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    • 专利摘要:
    EinGleitlager zur Lagerung einer Welle (1), mit mindestens einem Lagerelement(2, 9), dem mindestens eine Lagerschale (3, 10) zur Aufnahme der Welle(1) zugeordnet ist, wobei die Lagerschale (3) eine Nut (4) zur Förderungeines Schmiermittels aufweist und die Oberfläche der Welle (1) und die Lagerschale(3) einen Spalt (6) definieren, ist im Hinblick auf die Aufgabe,einen optimalen Betrieb unter Minimierung des Motorgewichts zu realisieren,gekennzeichnet durch mindestens ein Dehnelement (5, 7), welcheseiner betriebsungünstigenVeränderungder Dimensionen des Spalts (6) entgegenwirkt.
    公开号:DE102004028773A1
    申请号:DE200410028773
    申请日:2004-06-16
    公开日:2006-01-12
    发明作者:Eberhard Dr.-Ing. Dr. Bock；Marc Dr. Heiland；Thomas Dipl.-Ing. Dr. Klenk
    申请人:Freudenberg Carl KG；
    IPC主号:F16C9-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Gleitlager zur Lagerung einer Welle, mitmindestens einem Lagerelement, dem mindestens eine Lagerschale zurAufnahme der Welle zugeordnet ist, wobei die Lagerschale eine Nutzur Förderungeines Schmiermittels aufweist und die Oberfläche der Welle und die Lagerschaleeinen Spalt definieren.
    [0002] DerartigeGleitlager sind allgemein bekannt. Die Wellen von Verbrennungsmotorensind in der Regel in solchen Gleitlagern gelagert. Zur optimalen Schmierungwerden die Gleitlager meist mittels einer Ölpumpe von innen mit Öl versorgt,das mit einem gewissen Druck in die Lager gepresst wird. Öldruck isterforderlich, um die Lager ausreichend mit Öl zu versorgen, da das Öl in konstruktivnotwendige Spalte abfließt.Ein großerradialer Spalt führtzu unerwünschtgroßem Ölabfluß und damitzu gefährlichem Druckabfallim Lager. Durch den Druckabfall kann der Schmierfilm zusammenbrechen,was in einem schnelleren Verschleiß der beweglichen Elemente resultiert.Es ist daher für einensicheren Betrieb ein ausreichend hoher Öldruck im Lager notwendig.Im Betrieb vergrößern sichSpalte im Lager aufgrund von Erwärmung.Um den Öldruckim Lager konstant zu halten, ist der Einsatz von Pumpen mit erhöhter Pumpleistungmöglich.Solche Probleme treten insbesondere bei modernen Motoren mit Leichtmetallgehäusen auf,bei denen Bauteile mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizientenin Wechselwirkung treten.
    [0003] Ausdem Stand der Technik ist der Einsatz von Gußbetten/-lager in Leichtmetallkurbelgehäusen zurAufnahme der Lagerschalen bekannt. Hierdurch wird die unterschiedlicheradiale Aufweitung und damit der Spaltentstehungsprozess zwischenverschiedenen Bauteilen angegangen. Dies geht jedoch zu Lasten desMotorgewichts und der Herstellungskosten.
    [0004] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleitlager der eingangsgenannten Art derart weiterzubilden, dass stets ein optimaler Betriebdes Gleitlagers unter Minimierung des Motorgewichts gewährleistetist. Die vorliegende Erfindung löstdie zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs1. Danach ist ein Gleitlager zur Lagerung einer Welle gekennzeichnetdurch mindestens ein Dehnelement, welches einer betriebsungünstigen Veränderungder Dimensionen des Spalts entgegenwirkt.
    [0005] Erfindungsgemäß ist erkanntworden, dass Spaltentstehungsprozesse durch Dehnelemente kompensiertwerden können.Dabei ist insbesondere erkannt worden, dass auf den Einsatz schwererMetalle, die in besonders aufwendiger Weise hinsichtlich ihres Wärmeausdehnungskoeftizientenoptimiert werden müssen,verzichtet werden kann. In raffinierter Weise finden Dehnelemente Einsatz,welche aus leichten Materialien hergestellt sein können, umAusdehnungsprozesse notwendiger Bauteile zu kompensieren.
    [0006] Folglichist mit dem erfindungsgemäßen Gleitlagerein Gleitlager angegeben, mit dem stets ein optimaler Betrieb beiMinimierung des Motorgewichts ermöglicht ist.
    [0007] Ineiner konstruktiv besonders günstigen Ausgestaltungkönntedas Dehnelement aus einem Material gefertigt sein, welches einengrößeren Wärmeausdehnungskoeffizientenaufweist als die Materialien, aus denen das Lagerelement und diezu lagernde Welle gefertigt sind. Denkbar ist auch, das Dehnelementaus einem Material zu fertigen, welches einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizientenaufweist als das Material, aus dem die Lagerschale gefertigt ist.Je nach Anwendung ist auch denkbar, für das Dehnelement, das Lagerelement unddie Lagerschale gänzlichunterschiedliche Materialien mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizientenzu verwenden, um Spaltentstehungsprozessen entgegenzuwirken. Dabeiist nicht nur möglich, einerVergrößerung einesSpaltes entgegenzuwirken, sondern auch einer Verkleinerung desselben. Insoweitist durch diese Ausgestaltung in vorteilhafter Weise realisiert,dass auf den Einsatz von Pumpen, welche den Schmiermitteldruck inaufwendiger Weise an die Dimensionen des Spalts anpassen müssen, verzichtetwerden kann.
    [0008] Inbesonders vorteilhafter Weise könntemindestens ein Dehnelement in der Lagerschale angeordnet sein. DieseAusgestaltung ermöglichteine besonders kompakte Bauweise des Gleitlagers.
    [0009] ImHinblick auf ein besonders symmetrisches Kompensieren eines Spaltenstehungsprozesseskönntenbeidseitig der Nut Dehnelemente vorgesehen sein. Dabei ist denkbar,dass die Dehnelemente in oder an der Lagerschale angeordnet sind.Eine besonders feste Verbindung mit der Lagerschale könnten dieDehnelemente dadurch eingehen, dass diese in Ausnehmungen der Lagerschaleeingepasst sind.
    [0010] Mindestensein Dehnelement könntezwischen der Lagerschale und dem Lagerelement angeordnet sein. Dabeiist denkbar, dass sich das Dehnelement über die gesamte Breite desLagerelements erstreckt. Hierdurch ist gewährleistet, dass sowohl dasLagerelement als auch die Lagerschale gleichmäßig mit Kraft beaufschlagtwerden. Insoweit sind Verkippungen der Lagerschale relativ zum Lagerelementausgeschlossen.
    [0011] Beidieser Ausgestaltung könntedas Dehnelement im Lagerelement zwischen zwei Nutwänden gekammertsein. Dies hat den Vorteil, dass das Dehnelement fixiert ist undseine Position relativ zum Lagerelement nicht verändern kann.Des Weiteren entfaltet die Volumenänderung durch Wärmedehnung aufgrundder axialen Kammerung ausschließlichin radialer Richtung ihre Wirkung und somit wird der spaltschließende Effektverstärkt.
    [0012] DemDehnelement könntenzwei Dichtelemente zugeordnet sein, welche beidseits der Lagerschalepositioniert sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass dasSchmiermittel, welches sich im Spalt befindet, im Spalt gehaltenwird und nicht aus dem Spalt heraustritt. Hierdurch wird der Einsatzkleinerer Ölpumpenmöglich.
    [0013] DieDichtelemente könntendurch ein Stützelement,welches das Dehnelement und die Dichtelemente umgibt, in axialerRichtung abgestütztsein. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist gewährleistet, dass die Dichtelementebei spaltseitiger Druckbeaufschlagung ihre Position beibehaltenund nicht vom Schmiermittel nach außen gedrückt werden. Dies hat den Vorteil,dass kein Schmiermittel aus dem Spalt austreten kann, auch wenninnerhalb des Spaltes beträchtlicheDrückeauftreten.
    [0014] DieDehnelemente könntenaus einem Polymer gefertigt sein, um eine besonders kostengünstige Herstellungdes Gleitlagers zu gewährleisten.
    [0015] Denkbarist, die Dehnelemente aus einem Elastomer zu fertigen, wodurch einebesonders gute Anpassungfähigkeitder Dehnelemente an vorgefertigte Ausnehmungen gewährleistetist.
    [0016] DieDehnelemente könntenaus einem Polytretrafluorethylen-Compound gefertigt sein. Dieses Materialzeichnet sich durch eine besonders geringe Reibung und hohe Abriebfestigkeitaus.
    [0017] DieDehnelemente könntenaus einem thermoplastischen Werkstoff gefertigt sein.
    [0018] Generellist die Ausstattung des oberen Lagerteils mit Dehnelementen vorzuziehen,da das Lagerunterteil durch die im Motor oben angeordneten Zylinderwesentlich höherbelastet ist als das Lageroberteil und deshalb die Steifigkeit desLagerunterteils nicht durch Dehnelemente reduziert werden sollte.
    [0019] Esgibt nun verschiedene Möglichkeiten,die Lehre der vorliegenden Erfindung auf vorteilhafte Weise auszugestaltenund weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch1 nachgeordneten Ansprüche,andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispieleder Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mitder Erläuterungder bevorzugten Ausführungsbeispieleder Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungenund Weiterbildungen der Lehre erläutert.
    [0020] Inder Zeichnung zeigen
    [0021] 1 ineiner Schnittzeichnung ein Gleitlager mit einer Welle und einemLagerelement sowie einer Lagerschale, wobei beidseits einer Nutin der Lagerschale Dehnelemente eingebracht sind,
    [0022] 2 einGleitlager, bei dem zwischen Lagerelement und Lagerschale ein Dehnelementvorgesehen ist,
    [0023] 3 einGleitlager, bei dem sich ein Dehnelement über die gesamte Breite desLagerelements erstreckt,
    [0024] 4 einGleitlager, bei dem sowohl zwischen Lageroberschale und Lagerelementals auch zwischen Lagerunterschale und Lagerelement jeweils einDehnelement vorgesehen ist,
    [0025] 5 einGleitlager mit einem Dehnelement, welchem Dichtelemente zugeordnetsind,
    [0026] 6 einGleitlager, bei dem ein Dehnelement mit Dichtungen von einem Stützelementumgeben ist, und
    [0027] 7 einGleitlager, bei dem sowohl innerhalb der Lagerschale als auch zwischenLagerschale und Lagerelement Dehnelemente vorgesehen sind.
    [0028] 1 zeigtein Gleitlager, in dem eine Welle 1, welche in einem Lagerelement 2 über dieLagerschale 3 gelagert ist. Die Schmiermittelversorgung desSpalts 6 zwischen Lagerschale 3 und Welle 1 erfolgt über dieNut 4 in der Lagerschale 3. Beidseits der Nut 4 sindDehnelemente 5 eingebracht. Die Wirkungsweise dieser Anordnungist wie folgt: Sobald sich das Lagerelement 2 durchErwärmung stärker alsdie Welle 1 ausdehnt, wächstder Spalt 6 an. Gleichzeitig nimmt das Volumen der Dehnelementeaufgrund der Erwärmungzu. Diese können sichjedoch nur in Richtung des Spalts 6 ausdehnen, wodurchdieser mit zusätzlichemVolumen ausgefüllt wird.Dies bewirkt, dass das durch Wärmeausdehnunganwachsende Volumen des Spaltes durch die Volumenzunahme der Dehnelemente 5 verringert oderkompensiert wird. Hierdurch wird der Schmiermittelstrom durch dasLager gedrosselt bzw. über weiteTemperaturbereiche konstant gehalten.
    [0029] DieMaßnahmebeschränktsich auf die Oberseite des Gleitlagers. Eine ausreichende Drosselungdes Schmiermittelvolumenstroms wird hierdurch bereits erreicht.Eine zu starke Drosselung würdedie Wärmeabfuhrdurch das ausfließende Schmiermittelzu stark reduzieren.
    [0030] 2 zeigtein Gleitlager mit einem Lagerelement 2, welches zwischenNutwänden 8 einDehnelement 7 aufnimmt. Das Dehnelement 7 istzwischen Lagerelement 2 und Lagerschale 3 positioniert.
    [0031] DieWirkungsweise dieser Ausgestaltung ist wie folgt: Dehnt sich dasLagerelement 2 durch steigende Temperatur aus, so nimmtdas Volumen des Dehnelements 7 gleichzeitig stärker zuals das Volumen der Nut, in der das Dehnelement 7 zwischenden Nutwänden 8 untergebrachtist. Dies bewirkt, dass die Lagerschale 3 an der Wellegehalten wird und der Spalt 6 nicht wächst. Diese Maßnahme beschränkt sichauf die Oberseite des Gleitlagers. Eine ausreichende Drosselungdes Schmiermittelvolumenstroms wird hierdurch bereits erreicht.
    [0032] 3 zeigteine Anordnung gemäß 2, beider sich das Dehnelement 7 ohne Vorkehrung von Begrenzungen über diegesamte Breite des Lagerelements 2 erstreckt.
    [0033] 4 zeigtein ganzes Gleitlager, bei dem sowohl Lageroberschale 3 alsauch Lagerunterschale 10 mit jeweils einem Dehnelement 7 ausgestattet sind.Die Dehnelemente 7 erstrecken sich über die gesamte Breite derLagerelemente 2, 9.
    [0034] Diesekonkrete Ausgestaltung bewirkt eine gleichmäßige Spalthöhe entlang des Umfangs der Welle 1.Insoweit wird ein gleichmäßiger Ringspalt erzielt.
    [0035] 5 zeigtein Gleitlager, bei dem das Lagerelement 2 von der Lagerschale 3 durchein Dehnelement 7 getrennt ist. Dem Dehnelement 7 sindDichtelemente 11 zugeordnet, welche beidseits der Lagerschale 3 angeordnetsind.
    [0036] 6 zeigtein Gleitlager, bei dem ein Dehnelement 7 mit Dichtungselementen 11 versehenist. Sowohl Dehnelement 7 als auch Dichtelemente 11 werdenvon einem Stützelement 12 umgeben,welches die Dichtelemente 11 in axialer Richtung abstützt.
    [0037] 7 zeigtein Gleitlager, bei dem Lagerelement 2 und Lagerschale 3 durchein Dehnelement 7 getrennt sind. Desweiteren weist dieLagerschale 3 Dehnelemente 5 auf, welche ihr zugeordnetsind. Insoweit ist eine Kombination der Dehnelemente 5 und 7 realisiert.
    [0038] Beidieser Kombination ist besonders vorteilhaft, dass durch die radialinnen angeordneten, hochwirksamen Dehnelemente 5 der Schmiermittelfluß bereitsreduziert werden kann. Ist es aufgrund der radial geringen Bauhöhe der Lagerschalen 3 nicht möglich, ausreichendhohe Dehnelemente 5 radial innen unterzubringen, so kannzusätzlichdurch die außenangeordneten Dehnelemente 7 der gesamte Spalt mit steigenderBetriebstemperatur in den optimalen Höhenbereich gebracht werden.
    [0039] Hinsichtlichweiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehrewird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseitsauf die beigefügten Patentansprüche verweisen.
    [0040] Abschließend seiganz besonders hervorgehoben, dass die zuvor rein willkürlich gewählten Ausführungsbeispielelediglich zur Erörterungder erfindungsgemäßen Lehredienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.
    权利要求:
    Claims (14)
    [1] Gleitlager zur Lagerung einer Welle (1 ),mit mindestens einem Lagerelement (2, 9), demmindestens eine Lagerschale (3, 10) zur Aufnahmeder Welle (1) zugeordnet ist, wobei die Lagerschale (3)eine Nut (4) zur Förderungeines Schmiermittels aufweist und die Oberfläche der Welle (1)und die Lagerschale (3) einen Spalt (6) definieren,gekennzeichnet durch mindestens ein Dehnelement (5, 7),welches einer betriebsungünstigenVeränderungder Dimensionen des Spalts (6) entgegenwirkt.
    [2] Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Dehnelement (5, 7) aus einem Materialgefertigt ist, welches einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizientenaufweist als das/die Material/ien, aus denen das Lagerelement (2, 9) und/oderdie Lagerschale (3, 10) und/oder die zu lagerndeWelle (1) gefertigt ist/sind.
    [3] Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass mindestens ein Dehnelement (5) in der Lagerschale(3, 10) angeordnet ist.
    [4] Gleitlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass beidseitig der Nut (4) Dehnelemente (5) vorgesehensind.
    [5] Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass mindestens ein Dehnelement (7) zwischen der Lagerschale(3, 10) und dem Lagerelement (2, 9)angeordnet ist.
    [6] Gleitlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass das Dehnelement (7) im Lagerelement (2, 9)zwischen zwei Nutwänden(8) gekammert ist.
    [7] Gleitlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass dem Dehnelement (7) zwei Dichtelemente (11)zugeordnet sind, welche beidseits der Lagerschale (3, 10)positioniert sind.
    [8] Gleitlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass die Dichtelemente (11) durch ein Stützelement(12), welches das Dehnelement (7) und die Dichtelemente(11) umgibt, in axialer Richtung abgestützt sind.
    [9] Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass das Lagerelement (2) und die Lagerschale (3)oberhalb der Welle (1) und das Lagerelement (9)und die Lagerschale (10) unterhalb der Welle (1)angeordnet sind.
    [10] Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Dehnelemente (5, 7) aus einem Polymergefertigt sind.
    [11] Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Dehnelemente (5, 7) aus einem Elastomergefertigt sind.
    [12] Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Dehnelemente (5, 7) aus einem Polytetrafluorethylen-Compoundgefertigt sind.
    [13] Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Dehnelemente (5, 7) aus einem thermoplastischenWerkstoff gefertigt sind.
    [14] Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,dass die Lagerelemente (2, 9) aus Leichtmetallgefertigt sind.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004028773B4|2006-12-21|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2006-01-12| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-01-11| 8369| Partition in:|Ref document number: 102004064033 Country of ref document: DE Kind code of ref document: P |
    2007-01-11| Q171| Divided out to:|Ref document number: 102004064033 Country of ref document: DE Kind code of ref document: P |
    2007-06-14| 8364| No opposition during term of opposition|
    2014-03-27| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20140101 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410028773|DE102004028773B4|2004-06-16|2004-06-16|Gleitlager|DE200410028773| DE102004028773B4|2004-06-16|2004-06-16|Gleitlager|
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