WO2005090803A1 - Bundlager mit zungen und trennbarer anlaufscheibenverbindung - Google Patents

Bundlager mit zungen und trennbarer anlaufscheibenverbindung Download PDF

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Steve Doyle
Gerhard Arnold
Walter Benetti
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    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/02—Crankshaft bearings

Definitions

  • a collar bearing constructed in accordance with a first presently preferred embodiment of the invention is shown generally at 10 in Figure 1 and includes a main bearing 12 with a curved structure that has an inner concave bearing surface 14 that is circular between opposite ends 16 , 18 and extends laterally between opposite sides 20, 22.
  • a suitable low friction bearing material may be provided on the inner concave tread 14 for rotating a shaft or the like.
  • a pair of thrust washers 24 are disposed on the main bearing 12 adjacent the opposite sides 20, 22.
  • the thrust washers 24 are curved in shape and have inner mounting surfaces 26 that face each other in the lateral direction, opposite, outward thrust washer surfaces 28 that face away from one another, a radial inner concave surface 30, a radial outer convex surface 32, and ends 34, 36 spaced on a circle.
  • the main bearing 12 is formed on its opposite sides 20, 22 with at least one and preferably a pair of recesses 38, 40.
  • the recesses 38 extend into the main bearing 12 from the opposite sides 20, 22, preferably through the entire thickness of the main bearing 12.
  • the thrust washers 24 are each formed with tongues 42, 44 projecting radially inwards, which are aligned with the recesses 38, 40 and be included accordingly.
  • the tongues 42, 44 lie opposite the three walls of the recesses 38, 40 and they secure the thrust washers 24 against rotation with respect to the main bearing 12 and they also support the thrust washers 24 against axial movement inwards on the rear wall of the recesses 38, 40.
  • the thrust washers are formed on their radially inward surface 30 with at least one support tongue or a partial tongue 48 which extends radially inward over a distance which is substantially less than that of the tongues 42, 44th and is supported on the outer surface 15 of the main bearing 12 at an interface 50.
  • the support tab 48 defines a radial gap 52 between the inward surface 30 of the thrust washers 24 and the outer surface 15 of the main bearing 12 away from the direct contact between the support tab 48 and the outer surface 15. Die Support tab 48 thus radially limits inward movement of thrust washers 24 with respect to main bearing 12, with tabs 42, 44 restricting the relative rotation and inward axial movement of thrust washers 24.
  • a fragile connection 54 connects the thrust washers 24 releasably against axial separation to the outside from the main bearing 12.
  • the connection 54 is formed at the interface 50 between the support tongue 48 of the thrust washers 24 and the outer surface 15 of the bearing 12.
  • the fragile connection 54 is one that is strong enough to hold the thrust washers 24 connected to the main bearing 12 during shipping and installation, but which breaks due to the application of an external axial force on the thrust washers 24 to the Release thrust washers 24 for the axial displacement outwards relative to the main bearing 12.
  • the frangible connection 54 may include an adhesive connection, a tack weld, or other breakable connection that attaches the thrust washers 24 during shipping and assembly Holds in place, but allows the thrust washers to separate axially outward due to the axially outward force.
  • the forces normally exerted on thrust bearings in an engine of a crankshaft application are sufficient to break the thrust washers 24 free from the main bearing 12.
  • the connecting force of the thrust washers is below the threshold of the pressure force that is normally encountered in the application.
  • the flange bearing 10 is installed, for example, in a crankshaft application, the main bearing 12 sitting in an engine block opposite to another flange bearing, as illustrated in FIG. 4, or in relation to a bearing shell, as is alternatively illustrated in FIG. 5 , wherein the outer thrust washer surfaces 28 are opposite a corresponding thrust washer surface of a rotating cam.
  • any pressure forces applied to the thrust washers by the action of the crankshaft which moves in any axial direction with sufficient force to break the fragile connection, become one or both thrust washers 24 or groups of thrust washers 24 in the event of a double 5 cause the thrust washer 24 to move axially outward from the main bearing 12 while its tongues 42, 44 are still trapped in the recesses 38, 40 of the main bearing 12 to preclude relative rotation of thrust washers 24 with respect to main bearing 12.
  • the thrust washers 24 on the link 54 are broken free and are able to move axially outward from their initial connection point on the link, but none the less become circumferential due to the continued reception of the thrust washer tongues 42, 44 within the Boundaries of the main bearing recesses 38, 40 held to exclude the movement in the direction of rotation.
  • the support tab 48 also maintains contact with the outer surface 15 of the main bearing 12 after the link 54 breaks and the thrust washer axially outwardly displaces, thereby maintaining the relative radial alignment of the thrust washers 24 and the main bearing 12, including the radial gap 52 therebetween ,
  • the ability of the thrust washer 24 to be broken free of the main bearing 12 to which it is initially connected has the advantage of relieving the entire bearing assembly of any stresses otherwise communicated to the bearing due to the bending forces that occur at the transition between the thrust washers and the Main camps are exercised.
  • the fragile connection is the only connection that secures the thrust washers 24 against external axial separation from the main bearing 12.
  • the outward limitation of the movement of the thrust washers 24 after separation from the main bearing 12 is controlled by supporting the bearing assembly when used in the engine or the like, with the thrust washer 24 supported on its rear 26 by a seat of the engine block and axially Outward movement is limited by the confrontation with the rotating thrust washer surface of the crankshaft.
  • the retaining tongues and the corresponding slots are preferably of a simple rectangular shape with no locking except in the The circumferential direction and they are preferably of different sizes, so that the thrust washers can only be installed with their thrust washer surfaces facing outwards and not inwards. This is to prevent the bearings from being inadvertently assembled, with the thrust washers facing in the wrong direction.

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Abstract

Es wird eine Anlaufscheibenanordnung (10) angegeben mit einem gebogenen Hauptlager (12) und mit sich von gegenüberliegenden Seiten nach innen erstreckenden Ausnehmungen (38, 40). Diese Anordnung weist wenigstens eine Anlaufscheibe (24) auf, die als ein von dem Hauptlager (12) getrenntes Teil gebildet ist und auf einer radial äusseren Oberfläche (15) des Hauptlagers (12) abgestützt ist und Rückhaltezungen (42, 44) besitzt, die in den Ausnehmungen (38, 40) des Hauptlagers (12) aufgenommen sind, um eine relative Drehbewegung dazwischen auszuschliessen. Die wenigstens eine Anlaufscheibe (24) ist durch eine zerbrechliche Verbindung (54) mit dem Hauptlager (12) verbunden, so dass aufgrund der Anlegung einer hinreichend grossen Kraft axial nach aussen auf die Anlaufscheibe (24) die die Anlaufscheibe (24) haltende Verbindung (54) zum Bruch veranlasst wird, um der Anlaufscheibe (24) die axiale Verschiebung nach aussen relativ zu dem Hauptlager (12) zu ermöglichen.

Description

Bundlager mit Zungen und trennbarer Anlaufscheibenverbindung
Hintergrund der Erfindung
[0001] Ein Bundlager, das gemäß einem ersten gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist, ist allgemein bei 10 in Figur 1 gezeigt und umfasst ein Hauptlager 12 mit gebogenem Aufbau, das eine innere konkave Lageroberfläche 14 besitzt, die sich kreisförmig zwischen gegenüberliegenden Enden 16, 18 und seitlich zwischen gegenüberliegenden Seiten 20, 22 erstreckt. Ein geeignetes Lagermaterial mit geringer Reibung kann auf der inneren konkaven Laufoberfläche 14 für die Drehung einer Welle oder etwas ähnlichem vorgesehen sein. Ein Paar von Anlaufscheiben 24 ist auf dem Hauptlager 12 benachbart zu den gegenüberliegenden Seiten 20, 22 angeordnet. Die Anlaufscheiben 24 sind in der Form gebogen und besitzen innere Montageflächen 26, die einander in der seitlichen Richtung gegenüberliegen, entgegengesetzte, nach außen gerichtete Anlaufscheibenflächen 28, die voneinander weg gerichtet sind, eine radiale innere konkave Oberfläche 30, eine radiale äußere konvexe Oberfläche 32 und auf einem Kreis beabstandete Enden 34, 36.
[0002] Das Hauptlager 12 ist an seinen gegenüberliegenden Seiten 20, 22 mit wenigstens einer und vorzugsweise einem Paar von Ausnehmungen 38, 40 gebildet. Die Ausnehmungen 38 erstrecken sich in das Hauptlager 12 von den entgegengesetzten Seiten 20, 22, vorzugsweise durch die gesamte Dicke des Hauptlagers 12. Die Anlaufscheiben 24 sind jeweils mit radial nach innen hervorragenden Zungen 42, 44 gebildet, die auf die Ausnehmungen 38, 40 ausgerichtet und entsprechend in diesen aufgenommen werden. Die Zungen 42, 44 liegen den drei Wänden der Ausnehmungen 38, 40 gegenüber und sie sichern die Anlaufscheiben 24 gegen Drehung in Bezug auf das Hauptlager 12 und sie stützen die Anlaufscheiben 24 ebenfalls gegen axiale Bewegung nach innen an der Rückwand der Ausnehmungen 38, 40 ab.
[0003] Zwischen den Zungen 42, 44 sind die Anlaufscheiben an ihrer radial nach innen gerichteten Oberfläche 30 mit wenigstens einer Stützzunge oder einer Teilzunge 48 gebildet, die sich radial nach innen über einen Abstand erstreckt, welcher wesentlich geringer als der der Zungen 42, 44 ist, und sich auf der äußeren Oberfläche 15 des Hauptlagers 12 an einer Grenzfläche 50 abstützt. Wie am besten in Figur 1 gezeigt, definiert die Stützzunge 48 eine radiale Lücke 52 zwischen der nach innen gerichteten Oberfläche 30 der Anlaufscheiben 24 und der äußeren Oberfläche 15 des Hauptlagers 12 weg von dem direkten Kontakt zwischen der Stützzunge 48 und der äußeren Oberfläche 15. Die Stützzunge 48 begrenzt somit radial die Bewegung der Anlaufscheiben 24 nach innen in Bezug auf das Hauptlager 12, wobei die Zungen 42, 44 die relative Drehung und die axiale Einwärtsbewegung der Anlaufscheiben 24 beschränken.
[0004] Eine zerbrechliche Verbindung 54 verbindet die Anlaufscheiben 24 lösbar gegen axiale Abtrennung nach außen aus dem Hauptlager 12. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Verbindung 54 an der Grenzfläche 50 zwischen der Stützzunge 48 der Anlaufscheiben 24 und der äußeren Oberfläche 15 des Lagers 12 gebildet. Die zerbrechliche Verbindung 54 ist eine, welche ausreichend stark ist, um die mit dem Hauptlager 12 verbundenen Anlauf Scheiben 24 während des Versands und der Installation zu halten, die aber aufgrund der Anwendung einer angelegten axialen Kraft nach außen auf die Anlaufscheiben 24 bricht, um die Anlaufscheiben 24 für die axiale Verschiebung nach außen relativ zu dem Hauptlager 12 freizugeben. Die zerbrechliche Verbindung 54 kann eine Klebeverbindung, eine Heftschweißung oder eine andere aufbrechbare Verbindung umfassen, die die Anlaufscheiben 24 während des Versands und des Zusammenbaus an Ort und Stelle hält, den Anlaufscheiben es aber ermöglicht, sich axial nach außen aufgrund der axial nach außen angelegten Kraft zu trennen. Die normalerweise auf Drucklager in einer Maschine einer Kurbelwellenanwendung ausgeübten Kräfte sind ausreichend, um die Anlaufscheiben 24 von dem Hauptlager 12 freizubrechen. Bei einer vorgegebenen Anwendung liegt somit die Verbindungskraft der Anlaufscheiben unterhalb der Schwelle der Druckkraft, die normalerweise in der Anwendung angetroffen wird.
[0005] Im Gebrauch wird das Bundlager 10 zum Beispiel in einer Kurbelwellenanwendung installiert, wobei das Hauptlager 12 in einem Motorblock entgegensetzt zu einem weiteren Bundlager sitzt, wie dies in Figur 4 veranschaulicht ist oder gegenüber einer Lagerschale, wie dies alternativ in Figur 5 veranschaulicht ist, wobei die äußeren Anlaufscheibenflächen 28 einer entsprechenden Anlaufscheibenfläche eines rotierenden Nockens gegenüberliegen. Während des anfänglichen Motoreinlaufs werden irgendwelche Druckkräfte, die auf die Anlaufscheiben durch Wirkung der Kurbelwelle ausgeübt werden, die sich in irgendeiner axialen Richtung mit ausreichender Kraft bewegt, um die zerbrechliche Verbindung aufzubrechen, eine oder beide Anlaufscheiben 24 oder Gruppen von Anlaufscheiben 24 im Falle einer doppelten Drucklageranordnung von Figur 5 veranlassen, sich von dem Hauptlager 12 zu lösen, wodurch der Anlaufscheibe 24 gestattet wird, sich axial nach außen aus dem Hauptlager 12 zu verschieben, während ihre Zungen 42, 44 noch in den Ausnehmungen 38, 40 des Hauptlagers 12 gefangen sind, um eine relative Drehung der Anlaufscheiben 24 in Bezug auf das Hauptlager 12 auszuschließen. Mit anderen Worten werden die Anlaufscheiben 24 an der Verbindung 54 freigebrochen und sie sind in der Lage, sich axial nach außen von ihrem anfänglichen Verbindungspunkt an der Verbindung zu bewegen, werden aber nichts desto weniger noch in der Umfangsrichtung durch die fortgesetzte Aufnahme der Anlaufscheibenzungen 42, 44 innerhalb der Umgrenzungen der Hauptlagerausnehmungen 38, 40 gehalten, um die Bewegung in der Drehrichtung auszuschließen. Die Stützzunge 48 hält ebenfalls Kontakt mit der äußeren Oberfläche 15 des Hauptlagers 12 nach dem Bruch der Verbindung 54 und der axialen Auswärtsverschiebung der Anlaufscheibe, wodurch die relative radiale Ausrichtung der Anlaufscheiben 24 und des Hauptlagers 12, umfassend die radiale Lücke 52 zwischen diesen, beibehalten wird. Die Fähigkeit der Anlaufscheibe 24 von dem Hauptlager 12 freigebrochen zu werden, mit welchem sie anfänglich verbunden sind, besitzt den Vorteil der Befreiung der Gesamtlageranordnung von irgendwelchen Beanspruchungen, die anderenfalls dem Lager aufgrund der Biegekräfte mitgeteilt werden, die an dem Übergang zwischen den Anlaufscheiben und dem Hauptlager ausgeübt werden.
[0006] Es wird bemerkt, dass die zerbrechliche Verbindung die einzige Verbindung ist, die die Anlaufscheiben 24 gegen axiale Trennung nach außen von dem Hauptlager 12 sichert. Es gibt keine anderen mechanischen Verriegelungsmerkmale oder irgendeinen anderen Aufbau zwischen dem Hauptlager und den Anlaufscheiben, die dazu dienen würde, eine Verbindung in der axialen Richtung nach außen der Anlaufscheiben und des Hauptlagers aufrechtzuerhalten. Die Auswärtsbegrenzung der Bewegung der Anlaufscheiben 24 nach der Trennung von dem Hauptlager 12 wird gesteuert durch die Abstützung der Lageranordnung bei der Anwendung in dem Motor oder etwas ähnlichem, wobei die Anlaufscheibe 24 auf ihrer Rückseite 26 durch einen Sitz des Motorblocks abgestützt ist und bei ihrer axialen Bewegung nach außen durch die Konfrontation mit der rotierenden Anlaufscheibenfläche der Kurbelwelle begrenzt ist.
[0007] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Rückhaltezungen und die entsprechenden Schlitze vorzugsweise von einer einfachen Rechteckform mit keiner Verriegelung außer in der Umfangsrichtung und sie sind femer vorzugsweise von unterschiedlicher Größe, so dass die Anlaufscheiben nur mit ihren Anlaufscheibenflächen nach außen gerichtet und nicht nach innen gerichtet installiert werden können. Dies dient dazu, einen unbeabsichtigten Zusammenbau der Lager zu verhindern, wobei die Anlaufscheiben in der falschen Richtung ausgerichtet sind.
[0008] Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele der Erfindung, die die gleiche Funktion verwirklichen, hiermit eingeschlossen sind innerhalb des Rahmens von irgendwelchen letztlich gestatteten Patentansprüchen.
Bezugszeichen
Bundlager Hauptlager Läufoberfläche äußere Oberfläche gegenüberliegendes Ende gegenüberliegendes Ende gegenüberliegende Seite gegenüberliegende Seite Anlaufscheibe innere Montagefläche Anlaufscheibenfläche innere konkave Oberfläche äußere konvexe Oberfläche Ende von 24 Ende von 24 AUsnehmung Ausnehmung nach innen hervorstehende Zunge nach innen hervorstehende Zunge Teilzunge, Stützzunge Grenzfläche radiale Lücke zerbrechliche Verbindung

Claims

Patentanspruch
1. Anlaufscheibenanordnung mit einem gebogenen Hauptlager und mit sich von gegenüberliegenden Seiten nach innen erstreckenden Ausnehmungen, gekennzeichnet durch wenigstens eine Anlaufscheibe (24), die als ein von dem Hauptlager (12) getrenntes Teil gebildet ist und auf einer radial äußeren Oberfläche (15) des Hauptlagers (12) abgestützt ist und Rückhaltezungen (42, 44) besitzt, die in den Ausnehmungen (38, 40) des Hauptlagers (12) aufgenommen sind, um eine relative Drehbewegung dazwischen auszuschließen, und wobei die wenigstens eine Anlaufscheibe (24) durch eine zerbrechliche Verbindung (54) mit dem Hauptlager (12) verbunden ist, so dass aufgrund der Anlegung einer hinreichend großen Kraft axial nach außen auf die Anlaufscheibe (24) die die Anlaufscheibe (24) haltende Verbindung (54) zum Bruch veranlasst wird, um der Anlaufscheibe (24) die axiale Verschiebung nach außen relativ zu dem Hauptlager (12) zu ermöglichen.
PCT/EP2005/002840 2004-03-18 2005-03-17 Bundlager mit zungen und trennbarer anlaufscheibenverbindung WO2005090803A1 (de)

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