DE19913468A1 - Nasse Zylinderlaufbuchse - Google Patents
Nasse ZylinderlaufbuchseInfo
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- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads having cooling means
- F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/16—Cylinder liners of wet type
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine nasse Zylinderlaufbuchse, welche in eine Grundbohrung eines Kurbelgehäuses eingesetzt ist und welche an ihrem oberen Ende einen Bund aufweist, der mit radialem Spiel zum Kurbelgehäuse ausgebildet ist und die Zylinderlaufbuchse in der Umgebung unterhalb des Bundes einen Absatz aufweist der zur Grundbohrung eine Preß- oder Übergangspassung darstellt. Bei nassen Zylinderlaufbuchsen sind auf der äußeren Umlauffläche Nuten für die Dichtsysteme erforderlich. Die Nuten führen durch Kerbwirkung zu einer Spannungserhöhung. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Nuten 8a, 8b im Bereich des Absatzes 6 und durch die Wahl der Passung von Absatz 6 gegenüber der Grundbohrung 2 wird in den Nuten eine Druckspannung hervorgerunfen. Da die Nuten einer hohen mittleren Druckspannung ausgesetzt sind, der sich durch die Gasdruckkräfte Wechselspannungen überlagern, wird entsprechend dem bekannten Smith-Diagramm eine höhere Dauerfestigkeit erreicht. Die erfindungsgemäße Laufbüchse ist besonders bei Dieselmotoren mit hohen Zündrücken vorgteilhaft anwendbar.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine nasse Zylinderlaufbuchse gemäß dem Gattungsbe
griff des Patentanspruches 1.
Aus DE 197 06 840 A1 ist eine trockene Zylinderlaufbuchse bekannt, bei der unterhalb
eines Bundes ein Absatz vorgesehen ist, der einen Preß- oder Übergangssitz bezüglich
der Grundbohrung darstellt. Über diesen Absatz ist die Zylinderlaufbuchse gegen die
Grundbohrung abgestützt, so daß in diesen Bereich die hohen Gasdruckkräfte aufge
fangen werden und es zu keiner übermäßigen Deformierung kommt. Eine derartige
Bauweise der Zylinderlaufbuchse ist aber nur auf trockene Zylinderlaufbuchsen an
wendbar, die nicht gegen Kühlwasser abgedichtet werden müssen.
Bei nassen Buchsen ist es üblich, den mit dem Kühlmedium umspülten Bereich mittels
Dichtsystemen, wie O-Ringdichtungen, abzudichten. Diese Dichtsysteme können im
Bereich der Laufbuchse geometrische Nuten zur Aufnahme derselben bedingen. Diese
Nuten stellen im festigkeitstechnischen Sinn Kerben dar, die bei Belastung der Buchse
durch Innendruck oder Längskraft zum Versagen führen können. Die Bauform der nas
sen Laufbuchsen werden zur Gewährleistung der Montierbarkeit üblicherweise mit
Spielpassungen in die Grundbohrung eingesetzt. Durch die unvermeidbaren geometri
schen Toleranzen treten Abweichungen der Idealdurchmesser der Buchse und der
Grundbohrungen auf. Des weiteren entstehen durch die Montage von benachbarten
Teilen wie den Zylinderkopf beim Anzug der Zylinderkopfschrauben Verspannungen
oder Verzug der Grundbohrung. Unter Belastung versucht die Laufbuchse sich an die
Grundbohrung abzustützen. Da dies aus den angeführten Gründen nicht über den ge
samten Umfang möglich ist entstehen punktuell in den Kerbstellen höhere Beanspru
chungen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Außenkontur der Zylin
derlaufbuchse so zu gestalten, daß einerseits eine gute Montage und Demontage mög
lich ist, aber andererseits die notwendigen Nuten für die Aufnahme der Dichtsysteme
nicht zu einer übermäßigen Abnahme der Dauerfestigkeit der Zylinderlaufbuchse An
laß geben.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspru
ches 1.
Durch die Ausführung der Buchse im Bereich der Dichtsysteme und somit an den
Kerbstellen, als Preß- oder Übergangspassung wird die auftretende Bauteilbean
spruchung reduziert. Da sich der Kontaktbereich zwischen Grundbohrung und Buchse
erhöht, wird die mögliche Verformung der Buchse bis zu einem ausreichenden Kon
takt mit der Grundbohrung verringert. Die vorgeschlagene Preß- oder Übergangspas
sung kann zur Erzeugung von Druckspannungen in den Nuten für das Dichtsystem,
dem Kerbgrund, führen. Diese bewirken eine Erhöhung der ertragbaren dynamischen
Zugspannung im Betrieb aus. Die Bauteilfestigkeit und somit die Belastbarkeit wird
erhöht.
Vorteilhafte Ausführungen für die Dichtsysteme können den Unteransprüchen 2 bis 5
entnommen werden.
Ausführungsbeispiele für die Gestaltung der Außenkontur und der Dichtsysteme der
Zylinderlaufbuchse sind an Hand von Zeichnungen dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt der Zylinderlaufbuchse mit zylindrischem Absatz
und den Dichtsystemen zu beiden Seiten des Absatzes,
Fig. 2 einen Längsschnitt der Zylinderlaufbuchse mit zylindrischem Absatz
und den Dichtsystemen zwischen Absatz und Bund,
Fig. 3 einen Längsschnitt der Zylinderlaufbuchse mit balligem Absatz und
den Dichtsystemen zu beiden Seiten des Absatzes,
Fig. 4 einen Längsschnitt der Zylinderlaufbuchse mit balligem Absatz und
den Dichtsystemen zwischen Absatz und Bund
Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine nasse Zylinderlaufbuchse 1, welche in eine Grund
bohrung 2 eines Kurbelgehäuses 3 eingesetzt ist. Die Zylinderlaufbuchse 1 ist an ihrem
oberen Ende mit einem Bund 4 versehen der ein radiales Spiel 5 zum Kurbelgehäuse 3
aufweist. Zur Abstützung der Zylinderlaufbuchse 1 gegen das Kurbelgehäuse 3 ist die
Zylinderlaufbuchse 1 im Bereich unterhalb des Bundes 4 mit einem Absatz 6 versehen.
Dieser Absatz 6 weist gegenüber der Grundbohrung 2 eine Preß- oder Übergangspas
sung auf, so daß sich die Zylinderlaufbuchse im Bereich hoher Gasdruckkräfte gegen
die Grundbohrung 2 abstützen kann. Bei nassen Zylinderlaufbuchsen ist aber noch ein
Dichtsystem gegen das Kühlwasser erforderlich. Ein solches Dichtsystem besteht übli
cherweise aus Gummiringen, welche sich in umlaufenden Nuten auf der Außenfläche
der Zylinderlaufbuchse 1 befinden. Diese Nuten stellen Kerben dar, die zu einer Ver
ringerung der Dauerfestigkeit der Zylinderlaufbuchsen führen.
Hier setzt nun die Erfindung ein. Das dargestellt Dichtsystem, welches sich im Bereich
der Einwirkung hoher Gasdruckkräfte befindet, wird aus zwei Ringen 7a, 7b gebildet,
welche in Nuten 8a, 8b auf der Zylinderlaufbuchse 1 eingelegt sind. Diese Nuten 8a,
8b sind zu beiden Seiten des Absatzes 6 angebracht. Durch diese Anordnung der Nuten
8a, 8b wird durch die von außen auf den Absatz 6 ausgeübten Druckkräfte die Kerb
wirkung der Nuten reduziert und die Dauerfestigkeit gesteigert. Der Außendurchmes
ser D1 des Absatzes 6 ergibt sich vorteilhaft zu D1 = D2 + D3 (0,001 . . . 0,005). Den
hier geschilderten Effekt kann man am besten aus dem sogenannten Smith-Diagramm
ersehen. Wird die Mittelspannung σm verringert, so wird die Schwingfestigkeit σw
spürbar erhöht. Die Mittelspannung σm wird im Bereich der Nuten 8a, 8b dadurch re
duziert, daß man auf den Absatz 6 durch die gewählte Passung eine Druckspannung
ausübt. Eine Druckspannung kann sich auch durch Reaktionskräfte ergeben, wenn die
durch Gasdruckkräfte sich ergebene radiale Aufweitung der Zylinderlaufbuchse 1
durch die Grundbohrung 2 behindert wird.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen Möglichkeiten für die Ausbildung des Absatzes 6 und die
Zuordnung der Nuten 8a, 8b zum Absatz 6.
Nach Fig. 2 ist der Absatz 6 unterhalb der Nuten 8a, 8b angebracht. Druckspannun
gen auf den Absatz 6 können wiederum die Kerbwirkung der Nuten 8a, 8b mindern.
Ebenso verhält es sich bei der Ausbildung des Absatzes 6 gemäß den Fig. 3 und 4.
Der ballig ausgeführte Absatz 6 führt zu einer Linienberühung und demzufolge zu ho
hen Druckspannungen, welche durch äußere Reaktionskräfte im Bereich des Absatzes
6 hervorgerufen werden. Die Folge ist wiederum eine Erhöhung der Dauerfestigkeit im
Bereich der Nuten 8a, 8b.
Claims (5)
1. Nasse Zylinderlaufbuchse, welche in eine Grundbohrung eines Kurbel
gehäuses eingesetzt ist und welche an ihrem oberen Ende einen Bund
aufweist der mit radialem Spiel zum Kurbelgehäuse ausgebildet ist und
die Zylinderlaufbuchse in der Umgebung unterhalb des Bundes einen Absatz
aufweist der zur Grundbohrung eine Preß- oder Übergangspassung darstellt,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Absatzes (6) Nuten (8a,
8b) für die Aufnahme von Dichtsystemen (7a, 7b) vorgesehen sind.
2. Nasse Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Absatz (6) zylindrisch ausgebildet ist und die Nuten (8a, 8b) für die
Dichtsysteme (7a, 7b) zu beiden Seiten des Absatzes (8) angeordnet sind.
3. Nasse Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Absatz (6) zylindrisch ausgebildet ist und die Nuten (8a, 8b) für die
Dichtsysteme (7a, 7b) zwischen Bund (4) und Absatz (8) angeordnet sind.
4. Nasse Zylinderlautbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Absatz (6) ballig ausgebildet ist und die Nuten (8a, 8b) für die Dichtsysteme
(7% 7b) zu beiden Seiten des Absatzes (6) angeordnet sind.
5. Nasse Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Absatz (6) ballig ausgebildet ist und die Nuten (a, 8b) für die Dichtsysteme
(7a, 7b) zwischen Bund (4) und Absatz (6) angeordnet sind.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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DE19913468C2 DE19913468C2 (de) | 2001-12-20 |
Family
ID=7902320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19913468A Expired - Lifetime DE19913468C2 (de) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Nasse Zylinderlaufbuchse |
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Legal Events
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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|
R071 | Expiry of right |