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DE102007058744A1 - Plain bearing shell for use as main bearing shell in crankshaft bearing, has two partial surfaces and two side surfaces, where bearing coating is made of bearing coating material - Google Patents

Plain bearing shell for use as main bearing shell in crankshaft bearing, has two partial surfaces and two side surfaces, where bearing coating is made of bearing coating material Download PDF

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DE102007058744A1
DE102007058744A1 DE102007058744A DE102007058744A DE102007058744A1 DE 102007058744 A1 DE102007058744 A1 DE 102007058744A1 DE 102007058744 A DE102007058744 A DE 102007058744A DE 102007058744 A DE102007058744 A DE 102007058744A DE 102007058744 A1 DE102007058744 A1 DE 102007058744A1
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Abstract

Es wird eine Gleitlagerschale (1) mit zwei Teilflächen (2a, b) und mit zwei Seitenflächen (3a, b) beschrieben. Die Gleitlagerschale weist mindestens eine Gleitschicht aus einem Gleitschichtmaterial auf und besitzt mindestens eine am Innenumfang angeordnete Schmiermittelbarriere (20), die aus einem Materialaufwurf, insbesondere aus einem Schmelzeaufwurf, besteht. Es werden auch eine Lageranordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung von Gleitlagerschalen beschrieben.A sliding bearing shell (1) with two partial surfaces (2a, b) and with two lateral surfaces (3a, b) is described. The sliding bearing shell has at least one sliding layer of a sliding layer material and has at least one lubricant barrier (20) arranged on the inner circumference, which consists of a material charge, in particular of a melt charge. A bearing arrangement and a method for producing plain bearing shells are also described.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitlagerschale mit zwei Teilflächen und mit zwei Seitenflächen, mit mindestens einer Gleitschicht aus einem Gleitschichtmaterial und mit mindestens einer am Innenumfang angeordneten Schmiermittelbarriere.The The invention relates to a sliding bearing shell with two partial surfaces and with two side surfaces, with at least one sliding layer made of a sliding layer material and with at least one on the inner circumference arranged lubricant barrier.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine besondere Verwendung einer solchen Gleitlagerschale sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Gleitlagerschalen und auf eine Lageranordnung.The The invention also relates to a particular use of a such plain bearing shell and to a method for producing Such plain bearing shells and on a bearing assembly.

Die Gleitlagerschalen besitzen an der Innenseite eine Gleitfläche, die durch ein Gleitschichtmaterial gebildet wird. Die Gleitlagerschalen können aus einem Monometall bestehen, bevorzugt ist jedoch ein Schichtverbundwerkstoff. In der Regel weisen die Gleitlagerschalen ein Trägermaterial, insbesondere einen Stahlrücken, auf, auf dem ein Gleitschichtmaterial oder ein Schichtsystem mit einem Gleitschichtmaterial als obere Schicht aufgebracht ist. Ein typischer Schichtaufbau sieht ein Lagermetall, das auf dem Stahlrücken aufgebracht ist, sowie eine auf dem Lagermetall aufgebrachte Gleitschicht vor, wobei zwischen dem Lagermetall und der Gleitschicht ggf. eine oder mehrere Diffusionssperrschichten angeordnet sein können.The Plain bearing shells have a sliding surface on the inside, which is formed by a sliding layer material. The plain bearing shells may consist of a monometal, but is preferred a layered composite material. In general, the plain bearing shells a carrier material, in particular a steel backing, on which a sliding layer material or a layer system with a sliding layer material is applied as an upper layer. One typical layer construction sees a bearing metal on the steel back is applied, and a deposited on the bearing metal sliding layer before, between the bearing metal and the sliding layer, if necessary, a or a plurality of diffusion barrier layers may be arranged.

Derartige Gleitlagerschalen sind allgemein bekannt und werden vorwiegend in Verbrennungsmotoren zur Lagerung der Kurbelwelle eingesetzt. Die Kurbelwellenhauptlager werden über Kanäle mit Schmiermitteln, insbesondere Schmieröl, versorgt, wobei das Öl über eine Ölnut in der Gleitlagerschale und über die Kurbelwellenwange dem Pleuellagerzapfen und somit dem Pleuel zugeführt wird. Es wurde festgestellt, dass nur ungefähr 25% des Öls am Pleuellager ankommen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Ölverluste hauptsächlich in axialer Richtung bezogen auf die Hauptlagerschalen, das heißt senkrecht zur Nutrichtung, sehr groß sind. Der Ölabfluss wird mit zunehmendem Spiel zwischen der Gleitlagerschale und dem Gegenläufer, wie Wellen oder Zapfen, begünstigt. Um ständig eine ausreichende Schmierung sicherzustellen, sind entsprechend große Ölpumpen zur Förderung einer ausreichend großen Ölmenge erforderlich. Eine Unterversorgung und somit ein Abriss des Ölfilms im Pleuellager sowie die ungenügende Versorgung des Pleuels mit Öl würde zu einem schnellen Verschleiß oder Fressen der Gleitpartner und zu einem vorzeitigen Ausfall des Lagers führen.such Plain bearing shells are well known and are mainly used in Internal combustion engines used to support the crankshaft. The Main crankshaft bearings are lubricated via channels, lubricating oil supplied, the oil over an oil groove in the plain bearing shell and over the Crankshaft cheek the connecting rod journal and thus fed to the connecting rod becomes. It has been found that only about 25% of the oil on the Arrive rod bearing. This is due to, that the oil losses mainly in the axial direction relative to the main bearing shells, that is vertical To the Nutrichtung, are very large. The oil drain becomes with increasing play between the plain bearing shell and the Opposites, such as waves or cones, favored. To constantly ensure adequate lubrication are correspondingly large oil pumps for promotion a sufficiently large amount of oil required. A shortage and thus a demolition of the oil film in the Connecting rod bearing and the insufficient supply of the connecting rod with oil would cause a quick wear or scuffing the sliding partner and lead to premature failure of the bearing.

Um hier Abhilfe zu schaffen, werden in der DE 10 2004 028 773 64 Schmiermittelbarrieren in Form von Dehnlementen vorgeschlagen, die entweder zwischen dem Lagergehäuse und der Gleitlagerschale oder zwischen der Gleitlagerschale und dem Gegenläufer angeordnet werden. Es ist gemäß der DE 10 2004 028 773 B4 erkannt worden, dass Spaltentstehungsprozesse durch Dehnelemente kompensiert werden können. Insbesondere ist erkannt worden, dass auf den Einsatz schwerer Metalle, die besonders aufwendig hinsichtlich ihres Wärmeausdehnungskoeffizienten optimiert werden müssen, verzichtet werden kann. Es werden Dehnelemente vorgeschlagen, welche aus leichten Materialien, wie z. B. Polytetrafluorethylen-Compounds, hergestellt sein können, um Ausdehnungsprozesse der Bauteile zu kompensieren.To remedy this, be in the DE 10 2004 028 773 64 Lubricant barriers proposed in the form of Dehnlementen, which are arranged either between the bearing housing and the plain bearing shell or between the plain bearing shell and the counter-rotor. It is according to the DE 10 2004 028 773 B4 have been recognized that Spaltentstehungsprozesse can be compensated by expansion elements. In particular, it has been recognized that it is possible to dispense with the use of heavy metals, which have to be optimized particularly costly with regard to their thermal expansion coefficient. There are proposed expansion elements, which are made of lightweight materials, such. As polytetrafluoroethylene compounds, may be made to compensate for expansion processes of the components.

Als Dehnelemente werde daher solche vorgeschlagen, die einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, als die Materialien, aus denen das Lagerelement und die zu lagernde Welle bzw. die Gleitlagerschale gefertigt sind.When Elongation is therefore proposed those that have a larger Thermal expansion coefficient, as the materials, from which the bearing element and the shaft to be supported or the plain bearing shell are made.

Soweit die Dehnelemente in der Gleitfläche der Gleitlagerschale angeordnet sind, befinden sich diese am Gleitlagerschalenrand und somit beabstandet zur Schmiermittelnut.So far the expansion elements in the sliding surface of the plain bearing shell are arranged, these are on the plain bearing shell edge and thus spaced from the lubricant groove.

Da die Dehnelemente einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, kann bei einem geringen Spalt zwischen der Gleitlagerschale und der Welle unter Umständen bei hohen Temperaturen durch die Dehnelemente ein Klemmdruck aufgebaut werden, der die Rotation der Welle behindert bzw. den Verschleiß der Dehnelemente erhöht, wodurch diese ihre Wirkung verlieren.There the expansion elements have a high thermal expansion coefficient can, with a small gap between the plain bearing shell and the shaft may be at high temperatures the expansion elements are built up a clamping pressure, which is the rotation the shaft obstructs or the wear of the expansion elements increased, whereby they lose their effect.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Dehnelemente separat gefertigt und anschließend in eigens dafür vorbereiteten Nuten eingesetzt werden müssen. Der Fertigungsaufwand ist dadurch sehr hoch.One Another disadvantage is that the expansion elements made separately and then in specially prepared Grooves must be used. The production cost is very high.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Gleitlagerschale bereitzustellen, die im Betrieb keine bzw. allenfalls nur geringe Schmiermittelverluste zulässt, wobei die Schmiermittelbarrieren einfach und kostengünstig hergestellt werden sollen.It is therefore an object of the invention to provide a plain bearing shell, the no or only slight lubricant losses during operation allows, with the lubricant barriers simple and inexpensive to be produced.

Diese Aufgabe wird mit einer Gleitlagerschale gelöst, bei der die Schmiermittelbarriere aus einem Materialaufwurf besteht.These Task is solved with a plain bearing shell, in the the lubricant barrier consists of a material throw.

Materialaufwürfe haben den Vorteil, dass die Schmiermittelbarriere integraler Bestandteil der Gleitlagerschale ist und somit im Gegensatz zu separaten Elementen keine Maßnahmen zur Fixierung der Schmiermittelbarrieren erforderlich sind.Material on rolls have the advantage that the lubricant barrier is an integral part the sliding bearing shell is and thus in contrast to separate elements no measures to fix the lubricant barriers required are.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass ein Materialaufwurf mindestens aus dem Gleitschichtmaterial besteht und somit dieselben positiven Gleiteigenschaften aufweist, wie die übrige Gleitfläche. Je nach Art des Schichtaufbaus der Gleitlagerschale und der Höhe der Schmiermittelbarriere besteht der Materialaufwurf entweder ausschließlich aus dem Gleitschichtmaterial oder der Aufwurf enthält neben dem Material der Gleitschicht noch Material aus den darunter liegenden Schichten, wie z. B. dem Lagermetall oder ggf. auch aus dem Material der Diffusionssperrschicht. Es besteht somit die Möglichkeit, die Eigenschaften der Schmiermittelbarriere durch den Anteil von Materialien aus den tiefer liegenden Schichten gezielt zu verändern.Another advantage is the fact that a Materialaufwurf consists at least of the sliding layer material and thus has the same positive sliding properties, as the rest of the sliding surface. Depending on the type of layer structure of Gleitla gerschale and the height of the lubricant barrier material consists of either exclusively of the sliding layer material or the Aufwurf contains in addition to the material of the overlay still material from the underlying layers, such. As the bearing metal or possibly also from the material of the diffusion barrier layer. There is thus the possibility of deliberately changing the properties of the lubricant barrier by the proportion of materials from the lower layers.

Der Materialaufwurf besteht vorzugsweise aus einem Schmelzeaufwurf, der mittels Behandlung der Gleitschicht mittels eines Laserstrahls auf einfache Weise erzeugt werden kann.Of the Materialaufwurf preferably consists of a melt charge, by means of treatment of the sliding layer by means of a laser beam can be generated in a simple manner.

Als Alternativen zum Schmelzeaufwurf kann der Materialaufwurf aus einem Prägeaufwurf, einem Rollieraufwurf oder einem Rändelaufwurf bestehen. Derartige Aufwürfe werden durch mechanische Verfahren erzeugt, bei denen ein Prägestempel, ein Rolliermesser oder ein Rändelwerkzeug eingesetzt wird. Die Ausbildung der Schmiermittelbarrieren erfolgt bei den mechanischen Verfahren durch Materialverdrängung.When Alternatives to the melt charge can be the material throw from a Embossing, a Rollieraufwurf or a knurled Aufwurf consist. Such complaints are made by mechanical methods produced, where an embossing punch, a roller blade or a knurling tool is used. Training The lubricant barriers occur during the mechanical processes through material displacement.

Vorzugsweise werden die Gleitlagerschalen in Kurbelwellenhauptlagern verwendet. Es hat sich gezeigt, dass sich bei einem Einsatz dieser Gleitlagerschalen in Kurbelwellenhauptlagern der Ölstrom um bis zu 30% reduzieren lässt. Der Vorteil des reduzierten Ölstroms ermöglicht daher den Einsatz kleiner dimensionierter Ölpumpen, wodurch Motoren deutlich sparsamer betrieben werden können.Preferably The plain bearing shells are used in crankshaft main bearings. It has been shown that when using this plain bearing shells Reduce oil flow in crankshaft main bearings by up to 30% leaves. The advantage of the reduced oil flow allows therefore the use of smaller sized oil pumps, thereby Engines can be operated significantly more economical.

Gleitlagerschalen weisen vorzugsweise einen Schmiermittelkanal auf. Mindestens eine Schmiermittelbarriere ist zwischen dem Lagerschalenrand und dem Schmiermittelkanal angeordnet.plain bearing shells preferably have a lubricant channel. At least one lubricant barrier is disposed between the bearing shell rim and the lubricant channel.

Die Schmiermittelbarriere ist vorzugsweise am Rand oder beabstandet zum Rand der Gleitlagerschale angeordnet. Bei Lagerschalen mit Schmiermittelkanal können die Schmiermittelbarrieren soweit nach in nen verlegt werden, dass sie am Rand oder benachbart zum Rand des Schmiermittelkanals angeordnet sind.The The lubricant barrier is preferably marginal or spaced arranged to the edge of the sliding bearing shell. For bearings with lubricant channel the lubricant barriers can be laid as far as they are inside Be sure they are at the edge or adjacent to the edge of the lubricant channel are arranged.

Die Schmiermittelbarriere erstreckt sich vorzugsweise mindestens über einen Abschnitt des Innenumfangs. Die Schmiermittelbarriere kann auch Unterbrechungen aufweisen und somit längs des Umfangs mehrere Barrierenabschnitte umfassen. Unterbrechungen der Schmiermittelbarriere haben den Vorteil, dass gezielt geringe Ölmengen in axialer Richtung abfließen können und dadurch Schmutzpartikel ausgetragen werden können.The The lubricant barrier preferably extends at least over a section of the inner circumference. The lubricant barrier can also have interruptions and thus along the circumference comprise several barrier sections. Interruptions of the lubricant barrier have the advantage that targeted small amounts of oil in the axial direction can drain and thereby discharged dirt particles can be.

Die Schmiermittelbarriere erstreckt sich vorzugsweise von der Teilfläche über einen Abschnitt des Innenumfangs. Die Anordnung der Schmiermittelbarriere in diesem Bereich ist deshalb von Vorteil, weil festgestellt wurde, dass dort die größten Ölverluste auftreten.The The lubricant barrier preferably extends beyond the partial surface a section of the inner circumference. The arrangement of the lubricant barrier in this area is advantageous because it has been found that the biggest oil losses occur there.

Dies gilt insbesondere dann, wenn die Gleitlagerschale in diesem Bereich eine Freilegung aufweist. Freilegungen erstrecken sich von einem Endbereich der Gleitlagerschale bis zur Teilfläche und sind entweder vor einer Teilfläche oder vor beiden Teilflächen angeordnet. Die Schmiermittelbarriere erstreckt sich bei dieser Ausführungsform vorzugsweise von der Teilfläche mindestens über den Bereich der Freilegung.This especially applies if the plain bearing shell in this area has an exposure. Exposures extend from one End of the sliding bearing shell to the partial surface and are either in front of a partial surface or in front of both partial surfaces arranged. The lubricant barrier extends at this Embodiment preferably of the partial surface at least beyond the scope of exposure.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Gleitlagerschale sieht vor, dass sich die Schmiermittelbarriere über den gesamten Innenumfang der Gleitlagerschale erstreckt.A further advantageous embodiment of the plain bearing shell provides that the lubricant barrier over the entire inner circumference the sliding bearing shell extends.

Vorzugsweise ist an jedem Rand oder beabstandet zu jedem Rand mindestens eine Schmiermittelbarriere angeordnet.Preferably is at each edge or spaced from each edge at least one Lubricant barrier arranged.

Die Abdichtung kann deutlich erhöht werden, wenn in axialer Richtung der Gleitlagerschale mindestens zwei Schmiermittelbarrieren angeordnet sind. Es wird auf diese Weise eine Art Labyrinthdichtung erzeugt. Diese Anordnung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mit einem deutlichen Verschleiß der Schmiermittelbarrieren im Betrieb und somit einer Beeinträchtigung der Dichtwirkung zu rechen ist. Eine gestaffelte Anordnung von Schmiermittelbarrieren in axiale Richtung, vorzugsweise auch mit unterschiedlichen Höhen H der Schmiermittelbarrieren, verbessert die Dichtwirkung.The Sealing can be significantly increased when in axial Direction of the plain bearing shell at least two lubricant barriers are arranged. It becomes a kind of labyrinth seal in this way generated. This arrangement is particularly advantageous if with a significant wear of the lubricant barriers during operation and thus a deterioration of the sealing effect is to be reckoned. A staggered array of lubricant barriers in the axial direction, preferably also with different heights H the lubricant barriers, improves the sealing effect.

Schmiermittelbarrieren können beliebig ausgeführt werden. Bevorzugt sind gradlinige Schmiermittelbarrieren, wellenförmige Schmiermittelbarrieren und zickzackförmige Schmiermittelbarrieren, wobei auch verschieden Ausführungen kombiniert werden können.lubricant barriers can be executed arbitrarily. Preferred are straight-line lubricant barriers, undulating lubricant barriers and zigzag lubricant barriers, including different versions can be combined.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Schmiermittelbarriere in Richtung Teilfläche nach außen abbiegt. Wenn auf beiden Seiten Schmiermittelbarrieren vorgesehen sind, wird dadurch der Strömungsquerschnitt des Schmiermittels in Richtung Teilfläche vergrößert. Der Staudruck kann dadurch gezielt verringert werden.It has proven to be advantageous when the lubricant barrier in the direction of the partial surface turns outward. If Lubricant barriers are provided on both sides, is characterized the flow cross section of the lubricant in the direction Part surface enlarged. The dynamic pressure can be specifically reduced.

Es ist auch möglich, die Schmiermittelbarrieren in Richtung Teilflächen nach innen abzubiegen. Entsprechend wird bei einer Anordnung von zwei Schmiermittelbarrieren der Strömungsquerschnitt entsprechend verkleinert, wodurch eine Druckerhöhung im Bereich zwischen den Schmiermittelbarrieren erreicht werden kann.It is also possible, the lubricant barriers in the direction Turn part faces inwards. Accordingly, at an arrangement of two lubricant barriers of the flow cross section accordingly reduced, causing a pressure increase in the range between the lubricant barriers can be achieved.

Ein Materialaufwurf geht mit einer Materialverringerung an anderer Stelle einher. Insofern bildet sich bei der Herstellung der Schmiermittelbarrieren neben der Schmiermittelbarriere eine nutartige Vertiefung aus. Diese nutartige Vertiefung kann vorteilhaft genutzt werden, wenn sie an der nach innen weisenden Seite der Schmiermittelbarriere angeordnet ist und somit vom Schmiermittel, insbesondere dem Schmieröl, überströmt wird. Es hat sich gezeigt, dass Schmutzpartikel im Schmiermittel sich in dieser nutartigen Vertiefung sammeln und somit dem Schmiermittel auf einfache Weise entzogen werden können.One Materialaufwurf goes with a material reduction elsewhere associated. In this respect, forms in the production of lubricant barriers next the lubricant barrier a groove-like depression. This groove-like Deepening can be used to advantage when following the inside facing side of the lubricant barrier is arranged and thus overflowed by the lubricant, in particular the lubricating oil becomes. It has been shown that dirt particles in the lubricant collect in this groove-like depression and thus the lubricant can be easily withdrawn.

Die nutartige Vertiefung kann auch an der nach außen weisenden Seite der Schmiermittelbarriere angeordnet sein.The groove-like depression can also be on the outward facing Be arranged side of the lubricant barrier.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die nutartige Vertiefung zwischen zwei Schmiermittelbarrieren angeordnet sein. Eine derartige Anordnung kann beispielsweise mittels eines Laserstrahls erzeugt werden, der senkrecht auf die Innenfläche der Gleitlagerschale gerichtet ist, sodass sich beidseitig des Laserstrahls ein Materialaufwurf ausbildet.According to one Another embodiment, the groove-like depression be arranged between two lubricant barriers. Such Arrangement can be generated for example by means of a laser beam be perpendicular to the inner surface of the plain bearing shell is directed so that forms a material Aufwurf on both sides of the laser beam.

Die Höhe H der Schmiermittelbarriere liegt vorzugsweise bei 5 bis 60 μm und richtet sich im Wesentlichen nach dem Spalt zwischen der Gleitlagerschale und dem Gegenläufer. Bevorzugte Höhen der Schmiermittelbarriere sind 10 bis 50 μm, 30 bis 50 μm und 30 bis 40 μm.The Height H of the lubricant barrier is preferably included 5 to 60 microns and depends essentially on the gap between the sliding bearing shell and the counter rotor. preferred Heights of the lubricant barrier are 10 to 50 μm, 30 to 50 μm and 30 to 40 μm.

Die Breite B der Schmiermittelbarriere liegt vorteilhafterweise bei 0,5 bis 2 mm, insbesondere bei 0,75 bis 1,5 mm. Breitere Schmiermittelbarrieren haben den Vorteil, dass im Betrieb ein geringerer Abtrag der Schmiermittelbarrieren stattfindet als dies bei schmaleren Schmiermittelbarrieren der Fall ist.The Width B of the lubricant barrier is advantageously included 0.5 to 2 mm, in particular 0.75 to 1.5 mm. Wider lubricant barriers have the advantage that during operation a lesser removal of the lubricant barriers takes place as this is the case with narrower lubricant barriers is.

Eine erfindungsgemäße Lageranordnung sieht zwei Gleitlagerschalen und eine in den Gleitlagerschalen gelagerten rotierenden Gegenläufer vor, wobei zwischen Gegenläufer und Gleitfläche der Gleitlagerschale ein Lagerspalt S vorhanden ist, wobei mindestens eine Gleitlagerschale einen Schmiermittelkanal und mindestens eine am Innenumfang angeordnete, den Lagerspalt S zwischen der Gleitlagerschale und dem Ge genläufer schließende Schmiermittelbarriere aufweist. Mindestens eine Gleitlagerschale dieser Lageranordnung weist eine Schmiermittelbarriere auf, die aus einem Materialaufwurf besteht.A Inventive bearing assembly sees two plain bearing shells and a rotating counter-rotor mounted in the plain bearing shells before, where between counter runner and sliding surface the sliding bearing shell a bearing gap S is present, at least a plain bearing shell a lubricant channel and at least one arranged on the inner circumference, the bearing gap S between the plain bearing shell and the countercurrent lubricant barrier having. At least one sliding bearing shell of this bearing arrangement has a lubricant barrier resulting from a material throw consists.

Vorzugsweise sind mindestens im Bereich der Schmiermittelnut beidseitig jeweils Schmiermittelbarrieren in Form von Materialaufwürfen vorgesehen.Preferably are at least in the area of the lubricant groove on both sides respectively Lubricant barriers provided in the form of Materialaufwürfen.

Das Verfahren zur Herstellung von Gleitlagerschalen ist gekennzeichnet durch folgende Schritte:

  • – Bereitstellen einer vorgefertigten Gleitlagerschale, und
  • – Ausbilden mindestens einer Schmiermittelbarriere mittels mindestens eines Laserstrahls, der unter einem Winkel α auf die Innenfläche der Gleitlagerschale gelenkt und längs einer vorbestimmten Bahn über die Innenfläche geführt wird, wobei der Winkel α zwischen dem Laserstrahl und der Senkrechten auf der Innenfläche gemessen wird.
The method for producing plain bearing shells is characterized by the following steps:
  • - Providing a prefabricated plain bearing shell, and
  • - Forming at least one lubricant barrier by means of at least one laser beam which is directed at an angle α on the inner surface of the sliding bearing shell and guided along a predetermined path over the inner surface, wherein the angle α between the laser beam and the perpendicular to the inner surface is measured.

Der Einsatz von Laserstrahlen hat den Vorteil, dass nach der Bereitstellung der Gleitlagerschale ohne mechanische Belastung die Schmiermittelbarrieren hergestellt werden können. Dies bedeutet, dass die Gleitlagerschale auch bereits kalibriert sein kann und lediglich nur noch diesem mechanisch nicht belastenden Verfahrensschritt unterworfen werden muss.Of the Use of laser beams has the advantage that after deployment the sliding bearing shell without mechanical stress the lubricant barriers can be produced. This means that the plain bearing shell can already be calibrated and only this one mechanically non-incriminating process step must be subjected.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Laserstrahl an jeden beliebigen Punkt der Innenfläche der Gleitlagerschale gelenkt werden kann, sodass an jedem beliebigen Punkt die Schmiermittelbarrieren erzeugt werden können.One Another advantage is that the laser beam to any Point of the inner surface of the plain bearing shell to be steered can, so at any point the lubricant barriers can be generated.

Über die Leistung des Laserstrahls einerseits und über den Winkel α andererseits können verschiedene Eigenschaften der Schmiermittelbarrieren und der der Schmiermittelbarriere benachbarten nutartigen Vertiefung eingestellt werden.about the power of the laser beam on the one hand and the angle α on the other can barrier different properties of the lubricant and the lubricant barrier adjacent groove-like depression be set.

Über die Leistung des Lasers und damit über den Energieeintrags durch den Laserstrahl kann die Höhe des Schmelzeaufwurfs gesteuert werden. Es ist somit möglich, die Höhe des Materialaufwurfs konstant zu halten oder auch die Höhe nach einem vorgegebenen Muster zu variieren.about the power of the laser and thus the energy input through the laser beam can the height of the melt charge to be controlled. It is thus possible to adjust the height the amount of material to be kept constant or the height to vary according to a given pattern.

Längs der Bahn ist es möglich, sowohl die Höhe der Schmiermittelbarriere als auch deren Breite durch Veränderung der Leistung und ggf. auch durch eine Veränderung des Winkels α einzustellen. Je größer der Winkel α gewählt wird, desto breiter wird die nutartige Vertiefung, aus der das Material für den Materialaufwurf bereitgestellt wird. Bei senkrechtem Einfall (Winkel α = 0) wird beidseitig der nutartigen Vertiefung ein Materialaufwurf erzeugt, sodass eine Doppelbarriere gebildet wird.Along the web makes it possible to both the height of the lubricant barrier as well as their width by changing the performance and possibly also adjust by a change in the angle α. The larger the angle α selected the wider the groove-like depression becomes, from which the material becomes is provided for the material disposal. With vertical Incidence (angle α = 0) is on both sides of the groove-like depression created a Materialaufwurf, so formed a double barrier becomes.

Es sind im Wesentlichen zwei Verfahrensvarianten möglich. Die vorgefertigte Gleitlagerschale kann gemäß einer ersten Ausführungsform bereits die Gleitschicht aufweisen. Im Anschluss daran wird die Ausbildung der Schmiermittelbarrieren durchgeführt. Dieses Verfahren eignet sich für Gleitlagerschalen, deren Gleitschicht eine entsprechende Dicke aufweist. Dies ist beispielsweise bei Gleitlagerschalen der Fall, die auf dem Stahlrücken eine mehrere 100 μm dicke Gleitschicht tragen.There are essentially two variants of the method possible. The prefabricated sliding bearing shell can already have the sliding layer according to a first embodiment. Subsequently, the formation of the lubricant barriers is performed. This method is suitable for plain bearing shells whose sliding layer has a corresponding thickness. This is the case, for example, with plain bearing shells, which on the steel back a meh wear 100 μm thick overlay.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können auch dünnere Gleitschichten bereits auf der Gleitlagerschale aufgebracht sein. Derartige Gleitschichten können aufplattiert oder auch galvanisch aufgebracht sein. Diese auf einem Lagermetall aufgebrachten Gleitschichten liegen in der Regel im Bereich von wenigen 10 μm. Bei dieser Ausführungs form ist es von Vorteil, den Winkel α möglichst groß zu wählen, sodass die darunter liegende Schicht nicht durch den Laserstrahl beeinträchtigt wird und somit auch kein Material dieser darunter liegenden Schicht abgetragen wird. Wenn es allerdings erforderlich sein sollte, auch dieses Material abzutragen und in den Schmelzeaufwurf einzubringen, um die Eigenschaften der Schmiermittelbarriere entsprechend einzustellen, kann auch ein entsprechend kleinerer Winkel α gewählt werden.According to one Another embodiment may also be thinner Sliding layers already be applied to the plain bearing shell. Such overlays can be plated or else be applied galvanically. These applied to a bearing metal Sliding layers are usually in the range of a few 10 microns. In this embodiment form, it is advantageous, the angle α as possible big to choose, so the underlying layer is not is affected by the laser beam and thus also no material of this underlying layer is removed. If necessary, this material should also be required remove and bring in the melt charge to the properties Adjust the lubricant barrier accordingly, can also correspondingly smaller angle α can be selected.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform umfasst die vorgefertigte Gleitlagerschale noch keine Gleitschicht, sodass der Schmelzeaufwurf aus dem Material der unter der Gleitschicht befindlichen Schicht, beispielsweise Lagermetallschicht, gebildet wird. Die Gleitschicht wird bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens nach dem Ausbilden der Schmiermittelbarriere aufgebracht. Die Gleitschicht überzieht somit auch die Schmiermittelbarriere. Vorzugsweise wird die Gleitschicht bei dieser Ausführungsform galvanisch aufgebracht.According to one second embodiment comprises the prefabricated plain bearing shell still no overlay, so the melt charge from the material the underlying layer, for example Bearing metal layer, is formed. The sliding layer is at this Embodiment of the method after forming the lubricant barrier applied. The sliding layer thus also covers the Grease barrier. Preferably, the sliding layer in this Embodiment galvanically applied.

Vorzugsweise wird ein gepulster Laser, insbesondere ein gepulster Festkörperlaser verwendet. Mittels eines gepulsten Lasers wird kurzzeitig eine hohe Leistung eingebracht, die den gewünschten Materialaufwurf erzeugt. Vorzugsweise wird der Laser mit einer Frequenz von 50 bis 100 Hertz, insbesondere von 60 bis 80 Hertz gepulst. Dies führt im Bereich der nutartigen Vertiefung zu einer schuppenartigen Ausbildung, was damit zusammenhängt, dass der gepulste Laserstrahl kontinuierlich über die Innenfläche der Gleitlagerschale bewegt wird.Preferably becomes a pulsed laser, in particular a pulsed solid-state laser used. By means of a pulsed laser is briefly a high Performance introduced, the desired material Aufwurf generated. Preferably, the laser is at a frequency of 50 to 100 hertz, in particular pulsed from 60 to 80 hertz. this leads to in the area of the groove-like depression to a scale-like formation, which is related to the fact that the pulsed laser beam continuously over the inner surface of the plain bearing shell is moved.

Der Laserstrahl wird vorzugsweise unter einem Winkel α zwischen 0° und 50° auf die Innenfläche gelenkt. Bevorzugte Winkel liegend bei 25° bis 35°.Of the Laser beam is preferably at an angle α between 0 ° and 50 ° steered to the inner surface. Preferred angles lying at 25 ° to 35 °.

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.exemplary Embodiments of the invention are described below explained in more detail in the drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine perspektivische Darstellung einer Gleitlagerschale gemäß einer ersten Ausführungsform, in der Mitte aufgeschnitten und aufgeklappt, 1 a perspective view of a plain bearing shell according to a first embodiment, cut open in the middle and opened,

2 eine perspektivische Darstellung eines Endabschnitts einer Gleitlagerschale gemäß einer weiteren Ausführungsform, vergrößert, 2 3 a perspective view of an end section of a sliding bearing shell according to a further embodiment, enlarged,

3 eine perspektivische Darstellung eines Endabschnitts einer Gleitlageschale gemäß einer weiteren Ausführungsform, vergrößert, 3 a perspective view of an end portion of a sliding bearing shell according to another embodiment, enlarged,

4 eine perspektivische Darstellung einer Gleitlagerschale gemäß einer weiteren Ausführungsform, in der Mitte aufgeschnitten und aufgeklappt, 4 a perspective view of a sliding bearing shell according to another embodiment, cut open in the middle and opened,

5a5f verschiedene Ausführungsformen von Schmiermittelbarrieren anhand von halbierten Lagerschalen in perspektivischen Darstellungen, 5a - 5f various embodiments of lubricant barriers based on halved bearings in perspective views,

614 verschieden Querschnittsformen und Anordnungen von Schmiermittelbarrieren, 6 - 14 various cross-sectional shapes and arrangements of lubricant barriers,

15 die Teildraufsicht auf eine Schmiermittelbarriere mit benachbarter nutartiger Vertiefung mit geschuppter Oberfläche in vergrößerter Darstellung, 15 the partial plan view of a lubricant barrier with adjacent groove-like recess with scaly surface in an enlarged view,

16 die Seitenansicht einer Gleitlagerschale mit einer Schmiermittelbarriere gemäß einer weiteren Ausführungsform, 16 the side view of a sliding bearing shell with a lubricant barrier according to another embodiment,

1718 schematische Darstellungen verschiedener mechanischer Herstellungsverfahren im Schnitt, 17 - 18 schematic representations of various mechanical production processes in section,

19 eine Lageranordnung in Seitenansicht, 19 a bearing arrangement in side view,

20 eine Lageranordnung im Längsschnitt in der Ebene XX-XX der 19, und 20 a bearing arrangement in longitudinal section in the plane XX-XX of 19 , and

21 ein Diagramm, das den Ölfluss in Abhängigkeit von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Gegenläufers und des Öldruckes zeigt. 21 a diagram showing the oil flow as a function of the speed of rotation of the counter-rotor and the oil pressure.

In der 1 ist eine Gleitlagerschale 1 perspektivisch dargestellt, die an ihren beiden Enden zwei Teilflächen 2a, b und an den Stirnseiten zwei Seitenflächen 3a, b aufweist. Die Innenfläche der Gleitlagerschale 1 ist mit 5 bezeichnet, während die rückseitige Außenfläche das Bezugszeichen 4 trägt. Längs des Innenumfangs ist ein Schmiermittelkanal 15 angeordnet, der über eine Ölbohrung 17 im Bereich des Scheitels 7 der Gleitlagerschale mit Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, versorgt wird.In the 1 is a plain bearing shell 1 shown in perspective, the two ends at its two ends 2a , b and at the front sides two side surfaces 3a , b. The inner surface of the plain bearing shell 1 is with 5 while the rear outer surface is the reference numeral 4 wearing. Along the inner circumference is a lubricant channel 15 arranged, over an oil well 17 in the area of the vertex 7 the plain bearing shell with lubricant, especially lubricating oil, is supplied.

In der in der 1 gezeigten Ausführungsform sind in den Endbereichen der Gleitlagerschale 1 beabstandet zum Rand 8 jeweils zwei Schmiermittebarrieren 20 in Form von Materialaufwürfen dargestellt. Die Schmiermittelbarrieren 20 erstrecken sich von den Teilflächen 2a, b als gradlinige Barrieren in Richtung Scheitel 7 und enden beabstandet zum Scheitel 7. Unmittelbar neben den Schmiermittelbarrieren 20 sind nutartige Vertiefungen 25 vorgesehen, die im Zusammenhang mit den 6 bis 18 näher beschrieben werden. Mittels dieser Schmiermittelbarrieren 20 wird der unkontrollierte Ölabfluss in Richtung der Achse 6 der Gleitlagerschale wirksam verhindert.In the in the 1 shown embodiment are in the end regions of the plain bearing shell 1 spaced to the edge 8th two lubrication barriers each 20 presented in the form of Materialaufwürfen. The lubricant barriers 20 extend from the faces 2a , b as straightforward barriers in Direction crest 7 and terminate at a distance from the vertex 7 , Immediately adjacent to the lubricant barriers 20 are groove-like depressions 25 provided in connection with the 6 to 18 be described in more detail. By means of these lubricant barriers 20 becomes the uncontrolled oil drain in the direction of the axis 6 the plain bearing shell effectively prevented.

In der 2 ist eine vergrößerte Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Gleitlageschale 1 dargestellt, die im Endbereich unterhalb der Teilfläche 2a eine Freilegung 16 aufweist. Diese Freilegung geht kontinuierlich in die Innenfläche 5 über und endet vor dem Schmiermittelkanal 15, dessen Nuttiefe sich kontinuierlich in Richtung Teilfläche 2a verringert. Die Schmiermittelbarriere 20 erstreckt sich von der Teilfläche 2a durch den Freilegungsbereich bis in die Innenfläche 5 und endet unterhalb des Freilegungsbereiches 16.In the 2 is an enlarged view of another embodiment of the sliding liner 1 shown in the end below the subarea 2a an exposure 16 having. This exposure is continuous in the inner surface 5 over and ends in front of the lubricant channel 15 whose groove depth is continuously in the direction of the partial surface 2a reduced. The lubricant barrier 20 extends from the subarea 2a through the exposure area into the inner surface 5 and ends below the exposure area 16 ,

Die Gleitlagerschale der 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß der 2 lediglich dadurch, dass der Schmiermittelkanal 15 sich bis in die Teilfläche 2a erstreckt.The plain bearing shell of 3 differs from the embodiment according to the 2 only in that the lubricant channel 15 down to the partial area 2a extends.

In der 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der die Schmiermittelbarrieren 20 sich über den gesamten Innenumfang von einer Teilfläche 2a zur anderen Teilfläche 2b erstrecken. Die Schmiermittelbarrieren sind als gradlinige Barrieren ausgeführt. Ein Schmiermittelkanal 15 ist bei dieser Gleitlagerschale 1 nicht vorgesehen. Alle Ausführungsformen von Schmiermittelbarrieren 20 können an Gleitlagerschalen 1 mit und ohne Schmiermittelkanal 15 realisiert werden.In the 4 an embodiment is shown in which the lubricant barriers 20 over the entire inner circumference of a partial surface 2a to the other part surface 2 B extend. The lubricant barriers are designed as straight-line barriers. A lubricant channel 15 is in this plain bearing shell 1 not provided. All embodiments of lubricant barriers 20 can on plain bearing shells 1 with and without lubricant channel 15 will be realized.

In den 5a bis 5f sind verschiedene Ausführungen schematisch dargestellt. In der 5a sind beidseitig des Schmiermittelkanals 15 jeweils zwei Schmiermittelbarrieren 20 vorgesehen. Diese können eine gleiche oder unterschiedliche Höhe H aufweisen.In the 5a to 5f Different versions are shown schematically. In the 5a are on both sides of the lubricant channel 15 two lubricant barriers each 20 intended. These may have an equal or different height H.

In den 5b bis 5f sind die Vertiefungen 25 der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden.In the 5b to 5f are the depressions 25 have been omitted for clarity.

In der 5b sind Schmiermittelbarrieren 20 dargestellt, die Unterbrechungen aufweisen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass über die Länge der einzelnen Schmiermittelbarrierenabschnitte und die entsprechenden Unterbrechungen ein gezielter Ölabfluss zugelassen wird, um beispielsweise Schmutzpartikel austragen zu können.In the 5b are lubricant barriers 20 shown having breaks. This embodiment has the advantage that a targeted oil drain is permitted over the length of the individual lubricant barrier sections and the corresponding interruptions in order, for example, to discharge dirt particles.

In der 5c sind Schmiermittelbarrieren 20 dargestellt, die Endabschnitte 21 aufweisen, die nach außen geneigt angeordnet sind, sodass der Querschnitt zwischen der Schmiermittelbarrieren 20 in Richtung Teilfläche 2a vergrößert wird. In der 5d ist eine wellenförmige Ausgestaltung der Schmiermittelbarrieren 20 dargestellt. In der 5e sind die Endabschnitte 22 der Schmiermittelbarrieren 20 nach innen geneigt, sodass eine Querschnittverringerung erzielt wird.In the 5c are lubricant barriers 20 shown, the end sections 21 have, which are arranged inclined outwardly, so that the cross section between the lubricant barrier 20 in the direction of the partial area 2a is enlarged. In the 5d is a wave-shaped embodiment of the lubricant barriers 20 shown. In the 5e are the end sections 22 the lubricant barriers 20 inclined inwards, so that a cross-sectional reduction is achieved.

In der 5f sind zickzackförmige Schmiermittelbarrieren 20 dargestellt.In the 5f are zigzag lubricant barriers 20 shown.

In der 6 ist schematisch dargestellt, wie mittels eines Laserstrahls 30, der senkrecht auf die Innenfläche 5 gerichtet ist, Materialaufwürfe zur Bildung von Schmiermittelbarrieren 20 erzeugt werden können. Durch das senkrechte Auftreffen des Laserstrahls 30 wird eine nutartige Vertiefung 25 erzeugt, die beidseitig dieser Vertiefung Materialaufwürfe aufweist. Da sich das Material aus der nutartigen Vertiefung 25 auf zwei Schmiermittelbarrieren 20 verteilt, sind diese niedriger, als wenn das selbe Material für eine einzige Schmiermittelbarriere 20 verwendet wird, wie dies in der 7 dargestellt ist. Dort wird der Laserstrahl unter dem Winkel α von ca. 30° bezogen auf die Senkrechte 32 auf die Innenfläche 5 gerichtet. Dadurch wird das aufgeschmolzene Material lediglich auf der einen Seite der nutartigen Vertiefung 25 aufgehäuft.In the 6 is shown schematically as by means of a laser beam 30 , which is perpendicular to the inner surface 5 directed material spills to form lubricant barriers 20 can be generated. By the vertical impact of the laser beam 30 becomes a groove-like depression 25 generated, which has on both sides of this recess material Aufwürfe. Since the material from the groove-like depression 25 on two lubricant barriers 20 These are lower than if they were the same material for a single lubricant barrier 20 is used, as in the 7 is shown. There, the laser beam at the angle α of about 30 ° relative to the vertical 32 on the inner surface 5 directed. As a result, the molten material is only on one side of the groove-like depression 25 piled up.

In der 7 sind Höhen und Breiten der Schmiermittelbarriere 20 eingezeichnet. Typische Werte für die Höhe H sind 5–60 μm, wobei Werte zwischen 35 und 45 μm bevorzugt sind. Die Breite B der Schmiermittelbarriere liegt zwischen 0,5 und 2 mm.In the 7 are heights and widths of the lubricant barrier 20 located. Typical values for height H are 5-60 μm, with values between 35 and 45 μm being preferred. The width B of the lubricant barrier is between 0.5 and 2 mm.

Wenn der Winkel α größer gewählt wird, wird die nutartige Vertiefung flacher und breiter, wie dies in der 8 dargestellt ist.When the angle α is made larger, the groove-like depression becomes shallower and wider as shown in FIG 8th is shown.

Wenn der Laserstrahl 30 im Gegensatz zu der Ausgestaltung der 7 und 8 von der rechten Seite auf die Fläche 5 gerichtet wird, entsteht auf der linken Seite der nutartigen Vertiefung 25 die Schmiermittelbarriere 20 (siehe 9).When the laser beam 30 in contrast to the embodiment of 7 and 8th from the right side to the surface 5 is directed, arises on the left side of the groove-like depression 25 the lubricant barrier 20 (please refer 9 ).

In der 10 ist die Ausführungsform der 9 nochmals dargestellt, wobei die nutartige Vertiefung 25 mit Schmutzpartikeln 26 aufgefüllt ist. Diese Ausführungsform sieht vor, dass die Schmiermittelbarriere 20 benachbart zum Rand 8 angeordnet ist und die nutartige Vertiefung 25 insofern innen liegend vorgesehen ist, so dass die nutartige Vertiefung 25 von dem Schmiermittel überströmt wird. Die nutartige Vertiefung 25 dient als Sammelbecken für Schmutzpartikel des Schmiermittels.In the 10 is the embodiment of 9 shown again, wherein the groove-like depression 25 with dirt particles 26 is filled up. This embodiment provides that the lubricant barrier 20 adjacent to the edge 8th is arranged and the groove-like depression 25 insofar provided inside, so that the groove-like depression 25 is overflowed by the lubricant. The groove-like depression 25 serves as a reservoir for dirt particles of the lubricant.

In der 11 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der die nutförmige Vertiefung 25 außen liegend angeordnet ist. Die nutartige Vertiefung 25 befindet sich zwischen dem Rand 8 der Gleitlagerschale 1 und der Schmiermittelbarriere 20. Gemäß der 11 besteht die Gleitlagerschale 1 aus einem Stahlrücken 10 und einer Gleitschicht 12, z. B. aus AlSn20 dargestellt. Die Gleitschicht 12 weist eine Dicke von ca. 250 μm bis 400 μm auf, so dass die nutartige Vertiefung 25 sich ausschließlich in der Gleitschicht 12 befindet. Dementsprechend wird die Schmiermittelbarriere 20 ausschließlich aus dem Material der Gleitschicht 12 gebildet.In the 11 is shown a further embodiment in which the groove-shaped recess 25 is arranged outside lying. The groove-like depression 25 is located between the edge 8th the sliding bearing shell 1 and the lubricant barrier 20 , Ge according to 11 exists the plain bearing shell 1 from a steel back 10 and a sliding layer 12 , z. B. from AlSn20 shown. The sliding layer 12 has a thickness of about 250 microns to 400 microns, so that the groove-like depression 25 exclusively in the overlay 12 located. Accordingly, the lubricant barrier becomes 20 exclusively of the material of the sliding layer 12 educated.

In der 12 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die eine Gleitlagerschale 1 mit einem Verbundmaterial zeigt, das aus drei Schichten besteht. Auf dem Stahlrücken 10 ist ein Lagermetall 11 aufgebracht, auf das beispielsweise durch Galvanisieren eine Gleitschicht 12 aufgetragen ist. Das Lagermetall kann beispielsweise aus CuNi2Si bestehen, auf das eine Gleitschicht 12 aus dem Material SnCu6 aufgebracht ist. Die Gleitschicht 12 weist eine Dicke von 15 μm bis 20 μm auf.In the 12 a further embodiment is shown, which is a plain bearing shell 1 with a composite material consisting of three layers. On the steel back 10 is a bearing metal 11 applied to the example by electroplating a sliding layer 12 is applied. The bearing metal can for example consist of CuNi2Si, on which a sliding layer 12 made of the material SnCu6. The sliding layer 12 has a thickness of 15 microns to 20 microns.

Um eine Schmiermittelbarriere 20 mit einer Höhe im Bereich bis 60 μm zu erzeugen, ist es erforderlich, dass entsprechend viel Material aufgeschmolzen wird. Die Dicke der Gleitschicht 12 reicht hierzu nicht aus, so dass auch Material des Lagermetalls 11 an dem Aufschmelzvorgang teilnimmt. Dies führt dazu, dass die Schmiermittelbarriere 20 sowohl Material der Gleitschicht 12 als auch Material des Lagermetalls 11 aufweist. Dies ist in der 12 lediglich schematisch dargestellt.To a lubricant barrier 20 With a height in the range to produce up to 60 microns, it is necessary that a corresponding amount of material is melted. The thickness of the sliding layer 12 is not enough, so that also material of the bearing metal 11 participates in the melting process. This causes the lubricant barrier 20 both material of the sliding layer 12 as well as material of the bearing metal 11 having. This is in the 12 only shown schematically.

In der 13 ist eine weitere Ausführungsform zu sehen, wonach die Gleitschicht 12 erst nach der Ausbildung der Schmiermittelbarriere 20 und somit der nutartigen Vertiefung 25 aufgebracht wird, vorzugsweise aufgalvanisiert wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Gleitschicht 12 weitgehend gleichmäßig alle Bereiche einschließlich der nutartigen Vertiefung 25 und der Schmiermittelbarriere 20 bedeckt. Die Dicke der Gleitschicht 12 ist somit an allen Stellen nahezu gleich groß.In the 13 a further embodiment can be seen, according to which the sliding layer 12 only after the formation of the lubricant barrier 20 and thus the groove-like depression 25 is applied, preferably galvanized. This method has the advantage that the sliding layer 12 largely uniform all areas including the groove-like depression 25 and the lubricant barrier 20 covered. The thickness of the sliding layer 12 is therefore almost the same size at all points.

In der 14 ist eine weitere Ausführungsform einer dreilagigen Gleitlagerschale 1 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird der Laserstrahl 30 unter einem großen Winkel α auf die Fläche 5 gerichtet, so dass lediglich das Material der Gleitschicht 12 aufgebraucht und für die Ausbildung des Schmelzaufwurfs verwendet wird.In the 14 is another embodiment of a three-layer bearing shell 1 shown. In this embodiment, the laser beam becomes 30 at a large angle α to the surface 5 directed so that only the material of the sliding layer 12 used up and used for the formation of the Schmelzaufwurfs.

In der 15 ist die Draufsicht auf eine Schmiermittelbarriere 20 mit daneben angeordneter nutartiger Vertiefung 25 dargestellt. Es ist zu sehen, dass die nutartige Vertiefung 25 eine Struktur mit Schuppen 27 aufweist. Vorzugsweise wird ein gepulster Laser verwendet, dessen Laserstrahl kontinuierlich über die Oberfläche der Gleitlagerschale 1 geführt wird. Die Schuppenstruktur entsteht durch die Laserpulse.In the 15 is the top view of a lubricant barrier 20 with juxtaposed groove-like depression 25 shown. It can be seen that the groove-like depression 25 a structure with scales 27 having. Preferably, a pulsed laser is used, the laser beam continuously over the surface of the plain bearing shell 1 to be led. The scale structure is created by the laser pulses.

In der 16 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der die Schmiermittelbarriere 20 eine wellenförmige Kontur aufweist. Die Höhe H der Schmiermittelbarriere 20 variiert längs des Umfangs, was durch eine entsprechende Ansteuerung des Lasers bezüglich dessen Leistung erzielt werden kann. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass über die Wellentäler der Schmiermittelbarriere 20 gezielt eine definierte Menge an Öl und somit auch Schmutzpartikel abfließen können.In the 16 another embodiment is shown in which the lubricant barrier 20 has a wavy contour. The height H of the lubricant barrier 20 varies along the circumference, which can be achieved by a corresponding control of the laser with respect to its performance. This embodiment has the advantage that over the troughs of the lubricant barrier 20 can selectively drain a defined amount of oil and thus also dirt particles.

In den 17 und 18 sind mechanische Herstellungsverfahren dargestellt. In der 17 wird ein Stempel 40 mit einem Vorsprung 42 und einer Vertiefung 44 auf die Oberfläche der Gleitschicht 12 aufgedrückt. Beim Aufdrücken des Stempels erfolgt eine Materialverdrängung, so dass eine Schmiermittelbarriere 20 mit danebenliegender nutartiger Vertiefung 25 erzeugt wird.In the 17 and 18 mechanical production processes are shown. In the 17 becomes a stamp 40 with a lead 42 and a depression 44 on the surface of the sliding layer 12 pressed. When the stamp is pressed on a material displacement takes place, so that a lubricant barrier 20 with adjoining groove-like depression 25 is produced.

In der 18 wird ein Rolliermesser 50 verwendet, das unter dem Winkel α in die Oberfläche der Schicht 12 eingedrückt wird, um auf diese Art und Weise einen Materialaufwurf zu erzeugen.In the 18 becomes a roller blade 50 used at the angle α in the surface of the layer 12 is pressed in order to produce in this way a material Aufwurf.

In der 19 ist eine Lageranordnung mit Oberschale 1' und Unterschale 1 sowie mit einem Gegenläufer in Seitenansicht dargestellt.In the 19 is a bearing arrangement with upper shell 1' and lower shell 1 and shown with a counter-runner in side view.

In der 20 ist die Lageranordnung längs der Schnittlinie in 19 mit zwei der Gleitlagerschalen 1, 1' und dem Gegenläufer 8 in Form einer rotierenden Welle dargestellt. Zwischen der Innenfläche 5 der Gleitlagerschalen 1, 1' und der Welle besteht ein Spalt S, der von den Schmiermittelbarrieren 20 seitlich der Gleitlagerschalen 1, 1' geschlossen wird, so dass das Schmiermittel 9 seitlich nicht abfließen kann. In dieser Anordnung besitzt lediglich die Oberschale 1' einen Schmiermittelkanal 15.In the 20 is the bearing assembly along the section line in 19 with two of the plain bearing shells 1 . 1' and the counter-runner 8th represented in the form of a rotating shaft. Between the inner surface 5 the sliding bearing shells 1 . 1' and the shaft passes a gap S, which is the barrier of the lubricant 20 side of the plain bearing shells 1 . 1' closed, leaving the lubricant 9 can not drain away laterally. In this arrangement has only the upper shell 1' a lubricant channel 15 ,

In der 21 ist ein Diagramm des Ölverlustes an der Hauptlagerschale in Abhängigkeit von der Drehzahl und des Öldruckes dargestellt. Es ist zu sehen, dass der Ölverlust bei einer Gleitlagerschale ohne Schmiermittelbarrieren deutlich höher ist, als bei einer Gleitlagerschale mit Schmiermittelbarrieren. Die Ölersparnis beträgt ca. 15% bis 30% über den gesamten Drehzahlbereich. Hierbei wurde eine Gleitlagerschale mit Schmiermittelbarrieren gemäß der 3 verwendet.In the 21 is a diagram of the oil loss at the main bearing shell as a function of the speed and the oil pressure shown. It can be seen that the oil loss in a plain bearing shell without lubricant barriers is significantly higher than in a plain bearing shell with lubricant barriers. The oil savings are approximately 15% to 30% over the entire speed range. Here, a plain bearing shell with lubricant barriers according to the 3 used.

1, 1'1, 1'
Gleitlagerschaleplain bearing shell
2a, b2a, b
Teilflächesubarea
3a, b3a, b
Seitenflächeside surface
44
Außenflächeouter surface
55
Innenflächepalm
66
Achse der Gleitlagerschaleaxis the sliding bearing shell
77
Scheitel der Gleitlagerschalevertex the sliding bearing shell
88th
Gegenläuferexpeller
99
Schmiermittellubricant
1010
Trägermaterialsupport material
1111
Lagermetallbearing metal
1212
GleitschichtOverlay
1515
Schmiermittelkanallubricant channel
1616
Freilegungexposure
1717
Ölbohrungoil well
2020
Schmiermittelbarrierelubricant barrier
2121
Abschnitt der Schmiermittelbarrieresection the lubricant barrier
2222
Abschnitt der Schmiermittelbarrieresection the lubricant barrier
2525
nutartige Vertiefunggroove-like deepening
2626
Schmutzdirt
2727
Schuppenshed
3030
Laserstrahllaser beam
3232
Senkrechtevertical
4040
Stempelstamp
4242
Vorsprunghead Start
4444
Vertiefungdeepening
5050
Rolliermesserrolling knife

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10200402877364 [0005] - DE 10200402877364 [0005]
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Gleitlagerschale (1) mit zwei Teilflächen (2a, b) und mit zwei Seitenflächen (3a, b), mit mindestens einer Gleitschicht (12) aus einem Gleitschichtmaterial und mit mindestens einer am Innenumfang angeordneten Schmiermittelbarriere (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelbarriere (20) aus einem Materialaufwurf besteht.Plain bearing shell ( 1 ) with two partial surfaces ( 2a , b) and with two side surfaces ( 3a , b), with at least one sliding layer ( 12 ) of a sliding layer material and with at least one lubricant barrier arranged on the inner circumference ( 20 ), characterized in that the lubricant barrier ( 20 ) consists of a Materialaufwurf. Gleitlagerschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialaufwurf aus einem Schmelzeaufwurf besteht.Slide bearing shell according to claim 1, characterized that the material throw consists of a melt charge. Gleitlagerschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialaufwurf aus einem Prägeaufwurf oder einem Rollieraufwurf besteht.Slide bearing shell according to claim 1, characterized that the Materialaufwurf from a mint or a Rollieraufwurf exists. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelbarriere am Rand (8) oder beabstandet zum Rand (8) der Gleitlagerschale (1) angeordnet ist.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 3, characterized in that the lubricant barrier at the edge ( 8th ) or spaced from the edge ( 8th ) of the sliding bearing shell ( 1 ) is arranged. Gleitlagerschale nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerschale einen Schmiermittelkanal (15) aufweist und dass mindestens eine Schmiermittelbarriere (20) zwischen dem Rand 8 und dem Schmiermittelkanal 15 angeordnet ist.Slide bearing shell according to claim 4, characterized in that the sliding bearing shell a lubricant channel ( 15 ) and that at least one lubricant barrier ( 20 ) between the edge 8th and the lubricant channel 15 is arranged. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schmiermittelbarriere (20) mindestens über einen Abschnitt des Innenumfangs erstreckt.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lubricant barrier ( 20 ) extends over at least a portion of the inner circumference. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schmiermittelbarriere (20) von der Teilfläche (2a, b) über einen Abschnitt des Innenumfangs erstreckt.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lubricant barrier ( 20 ) of the partial surface ( 2a , b) extends over a portion of the inner circumference. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerschale (1) am Innenumfang mindestens eine sich bis zu einer Teilfläche (2a, b) erstreckende Freilegung (16) aufweist und dass sich die Schmiermittelbarriere (20) von der Teilfläche (2a, b) mindestens über die Freilegung (16) erstreckt.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 7, characterized in that the plain bearing shell ( 1 ) on the inner circumference at least one up to a partial area ( 2a , b) extending exposure ( 16 ) and that the lubricant barrier ( 20 ) of the partial surface ( 2a , b) at least on the exposure ( 16 ). Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schmiermittelbarriere (20) über den gesamten Innenumfang der Gleitlagerschale (1) erstreckt.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 8, characterized in that the lubricant barrier ( 20 ) over the entire inner circumference of the plain bearing shell ( 1 ). Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Rand (8) oder beabstandet zu jedem Rand (8) mindestens eine Schmiermittelbarriere (20) angeordnet ist.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 9, characterized in that at each edge ( 8th ) or spaced at each edge ( 8th ) at least one lubricant barrier ( 20 ) is arranged. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung der Gleitlagerschale (1) mindestens zwei Schmiermittelbarrieren (20) angeordnet sind.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 10, characterized in that in the axial direction of the plain bearing shell ( 1 ) at least two lubricant barriers ( 20 ) are arranged. Gleitlagerschale nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Schmiermittelbarrieren (20) unterschiedliche Höhen H aufweisen.Slide bearing shell according to claim 11, characterized in that in the axial direction juxtaposed lubricant barriers ( 20 ) have different heights H. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelbarriere (20) gradlinig ausgeführt ist.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 12, characterized in that the lubricant barrier ( 20 ) is executed in a straight line. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelbarriere (20) wellenförmig ausgeführt ist.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 12, characterized in that the lubricant barrier ( 20 ) is wavy. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelbarriere (10) zickzackförmig ausgeführt ist.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 12, characterized in that the lubricant barrier ( 10 ) is zigzag-shaped. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelbarriere (20) in Richtung Teilfläche (2a, b) nach außen abbiegt.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 15, characterized in that the lubricant barrier ( 20 ) in the direction of the partial area ( 2a , b) turns outward. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelbarriere (20) in Richtung Teilfläche (2a, b) nach innen abbiegt.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 16, characterized in that the lubricant barrier ( 20 ) in the direction of the partial area ( 2a , b) turns inwards. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Schmiermittelbarriere (20) eine nutartige Vertiefung (25) vorgesehen ist.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 17, characterized in that in addition to the lubricant barrier ( 20 ) a groove-like depression ( 25 ) is provided. Gleitlagerschale nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die nutartige Vertiefung (25) an der nach innen weisenden Seite der Schmiermittelbarriere (20) angeordnet ist.Slide bearing shell according to claim 18, characterized in that the groove-like depression ( 25 ) on the inwardly facing side of the lubricant barrier ( 20 ) is arranged. Gleitlageschale nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die nutartige Vertiefung (25) an der nach außen weisenden Seite der Schmiermittelbarriere (20) angeordnet ist.Sliding tray according to claim 18, characterized in that the groove-like depression ( 25 ) on the outwardly facing side of the lubricant barrier ( 20 ) is arranged. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die nutartige Vertiefung (25) zwischen zwei Schmiermittelbarrieren (20) angeordnet ist.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 20, characterized in that the groove-like depression ( 25 ) between two lubricant barriers ( 20 ) is arranged. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe H der Schmiermittelbarriere 5 bis 60 μm beträgt.Slide bearing shell according to one of the claims 1 to 21, characterized in that the height H of the lubricant barrier 5 to 60 microns. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite B der Schmiermittelbarriere (20) 0,5–2 mm beträgt.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 22, characterized in that the width B of the lubricant barrier ( 20 ) Is 0.5-2 mm. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerschale (1) aus einem Trägermaterial (10) und einer darauf befindliche Gleitschicht (12) besteht und dass die Schmiermittelbarriere (20) aus Gleitschichtmaterial besteht.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 23, characterized in that the plain bearings Bowl ( 1 ) of a carrier material ( 10 ) and a sliding layer ( 12 ) and that the lubricant barrier ( 20 ) consists of sliding layer material. Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerschale ein Trägermaterial, ein Lagermetall (11) und eine darauf aufgebrachte Gleitschicht (12) aufweist und dass die Schmiermittelbarriere (20) aus Gleitschichtmaterial oder aus Gleitschichtmaterial und Lagermetall (11) besteht.Slide bearing shell according to one of claims 1 to 23, characterized in that the sliding bearing shell, a carrier material, a bearing metal ( 11 ) and a slip layer ( 12 ) and that the lubricant barrier ( 20 ) of sliding layer material or of sliding layer material and bearing metal ( 11 ) consists. Verwendung der Gleitlagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 25 als Hauptlagerschale in Kurbelwellenlagern.Use of the sliding bearing shell according to one of the claims 1 to 25 as the main bearing shell in crankshaft bearings. Lageranordnung mit zwei Gleitlagerschalen (1, 1') und einem in den Gleitlageschalen (1, 1') gelagerten rotierenden Gegenläufer (8), wobei zwischen Gegenläufer (8) und Gleitfläche der Gleitlagerschale (1, 1') ein Lagerspalt S vorhanden ist, wobei mindes tens eine Gleitlagerschale (1, 1') einen Schmiermittelkanal (15) und mindestens eine am Innenumfang angeordnete, den Lagerspalt S zwischen der Gleitlagerschale und dem Gegenläufer schließende Schmiermittelbarriere (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelbarriere (20) aus einem Materialaufwurf besteht und dass im Betrieb die Schmiermittelbarriere (20) den Gegenläufer (8) berührt.Bearing arrangement with two plain bearing shells ( 1 . 1' ) and one in the sliding liners ( 1 . 1' ) mounted rotating counter-runners ( 8th ), whereby between counterparts ( 8th ) and sliding surface of the sliding bearing shell ( 1 . 1' ) a bearing gap S is present, wherein at least one sliding bearing shell ( 1 . 1' ) a lubricant channel ( 15 ) and at least one arranged on the inner circumference, the bearing gap S between the sliding bearing shell and the counter-rotor closing lubricant barrier ( 20 ), characterized in that the lubricant barrier ( 20 ) consists of a material throw-up and that during operation the lubricant barrier ( 20 ) the counter-runner ( 8th ) touched. Lageranordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerschale (1, 1') mindestens im Bereich beidseitig des Schmiermittelkanals (15) jeweils mindestens eine Schmiermittelbarriere (20) aufweist.Bearing arrangement according to claim 27, characterized in that the plain bearing shell ( 1 . 1' ) at least in the region on both sides of the lubricant channel ( 15 ) at least one lubricant barrier ( 20 ) having. Verfahren zur Herstellung von Gleitlagerschalen, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Bereitstellen einer vorgefertigten Gleitlagerschale, – Ausbilden mindestens einer Schmiermittelbarriere mittels mindestens eines Laserstrahls, der unter einem Winkel α auf die Innenfläche der Gleitlagerschale gelenkt und längs einer vorbestimmten Bahn über die Innenfläche geführt wird, wobei der Winkel α zwischen dem Laserstrahl und der Senkrechten auf der Innenfläche gemessen wird.Method for producing plain bearing shells, characterized by the following steps: - Provide a prefabricated plain bearing shell, - Training at least one lubricant barrier by means of at least one Laser beam, which at an angle α on the inner surface the slide bearing shell steered and along a predetermined Web is guided over the inner surface, where the angle α between the laser beam and the vertical is measured on the inner surface. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgefertigte Gleitlagerschale eine Gleitschicht aufweist.Method according to claim 29, characterized the prefabricated sliding bearing shell has a sliding layer. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgefertigte Gleitlagerschale noch keine Gleitschicht aufweist und dass die Gleitschicht nach dem Ausbilden der Schmiermittelbarriere aufgebracht wird.Method according to claim 29, characterized that the prefabricated plain bearing shell still no sliding layer and that the sliding layer after forming the lubricant barrier is applied. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht galvanisch aufgebracht wird.Method according to claim 31, characterized in that that the sliding layer is applied galvanically. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein gepulster Laser verwendet wird.Method according to one of claims 29 to 32, characterized in that a pulsed laser is used. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass ein gepulster Festkörperlaser verwendet wird.Method according to claim 33, characterized that a pulsed solid-state laser is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl unter einem Winkel α zwischen 0° und 50° auf die Innenfläche gelenkt wird.Method according to one of claims 29 to 34, characterized in that the laser beam at an angle α between 0 ° and 50 ° steered to the inner surface becomes. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl unter einem Winkel α zwischen 25° und 35° auf die Innenfläche gelenkt wird.Process according to claim 35, characterized in that that the beam at an angle α between 25 ° and 35 ° is directed to the inner surface. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser mit einer Frequenz von 50 bis 100 Hertz gepulst wird.Method according to one of claims 33 to 36, characterized in that the laser has a frequency of 50 is pulsed to 100 hertz. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser mit einer Frequenz von 60 bis 80 Hertz gepulst wird.Method according to claim 37, characterized in that that the laser is pulsed at a frequency of 60 to 80 hertz.
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