DE7900094U1

DE7900094U1 - Zylinderlaufbuechse fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE7900094U1
Application number: DE19797900094U
Authority: DE
Original assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1978-01-03
Filing date: 1979-01-03
Publication date: 1979-04-12
Also published as: IT1108364B; ES245592U; SE438890B; TR21163A; US4221196A; GB2011534A; DE2900131C2; JPS5493710A; FR2413553A1; PT68792A; DE2900131A1; GB2011534B; SE7900030L; FR2413553B1; BE873245A; RO80199A; IT7869598A0; ES245592Y

Description

REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT 8, avenue Emile Zola

92109 Boulogne Billancourt |

Prankreich st-

Zylinderlauf büchse/für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff m des Anspruchs 1. |

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Verbesserung des Verhaltens von zusammengedrückten und mit Längsrippen versehenen Zylinderlaufbüchsen, die in den Zylindergehäusen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren mit Vorkammer, befestigt sind.

Die mit der Anwendung von nassen und in den Zylindergehäusen zusammengedrückten Zylinderlaufbüchsen sind bekannt und bestehen: in einer Erleichterung des Gusses und der Bearbeitung der Zylindergehäuse auf Grauguß oder Aluminium, in der Möglichkeit der Verwendung von aus Alumininmdruckguß hergestellten Zylindergehäusen ohne die Schwierigkeiten der Formung von Laufbüchsen und derjenigen aufgrund der Reibung von Kolben im

Aluminium, in einer Möglichkeit der Anwendung eines der Reibung besser angepaßten Gusses und eines durch Zentrifugieren erfolgenden Gießvorgangs zur Verbesserung der Konstanz seiner Eigenschaften, in einem leichten Austausch von Zylinderlaufbüchsen und Kolben im Reparaturfall ohne Ausbau des Motorblocks und ohne Nachbohrarbeiten usw.

Die aufgehängten Zylinderlaufbüchsen haben an ihrem oberen Teil einen zylindrischen Bund zu ihrer Anlage im Zylindergehäuse. Dies erfordert große Mittenabstände der Zylinder und Rundungen oder Verstärkungen in den Zwischenzylinderebenen zur Vermeidung eines Nachgebens der Zylinderlaufbüchsen bei der Verspannung der Zylinderkopfdichtung. Überdies wird die Kühlung des oberen Teils der Zylinderlaufbüchse auf die Unterseite der Auflage des Bunds übertragen, was die Wirkung der Kühlung in der wärmsten Zone vermindert.

Die zusammengedrückten Zylinderlaufbüchsen weisen diese Konstruktion nicht auf, da ihre Abstützung im Grund der Wasserkammer der Zylindergehäuse erfolgt. Das Fehlen des Bunds ermög-„, licht daher an dieser Stelle eine bessere Kühlung des oberen

Teils der Zylinderlaufbüchse.

Die Abdichtungssysteme mit Ringdichtung ermöglichen dann eine Verminderung der Anlagefläche der Zylinderlaufbüchse in Abhängigkeit von dem bezüglich der Grenzauflage zulässigen Wert oder der Verstemmung, die vom Widerstand der in Berührung stehenden Materialarten abhängt.

Zur Verminderung der Mittenabstände der Zylinder und folglich der Motorlänge können auf den Zylinderlaufbüchsen Abflachungen ausgebildet werden. Diese Art von Zylinderlaufbüchsen arbeitet folglich unter Zusainmendrückung auf einer Höhe, die bei der Verspannung der Zylinderkopfdichtung dem Abstand zwischen der unteren Auflage und der Oberseite des Zylinderkopfs entspricht.

Zur Vermeidung von zu großen Verformungen ist es somit wichtig, diese Höhe zu vermindern und sie maximal zu versteifen.

Dies erfolgt ohne Beeinträchtigung des Einbaus der Zylinderlaufbüchse und folglich der Abmessungen der Brennkraftmaschine durch Anfügung von Rippen längs gewisser Mantellinien. Diese Materialanwendung ist von besonderem Interesse, da die Dicke der Zylinderlaufbuchse auf Kosten des Gewichts und des Wärmeübergangs erhöht wird. Die Form und der Ort dieser Rippen müssen mit einer Formung durch eine unter Fliehkraftwirkung stehende Kokille verträglich sein zur Beibehaltung des Vorteils dieser Herstellungsart. Sie-sind stark verbreitert und weisen daher eine große Seitenfläche auf, die eine gute Wärmeabfuhr ermöglicht.

Die in den Zwischenzylinderebenen befindlichen Abflachungen erstrecken sich ausreichend, um an jedem seitlichen Ende eine Verbindungsrippe mit dem Schaft der Zylinderlaufbüchse zu bilden zur Versteifung dieser geometrisch ungünstigen Zone. Die Ovalverformung der Zylinderlauf büchse bei dc?r Verspannung des Zylinderkopfs, die zur Erzielung einer besseren Gasabdichtung und einer größeren Lebensdauer der Zylinderkopfdichtung oder zur Vermeidung einer Nachspannung groß sein kann, wird beträchtlich verringert, was die Anlage des Kolbens verbessert und die Energie verbrauchende Reibung vermindert.

Der Hauptnachteil der zusammengedrückten Zylinderlaufbahnen verschwindet somit und ermöglicht eine Ausdehnung ihrer Anwendung bei den ungünstigsten Einbauarten unter Beibehaltung der Vorteile.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Zylinderlaufbuchse, die die angegebenen Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird bei einer Zylinderlaufbuchse der eingangs an-

gegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer zusammengedrückten Zylinderlaufbüchse nach der Erfindung, wobei der halbe Schnitt die Dicke eines Ansatzes zur Abstützung einer Vorkammer zeigt;

Fig* 2 eine Ansicht von-links mit vom Ansatz ausgehenden Versteifungsrippen;

Fig. 3 einen Querschnitt C der Zylinderlaufbüchse;

Fig. 4 eine Ansicht von unten mit der Kontur des oberen Rands und dessen Ansatz.

Eine Zylinderlaufbüchse der dargestellten Art ist in zusammengedrücktem Zustand eingebaut zwischen ihrer oberen Anlagefläche 1 an einem Zylinderkopf und ihrer im nicht dargestellten Zylinderblock anliegenden Schulter 2 und ist durch eine Schürze 3 verlängert. Der zwischen der Anlagefläche 1 und der Schulter 2 zusammengedrückte Teil weist zusätzlich zu seiner verstärkten Dicke 4 folgendes auf: einerseits zwei diametral gegenüberliegende Abflachungen 5, die senkrecht zur Ausfluchtungsebene der Zylinder verlaufend eine Verminderung der Mittenabständo ermöglichen und deren resultierende QuerSchnittsSchwächung 6 durch Verbindungsabrundungen 7 an der zylindrischen Oberfläche der Zylinderlaufbuchse ausgeglichen wird, wodurch beiderseits der dünnsten Zone 6 Verstärkungsquerschnitte gebildet werden, andererseits sind auf dem Rest des Umfangs der zusammengedrückten Zylinderlaufbuchse Längsrippen 8 verteilt, von denen gewisse,

sich unter Ginem Ansatz 9 zur Abstützung einer Vorkammer anschließen und dann auf der Oberfläche der Zylinderlaufbüchse divergieren, vergl. Fig. 2. Außerhalb dieser Rippen zur Abstützung des Ansatzes 9 sind die Verstärkungsrippen 8 und die der Verstärkung dienenden Verbindungsabrundungen 7 im wesentlichen in gleichen Abständen auf dem Umfang der Zylinderlaufbüchse verteilt. Für den Fall, daß die Form des Zylindergehäuses die Abmessungen der Schulter 2 begrenzt, enden die Verstärkungsrippen 8 und die Abrundungen 7 ein wenig vor der Schulter 2.

Noch allgemeiner ausgedrückt zeichnet sich die zusammengedrückte Zylinderlaufbüchse für eine Verbrennungskraftmaschine erfindungsgemäß aus durch zwei zur Ebene der Zylinder senkrechte, diametral gegenüberliegende, längsverlaufende Abflachungen 5 zu] Verstärkung der Dicke 4 des zusammengedrückten Teils der Zylinderlaufbüchse bei verringertem Mittenabstand der Zylinder, durch beiderseits einer durch die Abflachungen 5 gebildeten dünnen Zone der Zylinderlaufbahn gebildete, konkave Abrundungen 6 zur Verbii bindung der Abflachungen 5 mit der Oberfläche der Zylinderlaufbüchse und zur Bildung von dicken Verstärkungen beiderseits der dünnen Zone 6 und durch auf dem Umfang der Zylinderlaufbüchse verteilte, im wesentlichen im gleichen Abstand zu den verstärkenden Abrundungen in Längsrichtung verlaufende Verstärkungsrippen (8).

Die Verstärkungsrippen 8 und die Verstärkungszonen 7 enden in geringem Abstand vor der der Abstützung dienenden Schulter 2 im Zylindergehäuse der Brennkraftmaschine, wenn diese insbesondere bei Brennkraftmaschinen in Kompaktbauweise nur die Ausbildung einer kleinen Schulter Z ermöglicht.

Im Fall von mit Vorkammern versehenen Zylinderköpfen ist ein der Abstützung einer Vorkammer auf der Auflagefläche 1 für den Zylinderkopf dienende Ansatz 9 durch zwei längsverlaufende Rip-

pen 8 verstärkt, die sich längs der Oberfläche der Zylinderlaufbüchse voneinander entfernen.

Die Verstärkungsrippen 8 und die Verstärkungszonen oder Abrundungen 7 der Abflachungen 5 haben im wesentlichen gleiche Höhe wie Breite und schließen sich an die Oberfläche der Zylinderlaufbüchse mit einem Krümmungsradius an, der wenigstens gleich der Breite ist. Dies erscheint in den Abmessungen der Figuren, wo dij? Höhen und Breiten der Verstärkungsrippen 8 und der Abrundungen 7 (Verstärkungszonen) geringfügig kleiner als die Dicke 4 der zusammengedrückten Zone der Zylinderlaufbüchse sind.

Diese Abmessungen erleichtern die Herstellung dieser Zylinderlaufbüchsen durch unter Fliehkraft erfolgendem Kokillenguß.

Die beschriebenen Figuren zeigen somit eine verippte Zylinder-S laufbuchse für einen Dieselmotor mit Vorkanwer an der Unterseite des Zylinderkopfs gemäß der FR-PS 76.17030 der Inhaberin. Zur Verminderung des Gewichts und zur Erhöhung des Wärmeaustausches kann das Zylindergehäuse der Brennkraftmaschine aus Aluminiumdruckguß hergestellt werden, wobei der Zylindermittenabstand auf ein Minimum verringert ist aufgrund der abgesenkten Abflachungen 5 auf der in der Wasserkammer befindlichen Höhe der Zylinderlaufbüchse, was eine Wasserzirkulation zwischen den Zylinderlaufbüchsen ermöglicht. Die durch die Abflachungen 5 geschwächten Zonen 6 sind durch die angrenzenden Abrundungen oder Rippen 7 verstärkt.

Zwei zur Achse der Zylinderlaufbüchse parallele längsverlaufende Verstärkungsrippen 8 mit im wesentlichen gleichem Abstand zueinander und zu den Abrundungen 7 befinden sich auf der der Vorkammer gegenüberliegenden Hälfte der Zylinderlaufbüchse. Die im Zylinderkopf angeordnete Vorkammer stützt sich auf dem durch den oberen Bund der Zylinderlaufbüchse gebildeten Ansatz 9 ab. Dieser Ansatz wird von zwei Verstärkungsrippen 8 gestützt,

■ die divergieren zur Verteilung der Druckkräfte, die durch den

Überstand, der Vorkammer gegenüber der Zylinderkopffläche er-

p zeugt werden, und zur Versteigung des Schafts der Zylinderlauf-

* büchse an den geeignetsten Stellen.

I: Alle Rippen enden bei 10 ein wenig vor der unteren Auflage-

fläche 2 der Zylinderlaufbüchse im Zylindergehäuse,. Der Über-

stand der Rippen über die Anlagefläche im Zylindergehäuse wird spanabhebend bearbeitet.

Aufgrund dieser Konstruktionsart können die nassen und zusammengedrückten Zylinderlaufbüchsen bei Dieselmotoren mit Vorkammern an der Zylinderkopfunterseite verwendet werden unter Ausübung vom großen Verspannungskräften zur Erzielung eines hohen Drucks in den Gasabdichtungszonen, was eine lange Lebensdauer der Zylinderkopfdichtung gewährleistet und ein Nachspannen erübrigt. Die Vorteile der Anwendung von Zylinderlaufbüchsen der oben angegebenen Art stehen somit dem Fachman für Motoren, insbesondere Dieselmotoren, zur Verfügung, ohne daß diese Zylinderlaufbüchsen der Auflage der Kolben schädlichen Verformungen unterliegen.

Selbst im Fall eines weniger schwierigen Einbaus, etwa bei Benzinmotoren oder kleinen Bohrungen, haben die verrippten Zylinderlaufbüchsen je nach ihrer Aufgabe selbstverständlich stets die oben angegebenen Vorteile.

Claims

Patentanwälte ; ; '. ° 1 ' ί * _a"*«,i

DIPL-ING. R. BEETZSEN.-DIPL-ING. K. LAMPRECHP-BR.jlHG. R RECHTSANWALT D-PL-PKYS. DR. JUR. U. HEIDRICH

DR.-IKG. W. UMFE DiPL-ING. J. SIEGFRIED

PRIV^DOZ. DIPL-CHEU. DR. RER. KAT. V/. SCHMITT-FUMIAN

SteinsdorfstraBe 10 a D-8000 München 22

3. Januar 1979

ANSPRÜCHE

1. Zusammengedrückte, mit längsverlaufenden Terstärkungsrippen versehene, nasse Zylinderlaufbuchse für Brennkraftmaschinen,

gekennzeichnet

durch zwei zur Ebene der Zylinder senkrechte, diametral gegenüberliegende, längsverlaufende Abflachungen (5) zur Verstärkung der Dicke (4) des zusammengedrückten Teils der Zylinderlaufbüchse bei verringertem Mittenabstand der Zylinder,

durch beiderseits einer durch die Abflachungen (5) gebildeten dünnen Zone (6) der Zylinderlaufbahn gebildete, konkave Abrundungen (6) zur Verbindung der Abflachungen (5) mit der Oberfläche der 'Zylinderlaufbüchse und zur Bildung von dicken Verstärkungen beiderseits der dünnen

578-(78/OO 033)

-Z-

Zone (6) und

durch auf dem Umfang der Zylinderlaufbüchse verteilte, im wesentlichen im gleichen Abstand zu den verstärkenden Abrundungen (7) in Längsrichtung verlaufende Verstärkungsrippen (8).

2. Zylinderlaufbüchse nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippen (8) und die Gründungen (7) in geringem Abstund von einer Schulter (2) der Zylinderlaufbüchse zur Abstützung im Zylindergehäuse der Bronnkraftmaschinen endenf10) ,

3· Zylinderlaufbüchse nach Anspruch 1, gekennzeichnet

durch einen mittels zweier längsverlaufender Verstärkungsrippen (8) verstärkten Ansatz (9) zur Abstützung einer Vorkammer auf einer Auflagefläche (1) für einen Zylinderkopf,

wobei sich die beiden Verstärkungsrippen (8) ausgehend vom Ansatz (9) längs der Oberfläche der Zylinderlaufbüchse voneinander entfernen.

4. Zylinderlaufbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippen (8) und die Abrundungen (7) der Abflachungen (5) im wesentlichen gleiche Höhe wie Breite haben und sich an die Oberfläche der Zylinderlaufbüchse mit einem Krümmungsradius anschließen, der wenigstens gleich der Breite ist.

5. Zylinderlaufbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Höhen und Breiten der Verstärkungsrippen (8) und der Abrundungen (7) geringfügig kleiner als die Dicke (4) der zusammengedrückten Zone der Zylinderlaufbüchse sind.