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Die Erfindung handelt von einem Motorblock einer wassergekühlten Kolbenkraftmaschine, bestehend aus einem Zylinderblock und einem lösbar auf diesem befestigten Zylinderkopf. Bei derartigen Motoren wird der Zylinderblock mitsamt dem Kühlwasserraum in der Regel einstückig gegossen und ist somit ein schwieriges, teures und schweres Gussstück.
Eine gewisse Vereinfachung und Erleichterung wird durch die Verwendung sogenannter nasser Zylinderlaufbüchsen erreicht. Der Kühlwasserraum ist dann zwischen der Büchse und der äusseren Zylinderblockwand gebildet. So erspart man sich die zum Giessen des doppelwandigen Kühlwasserraumes erforderlichen aufwendigen Kerne, muss aber die Nachteile nasser Büchsen in Kauf nehmen. Auch die Herstellung des Motorblockes aus mehreren Teilen kann eine Gusserleichterung bringen, erhöht aber den Fertigungsaufwand.
So ist es aus der DE 3538540 Al bekannt, den Block in ein Zylindergehäuse und einen Lagerstuhl zu teilen, wobei das Zylindergehäuse mit nasser Büchse ausgeführt werden kann. Dadurch wird es auch möglich, die beiden Teile aus verschiedenen Werkstoffen (Grauguss, Aluminium) herzustellen.
Eine ähnliche Lösung ist aus der WO 86/05550 bekannt. Dort ist der obere Teil des Zylinderblockes auf die Höhe des Kühlwasserraumes geschrumpft, den es zusammen mit den nassen Büchsen bildet. Positionierung und Abdichtung der Zylinderbüchse sind hier besonders schwierig und auch nicht befriedigend gelöst, weil der obere Teil
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des Zylinderblockes von den Ankerbolzen zusammengedrückt wird. Bei verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten ist diese Lösung nicht anwendbar.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion vorzuschlagen, die die Nachteile nasser Büchsen vermeidet und einfach und billig ist. Ausserdem soll sie ein geringes Gewicht und noch einige zusätzliche Vorteile haben.
Erfindungsgemäss wird das durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruches erreicht. Der ganze Zylinderblock ist somit ein einziges sehr einfaches und nirgends doppelwandiges Gussteil. Da es-abgesehen von dem unten anschliessenden oder befestigten Lagerstuhl- nur die innere Zylinderwand mit relativ kleinem Durchmesser und die Flanschplatte umfasst, ist es auch besonders leicht. Das Kühlwassergehäuse kann sogar besonders leicht ausgeführt sein, weil es nur dem geringen Überdruck des Kühlsystemes standzuhalten braucht und weil es zwischen Flanschplatte und Zylinderkopf auf elastischen Dichtungen ruht, also von den Ankerbolzen nicht belastet ist.
Die Elastizität der Dichtungen gleicht unterschiedliche Wärmedehnungen aus und sorgt für eine gewisse Körperschallisolation. Durch diese zusätzliche Wirkung wird der Motor leiser. Eine eigentliche Zylinderkopfdichtung ist nur zwischen der Zylinderinnenwand und dem Zylinderkopf nötig.
Weil das Kühlwassergehäuse nur dem Druck des Kühlsystemes standzuhalten braucht, kann es entweder aus Leichtmetall bestehen (Anspruch 2) oder aus einem geeigneten Kunststoff (Anspruch 3). Jedenfalls kann es ein dünnwandiges Teil, insbesondere ein Spritzgussteil sein.
In einer vorteilhaften Ausbildung weist das Kühlwassergehäuse vertikale Kanäle auf, die die Ankerbolzen umgeben und Ölrücklaufkanäle bilden (Anspruch 4). Dadurch kommen die Ankerbolzen nicht mit dem Kühlwasser in Berührung und das die im Zylinderkopf angebrachte Ventilsteuerung schmierende Öl kann in den Sumpf ablaufen.
In Weiterverfolgung des Erfindungsgedankens ist im Kühlwasserraum, entweder an der Aussenseite der Zylinderwände oder an der Innenseite des Kühlwassergehäuses eine wärme- und schallisolierende Schicht angebracht (Anspruch 5). Dadurch erreicht
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der Motor bei Kaltstart früher die Betriebstemperatur und die Geräuschemission wird weiter vermindert. Diese Schicht kann an einem der beiden Teile direkt aufgebracht sein oder eingesetzt. Im letzteren Fall ist sie am besten mit zumindest einer der elastischen Dichtungen einteilig ausgebildet (Anspruch 6), kann somit beim Zusammenbau gleichzeitig mit dieser eingesetzt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen eines Ausführungsbeispieles der Erfindung beschrieben und erläutert. Es stellen dar :
Fig. l : einen Zylinderblock in axonometrischer Ansicht,
Fig. 2 : ein Kühlwassergehäuse in axonometrischer Ansicht,
Fig. 3 : einen vertikalen Querschnitt nach III-III,
Fig. 4 : Detail IV in Fig. 3, vergrössert,
Fig. 5 : einen vertikalen Querschnitt nach V-V.
In Fig. l ist der einstückige Zylinderblock summarisch mit 1 bezeichnet. Er ist ein Gussstück, das besteht aus einer Anzahl von Zylinderinnenwänden 2,4, zusammengegossen oder nicht, einer dazu normalen Flanschplatte 3, die zu einem Kurbelgehäuseoberteil erweitert sein kann, und Lagerstühlen 4. Letztere bilden gemeinsam mit Lagerjochen 5 die Grundlager für eine nicht dargestellte Kurbelwelle. Die vertikalen Zylinderachsen sind mit 6 bezeichnet. Strichliert ist schliesslich noch ein Kühlwassergehäuse 10 angedeutet, das ein separater Teil und zwischen der normal zur Zylinderachse angeordneten Flanschplatte 3 und einem Zylinderkopf 11 (Fig. 3, 5) montiert ist.
Fig. 2 zeigt das abgenommene Kühlwassergehäuse 10. Es wird von einer die Zylin- derinnenwände 2 umfassenden Mantelfläche 12 gebildet, die aus vier ebenen Flächen oder, wie im Bild, aus Zylindermantelsektoren 13 zusammengesetzt sein kann. Weiters besitzt es einen dem Zylinderkopf 11 zugekehrten Oberflansch 14 und einen der Flanschplatte 3 zugekehrten Unterflansch 15. Das Kühlwassergehäuse wird stellenweise durch Aussenwandplatten 16 verstärkt, die vertikale Kanäle 17 von dreieckigem Querschnitt bilden. Diese Kanäle gehen vom Oberflansch 14 durch bis zum Unterflansch 15.
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In Fig. 3 ist der Zylinderkopf mit 11 angedeutet. Die Tasse 19 auf seiner Oberseite symbolisiert ein Ventilsteuerungsgehäuse. An seiner Unterseite verfügt der Zylinderkopf über eine Planfläche 20, an der das Kühlwassergehäuse 10 über eine obere elastische Dichtung 21 anschliesst. Das Kühlwassergehäuse 10 ruht unten über eine untere elastische Dichtung 22 auf der Flanschplatte 3 auf. Zwischen den Zylinderinnenwänden und dem Kühlwassergehäuse 10 ist ein Kühlwasserraum 23 gebildet, der sämtliche Zylinderinnenwände 2 umgibt.
Fig. 4 zeigt vergrössert die Abdichtung des Kühlwasserraumes 23. Zwischen der Zylinderinnenwand 2 und der Planfläche 20 des Zylinderkopfes 11 ist eine Zylinderkopfdichtung 24 der üblichen Zusammensetzung und Konsistenz angeordnet. Zwischen dem Oberflansch 14 des Kühlwassergehäuses 10 und der Planfläche 20 ist die obere elastische Dichtung 21 vorgesehen. Sie besteht aus einem relativ weichen Material, weil sie ja nur dem Druck des Kühlsystems standzuhalten braucht. Es ist zu erkennen, dass diese einen grösseren Abstand überbrückt als die Zylinderkopfdichtung 24. Sie wirkt körperschallentkoppelt und gibt dem Kühlwassergehäuse 10 Raum für achsiale Ausdehnung.
In dem Schnitt in Fig. 5 sind die Ankerbolzen 25 erkennbar, die mit Vorteil als Dehnschrauben grosser Länge ausgebildet sind und in Gewindebohrungen 26 in der Flanschplatte 3 und im Lagerstuhl 4 mit bestimmter Vorspannung eingeschraubt sind.
Die Ankerbolzen 25 sind durch die vertikalen Kanäle 17 geführt und kommen somit nicht mit dem Kühlwasser in Berührung. Ausserdem dienen sie als Ölrücklaufkanäle.
Auf der linken Seite ist in Abwandlung eine schallisolierende Schicht 30 angedeutet, die entweder innen an der Mantelfläche 12 oder an der Zylinderinnenwand 2 fest angebracht ist oder die gemeinsam mit der oberen und unteren elastischen Dichtung 21, 22 eine beim Zusammenbau des Motors eingesetzte manschettenartige Einheit bildet.