DE1255987B

DE1255987B - Zylinder fuer luftgekuehlte Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1255987B
Application number: DEM61878A
Authority: DE
Inventors: Joachim Besser; Helmut Kottmann
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1964-07-25
Filing date: 1964-07-25
Publication date: 1967-12-07

Description

Zylinder für luftgekühlte $rennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen Zylinder für luftgekühlte Brennkraftmaschinen mit einer aus Gußeisen bestehenden Zylinderlaufbuchse und einem auf diese durch Umgießen aufgebrachten, aus Leichtmetall bestehenden Mantel mit in Segmente unterteilten Ringrippen, bei dem das Verhältnis der Wandstärke des Mantels zur Wandstärke der Zylinderlaufbuchse vom kopfseitigen Zylinderende zum kurbelwellenseitig angeordneten Befestigungsflansch zunimmt, und bei dem auch ein in das Kurbelwellengehäuse hineinragendes freies Ende der Zylinderlaufbuchse mix einem unter Schrumpfdruck anliegenden Mantel aus Leichtmetall versehen ist.
Bei derartigen Zylindern dient der Leichtmetallmantel in erster Linie der Verbesserung des Wärmeüberganges an die Kühlluft, außerdem soll er aber auch die Wärmeausdehnung des Zylinders regeln und vergleichmäßigen.
Die letztgenannte Wirkung wird durch den beim Umgießen der Zylinderlaufbuchse auftretenden Schrumpfdruck bewirkt, der eine elastische Vorstauchung des Buchsenwerkstoffes und gleichzeitig eine elastische Vordehnung des Mantelwerkstoffes bewirkt, wobei das Verhältnis der Vorstauchung des einen zur Vordehnung des anderen Teiles dem Verhältnis der Wandstärken proportional ist. Beim Wiedererwärmen bildet sich die elastische Verformung entsprechend der temperaturbedingten Abnahme des Schrumpfdruckes zurück und diese Wirkung überlagert sich der normaler. Wärmeausdehnung derart, daß sich eine Gesamtwärmeausdehnung ergibt, die zwischen derjenigen des Buchsenwerkstoffes und des Mantelwerkstoffes liegt, und die um so größer wird, je größer der von der Zylinderlaufbuchse durch elastische Verformung aufgenommene Anteil des im kalten Zustand vorhanden gewesenen Schrumpfdruckes war. Man kann daher innerhalb der Elastizitätsgrenzen die Wärmeausdehnung durch Veränderung des von der Zylinderlaufbuchse aufzunehmenden Verformungsanteiles weitgehend beeinflussen und man kann sie insbesondere dadurch vergleichmäßigen, daß man den von der Zylinderlaufbuchse aufzunehmenden Verformunasanteil dort steigert, wo das natürliche Ausdehnungsbestreben verhältnismäßig klein ist, also an den Stellen mit niedriger Betriebstemperatur, während man an den Stellen mit hoher Betriebstemperatur, also am kopfseitigen Zylinderende den Leichtmetallmantel dünn- und die Zylinderlaufbuchse dickwandig macht, um dort eine möglichst große Annäherung der Gesamtwärmeausdehnung an die Wärmeausdehnung des Buchsenwerkstoffes zu erreichen. Dabei kann es jedoch vorkommen, daß der Mantelwerkstoff im Bereich des kopfseitigen Zylinderendes über den elastischen Bereich hinaus beansprucht wird und sich infolgedessen nach kurzer Zeit von der Zylinderlaufbuchse abhebt. Das kann aber nicht in Kauf genommen werden, weil die dadurch bedingte Verschlechterung des Wärmeüberganges eine ausreichende Kühlung nicht mehr ermöglichen würde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärmeausdehnung eines Zylinders auf die beschriebene Art zu regeln, dabei aber das Abheben der dünnwandigen Leichtmetallmantelteile von der Zylinderlaufbuchse am heißen kopfseitigen Zylinderende mit Sicherheit zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Zylinder der eingangs beschriebenen Art am kopfseitigen Zylinderende die Wandstärke der Zylinderlaufbuchse in an sich bekannter Weise mindestens 2,5 mal so groß gewählt wird wie die Wandstärke des Mantels, während im Bereich des Befestigungsflansches der Mantel dicker ist als die Zylinderlaufbuchse, und daß ferner in an sich aus den deutschen Patentschriften 817 636 und 1157 744 bekannter Weise die Mantelfläche der Zylinderlaufbuchse eine Vielzahl von Hinterschneidungen bildenden Erhebungen und Einbuchtungen aufweist, die vom Werkstoff des durch Umgießen aufgebrachten Mantels ausgefüllt sind.
Es hat sich gezeigt, daß die durch die zuletzt genannte Maßnahme erreichte innige Verkrallung zwischen den Werkstoffen der Zylinderlaufbuchse und des Leichtmetallmantels kräftig genug ist, um ein Abheben des Leichtmetallmantels selbst bei den höchsten im Betrieb vorkommenden Temperaturen auch dann zu verhindern, wenn infolge der gewählten Wandstärkenverhältnisse die auftretenden Schrumpfspannungen am kopfseitigen Zylinderende allein von den dort dünnwandigen Zonen des Leichtmetallmantels aufgenommen werden müssen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in F i g. 1 im Längsschnitt und in F i g. 2 in Draufsicht dargestellt.
Die Zylinderlaufbuchse 1 des Zylinders weist an ihrer Mantelfläche 2 eine Vielzahl von Hinterschneidungen bildenden Erhebungen und Einbuchtungen auf. Der Werkstoff des auf die Zylinderlaufbuchse durch Umgießen aufgebrachten Leichtmetallmantels 3 füllt diese Einbuchtungen bzw. die Zwischenräume zwischen den Erhebungen aus und ist dadurch mit der Buchse formschlüssig verankert. Mit dem Leichtmetallmantel sind gegeneinander versetzte Rippensegmente 31 einstückig verbunden. Am kopfseitigen Zylinderende ist die Wandstärke a der Zylinderlaufbuchse etwa dreimal so groß wie die Wandstärke des Leichtmetallmantels. Im Bereich des Befestigungsflansches 32 ist dagegen die Wandstärke c der Zylinderlaufbuchse kleiner als die Wandstärke d des Leichtmetallmantels.

Claims

Patentanspruch: Zylinder für luftgekühlte Brennkraftmaschinen mit einer aus Gußeisen bestehenden Zylinderlauf-Buchse und einem auf diese durch Umgießen aufgebrachten, aus Leichtmetall bestehenden Mantel mit in Segmente unterteilten Ringrippen, bei dem das Verhältnis der Wandstärke des Mantels zur Wandstärke der Zylinderlaufbuchse vom kopfseitigen Zylinderende zum kurbelwellenseitig angeordneten Befestigungsflansch zunimmt, und bei dem auch ein in das Kurbelwellengehäuse hineinragendes freies Ende der Zylinderlaufbuchse mit einem unter Schrumpfdruck anliegenden Mantel aus Leichtmetall versehen ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß am kopfseitigen Zylinderende die Wandstärke (a) der Zylinderlaufbuchse (1) in an sich bekannter Weise mindestens 2,5 mal so groß ist wie die Wandstärke (b) des Mantels (3), während im Bereich des Befestigungsflansches (32) der Mantel (3) dicker ist als die Zylinderlaufbuchse (1), und daß in an sich bekannter Weise die Mantelfläche der Zylinderlaufbuchse (1) eine Vielzahl von Hinterschneidungen bildenden Erhebungen und Einbuchtungen aufweist, die vom Werkstoff des durch Umgießen aufgebrachten Mantels (3) ausgefüllt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 817 636, 872133, 971024, 1157 744; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1755 648.