DE1048079B - Cylinder for air-cooled internal combustion engines - Google Patents

Description

Zylinder für luftgekühlte Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf Zylinder für luftgekühlte Brennkraftmaschinen, die im Verbundgußverfahren hergestellt sind (deren Laufbüchsenwerkstoff gegenüber dem Rippenwerkstoff somit einen verschieden großen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist) und im Leichtmetallrippenteil Längsschlitze od. dgl. Ausnehmtingen aufweisen.Cylinders for air-cooled internal combustion engines The invention relates on cylinders for air-cooled internal combustion engines, which are made in the composite casting process are manufactured (their liner material compared to the rib material thus has a different coefficient of thermal expansion) and in the light metal rib part Have longitudinal slots or the like cutouts.

Wird der Rippenteil durch An- bzw. Umgießen auf den aus einem Eisenwerkstoff bestehenden Laufteil aufgebracht, entstehen bekanntlich Druckspannungen, die durch das Aufschrumpfen beim Abkühlen und Erstarren des Rippenteiles hervorgerufen werden. Diese Spannungen machen sich bei allen Kühlrippen, die nicht kreisförmig sind, oder bei solchen kreisförmigen mit Böhrungen oder Abflachungen insofern nachteilig bemerkbar, als sie die genau kreisrunde Zylinderbohrung verändern. Um dies zu verhindern, ist bereits vorgeschlagen, jedoch noch nicht bekanntgeworden, die Kühlrippen zu schlitzen bzw. mit Ausnehmungen zu versehen. Diese Einschnitte sind in ihrer Zahl, Verteilung, Anordnung und Tiefe so zu wählen, daß die Verformung der Laufbüchse in betriebswarmem Zustand gleichmäßig über ihren ganzen Ouerschnitt aufrechterhalten bleibt.If the rib part is made of a ferrous material by casting on or around it Applied existing running part, as is known, compressive stresses arise through the shrinking caused by cooling and solidification of the rib part. These tensions arise in all cooling fins that are not circular, or in the case of circular ones with bores or flats, this is disadvantageously noticeable, when they change the perfectly circular cylinder bore. To prevent this from happening is already proposed, but not yet known, to slit the cooling fins or to be provided with recesses. These cuts are in their number, distribution, The arrangement and depth should be chosen so that the deformation of the liner is at operating temperature Condition is maintained evenly over its entire cross section.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die derzeitig angewendete Schlitzung der Rippen nicht ausreicht, um die Druckspannungen, die vom Rippenteil auf die Laufbüchse ausgeübt werden, zu beseitigen. Um die aus Grauguß oder Stahl bestehende Büchse vollkominen frei von derartigen mechanischen Beanspruchungen zu machen, wird die in axialer Richtung vorgenommene Schlitzung erfindungsgemäß vorzugsweise im heißesten Teil des Zylinders angebracht und in Abhängigkeit von dem Betriebszustand mehr oder weniger tief maximal bis zur Laufbüchse durchgeführt. Durch eine solche Zylinderausbildung kann in recht vorteilhafter Weise den verschieden großen Wärmeausdehnungen. in verschiedenen Querschnitten des Zylinders Rechnung getragen werden, die durch die unterschiedliche Wärmebeaufschlagung am Kopf-;#nde gegenüber dem nach dem Kurbelgehäuse gerichteten bzw. dort eingesetzten Ende der Zylinderbüchse zustandekommen.However, it has been shown that the currently used slitting the ribs are not sufficient to withstand the compressive stresses exerted by the rib part on the liner be exercised to eliminate. To the bush made of gray cast iron or steel To make it completely free from mechanical stresses of this kind is the Slitting made in the axial direction, according to the invention, preferably in the hottest Part of the cylinder attached and depending on the operating condition more or performed less deeply up to the liner. With such a cylinder design can take advantage of the different thermal expansions. in different Cross-sections of the cylinder are taken into account by the different Heat applied to the head -; # nde compared to that directed towards the crankcase or the end of the cylinder liner inserted there.

Um die Spannungen aus einem Verbundgußzylinder in Richtung der Zylinderlängsachse zu verringern, ist auch empfohlen worden. den Rippenteil durch Ein-#,tech:en von Nuten zu unterbrechen, so daß einzelne in horizontaler Richtung parallel zueinander liegende _Ubsehnitte entstehen.About the stresses from a composite cast cylinder in the direction of the cylinder's longitudinal axis reducing has also been recommended. the rib part by a - #, tech: en of Interrupt grooves so that individual ones parallel to each other in the horizontal direction lying _Ubsehnitte arise.

1#.s ist weiterhin auch nicht mehr neu, einen federnden Leichtmetallmantel, der auf eine Laufbüchse oder mechanisch durch Klemmen auf #lerselben festgehalten wird. zu schlitzen und die elastische Wirkung mittels besonderer zusätzlich angeordneter federnder Klemmstücke herbeizuführen. Die Schlitze teilen den Rippenkörper dabei in axialer Richtung auf, sind aber durch die vorerwähnten. Klemmglieder unterbrochen, so daß lediglich eine federnde Nachgiebigkeit des Rippenmantels erreicht wird, während das Verhalten der Laufbüchse vollkommen unbeeinflußt bleibt.1 #. It is still no longer new, a springy light metal jacket, which is held on a liner or mechanically by clamping on the same will. to slit and the elastic effect by means of special additionally arranged bring about resilient clamping pieces. The slots divide the rib body in the axial direction, but are due to the aforementioned. Clamping links interrupted, so that only a resilient resilience of the rib jacket is achieved while the behavior of the liner remains completely unaffected.

Um eine besondere Belüftung des Rippenteiles bei einem Zylinder für Brennkraftmasehinen zu erhalten, der in einem Stück gegossen worden ist, kennt die Fachwelt auch schon eine besonders gestaltete Rippenform mit zusätzlich erforderlichen Hilfsteilen, die im betriehswarmen Zustand spannungslos ist.In order to have a special ventilation of the rib part in a cylinder for To get Brennkraftmasehinen, which has been cast in one piece, knows the Experts also have a specially designed rib shape with additionally required Auxiliary parts that are de-energized when warm.

Die Länge und Tiefe der von der Laufbüchsenoberfläche aus beginnenden Schlitze soll sich bei Verbundgußzylinder im wesentlichen nach dein Temperaturgefälle im Zylinder richten. Erfindungsgemäß wird deshalb die Schlitzung im Bereich der heißen Seite bis zur Laufbüchse durchgeführt. Die Anzahl der Schlitze hängt davon ab, wie stark die kreisrunde Formgebung des Zylinders durch die Schlitzwirkung beeinflußbar ist, und welche Temperaturen in der Nähe der Schlitze selbst vorhanden sind. Hierauf muß besonders hinsichtlich der Ein- bzw. Auslaßventilanordnung geachtet werden. Die Schlitze bz@v. Einschnitte oder Ausnehmungen in die Rippen können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung so geführt sein, d:aß sie in axialer Richtung untereinanderliegende Rippen einbeziehen und gegebenenfalls von der äußeren Büchsenmanteloberfläche aus mit zunehmender Entfernung vom kopfseitigen Ende des Zylinders über untereinander angeordnete Rippen sich erstrecken und dabei immer weniger tief werden, um schließlich in der Oberfläche einer Rippe auszulaufen, bevor die Schilitze den Zylinderfuß erreicht haben.The length and depth of the starting from the liner surface In the case of composite cast cylinders, slots should essentially be based on your temperature gradient straighten in the cylinder. According to the invention, therefore, the slitting in the area of on the hot side up to the liner. The number of slots depends on it from how much the circular shape of the cylinder can be influenced by the slot effect and what temperatures are near the slots themselves. On that special attention must be paid to the inlet and outlet valve arrangement. The slots bz @ v. Incisions or recesses in the ribs can after a Another feature of the invention be performed so that they are located one below the other in the axial direction Include ribs and, if necessary, from the outer liner surface with increasing distance from the head end of the cylinder over one another arranged ribs extend and become less and less deep, to finally to run out in the surface of a rib before the ski braid reaches the cylinder base to have.

Die Abbildungen veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Abb. 1 zeigt einen Zylinder für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine teils im Schnitt, teils in Ansicht; Abb. 2 irst ein Ouerschnitt durch den Zylinder nach Abb. 1.The figures illustrate an exemplary embodiment of the subject matter of the invention. Fig. 1 shows a cylinder for an air-cooled internal combustion engine, partly in section. partly in view; Fig. 2 is a cross-section through the cylinder according to Fig. 1.

Der Zylinder einer luftgekühlten Brennkraftmaschine besteht aus der Laufbüchse a, die aus einem Eisenwerkstoff gefertigt ist, und. dem Rippenteil b aus Leichtmetall, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung. Die einzelnen Rippen c sind mehr oder weniger breit geschlitzt, so daß auch von Ausnehmungen gesprochen werden kann. Die Schlitze d umfassen in der Regel mehrere untereinanderliegende Rippen c und verlaufen in radialer Richtung, wie dies insbesondere aus der Abb. 2 zu entnehmen ist. Die mit e bezeichnete Schlitzung reicht bis zur äußeren Manteloberfläche der Laufbüchse a. Die Schlitzung braucht nicht den Bereich sämtlicher Rippen zu erfassen, sondern kann vor Erreichung der untersten Rippen c' des Rippenteiles b allmählich auslaufen, wie dies bei f nach Abb. 1 angedeutet ist.The cylinder of an air-cooled internal combustion engine consists of the liner a, which is made of an iron material, and. the rib part b made of light metal, preferably an aluminum alloy. The individual ribs c are slit more or less wide, so that one can also speak of recesses. The slots d generally include a plurality of ribs c lying one below the other and run in the radial direction, as can be seen in particular from FIG. The slot marked e extends to the outer jacket surface of the liner a. The slot need not cover the area of all the ribs, but can gradually taper off before reaching the lowest ribs c 'of the rib part b , as indicated at f in FIG.

Die Zahl dieser über den Ouerschnitt des Rippenteiles b verteilten Längsschlitze d bzw. e richtet sich nach der runden Querschnittsgestaltung des Zylinders und der Forderung der Aufrechterhaltung derselben entgegen der Wirkung der Gießspannungen und der durch die verschieden starken Wärmebeaufschlagungen sich einstellenden Verformungskräfte.The number of these longitudinal slots d or e distributed over the cross-section of the rib part b depends on the round cross-sectional design of the cylinder and the requirement to maintain the same against the effect of the casting stresses and the deformation forces arising from the varying degrees of heat exposure.

Die Verteilung und Ausbildung der Schlitze muß ferner auch mit Rücksicht auf die Anordnung der Auslaßventile erfolgen. Bekanntlich wird unterhalb eines Auslaßventils g (Abb. 2) und im Windschatten des luftgekühlten Zylinders der letztere immer heißer sein als auf der Seite, auf welcher sich das Einlaßventil lt befindet und auch an der Stelle, wo die kalte Kühlluft auf den Zylinder auftrifft. Entsprechend der Darstellung in der Äbb. 2 ist daher der Zylinder in der Nähe der heißeren Laufbahn mit Schlitzen versehen, die bis zur äußeren Oberfläche der Laufbüchse reichen, während unterhalb des Einlaßventils 1a infolge der dort herrschenden niedrigeren Temperatur die Schlitze nicht so weit durchgeführt sein müssen.The distribution and formation of the slots must also be taken into account on the arrangement of the exhaust valves. As is known, below an exhaust valve g (Fig. 2) and in the slipstream of the air-cooled cylinder the latter is getting hotter than on the side on which the inlet valve is located and also on the point where the cold cooling air hits the cylinder. According to the representation in fig. 2 is therefore the cylinder near the hotter raceway with slots provided that extend to the outer surface of the liner while below of the inlet valve 1a due to the lower temperature prevailing there, the slots do not have to be carried out that far.

Claims (3)

PATENTA\SPHCCHE 1. Zylinder für luftgekühlte Brennkraftmaschinen, die im Verbundgullv erfahren hergestellt sind und im Leichtmetallrippenteil Längsschlitze oder dergleichen Ausnehmungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzung (d, e) im Bereich der heißen Seite bis zur Laufbüchse (a) durchgeführt ist. PATENTA \ SPHCCHE 1st cylinder for air-cooled internal combustion engines, which are made in the composite gull process and have longitudinal slots in the light metal rib part or the like have recesses, characterized in that the slitting (d, e) is carried out in the area of the hot side up to the liner (a). 2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Rippenteil entstehende Längsschlitzung (e) in radialer Richtung nach außen hin allmählich kürzer wird, bis sie am Umfang der untersten Rippe (c') bzw. der unteren Rippen (c) ausläuft. 2nd cylinder according to claim 1, characterized in that the longitudinal slits produced in the rib part (e) in the radial direction outwards gradually becomes shorter until it is at the circumference the lowermost rib (c ') or the lower rib (c) runs out. 3. Zylinder nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge oder die Tiefe der Schlitze (d) verschieden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 504 946, 734 978, 958 614; französische Zusatz-Patentschrift Nr. 525-10 zur französischen Patentschrift Nr. 875 443.3. Cylinder according to claim 1 or 2, characterized in that the length or the depth of the slots (d) is different. Considered publications: German Patent Nos. 504 946, 734 978, 958 614; French patent specification No. 525-10 to French patent specification No. 875 443.