DE3332654A1 - Verfahren zum vermindern des energieverbrauchs von mit lagerbuchsen versehenen lagern - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermindern des Energieverbrauchs von mit Lagerbuchsen versehenen Lagern -von Maschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen.

Bekanntlich vermindert die sich in Wärme umwandelnde Arbeit von Reibungskräften den Wirkungsgrad von mechanischen Maschinen, insbesondere in den Lagern. Die Lager sind im allgemeinen mit Lagerbuchsen versehen, an denen die Verbindung zwischen verschiedenen gegeneinander drehbaren Organen erfolgt.

Nun ist es aber möglich, die von den Lagerbuchsen an ihrer Auflagefläche im Verlauf der Zeit aufgenommenen senkrechten Kräfte bezüglich Richtung und Intensität zu berechnen oder zu messen. Diese Kräfte können eine im wesentlichen konstante oder zyklische Intensität haben.

Man kann daher für jede radiale Richtung, bezogen auf einen gegebenen Ursprung, die vom Lager oder von der Lagerbuchse aufgenommene maximale Kraft berechnen oder messen.

Die Erfindung besteht im Modifizieren des Flächeninhalts der Auflagefläche des Lagers oder der Lagerbuchse, insbesondere des Flächeninhalts von dessen Antireibbelags, in Beziehung zur in einer gegebenen radialen Richtung aufzunehmenden maximalen Kraft.

Aus praktischen Gründen wird selbstverständlich der Flächeninhalt durch Modifizieren der Breite des Reibbelags geändert. Diese Breite wird durch feste Breiten den Werten angenähert, die aus den an einer oder mehreren Winkelzonen berechneten und gemessenen Kräften abgeleitet sind. Diese festen Breiten entsprechen der für jede Zone berechneten oder gemessenen maximalen Breite.

Überdies können die Breitenübergänge zwischen den verschiedenen Zonen mit einer Schräge von im allgemeinen 30 bis 60°, vorzugsweise in Nähe von 45°, ausgeführt werden.

In zahlreichen praktischen Fällen wirken die Hauptkräfte entweder in einer bevorzugten einzigen Richtung oder in zwei diametral gegenüberliegenden bevorzugten Richtungen. In diesem Fall kann eine einzige Verminderung der Breite der Lager ausreichen. Die Brextenverringerung des Lagers oder des Antireibbelags kann durch jede bekannte Bearbeitungseinrichtung, insbesondere äürch Fräsen, erzielt werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung für den Fall eines Pleuellagers (Fig. 2) und eines Wellenlagers einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine (Fig. 3). Fig. 1 stellt der Teil 1 den Träer der Lagerbuchse dar.

Fig. 1 stellt der Teil 1 den Träger der Lagerbuchse dar. Der Antireibbelag 2 von anfänglicher und gleichmäßiger Breite L ist in der Zone 3 seitlich derart bearbeitet, daß er in dieser Zone eine verringerte Breite 1 hat. Dies zeigen die entsprechenden radialen Schnitte an den Stellen A, B oder C. Der übergang zwischen den Zonen mit den Breiten L und 1 beträgt etwa 45°.

Beispiel 1

Fig. 2 zeigt ein Pleuel mit einer Lagerbuchse nach der Erfindung. Der Durchmesser der Welle beträgt 50 mm. Der Außendurchmesser der Lagerbuchse beträgt 54 mm. Der Antireibbelag hat eine Dicke von 0,25 mm und die folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent:

Sn : 20 %
Cu : 1 %
Al : Rest.

Die anfängliche Breite beträgt 20 mm und weist Ausnehmungen 3 auf, deren Breite auf 11m verringert ist, wobei die Übergangs-

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- 5 zonen gegenüber der Drehachse einen Winkel von 30° einschließen.

Die Enden dieser verschiedenen Zonen betragen ausgehend von der Teilfugenebene 4: 23°, 150°, 240° und 315°. Die Drehrichtung der Welle ist mit dem Pfeil F angegeben.

Die Berechnung zeigt, daß für ein Lager mit gleichmäßiger Breite der Energieverbrauch, der bei Vollast 305 W betrug, bei der oben beschriebenen Lagerbuchse auf 268 W gelangt ist· Das ist eine Verringerung um 37 W, die einen relativen Wert von 12 % darstellt. Dies stellt eine Energieeinsparung von 665 kJ/Pleuel während der Lebensdauer der Brennkraftmaschine dar.

Beispiel 2

Ein Kurbelwellenlager für Brennkraftmaschinen ist mit einer Lagerbuchse versehen. Der Innendurchmesser beträgt 54 mm, der Außendurchmesser 58 mm und die Breite 21 mm. Die Breite war von derselben Art wie beim Beispiel 1 , wobei die Nutzbreite in der oberen Zone zwischen -20° und +20 0° gegenüber der Teilfugenebene 4 auf 12 mm verringert wurde. Der Übergang zwischen diesen beiden Zonen erfolgte mit einer Abschrägung unter 45°.

Bei einem Energieverbrauch von 370 W je Lager bei einem herkömmlichen Lager mit gleichen Abmessungen beträgt die Energieeinsparung 55 W je Lager, das ist etwa 1060 kJ/Lager während der Lebensdauer der Brennkraftmaschine. Die erreichte Energieeinsparung hat somit einen relativen Wert in der Größenordnung von 15 %.

Die unter den Bedingungen der Beispiele 1 und 2 ausgeführten Versuche waren zufriedenstellend.

Leerseite

Claims (4)

Patentanwälte -.-._-.: :..:."'- r BEETZ ύ PARTNER ■ " J O J Z OO4 SteinsdorfstMO, 8000 München 22 503-35.3O6P 9. September 1983 SOCIETE INDUSTRIELLE DES COÜSSINETS S.I.C. 12, rue General Foy 75008 Paris (Frankreich) Verfahren zum Vermindern des Energieverbrauchs von mit Lagerbuchsen versehenen Lagern Patentansprüche

1. Verfahren zum Vermindern des Energieverbrauchs von mit Lagerbuchsen versehenen Lagern,

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- durch Modifizieren des Flächeninhalts der Reibfläche der Lagerbuchsen an jeder Stelle in Abhängigkeit von der im Verlauf des Betriebs ausgeübten senkrechten maximalen Kraft.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Modifizierung des Flächeninhalts durch Abänderung der Breite (L, 1) der Auflagefläche des Antireibbelags erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Breitenänderungen in gleichartigen Zonen erfolgen.

503-BR 2347

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Zonen mit verschiedenen Breiten fortschreitend durch von 30 bis 60° gehende Abschrägungen miteinander verbunden sind.