| Dokumentenidentifikation |
DE3341809C2 18.01.1990 |
| Titel |
Pleuel für Hubkolbenmaschinen mit einem aus zwei Hälften bestehenden Gleitlager |
| Anmelder |
MAN Nutzfahrzeuge AG, 8000 München, DE |
| Erfinder |
Kahmann, Gerhard, Dipl.-Ing., 3340 Wolfenbüttel, DE;
Kazenmaier, Ulrich, Dipl.-Ing., 3304 Wendeburg, DE |
| DE-Anmeldedatum |
19.11.1983 |
| DE-Aktenzeichen |
3341809 |
| Offenlegungstag |
30.05.1985 |
| Veröffentlichungstag der Patenterteilung |
18.01.1990 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
18.01.1990 |
| IPC-Hauptklasse |
F16C 9/04
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| Zusammenfassung |
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleitlager, insbesondere Pleuellager, welches aus zwei Lagerschalenhälften besteht. Um bei einem derartigen Lager die Dauer- und Verschleißfestigkeit bezüglich der unterschiedlichen umfänglichen Lagerbelastung zu erhöhen bzw. eine gute Einbettfähigkeit von Abrieb, Schmutz oder anderen Partikeln zu erzielen, bestehen die Lagerschalenhälften aus unterschiedlichen Werkstoffen.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Pleuel für
Hubkolbenmaschinen mit einem Gleitlager für die drehenden Teile,
wobei das Lager aus zwei Lagerhalbschalen besteht und die
erste Halbschale in der Pleuelstange und die zweite
Halbschale im Lagerdeckel der Pleuelstange angeordnet ist.
Es ist bekannt, daß Pleuelstangen- und Kurbelwellenlager
von Verbrennungskraftmaschinen zyklischen Wechselbelastungen
ausgesetzt sind. Dabei liegt jeweils über dem Umfang der
Lager eine unterschiedliche Belastung vor.
Pleuellager von Hubkolben-Motoren werden beispielsweise
hauptsächlich von der Pleuelstangenrichtung her belastet.
Da im allgemeinen zwei Halbschalen für das Lager verwendet
werden, nämlich die sogenannte Stangenschale und die
sogenannte Deckelschale, ist insbesondere die Stangenschale
besonders verschleißgefährdet. Dies schon deshalb, da man
in der Regel aus Gründen guter Einbettfähigkeit von Abrieb,
Schmutz oder anderen Partikeln bei Gleitlagern ganz allgemein
sogenannte Mehrschichtlager (DE-PS 9 38 451, DE-PS 8 55 024)
verwendet, bei denen die Lagerhälften aus einer
Stahlstützschale, einer Bleibronzeschicht, einer Nickelschicht
und einer weichen Gleitschicht bestehen. Diese Lager haben
sich in der Praxis wegen ihrer Einbettfähigkeit von
kleinen Partikeln und ihrer Standfestigkeit in Deckelschalen
bestens bewährt. In der Stangenschale reichen diese Lager
bei Dieselmotoren mit hoher spezifischer Leistung nicht
mehr aus. Nach höheren Laufzeiten nutzen sich die
Lagerschalen so intensiv ab, daß sogar der harte Nickeldamm
durchlaufen wird. Von dem Moment an, ist das Lager äußerst
gefährdet. Es kann zum Fressen des Lagers kommen, dessen
Eintritt unweigerlich zum Ausfall des Lagers führt.
Um bei derartigen Lagern den Verschleiß zu vermindern bzw.
die Lebensdauer der Lager zu erhöhen, ist es bei einem
gattungsgemäßen Pleuel-Gleitlager bekannt, die
Lagerhalbschalen mit unterschiedlichen Krümmungsradien zu versehen
(DE-PS 27 23 585).
Eine derartige Maßnahme hat den Nachteil, daß die einzelnen
Lagerhalbschalen konstruktiv abgeändert werden müssen, also
jeweils eine andere Geometrie aufweisen.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung ein Pleuel für
Hubkolbenmaschinen mit einem Gleitlager der eingangs
erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem die geometrisch
herkömmlichen Lagerhälften Verwendung finden können und
welches eine extrem hohe Dauer- und Verschleißfestigkeit
bei guter Einbettfähigkeit von Abrieb und Schmutzpartikeln
aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die beiden
Lagerschalenhälften - wie an sich bekannt - aus unterschiedlichen
Werkstoffen bestehen, wobei die Halbschale in der
Pleuelstange (Stangenschale) aus hartem verschleißfesten
Material und die Halbschale im Lagerdeckel (Deckelschale)
aus weichem einbettfähigen Material besteht, derart, daß
die Lagerlaufschicht der Stangenschale eine Härte von
mindestens 45 Mikro-Vickershärte aufweist und die Laufschicht
der Deckelschale nur maximal 20 Mikro-Vickershärte hart ist.
Durch diese Maßnahme zeigen die stärker belasteten
Stangenschalen auch in den hauptbelasteten Zonen keine nennenswerten
Verschleißerscheinungen. Eventueller Abrieb bzw.
Schmutzpartikel durchwandern die Stangenschalen und betten sich
dann in den weichen Deckelschalen ein. Dabei sind für die
Stangenschale und die Deckelschale Werkstoffpaarungen denkbar,
die von Nickel bis zu Lagern nach dem
Kathodenstrahlzerstäubungsverfahren und von Blei-Zinn-Legierungen bis Aluminium
reichen.
Wie bereits erwähnt, ist es bekannt, bei einseitig belasteten
Gleitlagern die Lagerschalenhälften aus unterschiedlichen
Werkstoffen herzustellen. Unterschiedlich zur vorliegenden
Erfindung ist aber, daß hier die hochbelastete Halbschale
aus weichem Material (Bronze) bestehen soll (DD-PS 42 189).
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch die obere und untere Halbschale
eines Pleuelstangenlagers mit eingeschlossenem
Wellenzapfen,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von den zwei
Halbschalen des geteilten Lagers.
Die Fig. 1 zeigt einen Teil der Pleuelstange, bestehend aus
Stangenteil 1 und Lagerdeckel 2 mit in beiden Teilen
angebrachter Lagergrundbohrung 8. In diese ist ein Gleitlager
eingelegt, dessen beide Hälften eine Stangenschale 3 und
eine Deckelschale 4 sind. Die zwei Lagerschalen 3, 4 sind
dicht um die Kurbelwelle bzw. den Wellenzapfen 7, welcher
im Schnitt dargestellt ist, angeordnet. Wie in Vergrößerung
dargestellt ist, befindet sich zwischen der äußeren
Umfangsfläche der Kurbelwelle bzw. des Wellenzapfens 7
und der inneren Lagergleitfläche der Lagerschalen 3, 4
ein ringförmiger Lagerspalt 5. In Wirklichkeit ist dieser
Spalt verhältnismäßig schmal und kann in der Größenordnung
von einigen hundertstel Millimeter liegen. Stangenteil 1
und Lagerdeckel 2 sind mittels der Schrauben 6 fest
miteinander verbunden, wobei Stange und Deckel mit einer
Verzahnung 9 ineinander greifen. Durch diese Verbindung
werden die Lagerschalen 3 und 4 in den Gehäuseteilen 1, 2
festgehalten, wobei die Lagerschalen 3, 4 noch zusätzlich
(nicht gezeigte) kleine Ansätze oder Nocken aufweisen, damit
eine genaue Ausrichtung in der Lagergrundbohrung 8
gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß bestehen die in der Fig. 2 in perspektivischer
Darstellung gezeigten Lagerschalenhälften 3, 4 des Gleitlagers
aus unterschiedlichen Werkstoffen. Die Halbschale in der
Pleuelstange (Stangenschale 3) ist aus hartem verschleißfesten
Material und die Halbschale im Lagerdeckel (Deckelschale 4)
ist aus weichem einbettfähigen Material gebildet, derart,
daß die Lagerlaufschicht der Stangenschale 3 eine Härte von
mindestens 45 Mikro-Vickershärte aufweist und die Laufschicht
der Deckelschale 4 nur maximal 20 Mikro-Vickershärte hart ist.
Damit bei der Montage die beiden Lagerschalenhälften nicht
verwechselt werden können, ist in vorteilhafter Weise die
Stangenschale 3 mit dem Wort "Stange" und die Deckelschale
mit dem Wort "Deckel" gestempelt. Auch wäre es denkbar, die
beiden Schalenhälften mit bestimmten Farbmarkierungen zu
versehen.
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| Anspruch[de] |
- Pleuel für Hubkolbenmaschinen mit einem Gleitlager für die
drehenden Teile, wobei das Lager aus zwei Lagerhalbschalen
besteht und die erste Halbschale in der Pleuelstange und
die zweite Halbschale im Lagerdeckel der Pleuelstange
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Lagerschalenhälften (3, 4) - wie an sich bekannt - aus
unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, wobei die Halbschale
in der Pleuelstange (Stangenschale 3) aus hartem
verschleißfesten Material und die Halbschale im Lagerdeckel
(Deckelschale 4) aus weichem einbettfähigen Material besteht,
derart, daß die Lagerlaufschicht der Stangenschale (3) eine
Härte von mindestens 45 Mikro-Vickershärte aufweist und die
Laufschicht der Deckelschale (4) nur maximal 20 Mikro-
Vickershärte hart ist.
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