WO2017202548A1 - Bogenförmige anlaufscheibe für ein zylinderkurbelgehäuse einer hubkolben-brennkraftmaschine - Google Patents

Bogenförmige anlaufscheibe für ein zylinderkurbelgehäuse einer hubkolben-brennkraftmaschine Download PDF

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    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/22—Internal combustion engines

Definitions

  • the invention relates to an arcuate thrust washer for a
  • Cylinder crankcase of a reciprocating internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a trained as half ring thrust washer, which is arranged in a cylinder crankcase of a reciprocating internal combustion engine and serves as an axial thrust element for a crankshaft cheek a crankshaft of a reciprocating internal combustion engine.
  • a symmetrically formed half ring of a thrust washer is known, which is produced by punching out of a sheet metal strip.
  • This half-ring has a uniform thickness.
  • Cylinder crankcase come to an area of the cylinder crankcase widens in the axial direction, in particular during assembly of a bearing cap with a cylinder crankcase.
  • This expansion is referred to below as Lagerlaubbergerweitung.
  • Lagerbisetzweitung To a Lagerlaubbergerweitung it can come in particular if the cylinder crankcase and the bearing cap are made of different materials, for example, if the cylinder crankcase made of aluminum and the bearing cap made of steel or gray cast iron.
  • a Lagerstuhlaufweitung usually has the consequence that changes the relative position of the thrust washer relative to the crankshaft cheek (at least slightly). There is an inclination (tilting), due to an axial force acting on the thrust washer in the area of the Lagerstuhlaufweitung.
  • the invention has for its object to provide a thrust washer available, which is improved in terms of their life.
  • An arcuate thrust washer according to the invention has a first free end of the arc and a second free end of the arc as well as extending between the ends of the arc
  • the main body is subdivided from a thrust washer center axis into two virtual arc sections extending over the same angle.
  • Extension direction of the body formed thickness of the body is in at least one, along the arc-shaped extension direction of the body to
  • Thrust washer center axis formed toward starting region formed multi-level rising or continuously increasing.
  • a plurality of thickness jumps which are also spaced apart from the free arched ends can be formed (optionally also with
  • Rounding radii or a continuous, ie rounded, outer contour while avoiding discontinuities in the mathematical sense) and / or the thickness can be formed continuously growing in the run-up area, in particular linearly increasing.
  • an inclination (tilting) of the thrust washer for example due to a Lagerlaubberger the cylinder crankcase can be achieved with the aid of a thrust washer according to the invention, that the thrust washer is aligned with its start-up area substantially parallel to the crankshaft cheek, so that a large-area contact with the crankshaft cheek is possible.
  • thrust washers also the same material can be used as in known from the prior art and previously used thrust washers, so that only geometric adjustments are required for the realization of the invention as part of a redesign in a simple to implement variant.
  • the starting region extends from a free end of the arc.
  • a free end of the arc By this is meant that - viewed in the circumferential direction of a
  • arcuate thrust washer having two free bottom ends - the starting region begins immediately or very close to the end of the sheet, with very close to the
  • the end of the sheet should in particular be enclosed in an angular range of up to 20 °, preferably of up to 10 ° or up to 5 °.
  • the thickness of the thrust washer thus increases in this case immediately beginning at the free end of the sheet or at least within the above-mentioned angle range in a measurable order of magnitude.
  • the starting area extends over a curved area of the thrust washer of at least 20 ° and / or over a height of at least 10 mm.
  • the starting region preferably extends over at least 30 ° and more preferably over at least 45 °. As angle ranges of a start-up area
  • ranges between 30 ° and 75 °, more preferably between 45 ° and 70 °, and particularly preferably between 50 ° and 60 ° (based on an inner contour of the base body) are suitable.
  • ranges between 30 ° and 75 °, more preferably between 45 ° and 70 °, and particularly preferably between 50 ° and 60 ° (based on an inner contour of the base body) are suitable.
  • the height of the starting region is preferably at least 12 mm, more preferably at least 15 mm.
  • ranges of values for the height of the starting region are preferred heights between 10 mm to 30 mm, more preferably between 15 mm and 25 mm and particularly preferably between 18 mm and 22 mm.
  • the thickness increases over a starting range by at least 50 ⁇ .
  • Value range for increasing the thickness in a (in particular linear trained) starting range are between 20 ⁇ and 300 ⁇ , more preferably between 50 ⁇ and 250 ⁇ .
  • As an angle for start-up areas are particularly suitable angles smaller than 2 °, in particular in an angular range between 0.1 ° and 1, 7 °.
  • At least one lubrication groove extending from an inner contour of the main body to an outer contour of the main body is formed on the main body on at least one functional surface, which extends over the
  • Thrust washer central axis i. the thrust washer center axis in this case passes through the lubrication groove.
  • the lubrication groove may be formed symmetrically with respect to the thrust washer center axis.
  • One or more start-up areas spaced apart from the lubrication groove can be formed over a larger arc area, in particular if the respective start-up area extends starting from a free end.
  • the formation of a lubricating groove has the advantage that lubricant, in particular oil, can be conveyed from an outer contour in the direction of the inner contour, so that the
  • Lubricant can get into the inner arc portion of a thrust washer to the crankshaft, in particular to the crankshaft bearing.
  • extending depth of the lubrication groove is preferably chosen between 50 ⁇ and 450 ⁇ , especially if the thickness of the thrust washer is between 2 mm and 3 mm,
  • the lubricating groove and the at least one starting region are formed on the same functional surface, in particular on one
  • Machining the thrust washer can in this case only on one (common)
  • the angular range over which the lubrication groove extends in a practical embodiment, is restricted to a range of at most 70 °, in particular over a maximum of 60 ° and more preferably over a maximum of 45 °.
  • the lubrication groove preferably further extends over a maximum length of at least 20 mm, preferably over a maximum of 16 mm, perpendicular to the thrust washer central axis. The smaller the lubricating groove is formed, the larger a starting region can be formed, in particular a starting region, which is spatially separated from the lubricating groove by a transition region of constant thickness and thus separated from the lubricating groove.
  • the base body is formed of steel and provided on at least one side, in particular on a directed to a crankshaft cheek functional surface, with a sliding layer of another material.
  • Steel is available as a material for a thrust washer according to the invention not only cost-effective, but also due to its high bending and torsional rigidity and its
  • a suitable sliding layer may for example be formed of aluminum and applied by plating on a base made of steel.
  • a starting region of a thrust washer can be produced in a particularly simple and cost-effective manner by embossing.
  • the lubricating groove can also be produced by embossing.
  • the lubrication groove and the starting region are sufficiently spaced apart from each other in order to avoid - especially when embossing a starting region according to already formed lubricating groove - that the lubricating groove destroys or geometrically impairs embossing of the starting region.
  • the starting area and / or the lubrication can be formed by milling or other machining. Although this requires a higher production cost, but this has the advantage that a minimum distance between the lubrication and start-up area does not necessarily have to be complied with. This may result in functional advantages in particular insofar as the starting area can extend over a larger area of the thrust washer.
  • any accumulations of material produced by a first embossing step can be smoothed, which may result in further functional advantages.
  • the second embossment is made over a 1 mm to 5 mm high area, in particular over a 1 mm to 3 mm high area, preferably over an approximately 1, 5 mm to 2.5 mm high area, each starting from the free arc ends ,
  • FIG. 1 shows an arrangement of a thrust washer according to the invention in the form of a half ring in a cylinder crankcase with a bearing cap and two crank webs in a schematic sectional view through a crankshaft axis
  • FIG. 2 shows a thrust washer according to the invention from FIG. 1 in a front view
  • Fig. 3 shows the thrust washer according to the invention of FIG. 2 in a sectional view along the line III-III in Fig. 2 and
  • Fig. 4 is an enlargement of the area marked IV in Fig. 3 with a
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of an arrangement of two
  • crankshaft of which only two crankshaft cheeks 14 are shown.
  • crankshaft cheeks 14 are connected to each other via a bearing portion of the crankshaft, not shown.
  • the bearing section, not shown, is of the
  • each thrust washer 10 is each inserted in a recess 18 formed in the cylinder crankcase 12.
  • each thrust washer 10 has a first functional surface 20, which is directed to the cylinder crankcase 12 and a second functional surface 22, which is directed to the opposite crankshaft cheek 14.
  • Crankshaft cheeks 14 are aligned so that it between the start-up region 26 and the crankshaft cheeks 14 to a large-area contact and only small, local
  • start-up area 26 must be adapted to an expected or determined Lagerstuhlaufweitung.
  • the thrust washer 10 has a base body 28 which extends between a first free end of the sheet 30 and a second free end of the sheet 32.
  • the main body 28 is subdivided from a thrust washer center axis M into two arched virtual arc regions 34a, 34b extending over the same angle. In the present case, the arc regions 34a, 34b extend over 90 ° in each case.
  • the main body 28 has an outer contour Ka and an inner contour Ki, which each extend in a circular arc over almost 90 °.
  • a projection 36 is formed as anti-rotation for mounting. This ensures that the thrust washers 10 can only be inserted into the depressions 18 such that the first functional surface 20 is respectively directed towards the cylinder crankcase 12 and the second functional surface 22 is directed toward the crankshaft web 14 (see FIG. As
  • a start-up region 26 is formed with a continuously increasing thickness on the second functional surface 22.
  • the base body 28 of the thrust washer 10 is in the present case made of steel, wherein the second functional surface 22 of the main body 28 is provided with an additional sliding layer.
  • aluminum material was applied as a sliding layer by plating.
  • Fig. 2 the thrust washer 10 according to the invention is shown with a view of the second functional surface 22, on which both the start-up region 26 and a lubrication groove 38 are formed.
  • the starting areas 26 formed here over the same height H extend starting from the two free ends 30, 32 in the direction of the thrust washer center axis M over a range of 20 mm, or over an arc range ⁇ of 45 ° (measured to the inner contour Ki).
  • the thickness - starting from the free ends 30, 32 - in the direction of the thrust washer center axis M in the starting region 26 at an angle of ⁇ 0.15 ° on the Height H continuously rising.
  • the thickness D of the thrust washer 10 above the starting region 26 is 2.5 mm.
  • the lubrication groove 38 is present symmetrically about the thrust washer center axis M.
  • the lubrication groove 38 also extends over an arc range ß of 30 ° with respect to the inner contour Ki or over a width B of 16 mm.
  • the depth of the lubrication groove 38 is 200 ⁇ in the embodiment shown.
  • Embodiment produced by embossing Between the lubrication groove 38 and the
  • Starting region 26 extends a transition region 40, which has the full thickness D of the main body 28.
  • the transition region 40 is designed such that during the embossing process of the starting region 26, which previously formed by embossing
  • the broken line 42 indicates that it may be advantageous to have a portion of the part extending from the respective free end 30, 32 to the dashed line

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Abstract

Bogenförmige ausgebildete Anlaufscheibe (10) für ein Zylinderkurbelgehäuse (12) einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem ersten freien Bogenende (30) und einem zweiten freien Bogenende (32) sowie mit einem sich zwischen den freien Bogenenden (30, 32) erstreckenden Grundkörper (28), wobei der Grundkörper (28) von einer Anlaufscheiben-Mittelachse (M) in zwei sich über den gleichen Winkel erstreckende bogenförmige virtuelle Bogenbereiche (34a, 34b) gegliedert ist, wobei die quer zur Erstreckungsrichtung des Grundkörpers (28) ausgebildete Dicke des Grundkörpers (28) in mindestens einem sich entlang der bogenförmigen Erstreckungsrichtung des Grundkörpers (28) zur Anlaufscheiben-Mittelachse (M) hin ausgebildeten Anlaufbereich (26) mehrstufig ansteigend oder kontinuierlich ansteigend ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Bogenförmige Anlaufscheibe für ein Zylinderkurbelgehäuse einer Hubkolben- Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine bogenförmig ausgebildete Anlaufscheibe für ein
Zylinderkurbelgehäuse einer Hubkolben-Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Insbesondere betrifft die Erfindung eine als Halbring ausgebildete Anlaufscheibe, die in einem Zylinderkurbelgehäuse einer Hubkolben-Brennkraftmaschine angeordnet ist und als axiales Anlaufelement für eine Kurbelwellenwange einer Kurbelwelle einer Hubkolben- Brennkraftmaschine dient.
Aus DE 10 2008 009 856 A1 ist ein symmetrisch ausgebildeter Halbring einer Anlaufscheibe bekannt, der durch Ausstanzen aus einem Blechstreifen hergestellt wird. Dieser Halbring weist eine gleichmäßige Dicke auf. Zu einer konkreten Anordnung eines solchen Halbrings, insbesondere innerhalb eines Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine, sind dieser Druckschrift keine Details zu entnehmen.
Bei dem vorstehend genannten Einsatzzweck einer Anlaufscheibe als axiales Anlaufelement für eine Kurbelwellenwange kann es während der Fixierung eines Lagerdeckels an einem
Zylinderkurbelgehäuse dazu kommen, dass sich ein Bereich des Zylinderkurbelgehäuses in axialer Richtung aufweitet, insbesondere während der Montage eines Lagerdeckels mit einem Zylinderkurbelgehäuses. Diese Aufweitung wird im Folgenden auch als Lagerstuhlaufweitung bezeichnet. Zu einer Lagerstuhlaufweitung kann es insbesondere dann kommen, wenn das Zylinderkurbelgehäuse und der Lagerdeckel aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind, beispielweise wenn das Zylinderkurbelgehäuse aus Aluminium und der Lagerdeckel aus Stahl bzw. Grauguss hergestellt ist. Eine Lagerstuhlaufweitung hat in der Regel zur Folge, dass sich die relative Lage der Anlaufscheibe gegenüber der Kurbelwellenwange (zumindest geringfügig) verändert. Es kommt zu einer Neigung (Verkippen), bedingt durch eine axiale Krafteinwirkung auf die Anlaufscheibe in dem Bereich der Lagerstuhlaufweitung. Nachteilig ist es in diesem Fall, dass das Verkippen dazu führt, dass die Anlaufscheibe nur mit einer sich über einen kleinen Bereich erstreckenden Kontaktfläche an der Kurbelwellenwange anliegt. In dem Kontaktbereich entstehen daher lokal hohe Materialspannungen, die zu einer vorzeitigen Materialermüdung und gegebenenfalls sogar zu Materialversagen der Anlaufscheibe führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlaufscheibe zur Verfügung zu stellen, die hinsichtlich ihrer Lebensdauer verbessert ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in
Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Eine erfindungsgemäße bogenförmige Anlaufscheibe weist ein erstes freies Bogenende und ein zweites freies Bogenende sowie einen sich zwischen den Bogenenden erstreckenden
Grundkörper auf. Der Grundkörper wird von einer Anlaufscheiben-Mittelachse in zwei sich über den gleichen Winkel erstreckende virtuelle Bogenbereiche gegliedert. Die sich quer zur
Erstreckungsrichtung des Grundkörpers ausgebildete Dicke des Grundkörpers ist in mindestens einem, sich entlang der bogenförmigen Erstreckungsrichtung des Grundkörpers zur
Anlaufscheiben-Mittelachse hin ausgebildeten Anlaufbereich mehrstufig ansteigend oder kontinuierlich ansteigend ausgebildet. Insbesondere können mehrere, auch von den freien Bogenenden beabstandete Dickensprünge ausgebildet sein (gegebenenfalls auch mit
Verrundungsradien bzw. einer stetigen, d.h. abgerundeten, Außenkontur unter Vermeidung von Unstetigkeiten im mathematischen Sinne) und/oder die Dicke kann stetig anwachsend in dem Anlaufbereich ausgebildet sein, insbesondere linear anwachsend. Im Falle einer Schrägstellung (Verkippung) der Anlaufscheibe, beispielsweise aufgrund einer Lagerstuhlaufweitung des Zylinderkurbelgehäuses, kann mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Anlaufscheibe erreicht werden, dass sich die Anlaufscheibe mit ihrem Anlaufbereich im Wesentlichen parallel zur Kurbelwellenwange ausrichtet, so dass ein großflächiger Kontakt zur Kurbelwellenwange ermöglicht wird. Axial auf die als Anlaufelement dienende Anlaufscheibe wirkende Kräfte können in diesem Fall - entweder über mehrere Stufen verteilt oder im Fall eines linear ausgebildeten Dickenverlaufs idealerweise vollflächig - über eine vergrößerte Fläche und somit „über einen größeren Bereich verteilt" aufgenommen werden, wodurch die lokale Belastung und die maximalen Materialspannungen in der erfindungsgemäßen Anlaufscheibe signifikant reduziert werden. Dadurch können lokale Materialspannungen reduziert bzw. vermieden und die Lebensdauer erhöht werden. Vorteilhaft ist ferner, dass die Herstellung und Verwendung einer erfindungsgemäßen Anlaufscheibe relativ einfach und kostengünstig realisierbar ist, da für den Einsatz erfindungsgemäßer Anlaufscheiben bestehende Zylinderkurbelgehäuse und Lagerdeckel konstruktiv nicht verändert werden müssen. Es kann für die Herstellung der Anlaufscheiben auch der gleiche Werkstoff verwendet werden wie bei aus dem Stand der Technik bekannten und zuvor verwendeten Anlaufscheiben, so dass für die Realisierung der Erfindung im Rahmen einer Umkonstruktion in einer einfach umzusetzenden Variante lediglich geometrische Anpassungen erforderlich sind.
In einer praktischen Ausführungsform erstreckt sich der Anlaufbereich ausgehend von einem freien Bogenende. Damit ist gemeint, dass - betrachtet in Umfangsrichtung einer
bogenförmigen Anlaufscheibe, die zwei freie Bodenenden aufweist - der Anlaufbereich unmittelbar oder sehr nahe an dem Bogenende beginnt, wobei mit sehr nahe an dem
Bogenende insbesondere ein Winkelbereich von bis zu 20°, vorzugsweise von bis zu 10° oder bis zu 5° eingeschlossen sein soll. Die Dicke der Anlaufscheibe nimmt in diesem Fall dementsprechend unmittelbar beginnend am freien Bogenende oder zumindest innerhalb des oben genannten Winkelbereiches in einer messbaren Größenordnung zu. Dies hat den Vorteil, dass die vorstehend bereits erläuterte geometrische Anpassung (auch) in dem Bereich umgesetzt ist, in welchem typischerweise eine Lagerstuhlaufweitung auftritt.
Besonders positiv auf die Lebensdauer wirkt es sich aus, wenn sich der Anlaufbereich über einen Bogenbereich der Anlaufscheibe von mindestens 20° und/oder über eine Höhe von mindestens 10 mm erstreckt. Bevorzugt erstreckt sich der Anlaufbereich über mindestens 30° und weiter bevorzugt über mindestens 45°. Als Winkelbereiche eines Anlaufbereichs
erfindungsgemäßer Anlaufscheiben geeignet sind insbesondere Bereiche zwischen 30° und 75°, weiter bevorzugt zwischen 45° und 70° und besonders bevorzugt zwischen 50° und 60° (bezogen auf eine Innenkontur des Grundkörpers). Als Höhe wird die Erstreckung des
Anlaufbereichs entlang der Anlaufscheiben-Mittelachse bezeichnet, insbesondere wenn der Anlaufbereich sich ausgehend von einem freien Ende (oder von beiden freien Enden) aus erstreckt. Bevorzugt beträgt die Höhe des Anlaufbereiches mindestens 12 mm, weiter bevorzugt mindestens 15 mm. Als Wertebereiche für die Höhe des Anlaufbereiches bevorzugt sind Höhen zwischen 10 mm bis 30 mm, weiter bevorzugt zwischen 15 mm und 25 mm und besonders bevorzugt zwischen 18 mm und 22 mm. Diese Werte gelten insbesondere für Anlaufbereiche, in welchen die Dicke linear ansteigend ausgebildet ist, so dass der Anlaufbereich vollflächig mit einer komplementär ausgebildeten Fläche einer (rotierenden) Kurbelwellenwangenkontur zur Anlage kommen kann, so dass in axialer Richtung wirkende Kräfte über eine möglichst große Fläche in die Anlaufscheibe eingeleitet werden.
In Verbindung mit von der Anmelderin eingesetzten Hubkolben-Brennkraftmaschinen hat es sich als besonders geeignet erwiesen, wenn sich die Dicke in dem mindestens einen Anlaufbereich insgesamt um mindestens 20 μηι vergrößert. Die Anlaufscheibe kann mit ihrem Anlaufbereich dann bei erfahrungsgemäß auftretenden Lagerstuhlaufweitungen und
bestehenden Montagevorgängen nach der Lagerstuhlaufweitung im Wesentlichen parallel zu der Außenkontur der (rotierenden) Kurbelwellenwangen ausgerichtet werden. Weiter bevorzugt vergrößert sich die Dicke über einen Anlaufbereich um mindestens 50 μηι. Bevorzugte
Wertebereich für die Vergrößerung der Dicke in einem (insbesondere linear ausgebildeten) Anlaufbereich liegen zwischen 20 μηι und 300 μηι, weiter bevorzugt zwischen 50 μηι und 250 μηι. Als Winkel für Anlaufbereiche besonders geeignet sind Winkel kleiner als 2°, insbesondere in einem Winkelbereich zwischen 0,1 ° und 1 ,7°.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform ist an dem Grundkörper auf mindestens einer Funktionsfläche mindestens eine sich von einer Innenkontur des Grundkörpers zu einer Außenkontur des Grundkörpers erstreckende Schmiernut ausgebildet, die sich über die
Anlaufscheiben-Mittelachse hinweg erstreckt, d.h. die Anlaufscheiben-Mittelachse verläuft in diesem Fall durch die Schmiernut. Insbesondere kann die Schmiernut symmetrisch in Bezug auf die Anlaufscheiben-Mittelachse ausgebildet sein. Durch eine im Bereich der
Anlaufscheiben-Mittelachse ausgebildete Schmiernut können ein oder mehrere Anlaufbereiche beabstandet von der Schmiernut über einen größeren Bogenbereich ausgebildet sein, insbesondere wenn sich der jeweilige Anlaufbereich ausgehend von einem freien Ende aus erstreckt. Die Ausbildung einer Schmiernut hat den Vorteil, dass Schmiermittel, insbesondere Öl, von einer Außenkontur in Richtung Innenkontur gefördert werden kann, so dass das
Schmiermittel in den inneren Bogenbereich einer Anlaufscheibe zur Kurbelwelle gelangen kann, insbesondere zum Kurbelwellenlager. Die sich in Dickenrichtung der Anlaufscheibe
erstreckende Tiefe der Schmiernut wird vorzugsweise zwischen 50 μηι und 450 μηι gewählt, insbesondere wenn die Dicke der Anlaufscheibe zwischen 2 mm und 3 mm beträgt,
insbesondere zwischen 2,4 mm und 2,5 mm.
In einer einfach herzustellenden Ausführungsform sind die Schmiernut und der mindestens eine Anlaufbereich auf der gleichen Funktionsfläche ausgebildet, insbesondere auf einer
Seitenfläche der Anlaufscheibe, die sich in einer Richtung quer zur Anlaufscheiben-Mittelachse erstreckt, insbesondere in einer Ebene senkrecht zur Anlaufscheiben-Mittelachse. Die
Bearbeitung der Anlaufscheibe kann in diesen Fall nur auf einer (gemeinsamen)
Funktionsfläche erfolgen.
Um einen ausreichend großen Abstand zwischen einer Schmiernut und einem Anlaufbereich vorzusehen, insbesondere wenn der Anlaufbereich durch Prägen hergestellt werden soll, wird der Winkelbereich, über welchen sich die Schmiernut erstreckt, in einer praktischen Ausführungsform auf einen Bereich von maximal 70°, insbesondere über maximal 60° und weiter bevorzugt über maximal 45° beschränkt. Die Schmiernut erstreckt sich weiter bevorzugt maximal über eine Länge senkrecht zur Anlaufscheiben-Mittelachse von maximal 20 mm, bevorzugt über maximal 16 mm. Je kleiner die Schmiernut ausgebildet ist, desto größer kann ein Anlaufbereich ausgebildet werden, insbesondere ein Anlaufbereich, der räumlich durch einen Übergangsbereich mit konstanter Dicke von der Schmiernut beabstandet und somit von der Schmiernut separiert ist.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform ist der Grundkörper aus Stahl ausgebildet und auf mindestens einer Seite, insbesondere auf einer zu einer Kurbelwellenwange gerichteten Funktionsfläche, mit einer Gleitschicht aus einem anderen Werkstoff versehen. Stahl ist als Werkstoff für eine erfindungsgemäße Anlaufscheibe nicht nur kostengünstig verfügbar, sondern auch aufgrund seiner hohen Biege- und Torsionssteifigkeit sowie seiner
Temperaturbeständigkeit besonders geeignet. Eine geeignete Gleitschicht kann beispielsweise aus Aluminium ausgebildet sein und durch Plattieren auf einen Grundkörper aus Stahl aufgebracht sein.
Wie bereits erwähnt, kann ein Anlaufbereich einer Anlaufscheibe besonders einfach und kostengünstig durch Prägen hergestellt sein. Auch die Schmiernut kann durch Prägen hergestellt sein. In diesem Fall sind allerdings die Schmiernut und der Anlaufbereich ausreichend voneinander zu beabstanden, um - insbesondere bei einem Prägen eines Anlaufbereichs nach bereits ausgebildeter Schmiernut - zu vermeiden, dass die Schmiernut das Prägen des Anlaufbereichs zerstört oder geometrisch beeinträchtigt.
Alternativ oder in Ergänzung dazu können der Anlaufbereich und/oder die Schmiernut durch Fräsen oder sonstige zerspanende Bearbeitung ausgebildet sein. Dies erfordert zwar einen höheren Herstellungsaufwand, allerdings hat dies den Vorteil, dass ein Mindestabstand zwischen Schmiernut und Anlaufbereich nicht zwingend eingehalten werden muss. Es können sich dadurch funktionale Vorteile insbesondere insoweit ergeben, als sich der Anlaufbereich über einen größeren Bereich der Anlaufscheibe erstrecken kann.
Wenn mindestens ein Teilbereich des Anlaufbereiches durch mindestens zweimaliges Prägen hergestellt ist, insbesondere durch einen zweiten lokalen Prägevorgang im Bereich der freien Bogenenden, können etwaige Materialanhäufungen, die durch einen ersten Prägeschritt entstanden sind, geglättet werden, wodurch sich weitere funktionale Vorteile ergeben können. Vorzugsweise wird die zweite Prägung über einen 1 mm bis 5 mm hohen Bereich vorgenommen, insbesondere über einen 1 mm bis 3 mm hohen Bereich, vorzugsweise über einen ca. 1 ,5 mm bis 2,5 mm hohen Bereich, jeweils ausgehend von den freien Bogenenden.
Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Anordnung einer erfindungsgemäßen Anlaufscheibe in Form eines Halbrings in einem Zylinderkurbelgehäuse mit einem Lagerdeckel und zwei Kurbelwangen in einer schematischen Schnittdarstellung durch eine Kurbelwellenachse,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anlaufscheibe aus Fig. 1 in einer Vorderansicht,
Fig. 3 die erfindungsgemäße Anlaufscheibe aus Fig. 2 in einer Schnittdarstellung gemäß der Linie III-III in Fig. 2 und
Fig. 4 eine Vergrößerung des mit IV gekennzeichneten Bereichs aus Fig. 3 mit einem
übertrieben dargestellten Anlaufbereich.
In Fig. 1 ist eine schematische Schnittdarstellung einer Anordnung von zwei
erfindungsgemäßen, jeweils identisch als Halbring ausgebildeten Anlaufscheiben 10 in einem Zylinderkurbelgehäuse 12 gezeigt. Der Schnitt verläuft durch die Mittelachse MK einer
Kurbelwelle, von welcher nur zwei Kurbelwellenwangen 14 dargestellt sind. Die
Kurbelwellenwangen 14 sind über einen nicht dargestellten Lagerabschnitt der Kurbelwelle miteinander verbunden. Der nicht dargestellte Lagerabschnitt ist von dem
Zylinderkurbelgehäuse 12 und einem Lagerdeckel 16 in Umfangsrichtung umschlossen.
Die Anlaufscheiben 10 sind jeweils in einer in dem Zylinderkurbelgehäuse 12 ausgebildeten Vertiefung 18 eingesetzt. Dabei weist jede Anlaufscheibe 10 eine erste Funktionsfläche 20 auf, die zu dem Zylinderkurbelgehäuse 12 gerichtet ist und eine zweite Funktionsfläche 22, die zu der gegenüberliegenden Kurbelwellenwange 14 gerichtet ist.
Bei der Montage des Lagerdeckels 16, welcher üblicherweise mittels einer nicht dargestellten Schraubverbindung an dem Zylinderkurbelgehäuse 12 befestigt wird, kann es, wie in Fig. 1 in übertriebener Form dargestellt, dadurch, dass sich das Zylinderkurbelgehäuses 12 in einem Bereich 24, der - bedingt durch die Schraubverbindung - mit Kräften des Lagerdeckels 16 beaufschlagt wird, zu einer Lagerstuhlaufweitung in axialer Richtung kommen. Dies führt dazu, dass die Anlaufscheiben 10 innerhalb der Vertiefung 18 - wie in Figur 1 ebenfalls übertrieben dargestellt - verkippen. Bei den erfindungsgemäßen Anlaufscheiben 10, die im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 2 bis 4 in ihrer geometrischen Gestaltung noch im Detail erläutert werden, sind die zweiten Funktionsflächen 22 so gestaltet, dass die Anlaufscheiben 10 bei Axialbewegungen der Kurbelwelle in einem Anlaufbereich 26 parallel zu den
Kurbelwellenwangen 14 ausgerichtet sind, so dass es zwischen dem Anlaufbereich 26 und den Kurbelwellenwangen 14 zu einem großflächigen Kontakt und nur zu geringen, lokalen
Belastungen kommt. Dazu muss der Anlaufbereich 26 auf eine zu erwartende oder ermittelte Lagerstuhlaufweitung angepasst werden.
Wie insbesondere in den Figuren 2 bis 4 erkennbar ist, weist die Anlaufscheibe 10 einen Grundkörper 28 auf, der sich zwischen einem ersten freien Bogenende 30 und einem zweiten freien Bogenende 32 erstreckt. Der Grundkörper 28 ist von einer Anlaufscheiben-Mittelachse M in zwei sich über den gleichen Winkel erstreckende bogenförmige virtuelle Bogenbereiche 34a, 34b gegliedert. Vorliegend erstrecken sich die Bogenbereiche 34a, 34b über jeweils 90°. Der Grundkörper 28 weist eine Außenkontur Ka und eine Innenkontur Ki auf, die sich jeweils kreisbogenförmig über nahezu 90° erstrecken. An dem zweiten freie Bogenende 32 ist als Verdrehsicherung für die Montage ein Vorsprung 36 ausgebildet. Dadurch wird sichergestellt, dass die Anlaufscheiben 10 nur so in die Vertiefungen 18 eingesetzt werden können, dass die erste Funktionsfläche 20 jeweils zum Zylinderkurbelgehäuse 12 gerichtet ist und die zweite Funktionsfläche 22 jeweils zur Kurbelwellenwange 14 gerichtet ist (vgl. Fig. 1 ). Wie
insbesondere in den Figuren 3 und 4 erkennbar ist, ist auf der zweiten Funktionsfläche 22 ein Anlaufbereich 26 mit einer kontinuierlich ansteigenden Dicke ausgebildet.
Der Grundköper 28 der Anlaufscheibe 10 ist vorliegend aus Stahl hergestellt, wobei die zweite Funktionsfläche 22 des Grundkörpers 28 mit einer zusätzlichen Gleitschicht versehen ist. In der gezeigten Ausführungsform wurde als Gleitschicht Aluminiummaterial durch Plattieren aufgebracht.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Anlaufscheibe 10 mit Blick auf die zweite Funktionsfläche 22 gezeigt, auf welcher sowohl der Anlaufbereich 26 als auch eine Schmiernut 38 ausgebildet sind.
Die hier über die gleiche Höhe H ausgebildeten Anlaufbereiche 26 erstrecken sich ausgehend von den beiden freien Enden 30, 32 in Richtung der Anlaufscheiben-Mittelachse M über einen Bereich von 20 mm, bzw. über einen Bogenbereich α von 45° (gemessen zur Innenkontur Ki). Wie in den Darstellungen aus Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, ist die Dicke - ausgehend von den freien Enden 30, 32 - in Richtung der Anlaufscheiben-Mittelachse M in dem Anlaufbereich 26 in einem Winkel von γ = 0,15° über die Höhe H kontinuierlich ansteigend ausgebildet. Die Dicke vergrößert sich damit in dem Anlaufbereich 26 insgesamt um AD = 50 μηι. Die Dicke D der Anlaufscheibe 10 oberhalb des Anlaufbereichs 26 beträgt 2,5 mm.
Die Schmiernut 38 ist vorliegend symmetrisch um die Anlaufscheiben-Mittelachse M
ausgebildet. Sie erstreckt sich auf der zweiten Funktionsfläche 22 zwischen der Innenkontur Ki und der Außenkontur Ka des Grundkörpers 28. Die Schmiernut 38 erstreckt sich ferner über einen Bogenbereich ß von 30° bezogen auf die Innenkontur Ki bzw. über eine Breite B von 16 mm. Die Tiefe der Schmiernut 38 beträgt in der gezeigten Ausführungsform 200 μηι.
Sowohl der Anlaufbereich 26 als auch die Schmiernut 38 sind in der gezeigten
Ausführungsform durch Prägen hergestellt. Zwischen der Schmiernut 38 und dem
Anlaufbereich 26 erstreckt sich ein Übergangsbereich 40, welcher die volle Dicke D des Grundkörpers 28 aufweist. Der Übergangsbereich 40 ist derart ausgelegt, dass während des Prägevorgangs des Anlaufbereiches 26, die zuvor bereits durch Prägen ausgebildete
Schmiernut 38 nicht beeinträchtigt wird.
Mit der gestrichelten Linie 42 ist angedeutet, dass es vorteilhaft sein kann, einen sich von dem jeweiligen freien Ende 30, 32 bis zur gestrichelten Linie erstreckenden Teilbereich des
Anlaufbereichs 26 erneut zu prägen, insbesondere um Materialanhäufungen eines ersten Prägevorgangs zu glätten. Die Position der Linie 42 kann dabei in Richtung der Höhe H bedarfsweise verschoben und somit nach Bedarf gewählt werden (vgl. Fig. 2).
Es ist ebenfalls möglich, darüber hinaus weitere Prägevorgänge in dem gleichen Teilbereich oder in anderen Teilbereichen vorzunehmen, insbesondere um weitere Glättungen
vorzunehmen. Bezugszeichenliste
10 Anlaufscheibe
12 Zylinderkurbelgehäuse
14 Kurbelwellenwange
16 Lagerdeckel
18 Vertiefung
20 erste Funktionsfläche
22 zweite Funktionsfläche
24 aufgeweiteter Bereich
26 Anlaufbereich
28 Grundkörper
30 erstes freies Bogenende
32 zweites freies Bogenende
34a, 34b Bogenbereich
36 Vorsprung
38 Schmiernut
40 Übergangsbereich
42 Prägelinie eine zweiten Prägeschrittes
MK Mittelachse der Kurbelwelle
M Anlaufscheiben-Mittelachse
Ki Innenkontur
Ka Außenkontur

Claims

Patentansprüche
1 . Bogenförmige Anlaufscheibe für ein Zylinderkurbelgehäuse einer Hubkolben- Brennkraftmaschine mit einem ersten freien Bogenende (30) und einem zweiten freien Bogenende (32) sowie mit einem sich zwischen den freien Bogenenden (30, 32) zumindest teilweise bogenförmig erstreckenden Grundkörper (28), wobei der Grundkörper (28) von einer Anlaufscheiben-Mittelachse (M) in zwei sich über den gleichen Winkel erstreckende virtuelle Bogenbereiche (34a, 34b) gegliedert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die quer zur Erstreckungsrichtung des Grundkörpers (28) ausgebildete Dicke des Grundkörpers (28) in mindestens einem, sich entlang der bogenförmigen
Erstreckungsrichtung des Grundkörpers (28) zur Anlaufscheiben-Mittelachse (M) hin ausgebildeten Anlaufbereich (26) mehrstufig ansteigend oder kontinuierlich ansteigend ausgebildet ist.
2. Anlaufscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Anlaufbereich (26) ausgehend von einem freien Bogenende (30, 32) erstreckt.
3. Anlaufscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Anlaufbereich (26) über einen Bogenbereich von mindestens 20° und/oder über eine Höhe von mindestens 10 mm erstreckt.
4. Anlaufscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dicke in dem mindestens einen Anlaufbereich (26) um mindestens 20 μηι vergrößert.
5. Anlaufscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (28) auf mindestens einer Funktionsfläche (22) mindestens eine sich von einer Innenkontur (Ki) des Grundkörpers (28) zu einer Außenkontur (Ka) des
Grundkörpers (28) erstreckende Schmiernut (38) ausgebildet ist, die sich über die
Anlaufscheiben-Mittelachse (M) hinweg erstreckt.
6. Anlaufscheibe nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiernut (38) und der mindestens eine Anlaufbereich (26) auf der gleichen
Funktionsfläche (22) ausgebildet sind.
7. Anlaufscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schmiernut (38) in Umfangsrichtung über einen Bogenbereich von maximal 70° erstreckt.
8. Anlaufscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (28) aus Stahl ausgebildet ist und auf mindestens einer Seite mit einer Gleitschicht aus einem anderen Werkstoff versehen ist.
9. Anlaufscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufbereich (26) durch Prägen hergestellt ist.
10. Anlaufscheibe nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Teilbereich des Anlaufbereichs (26) durch mindestens zweimaliges Prägen hergestellt ist.
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