AT164923B - Luftgekühlte Brennkraftmaschine - Google Patents

Luftgekühlte Brennkraftmaschine

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AT164923B
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AT
Austria
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cylinder
crankcase
cylinder head
internal combustion
air
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English (en)
Inventor
Herbert Dipl Ing Haas
Original Assignee
Herbert Dipl Ing Haas
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Description


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  Luftgekühlte Brennkraftmaschine 
Bei den bisher bekanntgewordenen Ausführungen von Brennkraftmaschinen mit Luftkühlung wird im allgemeinen die verrippte Zylinderlaufbüchse am unteren Ende mit dem Kurbelgehäuse verschraubt und somit durch den Verbrennungsdruck auf Zug beansprucht, oder es wird der Zylinderkopf mit dem Kurbelgehäuse durch Zuganker verbunden, wobei die zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse eingespannte Laufbüchse durch die Verbrennungskräfte erheblichen Druckbeanspruchungen und der Zylinder- kopf Biegebeanspruchungen ausgesetzt wird.

   Die erstgenannte Ausführung erfordert zur Aufnahme der beträchtlichen Zugkräfte bei Graugusslauf- büchsen starke Querschnitte, die für den Wärme- übergang nachteilig sind, oder die Anwendung von Stahllaufbüchsen, bei denen die Kühlrippen aus dem Vollen herausgearbeitet werden müssen und die ausserdem ungünstige Laufeigenschaften aufweisen. Bei der zweiten Ausführung mit Einspannung der Zylinderlaufbüchse zwischen
Kopf und Kurbelgehäuse entstehen insbesondere bei voller Leistung durch die ungleichmässige Erwärmung hohe einseitige Druckbeanspruchungen, die einen starken Verzug der Zylinderlaufbüchse und des Zylinderkopfes zur Folge haben und damit die Belastungsmöglichkeit der Maschine beträchtlich herabsetzen.

   Ausserdem beeinträchtigen der Zuganker und die Zylinderkopfschrauben die Luftführung und Rippenausbildung, wodurch gleichfalls die Kühlwirkung und damit die Leistung der Maschine stark vermindert werden. 



   Weiters sind Konstruktionen bekanntgeworden, bei welchen der Zylinderkopf jedes Zylinders am oberen Ende mit dem hochgezogenen Maschinenrahmen verschraubt ist und der mit der Zylinderlaufbüchse lösbar verbundene Zylinderkopf sich nach unten frei ausdehnen kann. 



   Gemäss der Erfindung werden die Zylinderköpfe zu einem Block zusammengefasst, der mit einem umlaufenden Flansch versehen ist und mit dem Kurbelgehäuse durch Zuganker und Distanzrohre verbunden ist. Die Einzelzylinderlaufbüchsen werden in dem gemeinsamen Zylinderkopf eingeschraubt oder eingeschrumpft. Diese Bauart gestattet es, die Steuerwelle auf dem gemeinsamen Zylinderkopf anzuordnen, ohne dass Schwierigkeiten durch ungleiche Wärme- dehnungen zu erwarten sind, wie das bei be- kannten Bauarten mit luftgekühlten Einzel- zylindern und oben liegender Steuerwelle der
Fall ist. Ein weiterer Vorteil der erfindung- gemässen Ausbildung ist noch darin zu erblicken, dass der die Zylinderköpfe umlaufende Flansch mit nur wenigen Zugankern und Distanzrohren am Kurbelgehäuse befestigt ist, wodurch die
Kühlluft besser zu den Zylindern gelangt.

   Bei einem hochgezogenen Kurbelgehäuse können die im Kurbelgehäuseoberteil für den Luftein- und-austritt vorgesehenen Ausnehmungen gleich- falls gross bemessen werden, da die oberhalb der Kühlluftöffnungen befindliche Querver- bindung durch den den Zylinderköpfen gemein- samen umlaufenden Flansch versteift wird. 



   Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein für alle Zylinder gemeinsamer Steuerungs- kasten als kräftiges, wannenförmiges Trägerprofil ausgebildet und trägt den gesamten Steuer- mechanismus, zweckmässig einschliesslich der
Steuerwelle. Dieser Steuerungskasten ist mit dem hochgezogenen Kurbelgehäuse fest ver- schraubt und überträgt auf diese Weise die
Verbrennungskräfte auf das Triebwerk. Der
Kurbelgehäuseoberteil weist entsprechende Aus- nehmungen für den   Luftein-und-austritt   auf ; die Zwischenwände bilden in an sich bekannter
Weise geeignete Leitflächen für die Kühlluft. 



   Eine kräftige Querverbindung oberhalb der Kühl-   luftöffnungen   sichert die Steifigkeit des Kurbel- gehäuses gemeinsam mit dem aufgesetzten
Steuerungskasten. Die eigentlichen Zylinderköpfe stützen sich mit kräftiger Auflage gegen den
Steuerungskasten und sind mit diesem spannungs- frei verschraubt. In dem Zylinderkopf ist die
Zylinderlaufbüchse wiederum eingeschrumpft oder eingeschraubt oder mit diesem zusammengegossen. Auch hier hat die Verbindung von Zylinderkopf und Zylinderlaufbüchse abzudichten, aber keine Kräfte zu übertragen, so dass auch die Ausführung in Graugusskonstruktion leicht zu beherrschen ist. Der Zylinderkopf kann als einfaches Gussstück ausgebildet werden, das sich ebenso wie die Laufbüchse frei nach unten ausdehnen kann und keine Zug-und Biegebeanspruchung aufzunehmen hat.

   Durch den Entfall der üblichen Schraubenverbindung in den engen Querschnitten zwischen den Zylinder- 

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 köpfen kann die Verrippung ungestört und reichlich bemessen werden. Zweckmässigerweise wird der Zylinderkopf derart gestaltet, dass die Druckkräfte auf den Steuerungskasten durch winkelartige Versteifungen übertragen werden, wodurch die thermisch hoch beanspruchte Mittelpartie mit senkrechten Rippen und die Seitenwände mit Querrippen versehen werden können. 



  Dies ermöglicht insbesondere bei Leichtmetallköpfen die Anwendung von Kokillenguss für den ganzen verrippten Zylinderkopf, was einen erheblichen Fertigungsvorteil bedeutet. 



   Bei Anwendung von Stossstangenantrieb für die Ventilsteuerung können die Stossstangen in entsprechenden Ausnehmungen des hochgezogenen Kurbelgehäuses geführt werden, wodurch sich die üblichen Stossstangenrohre und die damit verbundene schwierige Abdichtung erübrigen. 



   Bei einer vereinfachten Ausführung mit untengesteuerten Ventilen ist der Steuerungskasten durch eine kräftige Deckplatte ersetzt, die mit dem Kurbelgehäuse in vorbeschriebener Weise verbunden wird. Der Zylinderkopf stützt sich ebenfalls mit kräftiger Auflage gegen die Deckplatte und ist mit dieser spannungsfrei verschraubt. 



  Die gesamte Zylindereinheit kann sich bei Erwärmung frei ausdehnen und wird durch keinerlei Schraubenkräfte beansprucht. 



   Die Bauart gemäss der Erfindung gestattet somit durch die spannungsfreie Ausbildung und 
Befestigung der thermisch am höchsten be- anspruchten Zylinderköpfe, durch die günstige   Kühlrippenanordnung   und durch die einfache Verbindungsmöglichkeit von Zylinderköpfen und Zylinderlaufbüchsen die Motorleistung gegenüber den bisher bekannten Bauarten beträchtlich zu erhöhen und andererseits durch die einfache Gestaltung der Einzelteile den Bauaufwand zu erniedrigen. 



   Im folgenden werden die konstruktiven Einzelheiten an Hand der Figuren eingehend beschrieben :
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines solchen Motors. Die Zylinderköpfe sind in einem Block 17 zusammengefasst, welcher mit einem ringsum laufenden verstärkten Flansch 18 versehen ist. Zuganker 12 und Distanzrohre 13 dienen zur Befestigung des allen Zylindern gemeinsamen Zylinderkopfes 17. Die Zylinderbüchsen sind im Zylinderkopf dicht eingeschraubt und im Kurbelgehäuse 14 längs beweglich, wobei die Abdichtung gegenüber dem Kurbelgehäuse durch einen Dichtungsring erfolgt. 



   Fig. 2 zeigt eine Ansicht des hochgezogenen Kurbelgehäuses mit den   Austrittsöffnungen   für die Kühlluft   26,   den Leitflächen 27 für die Kühlluftführung um die Zylinderlaufbüchsen, mit der Querverbindung 28 und den Bohrungen für die Zuganker 29. 



   Fig. 3 zeigt verschiedene Querschnitte durch 
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 dazugehörigen Befestigungsschrauben   25,   auch die Stützrippen 31 zwischen dem Zylinderkopf- boden und der Auflage sind angedeutet.
Ansicht   A   ohne Zylinder zeigt die Formgebung des hochgezogenen Kurbelgehäuses nach Entnahme des Zylinderkopfes und der Zylinderlauf- büchse. Schnitt B stellt einen Querschnitt durch die Zwischenwände des hochgezogenen
Kurbelgehäuses längs der Linie B-B in Fig. 5 dar, die als Leitflächen für die Kühlluftführung um die nicht gezeichneten Zylinderlaufbüchsen dienen, wobei die   Lufteintritts-und   Luftaustrittsrichtung durch Pfeile angegeben sind. Die Bohrungen in den Zwischenwänden sind für die Zuganker. 



   Fig. 4 ist ein Ausschnitt aus Fig. 3 und zeigt den Querschnitt durch eine Zwischenwand des Kurbelgehäuses mit besonderen Bohrungen 30 für die   Führung   der Stossstangen bei unten liegender Steuerwelle. 



   Die Fig. 5 und 6 zeigen einen Motor mit hochgezogenem Kurbelgehäuse   19,   auf das ein gemeinsamer Steuerungskasten 20 aufgesetzt ist. Die Verbindung des Steuerungskastens mit dem Kurbelgehäuse erfolgt durch die Zuganker 12. Der Steurungskasten trägt die für alle Zylinder gemeinsame Steuerwelle 21 und den Antriebsmechanismus für die Ventile 22. Der eigentliche Zylinderkopf 23 stützt sich durch die Auflage 24 gegen den Steuerungskasten ab und ist mit diesem durch die Schrauben 25 verbunden. 



  Die Zylinderbüchse 15 ist wiederum in den Zylinderkopf abdichtend eingeschraubt und gegen das Kurbelgehäuse frei beweglich und mit dem 
Gummiring 16 abgedichtet. 



   Fig. 7 zeigt eine weitere Ausbildungsform des Zylinderkopfes   23,   bei der die Übertragung der Verbrennungskräfte durch winkelförmige Auflager 32 erfolgt. In der Mittelpartie sind senkrechte Kühlrippen   33,   in der Seitenpartie waagrechte Kühlrippen 34 vorgesehen, so dass der Zylinderkopf sowohl oben und unten als auch seitlich in Kokillen ausgeformt werden kann.
Fig. 8 zeigt schematisch einen Motor mit unten gesteuerten Ventilen. Die Laufbüchse ist mit dem Zylinderkopf zu einer Zylindereinheit 36 zusammengegossen. Dieser Zylinder weist oberhalb der senkrechten Bodenverrippung wiederum eine Auflage 24 auf, die mit einer Deckplatte 35 durch die Schrauben 25 verbunden wird. Die Deckplatte 35 ist ihrerseits durch Zuganker 12 mit dem hochgezogenen Kurbelgehäuse 19 verbunden und überträgt so die Verbrennungskräfte auf das Triebwerk.

   Die gesamte Zylindereinheit kann sich bei Erwärmung nach unten frei ausdehnen und wird durch den Gummiring 16 gegen 
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Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Luftgekühlte Brennkraftmaschine, bei welcher der mit der frei dehnbaren Zylinderlaufbüchse verbundene Zylinderkopf mittels eines sich in der Achsrichtung des Zylinders wenig oder im Vergleich zum Zylinderkopf nur gering aus- <Desc/Clms Page number 3> dehnenden Teiles mittelbar oder unmittelbar am Kurbelgehäuse befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Mehrzylindermaschine die Zylinderköpfe mit einem gemeinsamen umlaufenden Flansch verbunden sind, der in an sich bekannter Weise am Kurbelgehäuse durch Zuganker und Distanzrohre abgestützt ist.
    2. Brennkraftmaschine nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem gemeinsamen umlaufenden Flansch versehenen Zylinderköpfe unmittelbar mit dem hochgezogenen Kurbelgehäuse verschraubt sind.
    3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem hochgezogenen Kurbelgehäuse (19) eine Deckplatte (35) bzw. ein Steuerungskasten (20) befestigt ist, mit welcher bzw. welchem die Zylinderköpfe (23) unmittelbar verbunden sind.
    4. Luftgekühlte Brennkraftmaschinen, bei welcher der mit der frei dehnbaren Zylinderlaufbüchse verbundene Zylinderkopf mittels eines sich in der Achsrichtung des Zylinders wenig oder im Vergleich zum Zylinderkopf nur gering ausdehnenden Teiles mittelbar oder unmittelbar am Kurbelgehäuse befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung des Zylinderkopfes (23) gegen eine Deckplatte (35) durch winkelförmige Auflager (32) erfolgt, so dass die Mittelverrippung (33) nach oben und die waagrechte Seitenverrippung (34) nach der Seite offen ist.
AT164923D 1946-01-31 1946-01-31 Luftgekühlte Brennkraftmaschine AT164923B (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE914569C (de) * 1950-01-31 1954-07-05 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Luftgekuehlte Zweitakt-Dieselmaschine
DE918061C (de) * 1950-11-20 1954-09-16 Hans List Dr Zylinderkopf fuer luftgekuehlte Brennkraftmaschinen
DE1037198B (de) * 1957-02-05 1958-08-21 Daimler Benz Ag Luftgekuehlte Brennkraftmaschine
DE1037763B (de) * 1956-07-12 1958-08-28 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Zylinder fuer luftgekuehlte Brennkraftmaschinen
DE1040840B (de) * 1956-02-04 1958-10-09 Porsche Kg Luftgekuehlte Brennkraftmaschine

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