RADIAL PLAIN BEARING

Abstract: 1. A radial plain bearing comprising two half shells (4, 5) for bearings (1) in internal-combustion engines, such as crank pins, the bearing underlaying nearly equal-sized gas- and inertial forces and carrying loads changing in size and direction in a determined cycle over the circumference, the one bearing half having different resistance to deformation from that of the other bearing half and the difference between the bore diameter of the bearing and the diameter of the journal being another one for the one half shell (4) than far the other half shell (5) characterized in that the bearing half (2) with the greater resistance to deformation has a circular cylinder bore (4) and the bearing half (3) with the lower resistance to deformation has an oval bore (5) and the wall thickness of the one half shell (5) is recessed with respect to the other half shell (4) in the parting plane (6).

Description: Radialgleitlager Die Erfindung betrifft ein Radialgleitlager, bestehend aus zwei Lagerschalenhälften für Lagerungen von Brennkraftmaschinen, z.B. Hubzapfenlager, bei denen etwa gleiche Gasund Massenkräfte vorhanden sind und über deren Umfang in Grösse und Richtung in einem bestimmtem Zyklus wechselnde Lagerbelastungen auftreten, wobei im eingebauten unbelasteten Zustand der Unterschied zwischen Lagerbohrungs-und Zapfendurchmesser für eine Lagerschalenhälfte ein anderer ist als für die andere Lagerschalenhälfte. In einem Lager müssen die gesamten Führungskräfte und Lasten während des Betriebes allein vom Schmierfilm übertragen werden, um eine ausreichende Betriebssicherheit mit genügend langer Lebensdauer und geringen Reibungsverlusten zu erzielen. Die Trennung der Gleitflächen von Lager und Zapfen durch das Schmiermittel lässt sich sicherstellen, wenn bei der Lagergestaltung die Wahl und Sicherstellung eines sich verengenden Schmierkeils mit einer günstigen Neigung zwischen den Gleitflächen zur Erreichung der hydrodynamischen Tragfähigkeit beachtet werden. Die Sche,ierkeil- form zwischen den Gleitflächen von Lager und Zapfen wird durch das Lagerspiel erzeugt. Wenn die Lagerkräfte in Grösse und Richtung in einem bestimmten Zyklus wechseln, wie z.B. bei den meisten Verbrennungsmotoren und Kompressoren, wirkt sich jedoch das bei einer zylindrischen Lagerbohrung notwendige grosse relative Lagerspiel nachteilig auf die Laufruhe aus. Dieser Nachteil wird durch ovale Lagerbohrungen vermieden, weil damit ein kleineres Lagerspiel verwirklicht werden kann und ein zweiter Schmierkeil zur besseren Führung des Zapfens entsteht. Eine ovale Lagerbohrung lässt sich bei aus zwei Lagerschalenhälften bestehenden Radialgleitlagern einfach dadurch erreichen, dass die Wanddicke der Lagerschalenhälften nach der Trennebene hin abnimmt. Da die Trennebene immer im unbelasteten Bereich liegen muss, wird das Lagerspiel bei ovalen Lagerbohrungen in der Hauptbelastungsrichtung eingeengt. Noch günstigere Führungseigenschaften erhält man durch das sogenannte versetzt-ovale Radialgleitlager, bei dem die beiden, eine ovale Lagerbohrung aufweisenden Lagerschalenhälften versetzt gegeneinander in der Lagerung angeordnet sind. Durch diese Form der Lagerbohrung werden Schwingungen des Zapfens im Lager unterdrückt, die bei zylindrischen Lagerbohrungen manchmal zu unerwünscht grossen Belastungen führen. Ausserdem wird bei solchen Radialgleitlagern durch den Wanddickensprung in der Trennebene der eingebauten Lagerschalenhälften erreicht, dass sich der Schmierspalt in Drehrichtung erweitert. In neuerer Zeit ist durch die DE-OS 23 59 634 ein aus zwei Lagerschalenhälften bestehendes Radialgleitlager bekannt geworden, bei dem die beiden kreiszylindertörmigen Lagerschalenhälften im eingebautem Zustand einen innerhalb der Grösse des mittleren zugelassenen Lagerspiels voneinanoer verschiedenen Radius aufweisen, wobei die Lagerschalenhälfte mit dem grösseren Radius im Bereich der Lagerung mit der grösseren elastischen Nachgiebigkeit des Lagerträgers angeordnet ist. Die Wanddicke 3eher Lagerschalenhäjfte ist jeweils über den Umfang konstant. Durch diese Massnahmen soll erreicht werden, dass bei Lagerungen, bei denen infolge auf dem Umfang auftretender unterschiedlicher Zug- und Druckbelastungen das elastische Verhalten des einen Teils der Lagerung von dem des andern Teils der Lagerung verschieden ist, sich trotzdem im belasteten Zustand ein gleichmässiges Lagerspiel einstellt. Diese angestrebte Wirkung wird jedoch nur bei relativ kleinen Belastungen erreicht. Bei vergleichsweise grösseren Belastungen ist die unter Zugkraft eintretende Ovalverformung der Lagerung und damit auch der beiden Lagerschalenhälften so gross, dass es im Bereich der den grösseren Radius aufweisenden, der grösseren Verformung unterliegenden Lagerschalenhälfte im 0 Bereich von 30 bis 60 beidseitig der auf der senkrecht zur Trennebene verlaufenden Ebene zur Ausbildung von den Schmierfilm unterbrechenden Druckstellen kommen kann, wodurch es zu beachtlichem Verschleiss kommen kann. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das eingangs beschriebene Radialgleitlager so zu gestalten, dass im belasteten Zustand trotz eines möglichst engen, im Bereich der senkrecht zur Tennebene der Lagerschalenhälften verlaufenden Ebene gleichen Lagerspiels zwischen Lagerbohrung und Zapfen die hydrodynamische Tragfähigkeit des Schmierfilms über den Umfang der Lagerbohrung immer gewährleistet ist. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in der Weise, dass der eine grössere Verformungssteifigkeit aufweisende Abschnitt der Lagerung mit einer kreiszylinderförmlgen und der eine kleinere Verformungssteifigkeit aufweisende Abschnitt der Lagerung mit einer ovalen Lagerschalenhälfte belegt ist. Dabei ist es zweckmässig, dass die kreiszylinderförmige Lagerschalenhälfte eine über den Umfang konstante Wanddicke besitzt. An der Trennebene der beiden Lagerschalenhälften sollte sinnvollerweise ein Wanddickensprung zwischen den beiden Lagerschalenhälften vorhanden sein, damit die sich auf dem Zapfen abstützende kreiszylinderförmige Lagerschalenhältte eine abstützende Fuznktion gegenüber der ovalen Lagerschalenhälfte ausüben kann. Für die Ausbildung eines möglichst engen Lagerspiels ist es angebracht, dass die ovale Lagerschalenhälfte über einen Bereich von 0-200, vorzugsweise 0-15 , beidseitig der auf der Trennebene senkrecht stehenden Ebene die gleiche Wanddicke wie die kreiszylinderförmige Lagerschalenhälfte aufweist. Die ovale Lagerschalenhälfte kann zur Herstellung eines optimalen Lagerspiels über ihren Umfang unterschiedliche O#alitäten besitzen. In manchen Fällen ist es ausreichend, wenn in dem der grösseren Verformung unterliegenden Abschnitt der Lagerbohrung eine kreiszylinderförmige Lagerschalenhälfte eingesetzt ist, die in den durch die Druckstellen oefährdeten Bereichen einen kreisabschnittförmigen Freischliff von 15-40 my Tiefe angebracht ist. In der Zeichnung, die nachfolgend naher erlcutert wird, ist ein entsprechend der Erfindung gestaltetes, in einer Lagerung eines Pleuels eingesetztes Radialgleitlager dar- gestellt, das nachfolgend näher erläutert wird: In der Lagerung 1 eines Pleuels, bestehend aus der Pleuelstange 2 und dem Pleueldeckel 3, ist im des pleuelstangenseitigen Teil der Lagerung 1 die die grössere Belastung aufnehmende kreiszylinderförmige Lagerschalenhälfte 4 angeordnet, die über ihren Umfang eine konstante Wanddicke besitzt. Im pleueldeckelseitigen Teil der Lagerung 1 ist die die kleinere Belastung aufnehmende Lagerschalenhälfte 5 mit ovaler Lagerbohrung eingesetzt.In der Trennebene 6 der beiden Lagerschalenhälften 4,5 ist ein Wanddickensprung vorhanden. Die mit dem erfindungsgemäss gestalteten Radialgleitlager erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass sich bei Verformung der Lagerung unter relativ hoher Zugbelastung die ovale Lagerschalenhälfte so verformt, dass sich im Betriebszustand eine kreiszylindrische Lagergeometrie einstellt. Damit bei der Montage die beiden Lagerschalenhälften nicht verwechselt werden können, sind diese zweckmässigerweise mit Haltenasen unterschiedlicher Form, Anzahl, Abstand#und/oder Abmessungen, oder auch nur mit Farbmarkierungen ausgestattet. So ist es z.B. möglich, die ovale Lagerschalenhälfte mit zwei und die kreiszylindrische Lagerschalenhälfte mit einer Haltenase oder die ovale Lagerschalenhälfte mit einer blauen und die kreiszylinderförmige Lagerschalenhälfte mit einer roten Markierung zu versehen.

Claims: PATENTANS PRUCHE 1. Radialgleitlager, bestehend aus zwei Lagerschalen hälften (4, 5) für Lagerungen (1) von Brennkraft maschinen, z.B.Hubzapfenlager, bei denen etwa gleiche Gasund Massenkräfte vorhanden sind und über deren Um fang in Grösse und Richtung in einem bestimmten Zyklus wechselnde Lagerbelastungen auftreten, wobei im einge bauten, unbelasteten Zustand der Unterschied zwischen Lagerbohrungs- und Zapfendurchmesser für die eine Lagerschalenhälfte (4) ein anderer ist als für die andere Lagerschalenhälfte (5), dadurch gekennzeichnet, dass der eine grössere Verformungssteifigkeit aufweisende Abschnitt (2) der Lagerung mit einer kreiszylinder förmigen (4) und der einer kleineren Verformungs steifigkeit aufweisende Abschnitt (3) der Lagerung mit einer ovalen Lagerschalenhälfte (5) belegt-ist. 2. Radialgleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet,, dass die kreiszylinderförmige Lagerschalen hälfte (4) eine über ihren Umfang konstante Wanddicke besitzt. 3. Radialgleitlager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trennebene (6) der beiden Lagerschalenhälften (4, 5) ein Wanddickensprung vor handen ist 4. Radialgleitlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die ovale Lager schalenhälfte (5) über ihren Umfang unterschiedliche Ovalitäten aufweist. 5. Radialgleitlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ovale Lager 0 schalenhälfte (5) über einen Bereich von 0 bis 20 vorzugsweise 0 bis 150, beidseitig der auf der Trenn ebene (6) senkrechten Ebene eine der Wanddicke der kreiszylinderförmigen Lagerschalenhälfte (4) ent sprechende Wanddicke aufweist. 6. Radialgleitlager nach Anspruch 1, dadurch-abgewandelt, dass in dem der grösseren Verformung ausgesetzten Abschnitt der Lagerbohrung (1) eine kreiszylinderförmige Lagerschale eingesetzt ist, die in dem durch die Ausbil dung von Druckstellen gefährdeten Bereichen jeweils einen kreisabschnittförmigen Freischliff von 15 -40 my besitzt.

Inventors: SCHEUFLER, ROLAND
Applicants: KOLBENSCHMIDT AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: F16C9
IPC codes: F16C9, F16C33, F16C27