DE19636419A1

DE19636419A1 - Gleitlagerschale oder -buchse und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE19636419A1
Application number: DE19636419A
Authority: DE
Inventors: Helmut Abeln; Wolfgang Bickle; Herbert Rubel; Manfred Mueller
Original assignee: Kolbenschmidt AG
Current assignee: Kolbenschmidt AG
Priority date: 1996-09-07
Filing date: 1996-09-07
Publication date: 1998-03-12
Also published as: WO1998010200A1

Description

Die Erfindung betrifft eine gerollte Radial-Axial- Gleitlagerschale oder -buchse, insbesondere zur Lagerung von Kurbelwellen bei Verbrennungsmotoren, mit einem schalen- oder buchsenförmigen Radiallagerabschnitt und einem bundförmigen Axiallagerabschnitt, die eine Stützschicht und eine darauf aufgebrachte Gleitschicht umfassen, wobei die Gleitschicht im gebogenen Übergangsbereich vom Radiallagerabschnitt zum Axiallagerabschnitt zumindest teilsweise abgetragen ist.

Es ist seit langem bekannt, bei gerollten Gleitlagerschalen oder -buchsen der vorstehend genannten Art vor dem Abbiegen des Axiallagerabschnitts die Gleitschicht zumindest teilweise abzutragen, um beim Abbiegen des Axiallagerabschnitts das Auftreten von Spannungen, Rissen und damit verbundenen Beeinträchtigungen der Gleitschicht zu verhindern. Über dies ist es bekannt, auch im axial verlaufenden Stoßbereich, die Gleitschicht gebogen oder schräg verlaufend auszubilden, was auch als Freilegung an den Gleitflächen bekannt ist.

Die vorbekannten gerollten Gleitlagerschalen oder -buchsen erweisen sich insoweit als nachteilig, als der Axiallagerabschnitt über den Übergangsbereich nahezu starr am Radiallagerabschnitt gehalten ist. Bei Verwendung von Gleitlagerschalen zur Lagerung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors kommt es durch die axial aufzunehmenden Kräfte, insbesondere im gekuppelten Zustand des Getriebes, zu einer elastischen Verformung der Kurbelwange. Aufgrund des starken Widerstands des Axiallagerabschnitts bei der ihm aufgezwungenen Verformung wird die flächenhafte Anlage zwischen Kurbelwange und Axiallagerabschnitt verlassen; es kommt zu punktuellem oder linienförmigem Anliegen der Gleitpartner und demzufolge zu extrem hohen Belastungen, so daß die dynamische Wechselfestigkeit der Lagerlegierung überschritten werden kann, was rasch zum Ausfall des Lagers führen kann.

Bei gebauten Radial-Axial-Gleitlagerschalen oder -buchsen, bei denen der Axiallagerabschnitt als separates Bauteil an den Radiallagerabschnitt angefügt, insbesondere angeklipst, ist, tritt das vorstehend erwähnte Problem zwar in der Regel nicht auf; derartige Lagerschalen oder -buchsen haben jedoch den Nachteil, daß sie nur aufwendig und kostenintensiv herstellbar sind und ein größeres Lagerspiel aufweisen. Beim Betrieb treten zusätzliche Laufgeräusche auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gerollte Radial-Axial-Gleitlagerschale oder -buchse der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß die vorstehend geschilderten Nachteile im Hinblick auf eine bei bekannten Lagerschalen oder -buchsen häufig auftretende Überschreitung der dynamischen Wechselfestigkeit nicht auftreten. Die einschlägigen Vorteile von gerollten Lagerschalen oder -buchsen gegenüber gebauten Lagerschalen oder -buchsen sollen jedoch beibehalten werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Gleitlagerschale oder -buchse der genannten Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß in dem Übergangsbereich vom Radiallagerabschnitt zum Axiallagerabschnitt die Wanddicke der Stützschicht reduziert ist.

Es wurde erfindungsgemäß erkannt, daß der in der Regel von der Gleitschicht freigelegte Übergangsbereich in seiner Wanddicke derart reduziert werden kann, daß der Axiallagerabschnitt flexibel und elastisch wenigstens geringfügig abbiegbar ist, um eine flächenhafte Anlage an dem Gleitpartner, beispielsweise einer Kurbelwange einer Kurbelwelle auch dann zu gewährleisten, wenn sich diese aufgrund einwirkender Belastungen geringfügig verformt. Die erfindungsgemäße Maßnahme wird also bewußt die Biegesteifigkeit im Übergangsbereich in einer solchen Weise reduziert, daß eine flächenhafte Anlage an dem sich ebenfalls geringfügig und innerhalb dem Fachmann geläufiger Grenzen verformenden Gleitpartner gewährleistet bleibt.

Es besteht die Möglichkeit, die Wanddicke der Stützschicht in vorteilhafter Weise durch spanende Bearbeitung zu reduzieren. Es kann sich aber auch als vorteilhaft erweisen, eine Verdichtung der Stützschicht und damit eine Reduzierung ihrer Wanddicke durchzuführen. Im letzteren Fall kann die Stützschicht durch Walzen oder Anprägen bearbeitet werden.

Zufriedenstellende Ergebnisse werden erreicht, wenn die reduzierte Wanddicke im Übergangsbereich 0,2 bis 0,8 mm beträgt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die reduzierte Wanddicke 0,3 bis 0,7 mm, insbesondere 0,4 bis 0,6 mm.

In Weiterbildung der Erfindung wurde erkannt, daß eine hinreichend flexible und dennoch ausreichend stabile Gestaltung des Übergangsbereichs durch Öffnungen im Übergangsbereich erreicht werden kann, die zusätzlich oder anstelle der vorstehend erwähnten Wanddickenreduzierung vorgesehen werden können. Gemäß dem zuletzt genannten und ans ich auch selbständigen Erfindungsgedanken wird die eingangs formulierte Aufgabe dadurch gelöst, daß durch die Anbringung von Öffnungen die Biegsamkeit oder Nachgiebigkeit des Axiallagerabschnitts im Übergangsbereich zum Radiallagerabschnitt erreicht wird. Die Öffnungen sind vorzugsweise gestanzt. Sie sind in vorteilhafter Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens langlochartig ausgebildet und in Umfangsrichtung der Gleitlagerschale erstreckt.

Die Erfindung hat desweiteren ein Verfahren zum Herstellen einer Gleitlagerschale oder -buchse der vorausgehend beschriebenen Art mit den Merkmalen des Anspruchs 16, 17 bzw. 18 zum Gegenstand.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleitlagerschale. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Gleitlagerschale, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleitlagerschale.

Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete Axial- Radial-Gleitlagerschale gemäß Fig. 1 umfaßt einen Radiallagerabschnitt 4 und an ihren axialen Enden je einen Axiallagerabschnitt 6. Die Gleitlagerschale ist aus einem bandförmigen Abschnitt eines Verbundlagermaterials hergestellt, welches aus einer Stahlstützschicht 8 mit einer ebenfalls metallischen Gleitschicht 10 besteht. Andere Materialien für die Stützschicht und die Gleitschicht sind jedoch ebenfalls denkbar. Vor dem Abbiegen der Axiallagerabschnitte wurde auf der dem späteren Gleitpartner zugewandten Seite des bandförmigen Abschnitts in einem Übergangsbereich 12 zwischen Radiallagerabschnitt 4 und Axiallagerabschnitt 6 die Gleitschicht 10, etwa durch spanende Bearbeitung, abgetragen, und es wurde dann die Stützschicht 8 im Übergangsbereich 12 verdichtet oder spanend bearbeitet, so daß ihre Wanddicke im Übergangsbereich 12 reduziert wurde. Hieran anschließend wurden die Axiallagerabschnitte 6 gebogen und der bis zu diesem Zeitpunkt noch gerade Bandabschnitt gerollt. Durch die reduzierte Wanddicke der Stützschicht 8 im Übergangsbereich 12 sind die Axiallagerabschnitte 6 nicht mehr im wesentlichen starr sondern wenigstens geringfügig nachgiebig, um einer Verformung des Axial-Gleitpartners elastisch nachgeben zu können.

Es versteht sich, daß die Lagerschale hieran anschließend kalibriert werden kann, daß Nuten, Radien, Stirnöltaschen gefräst, daß Nasen gedrückt und Ölöffnungen gestanzt werden können.

Die Gleitlagerschale gemäß Fig. 2 weist im Übergangsbereich vom Radiallagerabschnitt zum Axiallagerabschnitt langlochförmige Öffnungen auf, wodurch die Verbindung zwischen den Abschnitten flexibler wird. Der Übergangsbereich kann zusätzlich eine reduzierte Wanddicke aufweisen, so wie dies dargestellt ist; dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.

Claims

1. Gerollte Radial-Axial-Gleitlagerschale (2) oder -buchse, insbesondere zur Lagerung von Kurbelwellen bei Verbrennungsmotoren, mit einem schalen- oder buchsenförmigen Radiallagerabschnitt (4) und einem bundförmigen Axiallagerabschnitt (6), die eine Stützschicht (8) und eine darauf aufgebrachte Gleitschicht (10) umfassen, wobei im gebogenen Übergangsbereich (12) vom Radiallagerabschnitt (4) zum Axiallagerabschnitt (6) die Gleitschicht zumindest teilweise abgetragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Übergangsbereich (12) vom Radiallagerabschnitt (4) zum Axiallagerabschnitt (6) die Wanddicke der Stützschicht (8) reduziert ist.

2. Gleitlagerschale oder -buchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der Stützschicht (8) durch spanende Bearbeitung reduziert ist.

3. Gleitlagerschale oder -buchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der Stützschicht (8) durch Verdichten reduziert ist.

4. Gleitlagerschale oder -buchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der Stützschicht (8) durch Walzen reduziert ist.

5. Gleitlagerschale oder -buchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der Stützschicht (8) durch Anprägen reduziert ist.

6. Gleitlagerschale oder -buchse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierte Wanddicke im Übergangsbereich 0,2 bis 0,8 mm beträgt.

7. Gleitlagerschale oder -buchse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierte Wanddicke im Übergangsbereich 0,3 bis 0,7 mm beträgt.

8. Gleitlagerschale oder -buchse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierte Wanddicke im Übergangsbereich 0,4 bis 0,6 mm beträgt.

9. Gleitlagerschale oder -buchse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich (12) eine konkave Oberfläche bildet.

10. Gleitlagerschale oder -buchse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich Öffnungen (14) vorgesehen sind.

11. Gleitlagerschale oder -buchse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (14) gestanzte Öffnungen sind.

12. Gleitlagerschale oder -buchse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (14) langlochartig ausgebildet und in Umfangsrichtung der Gleitlagerschale erstreckt sind.

13. Gerollte Radial-Axial-Gleitlagerschale oder -buchse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß im gebogenen Übergangsbereich vom Radiallagerabschnitt zum Axiallagerabschnitt Öffnungen (14) vorgesehen sind.

14. Gleitlagerschale oder -buchse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (14) gestanzte Öffnungen sind.

15. Gleitlagerschale oder -buchse nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen langlochartig ausgebildet und in Umfangsrichtung der Gleitlagerschale erstreckt sind.

16. Verfahren zum Herstellen einer Gleitlagerschale oder -buchse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, die folgenden Verfahrensschritte umfassend:

- Bereitstellen eines bandförmigen Abschnitts aus einer mit einer Gleitschicht (10) beschichteten Stützschicht (8);
- Abtragen der Gleitschicht (10) im Übergangsbereich (12) des Radiallagerabschnitts (4) zum Axiallagerabschnitt (6);
- Reduzieren der Wanddicke der Stützschicht (8) in diesem Übergangsbereich (12) durch spanende Bearbeitung, durch Walzen oder Prägen;
- Abbiegen des Axiallagerabschnitts (6);
- Rollen der Gleitlagerschale oder Buchse.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich (12) des in Längsrichtung betrachteten und noch nicht gebogenen bandförmigen Abschnitts eine keilförmige oder konkave Ausfräsung oder Prägung vorgenommen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abtragen der Gleitschicht gleichzeitig auch die Stützschicht teilweise abgetragen wird.