subtracting the amounts for the displacement due to the cage air L and the split S on the inner race 30 of the crank pin 14.
  • This condition is preferably met under all operating conditions of the reciprocating internal combustion engine. The formula for these conditions is:
  • the space coordinates Z, K refer to a hubzapfenfestes
  • Coordinate system 52 the origin 0 in the Hubzapfenstoff Vietnamese and in this case lies on the axis of rotation 18.
  • a directional arrow 54 indicates a shift caused by the cage air L and the split S.
  • the second cage half 36 rests against the outer raceway 26, the first cage half 34 being supported on the second cage half 36 via the separating surfaces 42, 44, 46, without the

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung (10) eines ersten Bauteils (12) an einem zweiten Bauteil (14), insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, bei welcher das erste Bauteil (12) mittels wenigstens eines Wälzkörper umfassenden Wälzlagers (20) am zumindest teilweise in dem ersten Bauteil (12) angeordneten, zweiten Bauteil (14) gelagert ist, eine dem ersten Bauteil (12) zugeordnete Innenumfangsfläche (24) zumindest teilweise als Außenlaufbahn (26) und eine dem zweiten Bauteil (14). zugeordnete Außenumfangsfläche (38) zumindest teilweise als Innenlaufbahn (30) für die Wälzkörper ausgebildet ist und bei welcher ein Wälzkörperkäfigelement (32) mit wenigstens zwei voneinander separaten Käfigteilen (34, 36) vorgesehen ist, mittels welchen die Wälzkörper voneinander beabstandet sind, wobei bei Bewegen eines ersten der Käfigteile (24, 36) in wenigstens eine Richtung in Stützanlage mit der Innenumfangsfläche (24) und bei Bewegen des zweiten Käfigteils (34, 36) in die gleiche, wenigstens eine Richtung, das zweite Käfigteil (34, 36) unter Beabstandung von der Außenumfangsfläche (28) am ersten Käfigteil (34, 36) abstützbar ist.

Description

Lagerungsanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil
Die Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 .
Der US 1 ,479,324 ist eine Lagerungsanordnung eines Pleuels an einem Hubzapfen einer Kurbelwelle einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine als bekannt zu entnehmen. Das Pleuel als erstes Bauteil ist an dem Hubzapfen als zweites Bauteil mittels eines Wälzlagers gelagert. Dabei weist das Pleuel ein Pleuellager auf, welches von dem
Hubzapfen durchdrungen ist. Somit ist der Hubzapfen zumindest teilweise in dem Pleuel angeordnet.
Eine dem Pleuel zugeordnete Innenumfangsfläche ist zumindest teilweise als
Außenlaufbahn und eine dem Hubzapfen zugeordnete Außenumfangsfläche ist zumindest teilweise als Innenlaufbahn für die Wälzkörper ausgebildet. Mit anderen Worten können die Wälzkörper an der Außenlaufbahn und der Innenlaufbahn abwälzen.
Ferner ist ein Wälzkörperkäfigelement mit zwei voneinander separaten Käfigteilen vorgesehen, mittels welchen die Wälzkörper, vorliegend in Form von Kugeln, voneinander beabstandet sind.
Die US 2010/0195945 A1 offenbart ein Nadelrollenlager mit Nadelrollen als Wälzkörper, die mittels eines zwei Käfigteile umfassenden Wälzkörperkäfigelements voneinander beabstandet sind.
Es hat sich gezeigt, dass es bei Relativbewegungen der beiden Bauteile zueinander, insbesondere während des Betriebs der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, zu einer hohen Belastung des Wälzkörperkäfigelements kommt, die zu einer Beschädigung oder einem Versagen des Wälzlagers, zu einem sehr hohen Verschleiß sowie zu einer sehr hohen Reibung der Lagerungsanordnung führen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lagerungsanordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Lagerungsanordnung mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Zur Realisierung einer besonders geringen Belastung des Wälzkörperkäfigelements und damit des Wälzlagers ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei Bewegen eines ersten der Käfigteile in wenigstens eine Richtung in Stützanlage mit der Innenumfangsfläche bzw. der Außenlaufbahn und bei Bewegen des zweiten Käfigteils in die gleiche, wenigstens eine Richtung, das zweite Käfigteil unter Beabstandung von der
Außenumfangsfläche am ersten Käfigteil abstützbar bzw. abgestützt ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das erste Käfigteil in der Stützanlage an der
Innenumfangsfläche von der Außenumfangsfläche beabstandet ist. Dies bedeutet, dass eine sogenannte Innenumfangsflächenführung bzw. Außenlaufbahnführung des
Wälzkörperkäfigelements realisiert ist, so dass trotz der Verwendung der voneinander separaten Käfigteile ein eindeutiges Anliegen der Käfigteile an der Innenumfangsfläche (Außenlaufbahn) während der Relativbewegung der Bauteile zueinander realisiert ist, ohne dass die Käfigteile in Stützanlage mit der Außenumfangsfläche (Innenlaufbahn) kommen.
Ein wechselseitiges Anliegen der Käfigteile an der Innenumfangsfläche und an der Außenumfangsfläche ist bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung vermieden, da das zweite Käfigteil über das sich in Stützanlage mit der Innenumfangsfläche befindende erste Käfigteil an der Innenumfangsfläche abgestützt wird, ohne die Außenumfangsfläche zu berühren und in Stützanlage mit dieser zu kommen. Dadurch werden sehr hohe, wechselnde Belastungen für die voneinander separaten, getrennten bzw. geteilten Käfigteile vermieden oder besonders gering gehalten. Ein weiterer Vorteil ist, dass Geräusche durch einen Anlagewechsel der Käfigteile an der Außenumfangsfläche und an der Innenumfangsfläche vermieden werden. Ferner weist die erfindungsgemäße
Lagerungsanordnung aufgrund der Vermeidung dieses Anlagewechsels einen nur geringen Verschleiß und eine geringe Reibung auf. Die Vermeidung des Anlagewechsels hält auch insbesondere eine auf die Käfigteile wirkende Biegebelastung gering oder vermeidet diese.
Vorzugsweise sind die Wälzkörper Zylinderrollen, wobei das Wälzlager als
Zylinderrollenlager ausgebildet ist. Ebenso möglich ist es, dass die Wälzkörper
Nadelrollen sind, wobei das Wälzlager als Nagelrollenlager ausgebildet ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Außenlaufbahn bzw. die Innenumfangsfläche durch das erste Bauteil gebildet ist, während die Innenlaufbahn bzw. die
Außenumfangsfläche durch das zweite Bauteil gebildet ist. Dies bedeutet, dass die Wälzkörper vorzugsweise vermittlungsfrei, d.h. direkt an den Bauteilen abwälzen, ohne dass sie unter Vermittlung eines Lagerinnenrings und eines Lageraußenrings an den Bauteilen abgestützt sind. Dies hält den Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung gering.
Die Verwendung der voneinander separaten, d.h. voneinander getrennten bzw. geteilten Käfigteile birgt den Vorteil, dass sie mit einem nur geringen Montageaufwand und somit zeit- und kostengünstig montiert werden können. Ferner kann dadurch eine besonders hohe Anzahl an Wälzkörpern realisiert werden. Dies führt zu einer sehr guten Lagerung des ersten Bauteils am zweiten Bauteil.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das erste Bauteil ein Pleuel und das zweite Bauteil ein Hubzapfen einer Kurbelwelle einer Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine. Infolge der vorteilhaften Lagerung können der
Kraftstoffverbrauch und die C02-Emissionen der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden.
Die voneinander getrennte Ausgestaltung der Käfigteile ist hierbei insofern vorteilhaft, als eine einteilige, nicht-gebaute Kurbelwelle verwendet werden kann, bei der der Hubzapfen einteilig ausgebildet ist. Dies hält die Kosten der Kurbelwelle gering, da die einteilige Kurbelwelle im Gegensatz zu einer gebauten Kurbelwelle kostengünstig herstellbar ist. Gleichzeitig ist eine einfache Montage des Wälzlagers ermöglicht.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei dienen Fig. 1 und 2 zur Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung. Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Lagerungsanordnung eines Pleuels an einem Hubzapfen einer Kurbelwelle einer Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine, bei welcher das Pleuel über ein Wälzlager am Hubzapfen gelagert ist, wobei das Wälzlager einen Lagerkäfig mit zwei Käfigteilen umfasst;
Fig. 2 eine weitere schematische Schnittansicht der Lagerungsanordnung gemäß
Fig. 1 ; und
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der
Lagerungsanordnung gemäß Fig. 1 und 2, wobei ein Anlagewechsel der Käfigteile an Außenlaufbahnen und Innenlaufbahnen für das Wälzlager vermieden ist.
Fig. 1 bis 3 zeigen eine Lagerungsanordnung 10 eines ersten Bauteils in Form eines ausschnittsweise dargestellten Pleuels 12 an einem zweiten Bauteil in Form eines Hubzapfens 14 einer einteiligen, d.h. nicht-gebauten Kurbelwelle für eine Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine. Das Pleuel 12 weist dazu ein großes Pleuelauge 16 auf, welches von dem Hubzapfen 14 in dessen Längserstreckungsrichtung durchdrungen ist.
Das Pleuel 12 weist auch ein kleines Pleuelauge auf, über welches es mit einem Kolben der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gelenkig gekoppelt ist. Der Kolben ist in einem Zylinder der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine translatorisch bewegbar angeordnet. Infolge der gelenkigen Kopplung mit dem Pleuel 12 und der Lagerung des Pleuels 12 am Hubzapfen 14 können die translatorischen Bewegungen des Kolbens bzw. des Pleuels 12 in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle umgewandelt werden. Dabei drehen sich das Pleuel 12 und der Hubzapfen 14 um eine Drehachse 18 relativ zueinander.
Zur Lagerung des Pleuels 12 am Hubzapfen 14 ist ein Wälzlager 20 vorgesehen, welches als Zylinderrollenlager oder Nadelrollenlager ausgebildet sein kann und eine Mehrzahl von nicht erkennbaren Wälzkörpern umfasst.
Das Wälzlager 20 umfasst keinen Lageraußenring und keinen Lagerinnenring. Dies bedeutet, dass die Wälzkörper einerseits direkt am Pleuel 12 und andererseits direkt am Hubzapfen 14 abwälzen. Dazu weist das Pleuel 12 eine Innenumfangsfläche 24 auf, welche zumindest bereichsweise als Außenlaufbahn 26 für die Wälzkörper ausgebildet ist. Der Hubzapfen 14 weist eine Außenumfangsfläche 28 auf, welche zumindest teilweise als Innenlaufbahn 30 für die Wälzkörper ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die
Wälzkörper einerseits an der Außenlaufbahn 26 und andererseits an der Innenlaufbahn 30 abwälzen.
Das Wälzlager 20 umfasst auch ein Wälzkörperkäfigelement, welches als Lagerkäfig 32 bezeichnet ist. Der Lagerkäfig 32 umfasst ein erstes Käfigteil, welche als erste Käfighälfte 34 bezeichnet ist. Ferner umfasst der Lagerkäfig 32 ein zweites Käfigteil, welches als zweite Käfighälfte 36 bezeichnet ist. Mit 22 sind gestrichelt dargestellte Taschen des Lagerkäfigs 32 bezeichnet. Die Wälzkörper sind dabei in den Taschen 22 zumindest teilweise aufgenommen und werden durch die Taschen 22 des Lagerkäfigs 32 geführt.
Wie insbesondere Fig. 1 und 3 zu entnehmen ist, sind die Käfighälften 34, 36 separat voneinander, d.h. voneinander getrennt bzw. geteilt. Dies bedeutet, dass die Käfighälften 34, 36 nicht miteinander verbunden sind und sich relativ zueinander bewegen können. Dadurch ist eine besonders einfache Montage des Wälzlagers 20 ermöglicht. Ferner ist es dadurch möglich, dass die Kurbelwelle einteilig und somit als nicht-gebaute
Kurbelwelle ausgebildet ist, deren Hubzapfen 14 einteilig ist.
Fig. 1 zeigt sogenannte, dynamische Spalte 38, 40 zwischen den Käfighälften 34, 36, welche auch als dynamischer Split bezeichnet werden.
Während des Betriebs der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine können sich die Käfighälften 34, 36 relativ zueinander bewegen, so dass die Breite des dynamischen Splits variieren und beispielsweise auch Null betragen kann. Dann befinden sich die Käfighälften 34, 36 in gegenseitiger Stützanlage. Der dynamische Split wird einerseits von Trennflächen 42, 44 der ersten Käfighälfte 34 und andererseits von Trennflächen 46, 48 der zweiten Käfighälfte 36 begrenzt. Entlang dieser Trennflächen 42, 44, 46, 48 sind die Käfighälften 34, 36 voneinander getrennt bzw. geteilt. Mit anderen Worten sind die Käfighälften 34, 36 in einer Trennebene, welche auch als Splitebene bezeichnet wird, voneinander getrennt bzw. geteilt. Vorliegend sind die Trennflächen 42, 44 gegenüberliegend der Trennflächen 46, 48 angeordnet.
Fig. 2 veranschaulicht schematisch die Biegung des Hubzapfens 14 über den Lagerkäfig 32.
Wie den Fig. 1 und 3 ferner zu entnehmen ist, ist zwischen dem Lagerkäfig 32 und der Außenlaufbahn 26 sowie zwischen dem Lagerkäfig 32 und der Innenlaufbahn 30 eine sogenannte Käfigluft vorhanden, infolge derer sich die Käfighälften 34, 36 relativ zum Hubzapfen 14 und zum Pleuel 12 bewegen können.
Infolge dieser Käfigluft und wenn keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind, kann es beim Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zu einem
Anlagewechsel der Käfighälften 34, 36 kommen, wobei die Käfighälften 34, 36 jeweils sowohl mit der Innenlaufbahn 30 als auch mit der Außenlaufbahn 26 in Stützanlage kommen. Die Käfigluft dient zur Vermeidung von Klemmen und beschreibt den Weg, welche die Käfighälften 34, 36 zwischen den Hubzapfen 14 und der Innenumfangsfläche 24 zurücklegen können.
Gemäß Fig. 1 befindet sich die erste Käfighälfte 34 in einem Bereich A in Stützanlage mit der Innenlaufbahn 30, während sich die zweite Käfighälfte 36 in einem zweiten Bereich B in Stützanlage mit der Außenlaufbahn 26 befindet.
Diese Anlagewechsel führen zu Geräuschen, einem relativ hohen Verschleiß, einer hohen Reibung sowie zu einer Biegebelastung des Lagerkäfigs 32. Die Anlagewechsel resultieren insbesondere aus der Bewegung des Pleuels 12 und damit einhergehenden Zentrifugalkräften sowie aus einer Rotation des Lagerkäfigs 32 relativ zum Hubzapfen 14.
Fig. 3 veranschaulicht nun die Vermeidung dieses Anlagewechsels. Dazu sind jeweilige Durchmesser der Außenlaufbahn 26 und der Innenlaufbahn 30 bezogen auf die
Drehachse 18 derart ausgestaltet, dass, wenn sich die Käfighälften 34, 36 in ihren
Extremlagen befinden, d.h. eine erste der Käfighälften 34, 36 in wenigstens eine Richtung in Stützanlage mit der Außenlaufbahn 26 und die andere der Käfighälften 34, 36 in die gleiche, wenigstens eine Richtung maximal bewegt wird, die Trennflächen 42, 44 mit den Trennflächen 46, 48 in Stützanlage kommen, ohne dass es dabei zu einem Kontakt der Käfighälften 34, 36 mit dem Hubzapfen 14 bzw. der Innenlaufbahn 30 kommt. Ferner sind die Käfighälften 34, 36 auch bei einer maximal möglichen Verschiebung in der
Trennebene (Splitebene) relativ zueinander vom Hubzapfen 14 bzw. der Innenlaufbahn 30 beabstandet, indem sie vorzugsweise vorher in Stützanlage mit der Außenlaufbahn 26 kommen.
Mit anderen Worten sind Raumkoordinaten Kj auf einer dem Hubzapfen 14 zugewandten Innenseite 50 der sich an der Außenlaufbahn 26 abstützenden Käfighälfte 34 unter Abzug der Beträge für die Verschiebung infolge der Käfigluft L und des Splits S ungleich und nicht kleiner als Raumkoordinaten Z auf der Außenumfangsfläche 28 bzw. auf der Innenlaufbahn 30 des Hubzapfens 14. Diese Bedingung ist vorzugsweise unter allen Betriebszuständen der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine erfüllt. Die Formel für diese Bedingungen lautet:
Figure imgf000009_0001
Die Raumkoordinaten Z, K, beziehen sich dabei auf ein hubzapfenfestes
Koordinatensystem 52, dessen Ursprung 0 im Hubzapfenmittelpunkt und vorliegend auf der Drehachse 18 liegt.
In Fig. 3 ist durch einen Richtungspfeil 54 eine durch die Käfigluft L und den Split S bedingte Verschiebung angedeutet. Wie Fig. 3 ferner zu entnehmen ist, liegt die zweite Käfighälfte 36 an der Außenlaufbahn 26 an, wobei sich die erste Käfighälfte 34 über die Trennflächen 42, 44, 46, 48 an der zweiten Käfighälfte 36 abstützt, ohne die
Innenlaufbahn 30 zu berühren. Es kommt zu keinem Anliegen der Käfighälften 34, 36 am Hubzapfen 14, so dass eine Außenlaufbahnführung der Käfighälften 34, 36 realisiert ist. Bezugszeichenliste
10 Lagerungsanordnung
12 Pleuel
14 Hubzapfen
16 Pleuelauge
18 Drehachse
20 Wälzlager
22 Tasche
24 Innenumfangsfläche
26 Außenlaufbahn
28 Außenumfangsfläche
30 Innenlaufbahn
32 Lagerkäfig
34 erste Käfighälfte
36 zweite Käfighälfte
38 dynamischer Spalt
40 dynamischer Spalt
42 Trennfläche
44 Trennfläche
46 Trennfläche
48 Trennfläche
50 Innenseite
52 Koordinatensystem
0 Ursprung
A Bereich
B Bereich

Claims

Daimler AG Patentansprüche
1. Lagerungsanordnung (10) eines ersten Bauteils (12) an einem zweiten Bauteil (14), insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, bei welcher das erste Bauteil (12) mittels wenigstens eines Wälzkörper umfassenden Wälzlagers (20) am zumindest teilweise in dem ersten Bauteil (12) angeordneten, zweiten Bauteil (14) gelagert ist, bei welcher eine dem ersten Bauteil (12) zugeordnete
Innenumfangsfläche (24) zumindest teilweise als Außenlaufbahn (26) und eine dem zweiten Bauteil (14) zugeordnete Außenumfangsfläche (38) zumindest teilweise als Innenlaufbahn (30) für die Wälzkörper ausgebildet ist und bei welcher ein
Wälzkörperkäfigelement (32) mit wenigstens zwei voneinander separaten
Käfigteilen (34, 36) vorgesehen ist, mittels welchen die Wälzkörper voneinander beabstandet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei Bewegen eines ersten der Käfigteile (24, 36) in wenigstens eine Richtung in Stützanlage mit der Innenumfangsfläche (24) und bei Bewegen des zweiten Käfigteils (34, 36) in die gleiche, wenigstens eine Richtung, das zweite Käfigteil (34, 36) unter Beabstandung von der Außenumfangsfläche (28) am ersten Käfigteil (34, 36) abstützbar ist.
2. Lagerungsanordnung (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Käfigteil (34, 36) in der Stützanlage an der Innenumfangsfläche (24) von der Außenumfangsfläche (28) beabstandet ist.
3. Lagerungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Innenumfangsfläche (24) durch das erste Bauteil (12) und/oder die
Außenumfangsfläche (28) durch das zweite Bauteil (14) gebildet ist.
4. Lagerungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wälzkörper Zylinderrollen oder Nadelrollen sind.
5. Lagerungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Bauteil (12) ein Pleuel (12) und das zweite Bauteil (14) ein Hubzapfen (14) einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen, ist.
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