Zylinder für luftgekühlte Brennkraftmaschinen. Die Erfindung betrifft einen Zylinder für luftgekühlte Brennkraftmaschinen mit auf die Zylinderbüchse aufgebrachtem Zylinder kopf, auf den im Bereich der Verbindungs stelle zwischen Zylinderbüchse und Zylinder kopf ein zusätzlicher, mit Kühlrippen ver- sehener Ring aussen aufgesetzt ist.
Um das Lösen der Verbindung zwischen der Zylinderbüchse und .dem Zylinderkopf beim Heisswerden der Brennkraftmaschine während des Betriebes zu verhindern, wurde bereits vorgeschlagen, einen Ring mit koni schem Innendurchmesser auf den gleichfalls mit einer Konusfläche versehenen Zylinder kopf aufzubringen und durch Zugschrauben festzuziehen. Der Ring wurde dabei mit senk recht zur Ringachse verlaufenden Kühlrippen ausgestattet. Diese knicken bei Ausdehnung des Ringes seitlich aus. Um die Schrauben bolzen unterbringen zu können, erfordert.
diese Ausführung eine grosse Wandstärke des Ringes und gegebenenfalls Butzen am Zy linderkopf, wa.s die Wärmeabfuhr beeinträch- tigt und die Anbringung von Kühlrippen am Zylinderkopf und den Durchtritt der Luft erschwert. Die Verbindung von Ring und Zylinderkopf ist starr, was eine Materialüber- beanspruchung des Kopfes begünstigt.
Bei einer andern bekannten Ausführung ist der Ring mit einem elliptischen Innendurchmesser versehen, welcher von der kreisförmigen Zy- linderbo@hrung und dem kreisförmigen 75y- linderkopfflansch abweicht. Der Ring ist dabei von solcher Stärke, dass ein elastisches Nachgeben praktisch nicht möglich ist.
Ein solches Nachgeben würde auch durch die senkrecht zur Ringachse verlaufenden Kühl sippen erschwert. Ein Ausdehnen des Zy linderkopfes kann daher nur in den durch die elliptische Farm des Ringes zwischen Zy linderkopf und Ring freigelassenen Raum in Richtung der Längsachse der Ellipse er folgen. Mit diesem Ring wird bewusst eine ovale Verformung erzielt.
Gemäss der Erfindung sollen die Nach teile der bekannten Ausführungen dadurch vermieden werden, dass die Kühlrippen des Ringes schräg zur Ringachse verlaufen.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung zeigt schematisch nur einen Teil des Zylinders im Schnitt nach einer durch die Zylinderachse gehenden Ebene. Die aus Stahl gefertigte Laufbüchse 1 des Zylinders ist mit den üblichen Kühlrippen ausgestattet und weist nahe ihrem Kopfende ein Aussengewinde auf. Der Zylinderkopf 4 besteht aus Leichtmetall und ist mit Kühl rippen 5 versehen.
An seinem äussern Ende 6 weist er ein Innengewinde 3 auf, mit dem er auf der Zylinderlaufbüchse 1 festgeschraubt ist. Ein Ring 7 aus Stahl hat schräg zu seiner Achse gerichtete Kühlrippen B. Bei entsprechender Wahl des Neigungswinkels der Kühlrippen kann erreicht werden, da.ss diese das Federungsvermögen des Ringes praktisch nicht beeinträchtigen. Der Nei- gungswinkel beträgt in bezug auf eine zur Achse des Ringes senkrechte Ebene zweck mässig 12 bis 25 , vorzüglich aber 15 .
Der Ring 7 sitzt lose auf dem Hals 6 des Zy linderkopfes und ist durch Vernieten be festigt, wie bei 9 angedeutet. Der Ring kann aber auch mit leichtem Schrumpfsitz auf dein Hals 6 .sitzen. Dadurch wird auf einfache Weise ein Unrundwerden der Lauffläche der Zylinderbüchse verhindert, aber trotzdem während des Betriebes den durch die Erwär mung hervorgerufenen Dehnungen Spielraum gelassen.
Der dünnwandige Hals 6 des Zy linderkopfes ist bei .stillstehendem halteni Motor unter Zugspannung bis nahe zur Fliess grenze beansprucht. Während des Betriebes der Brennkraftmaschine dehnt sich der Zylin derkopf 4 infolge Erwärmung mehr aus als wie die Zylinderbüchse, da. die Wärmedeli- nungszahl von Leichtmetall grösser ist als die von Stahl.
Ein Lösen der Verbindung voti Zylinderbüchse und Zylinderkopf wird aber durch den Ring 7 verhindert, da auch dessen Wärmedehnungszahl geringer ist wie die des Zylinderkopfes. Das Material des Zylinder kopfes wird deshalb jetzt auf Druck bean- sprucht. Der Ring 7 mit den schrägen Kühl rippen und der Hals 6 des Zylinderkopfes sind derart aufeinander abzustimmen, dass die ina.ximalen Zug- und Druckbeanspruchungen beider Teile .sowohl hei kaltem als auch bei warmem Zylinder innerhalb des elastischen Bereiches liegen,
das heisst dass keine bleiben den Formänderungen auftreten. Der Ring er möglicht durch seine Federwirkung eine ge wisse Ausdehnung des Zylinderkopfes und verhindert dadurch eine Materialüberbean- spruchung desselben. Die Federwirkung des Ringes wird durch die schräg angeordneten Rippen 8 praktisch nicht beeinträchtigt. Da sich nämlich bei der Erwärmung der Leicht metallzylinderkopf 4 mehr ausdehnt wie der Stahlring 7. so übt der Hals 6 einen Druck nach aussen auf den Ring 7 aus.
Dieser gibt zum Teil dem Diuiek elastisch nach, wobei in den Kühlrippen 8 Spannungen in Rich tung der Ringachse entstehen.
Es ist nicht notwendig, dass der Zylinder kopf einen speziellen Hals 6 für die Anbrin- gung des Ringes erhält. Es kann beispiels weise die Erfindung auf einen Zylinderkopf Anwendung finden, dessen Kühlrippen sich bis an sein freies Ende erstrecken. Es können die Kühlrippen dann zum Teil abgedreht werden und ein Ring von etwas grösserem Durchmesser auf die Stümpfe der Rippen aufgebracht werden.
Cylinder for air-cooled internal combustion engines. The invention relates to a cylinder for air-cooled internal combustion engines with a cylinder head applied to the cylinder liner, on which an additional ring provided with cooling fins is placed on the outside in the area of the connection point between the cylinder liner and the cylinder head.
In order to prevent the loosening of the connection between the cylinder liner and .dem cylinder head when the internal combustion engine heats up during operation, it has already been proposed to apply a ring with a conical inner diameter to the cylinder head, which is also provided with a conical surface, and to tighten it with lag screws. The ring was equipped with cooling fins running perpendicular to the ring axis. These buckle to the side when the ring expands. To accommodate the screw bolts, requires.
this design has a large wall thickness of the ring and, if necessary, slugs on the cylinder head, which impairs the dissipation of heat and makes it difficult for cooling fins to be attached to the cylinder head and the passage of air. The connection between the ring and the cylinder head is rigid, which favors excessive stress on the head material.
In another known embodiment, the ring is provided with an elliptical inside diameter, which differs from the circular cylinder bore and the circular 75-cylinder head flange. The ring is so strong that elastic yielding is practically impossible.
Such a yield would also be made more difficult by the cooling ribs running perpendicular to the ring axis. An expansion of the cylinder head Zy can therefore only in the space left free by the elliptical shape of the ring between cylinder head and ring Zy in the direction of the longitudinal axis of the ellipse, he follow. With this ring, an oval deformation is deliberately achieved.
According to the invention, the disadvantages of the known designs are to be avoided in that the cooling ribs of the ring run obliquely to the ring axis.
An example embodiment of the invention is shown in the drawing. The drawing shows schematically only part of the cylinder in section along a plane passing through the cylinder axis. The cylinder liner 1 made of steel is equipped with the usual cooling fins and has an external thread near its head end. The cylinder head 4 is made of light metal and is provided with cooling ribs 5.
At its outer end 6 it has an internal thread 3 with which it is screwed tightly onto the cylinder liner 1. A ring 7 made of steel has cooling ribs B directed obliquely to its axis. With an appropriate choice of the angle of inclination of the cooling ribs, it can be achieved that these practically do not impair the resilience of the ring. The angle of inclination in relation to a plane perpendicular to the axis of the ring is expediently 12 to 25, but preferably 15.
The ring 7 sits loosely on the neck 6 of the cylinder head Zy and is fastened by riveting, as indicated at 9. The ring can also sit on your neck 6 with a slight shrink fit. This prevents the running surface of the cylinder liner from becoming out-of-round in a simple manner, but nevertheless leaves room for the expansion caused by the heating during operation.
The thin-walled neck 6 of the cylinder head is stressed under tensile stress to close to the yield limit when the engine is stopped. During operation of the internal combustion engine, the Zylin derkopf 4 expands as a result of heating more than as the cylinder liner, there. the coefficient of thermal expansion of light metal is greater than that of steel.
A loosening of the connection between the cylinder liner and cylinder head is prevented by the ring 7, since its coefficient of thermal expansion is also lower than that of the cylinder head. The material of the cylinder head is therefore now subjected to pressure. The ring 7 with the inclined cooling ribs and the neck 6 of the cylinder head are to be matched to one another in such a way that the maximum tensile and compressive loads of both parts, both hot and cold, are within the elastic range.
this means that there are no permanent changes in shape. Due to its spring action, the ring enables the cylinder head to expand to a certain extent and thus prevents the material from being overstressed. The spring action of the ring is practically not impaired by the inclined ribs 8. Since the light metal cylinder head 4 expands more than the steel ring 7 when it is heated, the neck 6 exerts an outward pressure on the ring 7.
This partially yields elastically to the diuiek, with 8 tensions arising in the cooling fins in the direction of the ring axis.
It is not necessary for the cylinder head to have a special neck 6 for attaching the ring. For example, the invention can be applied to a cylinder head whose cooling fins extend to its free end. The cooling fins can then be partially turned off and a ring with a slightly larger diameter can be applied to the stumps of the fins.