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Title:
SPLIT BEARING ARRANGEMENT IN A MACHINE HOUSING, ESPECIALLY A CRANKSHAFT SLIDING BEARING FOR RECIPROCATING PISTON MACHINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/056028
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a split bearing arrangement in a machine housing, especially a crankshaft sliding bearing for reciprocating piston machines. The arrangement comprises a bearing block (2) and a bearing cover (5) consisting of materials with different degrees of hardness. In order to produce a material link between the cover (5) and bearing block (2) which is highly resistant to stress and economical to produce, the bearing cover (5), which consists of a ferrous material, has protruding, cutter-like projections (6) over its clamping surfaces. Grooves (8, 9) are provided in the corresponding clamping surfaces of the bearing cover and bearing block. Said grooves serve to accommodate the projections (6) which are pressed into the counter-clamping surfaces of the bearing block (2) with the use of force, said bearing block consisting of a light metal, when the bearing cover is first mounted and the displaced material of the bearing block (2) is indented.

Inventors:
WIMMER RUDOLF (AT)
MAYR KARL (AT)
MALISCHEW FRANZ (AT)
KEBER ANDREAS (AT)
Application Number:
PCT/EP1999/002443
Publication Date:
November 04, 1999
Filing Date:
April 12, 1999
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
WIMMER RUDOLF (AT)
MAYR KARL (AT)
MALISCHEW FRANZ (AT)
KEBER ANDREAS (AT)
International Classes:
F16C9/02; (IPC1-7): F16C9/02
Foreign References:
FR2327440A11977-05-06
FR1319736A1963-03-01
EP0882901A21998-12-09
DE19645691A11998-05-14
DE19535497A11997-03-27
DE19535497A11997-03-27
Attorney, Agent or Firm:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT (Patentabteilung AJ-3 München, DE)
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT (Patentabteilung AJ-3 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Geteilte Lageranordnung in einem Gehäuse, insbesondere Kurbelwellen Gleitlager für Hubkolbenmaschinen, umfassend einen Lagerstuhl (4) und einen Lagerdeckel (5) aus unter schiedlich harten Werkstoffen, wobei der gegen den Lagerstuhl (4) verspannbar angeordnete Lagerdeckel (5) über Vorsprünge (6) formschlüssig mit dem Lagerstuhl (4) gegen Querbelastungen gesichert zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem Eisenwerkstoff gebildete Lagerdeckel (5) über seine Spannfläche (7) vorstehend ausgebildete schneidenoder pyramidenartige Vorsprünge (6) aufweist, und daß ferner Nuten (8,9) zumindest in einer der korrespondierenden Spannflächen (7,10) von Lagerdeckel (5) und Lagerstuhl (4) vorge sehen sind, die der Aufnahme eines bei einer Erstmontage des Lagerdeckeis (5) mit Kraftaufwand in die Gegenspannflächen (10) des aus einem Leicht metall gebildeten Lagerstuhles (4) eingedrückten Vorsprünge (6) beim Eindrücken verdrängten Werkstoffes des Lagerstuhles (4) die nen.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerdeckel (5) aus einem Grauguß gebildet ist und daß die Vorsprünge (6) einen Schneidenwinkel a aufwei sen, ferner daß die Schneidenhöhe"H"über der Spannfläche (7) des Lager deckels (5) zwischen 0,251,5 mm beträgt, wobei mit Radien von R = 0,150,30 mm verrundete Nuten (8) im jeweili gen Radiusmaß"R"in die Spannfläche (7) eingetieft an den Schnei denflanken (6', 6") anschließen, und daß der SchneidenAbstand"A"der Vorsprünge (6) zwischen 25 mm gewähit ist.
3. Lageranordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6) am Lagerdeckel (5) geradlinig und/oder bogenförmig gestal tet sind.
4. Lageranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerdeckel (5) beim Eindrücken der Vorsprünge (6) in die Gegen spannflächen (10) des aus einer AluLegierung gebildeten Lagerstuhles (4) mittels Schiebepassungen (Passungswangen (11), Paßstifte, Paßhülsen, Schraubenzentrierbunde) relativ zum Lagerstuhl (4) geführt ist.
5. Lageranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerdeckel (5) mit seinen Vorsprüngen (6) mittels einer Lagerver schraubung und/oder einer Preßeinrichtung in den Lagerstuhl (4) einge drückt ist.
6. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gegenspannflächen (10) des Lagerstuhis (4) in Bereichen der einzu drückenden Vorsprünge (6) des Lagerdeckels (5) flache, verrundete Nuten (9) angeordnet sind.
7. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem Sinterwerkstoff gebildete und mit SchraubenDurchgangsbohrungen versehene Lagerdeckel (5) zu den Durchgangsbohrungen konzentrisch angeordnete, kreisbogenförmige Vor sprünge aufweist.
8. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6) am Lagerdeckel (5) spanabhebend oder mittels Erodieren gebildet sind.
9. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekenn zeichnet durch die Verwendung in einem MaschinenGehäuse (2) für einen VMotor.
Description:
Geteilte Lageranordnung in einem Gehäuse, insbesondere Kurbelwellen- Gleitlager für Hubkolbenmaschinen Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine geteilte Lageranordnung in einem Gehäuse, insbesondere Kurbelwellen-Gleitlager für Hubkolbenmaschinen, umfassend einen Lagerstuhl und einen Lagerdeckel aus unterschiedlich harten Werkstoffen, wobei der gegen den Lagerstuhl verspannbar angeordnete Lagerdeckel über Vorsprünge formschlüssig mit dem Lagerstuhl gegen Querbelastungen gesichert zusammenwirkt.

Eine derartige Lageranordnung ist beispielsweise aus der DE-A 19535497 be- kannt, wobei die am Lagerdeckel im Bereich seiner Spannfläche vorgesehenen Vor- sprünge durch eine grobe mechanische Endbearbeitung dieser Spannfläche erzeugt werden. Bevorzugt wird hierbei eine durch lineares Fräsen der Teilungsfläche bzw.

Spannfläche parallel zur Lagermittelachse erzeugte Oberflächenrauhigkeit, deren scharfkantige Spitzen sich beim Zusammenspannen des Gleitlagers in die kor- respondierende Gegenspannfläche des Lagerstuhls eingraben.

Ein auf diese Weise mit Vorsprüngen in der Spannfläche hergestellter Lagerdeckel erreicht in keiner Weise einen mit einer durch Bruchtrennen erzeugten Spannfläche

gegebenen Formschlußeingriff, so daß der Lagerdeckel gegen Querbelastungen zusätzlich zu sichern ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung mit einer verbesserten Material-Verklammerung aufzuzeigen.

Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst und zwar dadurch, daß der aus einem Eisenwerkstoff gebildete Lagerdeckel über seine Spannfläche vorstehend ausgebildete schneiden-oder pyramidenartige Vorsprünge aufweist, und daß ferner Nuten zumindest in einer der korrespondierenden Spannflächen vorgesehen sind, die der Aufnahme des bei einer Erstmontage des Lagerdeckels mit Kraftaufwand in die Gegenspannfläche des aus einem Leichtmetall gebildeten Lagerstuhis einge- drückten Vorsprünge beim Eindrücken verdrängten Werkstoffes des Lagerstuhles dienen.

Mit der erfindungsgemäß gestalteten Material-Verklammerung kann in einer geteil- ten Lageranordnung der verspannbar angeordnete Lagerdeckel in vorteilhafter Weise hohe Querkräfte aufnehmen, wie dies beispielsweise bei einem V-Motor von besonderem Vorteil ist.

Vorteilhafte Ausgestaitungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange- geben.

Die Erfindung ist anhand eines bevorzugten, in der Zeichnung dargestellten Ausfüh- rungsbeispiels beschrieben. Es zeigt Figur 1 in perspektivischer Ansicht einen von einem angedeuteten Lagerstuhl entfernt gezeigten Lagerdeckel mit den erfindungsgemäßen Vor- sprüngen, und Figur 2 einen Ausschnitt der Vorsprünge im Querschnitt.

Eine geteilte Lageranordnung 1 in einem Maschinen-Gehäuse 2 einer nicht näher dargestellten Hubkolbenmaschine umfaßt insbesondere für ein Kurbelwellen-Gleit- lager 3 einen Lagerstuhl 4 und einen Lagerdeckel 5 aus unterschiedlich harten Werkstoffen, wobei der gegen den Lagerstuhl 4 verspannbar angeordnete Lager- deckel 5 über Vorsprünge 6 formschlüssig mit dem Lagerstuhl 4 gegen Quer- belastungen gesichert zusammenwirkt.

Zur Erzielung einer hochbelastbaren Material-Verklammerung in der geteilten La- geranordnung 1 insbesondere eines Kurbelwellen-Gleitlagers 3 wird erfindungs- gemäß vorgeschlagen, daß der aus einem Eisenwerkstoff gebildete Lagerdeckel 5 über seine Spannf ! ächen 7 vorstehend ausgebildete schneidenartige Vorsprünge 6 aufweist und daß ferner Nuten 8,9 in den korrespondierenden Spannflächen 7,10 von Lagerdeckel 5 und Lagerstuhl 4 vorgesehen sind, die der Aufnahme des bei einer Erstmontage des Lagerdeckels 5 mit Kraftaufwand in die Gegenspannflächen 10 des aus einem Leichtmetall gebildeten Lagerstuhls 4 eingedrückten Vorsprünge 6 beim Eindrücken verdrängten Werkstoffes des Lagerstuhles 4 dienen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lageranordnung 1 gilt, daß der Lagerdeckel 5 aus einem Grauguß gebildet ist und daß die Vor- sprünge 6 einen Schneidenwinkel a ungefähr 50°-110° aufweisen, ferner daß die Schneidenhöhe"H"über der Spannfläche 7 des Lagerdeckels 5 zwischen 0,25- 1,5 mm beträgt, wobei mit Radien von R = 0,15-0,30 mm verrundete Nuten 8 im jeweiligen Radiusmaß R in die Spannfläche 7 eingetieft an die Schneidenflanken 6', 6"anschließen und daß ferner der Schneiden-Abstand der Vorsprünge 6 zwischen 2-5 mm gewähit ist.

Für die aus Figur 1 am Lagerdeckel 5 in dessen Spannfläche 7 erkennbaren Vor- sprünge 6 hat sich für einen Lager-Durchmesserbereich von 40-60 mm ein aus Figur 2 erkennbares Profil der Vorsprünge 6 bewährt, wobei der Schneidenwinkel a = 60° und die Schneidenhöhe H = 0,75 mm gewählt ist und der Radius der jeweils verrundeten Nut 8 zu mm. Weiter kann der Schneiden-Abstand der Vor- sprünge 6 gleich oder ungleich gewählt sein.

Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme sind in vorteilhafter Weise zur sicheren Material-Verklammerung bei der Erstmontage des Lagerdeckels 5 am Lagerstuhl 4 über die Vorsprünge 6 mit diesen korrespondierende Vertiefungen (nicht dargestellt) eingeprägt, die bei zukünftiger Montage oder Demontage der lagegenauen Fixie- rung des Lagerdeckels 5 am Lagerstuhl 4 dienen.

Zur Erzielung einer genauen Zuordnung des Lagerdeckels 5 zum Lagerstuhl 4 wird weiter vorgeschlagen, daß der Lagerdeckel 5 beim Eindrücken der Vorsprünge 6 in die Gegenspannflächen 10 des aus einer Alu-Legierung gebildeten Lagerstuhis 4 mittels Schiebepassungen, wie beispielsweise den Passungswangen 11 des Lager- deckels 5 mit dem Lagerstuhl 4 relativ zum Lagerstuhl 4 geführt ist. Damit ist eine genaue, spielfreie Abbildung der mit den Vorsprüngen 6 korrespondierenden Ver- tiefungen im Lagerstuhl 4 gewährleistet.

Um die beim Eindrücken der Vorsprünge 6 in die Gegenspannfläche 10 des Lager- stuhis 4 gegebenen Werkstoffverdrängungen ohne nachteilige Auswirkung auf die übrige flächige Anlage der Spannfiächen 7 mit den Gegenspannfiächen 10 zu kom- pensieren, sind den Vorsprüngen 6 verrundete Nuten 8 benachbart zugeordnet, wobei zum vorteilhaften Fließen des verdrängten Werkstoffes die Nuten 8 unmittel- bar in die Schneidenflanken 6'und 6"übergehen.

Wie aus Figur 1 erkennbar, können anstelle der Nuten 8 im Lagerdeckel 5 in den Gegenspannflächen 10 des Lagerstuhles 4 in Bereichen der einzudrückenden Vor- sprünge des Lagerdeckels 5 flache verrundete Nuten 9 angeordnet sein. Diese Nu- ten 9 sind bezüglich ihrer Eintiefung von den Gegenspannflächen 10 aus in Ab- stimmung auf die jeweilige Schneidenhöhe H der Vorsprünge 6 gewählt, um für die geradlinig und/oder bogenförmig gestalteten Vorsprünge 6 eine ausreichende Ver- tiefung zur Material-Verklammerung zu erreichen. Im übrigen können auch beide Arten von Nuten 8,9 kombiniert sein, um sicherzustellen, daß eine Werkstoffver- drängung nicht in die Bereiche der planen Spannflächen 7 und Gegenspannflächen 10 erfolgt.

Das vorzugsweise über die Passungswangen 11, aber auch über nicht dargestellte Paßstifte, Paßhüllen oder Schraubenzentrierbunde, mögliche geführte Eindrücken der Vorsprünge 6 kann zum einen in der Weise erfolgen, daß der Lagerdeckel 5 mit seinen Vorsprüngen 6 mittels der Lagerverschraubung in den Lagerstuhl einge- drückt ist. Weiter ist es möglich, bei der Erstmontage des Lagerdeckels 5 diesen mittels einer Preßeinrichtung in den Lagerstuhl einzudrücken und gegebenenfalls bei teilweiser Vor-Eindrückung die Gesamt-Eindrückung mittels der Lagerverschrau- bung zu bewerkstelligen.

Die Vorsprünge 6 am Lagerdeckel können entweder spanabhebend oder mittels Erodieren gebildet sein.

Als weitere, nicht gezeigte Werkstoffvariante für den Lagerdeckel 5 kann dieser aus einem Sinterwerkstoff gestaltet sein mit Schrauben-Durchgangsbohrungen, wobei in Verbindung mit der Sinter-Herstellung zu den Durchgangsbohrungen konzentrisch angeordnete, kreisbogenförmige Vorsprünge ausgebildet sind, die über den Spann- ftächen 7 des Lagerdeckels 5 vorstehen.

Der erfindungsgemäße Formschluß zwischen Lagerdeckel 5 und Lagerstuhl 4 aus unterschiedlich harten Werkstoffen findet vorzugsweise Verwendung bei einem Ma- schinen-Gehäuse 2 für einen V-Motor bzw. Brennkraftmaschine, insbesondere mit einem V-Winkel von 90° mit bekanntlich hohen Querkräften aus dem Triebwerk auf den Lagerdeckel 5.