DE1061562B

DE1061562B - Einrichtung zur Verhuetung von Schwingungen der Zylinderbuechsen fluessigkeitsgekuehlter Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1061562B
Application number: DEM35958A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Biber
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1957-11-21
Filing date: 1957-11-21
Publication date: 1959-07-16

Description

Einrichtung zur Verhütung von Schwingungen der Zylinderbüchsen flüssigkeitsgekühlter Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verhütung von Schwingungen der Zylinderbüchsen flüssigkeitsgekühlter Brennkraftmaschinen.
Nach neueren Untersuchungen treten insbesondere bei schnellaufenden Brennkraftmaschinen infolge der Kolbenseitendrücke an den Zylinderbüchsen Schwingungen auf, welche sich unter Umständen im Laufe der Zeit sehr unangenehm bemerkbar machen und zur Zerstörung der Büchse und des Gestells führen können. Die Auswirkungen der Schwingungen hängen dabei offenbar wesentlich von der Schwingungsfrequenz und der Größe der Schwingungsausschläge ab.
Aus diesem Grunde wurde bereits versucht, die Amplituden und/oder Frequenzen der Schwingungen durch Vergrößerung der Büchsenwandstärke zu vermindern. Diese Maßnahme verringert wohl die Amplitude der Schwingung, gleichzeitig stellt sich jedoch dabei in nachteiliger Weise bei Verwendung der gleichen Materialzusammensetzung eine Frequenzerhöhung ein.
Diese Nachteile können erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß die Zylinderbüchse aus mehreren zylindrischen oder teilweise zylindrischen Schichten zusammengesetzt ist und mindestens eine Zwischenschicht in ihrer ganzen Erstreckung aus schwingungsdämpfendem Material besteht. Vorzugsweise wird zu diesem Zweck zwischen zwei konzentrischen Stahl- oder Gußzylindern, von denen der eine die Lauffläche und der andere den Außenmantel der Zylinderbüchse bildet, eine Schicht aus Letternmetall, Silumin oder einem synthetischen Werkstoff, wie z. B. Devcon, angeordnet. Durch eine derartige Ausbildung der Zylinderbüchse kann eine wesentliche Frequenzerniedrigung und eine Verkleinerung der Amplituden erreicht werden. Es ist zwar schon bekannt, Zylinder von Brennkraftmaschinen aus mehreren Schichten verschiedenen Materials herzustellen. Diese Maßnahme dient aber lediglich dazu, Wärmeabfluß und Verschleiß durch entsprechende Werkstoffauswahl von Laufbüchse und luftgekühltem Zylindermantel in ein günstiges Verhältnis zu bringen. Außerdem hat man bereits Zylinder für Brennkraftmaschinen mit einem verhältnismäßig dickwandigen Zylindermantel, einer dünnwandigen harten Lauffläche und dazwischenliegender Rohrschlange mit Hintergießmasse ausgeführt. Eine derartige Zwischenschicht weist jedoch keine ausreichenden dämpfenden Eigenschaften auf, da die den Großteil des Zwischenraums einnehmende, zum Zentrieren der Büchse dienende Rohrschlange die Schwingung ungedämpft an den äußeren Zylindermantel überträgt. Ebensowenig geeignet zur Lösung des erfindungsgemäßen Problems sind Zylinderbüchsen, die nur einen Überzug aus Metall aufweisen oder mehrschichtige Zylinderbüchsen mit einer Zwischenschicht aus feuerfestem und daher nicht schwingungsdämpfendem Material.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Stirnansicht einer Zylinderbüchse, Fig. 2 einen Längsschnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 und 4 andere Ausführungsformen.
Die erfindungsgemäße Zylinderbüchse besteht aus der Laufbüchse 1, dem Außenmantel 2 und einer zwischen beiden angeordneten dämpfenden Zwischenschicht 3. Laufbüchse und Außenmantel sind in der Regel aus Stahl oder Gußeisen, doch ist die Erfindung nicht auf die Kombinaton einer dämpfenden Zwischenschicht mit Stahl- oder Gußbüchsen beschränkt. Als besonders geeignet für die dämpfende Zwischenschicht hat sich sogenanntes Letternmetall erwiesen, das aus etwa 67% Blei, 28% Antimon und 5% Zinn besteht. Die gleichen vorteilhaften Eigenschaften weist auch eine Zwischenschicht aus Silumin auf. Während diese beiden Materialien auch die Anforderungen hinsichtlich der Wärmeleiteigenschaften erfüllen, treten bei Verwendung von Plastikstahl, z. B. Devcon, einem synthetischen Werkstoff, der aus etwa 73% Eisen mit Beimengungen von C, Si, Mn, P, S und Cu, 2% Glaswolle und 25°/o Kunstharz besteht, erhebliche Unterschiede in der Wärmeleitfähigkeit auf gegenüber einem massiven Stahlring. Die Mehrschichtenzylinderbüchse wird vorzugsweise durch Eingießen der dämpfenden Zwischenschicht zwischen Laufbüchse 1 und dem Außenmantel 2 hergestellt. Die radiale Stärke der dämpfenden Zwischenschicht beträgt zweckmäßigerweise ungefähr 1,5 bis 3%# des Laufflächendurchmessers. Die Außen- und/oderInnenbüchse kann glatt ausgebildet und auch mit achsparallelen Rippen 4 (linke Hälfte, Fig. 1) versehen sein, mit welchen sich die beiden Büchsen gegeneinander abstützen und die zur Führung beim Einfüllen der Zwischenschicht dienen. Es versteht sich von selbst,- daß auch eine Büchse, bei der nur ein Teil, vorzugsweise der Bereich mit der größten Durchbiegung, mehrschichtig ausgebildet ist,- zur Verwirklichung der Erfindung geeignet ist. Eine derartige Büchse. ist beispielsweise in der Fig. 3 dargestellt. Andererseits ist es auch möglich, die Mehrfachschicht lediglich in Form von Längsstreifen, wie in Fig.4 dargestellt ist, anzubringen, und zwar an den Stellen, an welchen erfindungsgemäß die Schwingungen besonders stark auftreten. Anstatt der gezeigten einen dämpfenden Zwischenschicht können selbstverständlich mehrere derartige Schichten übereinander, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung starrer Schichten, angeordnet werden.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

PATENTANSPRCCHE: 1. Einrichtung zur Verhütung von Schwingungen der Zylinderbüchsen flüssigkeitsgekühlter Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbüchse in an sich bekannter Weise aus mehreren zylindrischen oder teilweise zylindrischen Schichten zusammengesetzt ist und mindestens eine Zwischenschicht in ihrer ganzen Erstreckung ,aus schwingungsdämpfendem Material besteht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei konzentrischen Stahl- oder Gußzylindern eine Schicht aus Weichmetall, wie Letternmetall (Blei-Antimon-Zinn), Zinnlegierungen od. dgl. vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus Silumin oder dessen Legierungen besteht.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht Plastikstahl vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach' Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieAußen-.oderInnenbüchsemit achsparallelen vorstehenden-Leisten versehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung der Büchse nur auf einem Teil der Laufbüchse vorgesehen ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Lauf- und Schutzbüchse aus verschiedenen Werkstoffen bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 577185; britische Patentschriften Nr. 361964, 732 944, 769254.