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Technisches Gebiet
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Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Zylinderlaufbuchse für einen Zylinder eines Verbrennungsmotors und insbesondere auf eine Zylinderlaufbuchse für einen Motorzylinder, die eine verbesserte Abstützung eines unteren Abschnitts der Zylinderlaufbuchse bietet.
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Stand der Technik
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Ein Verbrennungsmotor, wie ein Diesel- oder Benzinmotor, umfasst einen Motorblock, der eine Vielzahl von Motorbohrungen definiert. Während des Betriebs des Motors bewegen sich die Kolben durch die Verbrennung des Kraftstoffs innerhalb der Zylinderbohrungen hin und her und erzeugen mechanische Leistung. Jede Zylinderbohrung kann eine in die Zylinderbohrung eingepasste Zylinderlaufbuchse enthalten, in der sich der Kolben hin- und herbewegt. Zylinderlaufbuchsen ermöglichen, einen Motor mit einer bestimmten Zylinderbohrungskonfiguration und -größe durch einfaches Auswechseln der Zylinderlaufbuchsen für einen speziell konfigurierten Motor mit unterschiedlichen Kolbendurchmessern zu verwenden. Zusätzlich können die Zylinderlaufbuchsen bei Verschleiß oder Beschädigung ausgebaut und ersetzt werden.
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Während des Betriebs kann die Zylinderlaufbuchse hohen Belastungen und Spannungen ausgesetzt sein, was insbesondere bei relativ dünnwandigen Zylinderlaufbuchsen ein Problem darstellen kann. Zur strukturellen Abstützung der Laufbuchse kann ein enger Abstand zwischen der Zylinderlaufbuchse und der Zylinderbohrung vorgesehen werden. Die Zylinderlaufbuchse kann während des Betriebs jedoch auch hohen thermischen Belastungen ausgesetzt sein. Da der Kolben auf der Innenfläche der Zylinderlaufbuchse gleitet und die Zylinderlaufbuchse zumindest einen Teil der Brennkammer begrenzt, kann insbesondere Wärme erzeugt werden, die von der Innenseite der Zylinderlaufbuchse auf eine Außenseite der Zylinderlaufbuchse übertragen wird. Zur Unterstützung der Wärmeableitung kann eine Außenfläche der Zylinderlaufbuchse einen Kühlmittelzirkulationsraum zur Kühlung der Zylinderlaufbuchse bilden. Um Lochfraß der Laufbuchse zu vermeiden, ist ein korrekter Kühlmittelfluss erforderlich.
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Die U. S. Patentanmeldung Veröffentl.-Nr. 2018/0010549 offenbart eine Zylinderlaufbuchse, die eine oval geformte obere Manschette und eine Seitenwand mit einer rotationsasymmetrischen Außenkontur außer im Bereich des Sitzes der Laufbuchse im Kurbelgehäuse und der Dichtelementzonen aufweist. In der Veröffentlichung wird darauf hingewiesen, dass diese Ausgestaltung zur Vermeidung von Schäden an der Zylinderlaufbuchse durch Kavitation des Kühlmittels beiträgt, die durch die mechanischen und thermischen Belastungen der Zylinderlaufbuchse während des Betriebs des Motors verursacht werden. Die offenbarte Ausgestaltung berücksichtigt jedoch nicht die mechanischen und thermischen Belastungen, die im Bereich der Dichtungselemente am unteren Ende der Zylinderlaufbuchse, die das Austreten von Kühlmittel in das Kurbelgehäuse verhindern, auftreten.
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Kurzdarstellung
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In einem Aspekt beschreibt die Offenbarung eine Zylinderlaufbuchse für eine Zylinderbohrung eines Verbrennungsmotors, in der sich ein Kolben hin und her bewegt. Der Kolben weist eine winkelig angebrachte Pleuelstange auf, die eine Schub-/Gegenschubebene definiert, in der der Kolben einen Seitenschub auf die Zylinderlaufbuchse ausübt, und eine senkrechte Ebene, die sich senkrecht zur Schub-/Gegenschubebene erstreckt. Die Zylinderlaufbuchse umfasst einen hohlzylindrischen Körper mit einem unteren Ende und einem oberen Ende. Zwischen einer Seitenwand der Zylinderbohrung und einer Außenfläche der Zylinderlaufbuchse ist ein Kühlmittelhohlraum definiert. In der Außenfläche der Zylinderlaufbuchse sind mehrere untere Dichtungsnuten vorgesehen, von denen jede ein entsprechendes unteres Dichtungselement enthält. Die unteren Dichtungsnuten sind zwischen dem Kühlmittelhohlraum und dem unteren Ende des zylindrischen Körpers angeordnet. Zwischen einer obersten der unteren Dichtungsnuten und dem Kühlmittelhohlraum ist eine untere Laufbuchsenhalterung angeordnet. Die untere Laufbuchsenhalterung weist eine in einer Umfangsrichtung asymmetrische Ausgestaltung auf, sodass ein Abstand zwischen der Seitenwand der Zylinderbohrung und der Außenfläche des zylindrischen Körpers in einem ersten Bereich, der die Schub-/Gegenschubebene umgibt, relativ kleiner ist und in einem zweiten Bereich, der die senkrechte Ebene umgibt, relativ größer ist.
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In einem weiteren Aspekt beschreibt die Offenbarung einen Motor. Der Motor weist einen Motorblock mit einer Zylinderbohrung auf. In der Zylinderbohrung ist eine Zylinderlaufbuchse gelagert, die einen hohlzylindrischen Körper mit einem unteren Ende und einem oberen Ende aufweist. Ein Kolben ist für eine Hin- und Herbewegung in der Zylinderlaufbuchse durch eine winklig angebrachte Pleuelstange gelagert, die eine Schub-/Gegenschubebene definiert, in der der Kolben einen Seitenschub auf die Zylinderlaufbuchse ausübt, und eine senkrechte Ebene, die sich senkrecht zur Schub-/Gegenschubebene erstreckt. Zwischen einer Seitenwand der Zylinderbohrung und einer Außenfläche der Zylinderlaufbuchse ist ein Kühlmittelhohlraum definiert. In der Außenfläche der Zylinderlaufbuchse sind mehrere untere Dichtungsnuten vorgesehen, von denen jede ein entsprechendes unteres Dichtungselement enthält. Die unteren Dichtungsnuten sind zwischen dem Kühlmittelhohlraum und dem unteren Ende des zylindrischen Körpers angeordnet. Zwischen einer obersten der unteren Dichtungsnuten und dem Kühlmittelhohlraum ist eine untere Laufbuchsenhalterung angeordnet. Die untere Laufbuchsenhalterung weist eine in einer Umfangsrichtung der Zylinderbohrung und der Zylinderlaufbuchse asymmetrische Ausgestaltung auf, sodass ein Abstand zwischen der Seitenwand der Zylinderbohrung und der Außenfläche des zylindrischen Körpers in einem ersten Bereich, der die Schub-/Gegenschubebene umgibt, relativ kleiner ist und in einem zweiten Bereich, der die senkrechte Ebene umgibt, relativ größer ist.
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In einem weiteren Aspekt beschreibt die Offenbarung eine Zylinderlaufbuchse für eine Zylinderbohrung eines Verbrennungsmotors, in der sich ein Kolben hin und her bewegt. Der Kolben weist eine winkelig angebrachte Pleuelstange auf, die eine Schub-/Gegenschubebene definiert, in der der Kolben einen Seitenschub auf die Zylinderlaufbuchse ausübt, und eine senkrechte Ebene, die sich senkrecht zur Schub-/Gegenschubebene erstreckt. Die Zylinderlaufbuchse umfasst einen hohlzylindrischen Körper mit einem unteren Ende und einem oberen Ende. Zwischen einer Seitenwand der Zylinderbohrung und einer Außenfläche der Zylinderlaufbuchse ist ein Kühlmittelhohlraum definiert. In der Außenfläche der Zylinderlaufbuchse sind mehrere untere Dichtungsnuten vorgesehen, von denen jede ein entsprechendes unteres Dichtungselement enthält. Die unteren Dichtungsnuten sind zwischen dem Kühlmittelhohlraum und dem unteren Ende des zylindrischen Körpers angeordnet. Zwischen einer obersten der unteren Dichtungsnuten und dem Kühlmittelhohlraum ist eine untere Laufbuchsenhalterung an zumindest einer der Seitenwände der Zylinderbohrung und der Außenfläche der Zylinderlaufbuchse angeordnet. Die untere Laufbuchsenhalterung weist eine in einer Umfangsrichtung der Zylinderbohrung und der Zylinderlaufbuchse asymmetrische Ausgestaltung auf, sodass ein Abstand zwischen der Seitenwand der Zylinderbohrung und der Außenfläche des zylindrischen Körpers in einem ersten Bereich, der die Schub-/Gegenschubebene umgibt, relativ kleiner ist und in einem zweiten Bereich, der die senkrechte Ebene umgibt, relativ größer ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines beispielhaften Motors gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 2 ist eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Zylinderbohrung und Zylinderlaufbuchse gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht von Detail A der Zylinderbohrung und Zylinderlaufbuchse von 2, die eine untere Laufbuchsenhalterung darstellt.
- 4A-D sind Querschnittsansichten der Zylinderbohrung von 3 mit Blick in die Richtung B-B, die verschiedene Ausführungsformen der unteren Laufbuchsenhalterung von 3 darstellen.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Zylinderlaufbuchse mit einer weiteren Ausführungsform einer unteren Laufbuchsenhalterung.
- 6A-C sind Querschnittsansichten der Zylinderlaufbuchse von 5 und stellen verschiedene Ausführungsformen der unteren Laufbuchsenhalterung von 5 dar.
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Ausführliche Beschreibung
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Diese Offenbarung bezieht sich auf eine Zylinderlaufbuchse für eine Zylinderbohrung eines Motors. Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugsnummern auf gleiche Elemente beziehen, veranschaulicht 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines Motors 10, bei dem es sich beispielsweise um einen Dieselmotor, einen Benzinmotor oder einen mit gasförmigem Kraftstoff betriebenen Motor handeln kann. Bei der offenbarten Ausführungsform ist der Motor 10 ein Viertakt-Dieselmotor. Für Fachleute auf dem Gebiet ist jedoch offensichtlich, dass der Motor 10 ein beliebiger anderer Typ eines Verbrennungsmotors sein kann, beispielsweise ein benzin- oder gasbetriebener Zwei- oder Viertaktmotor.
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Der Motor 10 kann unter anderem eine Baugruppe aus Kolben 12, Pleuelstangen 14 und einer Kurbelwelle 16 enthalten. Jeder Kolben 12 kann mit der Kurbelwelle 16 durch eine entsprechende der Pleuelstangen 14 verbunden sein, sodass eine Bewegung des Kolbens 12 zu einer Drehung der Kurbelwelle 16 führt. Diese Komponenten können zusammenwirken, um die chemische Energie des Kraftstoffs durch eine Reihe von Explosionen in den Brennkammern 18 des Motors 10 in eine Drehbewegung der Kurbelwelle 16 umzuwandeln. Diese Explosionen können dazu führen, dass sich die Kolben 12 und Pleuelstangen 14 des Motors 10 in den Zylinderbohrungen 20 hin- und herbewegen. Auf diese Weise können die Zylinderbohrungen 20 als Druckbehälter, in denen der Verbrennungsvorgang stattfindet, und als Führung für die darin gleitenden Kolben 12 dienen. Die Zylinderbohrungen 20 können innerhalb eines Motorblocks 22 in zwei Bänken angeordnet sein, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind. Jede Bank kann eine Gruppe von Zylindern 20 umfassen, die auf der gleichen Seite der Kurbelwelle 16 angeordnet sind und deren Achsen in einer gemeinsamen Ebene liegen, die durch eine Achse der Kurbelwelle 16 verläuft. Jede Zylinderbohrung 20 kann eine Seitenwand 24 aufweisen und an ihrer Oberseite durch einen Zylinderkopf abgedichtet sein.
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2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Zylinderlaufbuchse 28, die verwendet werden kann, um eine zugehörige Zylinderbohrung 20 vor Verschleiß und Abnutzung durch den Kolben 12 zu schützen. Die Zylinderlaufbuchse 28 kann in der Zylinderbohrung 20, in der der Kolben 12 hin- und herbewegt wird, entfernbar montiert sein. Die Zylinderlaufbuchse 28 kann einen hohlen, allgemein zylindrischen Körper 29 aufweisen, der sich entlang einer Längsachse 30 mit einem oberen Ende 32 und einem unteren Ende 33 erstreckt. Während des Betriebs des Motors 10 kann eine Innenfläche 34 der Zylinderlaufbuchse 28 eine Gleitfläche für den entsprechenden Kolben 12 bilden, während der Kolben 12 von der Pleuelstange 14 und der Kurbelwelle 16 (in 1 dargestellt) in einer Auf- und Abwärtsbewegung hin- und herbewegt wird. Die Zylinderlaufbuchse 28 kann aus jeder Art von Stahl oder Gusseisen bestehen.
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Wie in 2 dargestellt, kann das obere Ende 32 der Zylinderlaufbuchse 28 auch einen ringförmigen Schulterabschnitt 38 enthalten, der einen sich vom oberen Ende der Zylinderlaufbuchse 28 radial nach außen erstreckenden ringförmigen Flansch 40 enthalten kann. Eine Außenfläche des Flansches 40 kann mit einer im Motorblock 22 ausgebildeten, ringförmigen, stufenförmigen Montagefläche zusammenpassen, um die Zylinderlaufbuchse 28 in ihrer Position zu sichern und zu verhindern, dass die Zylinderlaufbuchse 28 weiter in die Zylinderbohrung 20 hinuntergleitet. Der Schulterabschnitt 38 kann auch eine ringförmige Aussparung 42 in der Nähe des Flansches 40 enthalten, die für die Aufnahme eines oberen Dichtelements 44 ausgelegt sein kann, das zwischen der Zylinderlaufbuchse 28 und dem Motorblock 22 vorgesehen ist. Das obere Dichtelement 44 kann zur Abdichtung gegen Wasser- und/oder Ölaustritt außerhalb des Motors ausgelegt sein. In einigen Ausführungsformen kann das Dichtelement 44 einen O-Ring verkörpern. Es kann aber auch nach Wunsch jede andere in der Technik bekannte Dichtung verwendet werden. Nicht alle Zylinderlaufbuchsen enthalten einen ringförmigen Schulterabschnitt am oberen Ende und nicht alle Motorblöcke enthalten eine stufenförmige Montagefläche, und die vorliegende Offenbarung ist nicht auf Laufbuchsen und Blöcke mit einer solchen Anordnung beschränkt.
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Während des Betriebs des Motors 10 kann es durch die Verbrennung in der Brennkammer 18 zu einer Erwärmung der Zylinderlaufbuchse 28 kommen. Um diese Wärme abzuführen, können der Motorblock 22 und die Zylinderlaufbuchse 28 zur Zirkulation von Kühlmittel (z. B. Wasser, Glykol oder ein Gemisch) entlang einer Außenfläche 48 der Zylinderlaufbuchse 28 ausgelegt sein. Beispielsweise kann die Zylinderbohrung 20 derart ausgestaltet sein, dass sie einen Kühlmittelmantel oder -hohlraum 46 enthält, der einen Bereich umfasst, in dem ein vergrößerter Abstand zwischen der Außenfläche 48 der Zylinderlaufbuchse 28 und der Seitenwand 24 der Zylinderbohrung 20 besteht. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Kühlmittelhohlraum 46 um einen mittleren Abschnitt der Zylinderbohrung 20 und der Zylinderlaufbuchse 28 angeordnet.
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Um das Austreten von Kühlmittel in das Kurbelgehäuse zu verhindern, kann die Zylinderlaufbuchse 28 mit einer Vielzahl von unteren Dichtelementen 49, 50, 51 (dargestellt in 3) versehen sein, die unterhalb des Kühlmittelhohlraums 46 angeordnet sind. Jedes der unteren Dichtelemente 49, 50, 51 kann in einer entsprechenden einer Vielzahl von unteren Dichtungsnuten 52, 53, 54 (ebenfalls in 3 dargestellt) in der Außenfläche 48 der Zylinderlaufbuchse 28 angeordnet sein, die in der Nähe des unteren Endes 33 der Zylinderlaufbuchse 28 vorgesehen sind. Die unteren Dichtelemente 49, 50, 51 können in ihren jeweiligen Nuten 52, 53, 54 so angeordnet sein, dass sich das Dichtelement zwischen der Außenfläche 48 der Zylinderlaufbuchse 28 und der Seitenwand 24 der Zylinderbohrung 20 erstreckt. In der veranschaulichten Ausführungsform sind drei untere Dichtungsnuten 52, 53, 54 und drei Dichtelemente 49, 50, 51 in einer in Längsrichtung beabstandeten Anordnung vorgesehen. In anderen Ausführungsformen kann jedoch auch eine andere Anzahl von unteren Dichtelementen und unteren Dichtungsnuten vorgesehen sein. In einigen Ausführungsformen können die unteren Dichtelemente 49, 50, 51 O-Ringe verkörpern. Es können jedoch auch andere Arten von Dichtelementen verwendet werden. Die Dichtelemente 49, 50, 51 können aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) oder Fluorelastomeren wie z. B. kühlmittelbeständigem FKM oder jedem anderen geeigneten Material bestehen.
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Aufgrund des Winkels der Pleuelstange 14 in Bezug auf den Kolben 12 wird der Kolben 12 während des Betriebs des Motors 10 gegen die Seiten der Zylinderbohrung 20 geschoben. Insbesondere wenn der Kolben 12 bei seinem Krafthub in die Zylinderbohrung 20 geschoben wird, stößt der Kolben 12 auf Widerstand, wenn er versucht, die Kurbelwelle zu drehen. Dieser Widerstand bewirkt, dass der Kolben12 einen seitlichen Schub auf die Zylinderlaufbuchse 28 ausübt. Die Seite, auf die dieser Schub ausgeübt wird, wird manchmal als Schubseite bezeichnet. Ebenso wird, wenn sich der Kolben 12 auf seinem Kompressionshub nach oben bewegt und auf den Widerstand des Luft/Kraftstoff-Gemisches in der Brennkammer 18 trifft, ein Seitenschub durch den Kolben auf die gegenüberliegende Seite der Zylinderlaufbuchse 28 ausgeübt (d. h. die Seite, die der Seite gegenüberliegt, auf der der Schub beim Krafthub aufgebracht wird). Die Seite, auf die dieser Schub ausgeübt wird, wird manchmal als Gegenschubseite bezeichnet. Die Ebene, die die Schub- und Gegenschubseite des Zylinders verbindet, wird manchmal als Schub-/Gegenschubebene bezeichnet und ist allgemein eine Ebene, die sich senkrecht zu der durch den Bolzen, der die Pleuelstange 14 mit dem Kolben 12 verbindet, definierten Drehachse erstreckt.
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Ein Bereich, in dem diese Belastungen in Bezug auf die Zylinderlaufbuchse 28 ein besonderes Problem darstellen können, ist der Bereich zwischen den unteren Dichtungsnuten 52, 53, 54 und dem Kühlmittelhohlraum 46. Genauer gesagt, kann der möglicherweise betroffene Bereich der Bereich zwischen der obersten unteren Dichtungsnut 52 und dem unteren Rand des Kühlmittelhohlraums 46 sein. Um die Belastung durch die kolbenseitigen Schübe in diesem Bereich zu minimieren, kann die Zylinderlaufbuchse 28 und/oder die Zylinderbohrung 20 mit einer unteren Laufbuchsenhalterung 56 mit variablen Abmessungen ausgebildet sein, die in dem Bereich unmittelbar oberhalb der Nut in der Zylinderlaufbuchse für das untere Dichtelement, in diesem Fall das oberste untere Dichtelement 49 und die Nut 52, und unterhalb des Kühlmittelhohlraums 46 angeordnet sein kann. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann diese untere Laufbuchsenhalterung 56 zur Begrenzung der durch den Kolbenseitenschub verursachten Verschiebung der Zylinderlaufbuchse 28 ausgelegt sein, während sie weiterhin einen Kühlmittelfluss um die Zylinderlaufbuchse 28 ermöglicht.
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Zu diesem Zweck kann die untere Laufbuchsenhalterung 56 derart gestaltet sein, dass der Abstand zwischen der Außenfläche 48 der Zylinderlaufbuchse 28 und der Seitenwand 24 der Zylinderbohrung 20 in Umfangsrichtung variiert. Genauer gesagt, kann die untere Laufbuchsenhalterung 56 so gestaltet sein, dass der Abstand zwischen der Außenfläche 48 der Zylinderlaufbuchse 28 reduziert oder minimiert wird, um einen engen Abstand im Bereich der Schub-/Gegenschubebene vorzusehen, um die Zylinderlaufbuchse 28 abzustützen, während der Abstand außerhalb der Schub-/Gegenschubebene vergrößert wird, um einen verbesserten Kühlmittelfluss zu ermöglichen. In einer Ausführungsform kann der Abstand in dem die Ebene senkrecht zur Schub-/Gegenschubebene umgebenden Bereich maximiert, d. h. um 90° gedreht werden. Der die untere Laufbuchsenhalterung 56 definierende variable Abstand kann entweder über die Ausgestaltung der Zylinderbohrung 20 oder die Außenfläche 48 der Zylinderlaufbuchse 28 realisiert werden.
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3 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der die untere Laufbuchsenhalterung 56 in der Seitenwand 24 der Zylinderbohrung 20 vorgesehen ist. Der Bereich des Details von 3 ist in 2 mit dem Buchstaben A gekennzeichnet. Der Querschnitt von 3 zeigt den Bereich des relativ größeren Abstands zwischen der Zylinderbohrung 20 und der Zylinderlaufbuchse 28, der abseits der Schub-/Gegenschubebene besteht und in der Ebene senkrecht zur Schub-/Gegenschubebene maximiert ist. In der in 3 gezeigten Ausführungsform enthält die untere Laufbuchsenhalterung 56 eine Abschrägung 58 in einer unteren Ecke; diese Abschrägung ist jedoch nicht notwendig und muss nicht vorgesehen werden. Die untere Laufbuchsenhalterung 56 kann ein in den Motorblock 22 eingearbeitetes Merkmal sein, wie es bei einem vorhandenen Motorblock der Fall sein kann, oder sie kann beim Gießen des Blocks geformt werden. Alternativ kann die untere Laufbuchsenhalterung 56 als hülsenförmiger Einsatz ausgeführt sein, der in der Zylinderbohrung 20 angeordnet ist und damit einen Teil der Zylinderbohrung 20 bildet.
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Die in Umfangsrichtung variable Ausgestaltung der Zylinderbohrung 20, die die untere Laufbuchsenhalterung 56 bildet, ist in 4A-D dargestellt. In 4A-D ist die Schub-/Gegenschubebene mit 60 und die Ebene senkrecht zur Schub-/Gegenschubebene mit 62 gekennzeichnet. In jeder in 4A-D gezeigten Ausführungsform ist die Zylinderbohrung 20 im Bereich um die senkrechte Ebene 62 mit einem vergrößerten Durchmesser im Vergleich zum Durchmesser im Bereich um die Schub-/Gegenschubebene 60 ausgeführt. Im Bereich der senkrechten Ebene 62 führt der vergrößerte Durchmesser zu einem vergrößerten Abstand zwischen der Seitenwand 24 der Zylinderbohrung 20 und der Zylinderlaufbuchse 28 zur Ermöglichung des Kühlmittelflusses, während der Bereich der Schub-/Gegenschubebene 60 einen engen Abstand aufweist, der eine verbesserte Abstützung der Zylinderlaufbuchse 28 gegen kolbenseitige Schübe ermöglichen kann.
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In jeder der Ausführungsformen in 4A-D wird der vergrößerte Durchmesser der Zylinderbohrung 20 im Bereich um die senkrechte Ebene 62 durch eine andere Geometrie erreicht. Die Ausführungsformen von 4A und 4B bilden die untere Laufbuchsenhalterung 56 mit einer elliptischen Form in der Seitenwand 24 der Zylinderbohrung 20, wobei die Nebenachse der Ellipse in der Schub-/Gegenschubebene 60 und die Hauptachse der Ellipse in der senkrechten Ebene 62 liegt. Die elliptische Form der Ausführungsform von 4B bietet einen größeren Bereich mit engem Abstand um die Schub-/Gegenschubebene 60 als die Ausführungsform von 4A. Die Geometrie der Ausführungsform von 4C realisiert die untere Laufbuchsenhalterung 56 mit einer rechteckigen Stufe im Bereich der senkrechten Ebene 62, während im Bereich der Schub-/Gegenschubebene 60 weiterhin eine gerundete Kurve vorgesehen ist. Die in 4D gezeigte Ausführungsform der unteren Laufbuchsenhalterung 56 verwendet variable Radiuskurven in dem die senkrechte Ebene 62 umgebenden Bereich, um den Abstand für den Kühlmittelfluss zu vergrößern, wobei der maximale Radius an dem Punkt der senkrechten Ebene 62 vorgesehen ist. Während in 4A-D verschiedene beispielhafte Ausgestaltungen dargestellt sind, kann die untere Laufbuchsenhalterung 56 in der Zylinderbohrung 20 auch mit anderen Geometrien entsprechend dieser Offenbarung ausgeführt werden.
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5 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform, bei der die untere Laufbuchsenhalterung 56 an der Außenfläche 48 der Zylinderlaufbuchse 28 realisiert ist. In der Ausführungsform von 5 umfasst die untere Laufbuchsenhalterung 56 einen ringförmigen Flansch 64 an der Außenfläche 48 der Zylinderlaufbuchse 28, der wiederum oberhalb der obersten unteren Dichtelementnut 52 angeordnet ist. Dieser Flansch 64 weist in Umfangsrichtung eine asymmetrische Ausgestaltung auf. Wie bei der Bereitstellung der unteren Laufbuchsenhalterung 56 in der Zylinderbohrung 20 kann der Flansch 64, der die untere Laufbuchsenhalterung 56 an der Zylinderlaufbuchse 28 definiert, verschiedene Geometrien aufweisen, wie in 6A-C dargestellt. In jeder dieser Geometrien kann die Zylinderlaufbuchse 28 in die Zylinderbohrung 20 eingesetzt und so ausgerichtet werden, dass der Flansch 64 den Abstand zwischen der Außenfläche 48 der Zylinderlaufbuchse 28 in dem die Schub-/Gegenschubebene 60 umgebenden Bereich minimiert, um eine Abstützung gegen kolbenseitige Schübe zu bieten, während der Abstand in dem die senkrechte Ebene 62 umgebenden Bereich maximiert wird, um einen erhöhten Kühlmittelfluss vorzusehen.
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In den Ausführungsformen von 6A und 6B weist der die untere Laufbuchsenhalterung 56 definierende Flansch 64 eine elliptische Ausgestaltung auf, wobei die Hauptachse der Ellipse in der Schub-/Gegenschubebene 60 liegt, um den Abstand zur Zylinderbohrung 20 für eine verbesserte Abstützung zu minimieren, und die Nebenachse in der senkrechten Ebene 62 liegt, um einen erhöhten Kühlmittelfluss vorzusehen. Die Ausführungsform von 6A ist zur Vorsehung eines größeren Bereichs mit engem Abstand um die Schub-/Gegenschubebene 60 herum als die Ausführungsform von 6B ausgebildet, während die Ausführungsform von 6B einen größeren Bereich mit größerem Abstand um die senkrechte Ebene 62 herum vorsieht. Die Ausführungsform von 6C verwendet variable Kurvenradien im Bereich der Schub-/Gegenschubebene 60 zum Vorsehen einer verbesserten Abstützung der Zylinderlaufbuchse 28, wobei der maximale Radius an dem Punkt der Schub-/Gegenschubebene 60 vorgesehen ist. Während in 6A-C verschiedene beispielhafte Ausgestaltungen dargestellt sind, kann die untere Laufbuchsenhalterung 56 auch an der Zylinderlaufbuchse 28 unter Verwendung eines Flansches 64 mit anderen Geometrien, die mit dieser Offenbarung übereinstimmen, realisiert werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die offenbarte Anordnung von Zylinderlaufbuchse 28 und Zylinderbohrung 20 kann in jeder Anwendung eingesetzt werden, bei der es erwünscht ist, die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des zugehörigen Motors zu erhöhen. Die Offenbarung kann insbesondere für Zylinderlaufbuchsen mit relativ dünnen Wänden relevant sein, die ein erhöhtes Risiko von Beschädigungen durch Kolbenschübe aufweisen können. Der durch die offenbarte untere Laufbuchsenhalterung 56 im Bereich um die Schub-/Gegenschubebene geschaffene engere Abstand kann dazu beitragen, Belastungen in der Zylinderlaufbuchse zu minimieren, indem die Verschiebung der Laufbuchse im Bereich unmittelbar oberhalb der unteren Dichtelemente unter der durch die Bewegung des Kolbens verursachten Belastung kontrolliert wird. Gleichzeitig kann der vergrößerte Abstand im Bereich der Ebene senkrecht zur Schub-/Gegenschubebene dazu beitragen, Lochfraß in der Laufbuchse durch Kavitation oder Korrosion durch geringen Kühlmittelfluss zu verhindern.
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Diese Offenbarung beinhaltet im Rahmen des gesetzlich Erlaubten alle Modifikationen und Äquivalente des in den hieran angefügten Ansprüchen angegebenen Gegenstands. Des Weiteren ist jegliche Kombination der zuvor beschriebenen Elemente in allen möglichen Variationen derselben in der Offenbarung umfasst, sofern hierin nichts anderes angegeben ist oder der Zusammenhang nicht eindeutig etwas Anderes besagt.
