DE4325364C2 - Befestigungsanordnung für Zylinder von Kraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsanordnung für Zylinder von Kraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der GB 249974 ist eine derartige Befestigungsanordnung bekannt, die insbesondere dazu dient, Sacklochzylinder von Verbrennungskraftmaschinen mit Hilfe von mehreren Stehbolzen zu befestigen, die den Zylinder im wesentlichen parallel zur Zylinderachse durchstoßen und im Maschinengehäuse verankert sind. Bei der bekannten Anordnung sind jeweils zwei Stehbolzen durch eine Befestigungsplatte miteinander verbunden, wobei diese Befestigungsplatte an den Rändern der Zylinder aufliegt.

Eine ähnliche Befestigungsanordnung ist durch die DE-PS 4 48 222 bekannt, wo wiederum jeweils zwei am Rande der Zylinder gelegene Stehbolzen durch eine Klammer miteinander verbunden sind, wobei diese Klammern jeweils auf die Ränder benachbarter Zylinder wirken.

Im Zylinderraum von Kraftmaschinen, z. B. im Verbrennungsraum von Motoren, werden Kräfte wirksam, die ausgehend vom Rand zwischen der Außenwand und der Oberseite des Zylinders zu Materialspannungen führen, durch die die Oberseite des Zylinders, wenn auch nur leicht, ausgebaucht wird. Diese Materialbeanspruchungen, insbesondere wenn es sich zusätzlich um Zug- und Druckbeanspruchungen, also Lastwechsel handelt, können zu einer vorzeitigen Ermüdung des Materials bis zu einem Materialbruch führen. Diese Lastwechsel können durch die bekannten Befestigungsanordnungen nicht aufgefangen werden.

Des weiteren sind in der Oberseite von Zylindern häufig Bauteile eingebaut, so z. B. bei einem Dieselmotor eine Glühkerze oder Sensoren etc. Diese Bauteile werden in der Regel mit Hilfe von Schrauben befestigt, die in die Oberseite des Zylinders eingeschraubt sind und z. B. über eine Druckplatte auf das Bauteil wirken und dieses in der Oberseite des Zylinders halten. Beim Betrieb der Kraftmaschine und insbesondere bei den erwähnten Lastwechseln werden wiederum Spannungen in die Oberseite des Zylinders eingeleitet, in der Regel ausgehend von den Gewindelochenden, in denen die Schrauben für das Bauteil gehalten sind. Auch hierdurch ergibt sich wiederum eine ungünstige Belastung der Oberseite des Zylinders mit der entsprechenden Materialbeanspruchung und Materialermüdung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsanordnung anzugeben, bei der die Materialbeanspruchung erheblich reduziert wird.

Diese Aufgabe wird für eine Befestigungsanordnung der in Rede stehenden Art durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Der entscheidende Gedanke der Erfindung liegt demnach darin, eine Befestigungsklammer vorzusehen, die über Befestigungsarme und einen Mittelteil sämtliche Stehbolzen miteinander verbindet und im eingebauten Zustand als Spannglied wirkt, so daß die Zylinderanordnung mit einer Vorspannung gleichmäßig belastet wird. Diese Vorspannung wird durch die Ausbildung der Befestigungsklammer im wesentlichen gleichmäßig über die gesamte Oberseite des Zylinders verteilt, so daß über die einzelnen Stehbolzen und über das Mittelteil jeweils etwa die gleiche Kraft auf die Oberseite des Zylinders übertragen wird.

Ein Vorteil dieser Anordnung ist, daß durch die Vorspannung die Materialbelastungen des Zylinders an den oben angesprochenen Stellen verringert werden und insbesondere die Befestigungsklammer so ausgelegt werden kann, daß keine Lastwechsel auftreten.

Ein weiterer Vorteil ist, daß das Mittelteil der Befestigungsklammer als Halteteil für ein gewindelos in die Oberseite des Zylinders eingesetztes Bauteil, z. B. eine Glühkerze bei einem Dieselmotor, für Sensoren oder dergleichen, dienen kann. Die Möglichkeit, ein derartiges Bauteil gewindelos in die Oberseite einzusetzen, reduziert ebenfalls die Materialbeanspruchung, da Materialspannungen eher an Orten von Gewinden eingeleitet werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Befestigungsklammer noch mit einem Montagepunkt, z. B. einer Befestigungslasche versehen werden kann. An diesem Montagepunkt können dann weitere Bauteile befestigt werden und es ist insbesondere möglich, die Kraftmaschine, z. B. einen Motor, an diesen Montagepunkten zu befestigen. Insbesondere im Falle eines Sternmotores ergibt dies die Möglichkeit, den Motor quasi an seinem äußeren Umfang aufzuhängen, wodurch eine schwingungsarme und sichere Befestigung mit einem günstigen Hebel zur Kraftübertragung möglich ist. Außerdem verbleibt durch die Befestigung am Außenrand des Motors noch ein freier Raum innerhalb dieser Befestigung, so daß hier noch zusätzliche Aggregate eingebaut werden können.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung nach Anspruch 1 gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine schematisch dargestellte Befestigungsanordnung für einen Sacklochzylinder;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Befestigungsklammer für die in Fig. 1 dargestellte Befestigungsanordnung; und

Fig. 3 einen Schnitt durch die Befestigungsklammer gemäß Fig. 2 längs III-III.

Von einem Mehrzylinder-Zweitakt-Dieselmotor ist lediglich ein Zylinder 1 mit seinem Verbrennungsraum 2 gezeigt, der mit Hilfe von Stehbolzen 3 im Kurbelgehäuse 4 befestigt ist. Der Zylinder 1 ist hierbei ein Sacklochzylinder, d. h. weist keinen separaten Zylinderkopf auf. Die in diesem Falle vier Stehbolzen 3 durchdringen die Zylinderwand in ihrer gesamten Länge parallel zur Zylinderachse, wobei die Kraftübertragung auf die Oberseite des Zylinders 1 über eine Befestigungsklammer 5 erfolgt. Diese Befestigungsklammer 5 weist ein Mittelteil 6 und von diesem ausgehend vier Arme 7 auf, die an ihren Enden jeweils mit einem Aufnahmeloch 8 versehen sind, durch das ein Stehbolzen 3 hindurchgreift. Die Enden der Arme 7 wirken hierbei sozusagen als Beilagscheiben für die Köpfe der Stehbolzen 3. Zwei benachbarte Arme 7 der Befestigungskammer 5 sind mit einem etwa in der Ebene der Klammer 5 verlaufenden Befestigungsbügel 9 miteinander verbunden.

Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich, ist die Befestigungsklammer 5 im wesentlichen plattenförmig, kann jedoch im Bereich des Mittelteiles entsprechend der Verwendung gestaltet oder ausgewölbt sein. Wesentlich ist jedoch, daß die Befestigungsklammer 5 bei der Befestigung des Zylinders 1 mit Hilfe der Stehbolzen 3 als Spannglied wirkt, mit dem eine bestimmte Vorspannung übertragen wird. Hierzu ist die Form der Befestigungsklammer 5 an die Oberseite des Zylinders 1 angepaßt, jedoch so, daß bei noch nicht befestigter Klammer 5 diese lediglich im Bereich des Mittelteiles auf der Oberseite des Zylinders 1 aufliegt, im Bereich der Enden der Arme 7 jedoch nicht. Wenn dann die Stehbolzen 3 in das Kurbelgehäuse 4 eingeschraubt werden, wird die Befestigungsklammer 5 derart verspannt, daß die Befestigungskraft über die vier Arme 7 und das Mittelteil der Klammer 5 etwa gleichmäßig auf die Oberseite des Zylinders 1 verteilt wird.

Um örtliche Überbelastungen zu vermeiden, wird noch auf der Unterseite der Befestigungsklammer 5 jedes Aufnahmeloch 8 mit einer konischen Fase 10 versehen, so daß die Befestigungsklammer 5 nicht direkt am Rand des Aufnahmeloches 8 für die Stehbolzen 3 an der Zylinderoberfläche ausliegt, sondern eine gewisse Distanz entfernt. Hiermit werden Kerbspannungen und dergleichen verhindert.

Durch das Mittelteil 6 der Befestigungsklammer 5 wird noch ein Bauteil 11 in der Oberseite des Zylinders 1 gehalten, in diesem Falle eine Glühkerze, wobei dieses Bauteil 11 in eine entsprechende Aussparung 12 in der Oberseite des Zylinders 1 gewindelos eingesetzt ist und in seiner Lage durch die über den Mittelteil 6 der Klammer 5 ausgeübte Preßkraft fixiert wird.

Die gezeigte Ausgestaltung der Befestigungsklammer 5 ist selbstverständlich beispielhaft. So braucht z. B. das Mittelteil nicht als Vollteil ausgebildet sein, sondern kann durchaus im Zentrum eine Bohrung aufweisen, um z. B. Zugang zu dem darunter liegenden Bauteil zu gestatten, um etwa elektrische Anschlüsse oder dergleichen durchzuführen. Auch die Ausgestaltung des Befestigungsbügels 9 ist beispielhaft. Wesentlich ist, daß mit der Klammer 5 ein Montagepunkt verbunden werden kann, um dort entweder den Motor selbst zu befestigen oder weitere Aggregate an dem Befestigungspunkt montieren zu können.

Claims (8)

1. Befestigungsanordnung für Zylinder von Kraftmaschinen, insbesondere von Sacklochzylindern von Verbrennungskraftmaschinen mit Hilfe von mehreren Stehbolzen, die den Zylinder im wesentlichen parallel zur Zylinderachse durchstoßen und im Maschinengehäuse verankert sind, wobei zumindest einige der Stehbolzen durch eine auf die Oberseite des Zylinders wirkende Befestigungsklammer miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsklammer (5) ein Spannglied ist und ein Mittelteil (6) und mehrere radial hiervon ausgehende Befestigungsarme (7) aufweist, an deren Enden Aufnahmelöcher (8) für die Stehbolzen (3) vorgesehen sind, wobei im eingebauten Zustand über die Befestigungsarme (7) und über das Mittelteil (6) der Befestigungsklammer (5) eine Vorspannung im wesentlichen auf die gesamte Oberseite des Zylinders (1) ausgeübt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungskraft auf die Oberseite des Zylinders (1) etwa gleichmäßig auf die Befestigungsarme (7) und das Mittelteil (6) der Befestigungsklammer (5) aufgeteilt wird.

3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsklammer (5) etwa plattenförmig ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsklammer (5) vier Befestigungsarme (7) aufweist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterseite der Befestigungsklammer (5) die Aufnahmelöcher (8) für die Stehbolzen (3) eine nach außen gewinkelte konische Fase aufweisen.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (6) der Befestigungsklammer (5) gleichzeitig als Halteteil für ein gewindelos in die Oberseite des Zylinders (1) eingesetztes Bauteil (11) dient.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsklammer (5) noch einen Montagepunkt, insbesondere eine Befestigungslasche oder einen Befestigungsbügel (9) aufweist.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsklammer (5) aus Stahl gefertigt ist.