CH244425A - Cylinder for air-cooled internal combustion engines. - Google Patents

Cylinder for air-cooled internal combustion engines.

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CH244425A
CH244425A CH244425DA CH244425A CH 244425 A CH244425 A CH 244425A CH 244425D A CH244425D A CH 244425DA CH 244425 A CH244425 A CH 244425A
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CH
Switzerland
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ring
cylinder
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internal combustion
air
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German (de)
Inventor
H C F Porsche Dr Ing Kg
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Porsche Kg
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/04Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for air cooling
    • F02F1/06Shape or arrangement of cooling fins; Finned cylinders

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

  

  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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Zylinder für luftgekühlte Brennkraft inaschinen finit auf die Zylinderbüchse aufge brachtem Zylinderkopf, auf den im Bereich der Verbindungsstelle zwischen Zylinder büchse und Zylinderkopf ein zusätzlicher, mit Kühlrippen versehener Ring aussen aufge setzt ist, wodurch ein Lösen der Verbindung des Zylinderkopfes von der Zylinderbüchse und damit die Unterbrechung des Wärme durchganges ini Betrieb verhindert werden soll, dadureli. gekennzeichnet, PATENT CLAIM: Cylinders for air-cooled internal combustion engines finite cylinder head attached to the cylinder liner, on which an additional ring with cooling ribs is placed on the outside in the area of the junction between the cylinder liner and cylinder head, causing the cylinder head to become detached from the cylinder liner and thus the interruption of the heat transfer in operation should be prevented, dadureli. marked, da.ss die Kühl rippen (8) des Ringes (7). damit sie dessen Federungsvermögen nielit beeinträchtigen. schräg zur Ringaelise verlaufen. UNTERANSPRtiCIHE 1. Zylinder nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet,, dass der Ring (7) auf dem Hals (6) des Zylinderkopfes (4) aufge schrumpft ist. 2. Zylinder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (7) lose auf dem Hals (6) des Zylinderkopfes (4) ange bracht ist. 3. da.ss the cooling ribs (8) of the ring (7). so that they do not affect its resilience. run diagonally to the Ringaelise. SUB-CLAIM 1. Cylinder according to patent claim, characterized in that the ring (7) is shrunk onto the neck (6) of the cylinder head (4). 2. Cylinder according to claim, characterized in that the ring (7) is loosely placed on the neck (6) of the cylinder head (4). 3. Zylinder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel der Kühlrippen (8) in. bezug auf eine zur Achse des Ringes (7) senkrechte Ebene zwischen 12 und 25 beträgt. - Cylinder according to claim, characterized in that the angle of inclination of the cooling fins (8) in relation to a plane perpendicular to the axis of the ring (7) is between 12 and 25. -
CH244425D 1942-11-09 1943-11-08 Cylinder for air-cooled internal combustion engines. CH244425A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3415495A1 (en) * 1984-04-26 1985-10-31 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Air-cooled internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3415495A1 (en) * 1984-04-26 1985-10-31 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Air-cooled internal combustion engine

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