DE1129765B

DE1129765B - Befestigung eines Brennraumkoerpers an einem luftgekuehlten Zylinderkopf

Info

Publication number: DE1129765B
Application number: DEM46233A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Seifert; Dipl-Ing Karl-Heinz Hoseus
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1960-08-11
Filing date: 1960-08-11
Publication date: 1962-05-17
Also published as: GB942169A

Description

Befestigung eines Brennraumkörpers an einem luftgekühlten Zylinderkopf Die Erfindung bezieht sich auf die Befestigung eines an einem luftgekühlten Zylinderkopf aus Leichtmetall lösbar mit Hilfe von Befestigungsschrauben angebrachten Brennraumkörpers, der einen mit dem Zylinderraum über eine oder mehrere Überströmöffnungen verbundenen abgeteilten Brennraum (Vorkammer, Wirbelkammer) enthält, und der durch die Befestigungsschrauben auf die äußere Stirnfläche eines Schwermetallringes gepreßt wird, der in die den Zylinderraum begrenzende Bodenplatte des Zylinderkopfes eingelassen ist.
Bei einer derartigen Befestigung bereitet die Anbringung der Befestigungsschrauben im Zylinderkopf große Schwierigkeiten, da die Festigkeit des Leichtmetalls im Bereich der Bodenplatte in der Nähe der Überströmöffnungen und am Steg zwischen den Ventilen, d. h. in der Gegend, in der die Befestigungsschrauben zwangläufig eingeschraubt werden müssen, infolge des auf diese Stellen konzentrierten Wärmeanfalles sehr stark vermindert ist, so daß die Schrauben bei kräftigem Anziehen aus dem Leichtmetall herausgerissen werden. Dieser Nachteil läßt sich vermeiden, wenn die Befestigungsschrauben in Partien des Zylinderkopfes eingeschraubt werden, die genügend weit von den hoch erhitzten Stellen entfernt liegen. Bei dieser bekannten Ausführung tritt aber ein neuer Nachteil auf, der darin liegt, daß die Bodenplatte an der Stelle, an der der Brennraumkörper aufliegt, und die im allgemeinen durch einen in den Zylinderkopf eingelassenen Schwermetallring gebildet wird, infolge des ständigen Anpreßdruckes nach Art eines Kriechvorganges nachgibt und sich nach dem Zylinderinneren hin auswölbt, so daß der Kolben an dieser Stelle anschlägt. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Vermeidung dieser Nachteile.
Diese Aufgabe wird an einer Befestigung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß an dem Schwermetallring seitliche Tragarme angebracht sind, in welche die Befestigungsschrauben eingeschraubt sind, und die mit dem Ring einen inneren Haltebügel bilden. Dadurch entsteht eine aus Stahl oder Gußeisen bestehende Einheit, die den inneren Haltebügel, die Schrauben mit Muttern, den Brennraumkörper, einen äußeren Haltebügel und Federpakete umfaßt und die praktisch in dem in Frage kommenden Temperaturbereich wärmeunempfindlich und daher in der Lage ist, die auftretenden Beanspruchungen im Dauerbetrieb zu ertragen.
Eine besonders widerstandsfähige Ausbildung der Tragarme ergibt sich, wenn sich der Schwermetallring mindestens annähernd bis zu der Fläche der Bodenplatte erstreckt, die den Zylinderraum begrenzt, und wenn sich Verstärkungs- und Verbindungsrippen von dem Schwermetallring zu den Tragarmen erstrecken.
Undichte Stellen werden dadurch vermieden, daß die Tragarme annähernd zylindrische Partien aufweisen, in welche die Befestigungsschrauben eingeschraubt sind und die völlig von dem Leichtmetall des Zylinderkopfes umgeben sind.
Vorteilhaft sind an dem Zylinderkopf Vorsprünge vorgesehen, gegen welche die zylindrischen Partien bzw. die Tragarme unter dem Einfluß des im Zylinderraum herrschenden Überdruckes gepreßt werden.
Eine' für den vorliegenden Zweck ausreichende Bindung des Schwermetallringes und der Tragarme mit dem Leichtmetall des Zylinderkopfes kann dadurch erreicht werden, daß die Oberfläche des Schwermetallringes und der Tragarme eine normalerweise durch Gießen oder Schmieden erreichbare Rauhigkeit aufweist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig.1 zeigt einen Schnitt durch den Brennraumkörper und den Zylinderkopf längs der Linie A-B in Fig. 2. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf längs der Linie C-D in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt den inneren Haltebügel in Pfeilrichtung E (Fig. 2) gesehen.
In den Zylinderkopf 1 ist der innere Haltebügel 2 eingegossen, der aus dem Schwermetallring 3 und den Tragarmen 4 besteht. Die Tragarme 4 bestehen ihrerseits aus den zylindrischen Partien 5 und den Rippen 6 und 7, welche die Partien 5 mit dem Ring 3 verbinden und als Verstärkungsrippen dienen. Der Ring 3 erstreckt sich bis zu der Fläche 8 der Bodenplatte 9, die den Zylinderraum begrenzt.--In die Partien 5 sind die Befestigungsschrauben 10 eigeschraubt. Die Schrauben 10 pressen den Einsatz 11 auf den Ring 3, wobei der Kraftfluß über die Muttern 12, die Federpakete 13, die Kugelscheiben 14, den äußeren Bügel 15, den Brennraumkörper 16 und die Dichtringe 17 und 18 geht. In dem Einsatz 11, der ebenso wie der innereBügel 2 vorzugsweise aus warmfestemStahl hergestellt ist, befindet sich die Überströmöffnung 19. An der Stelle 20 befindet sich eine Einspritzdüse, die Brennstoff in die Vorkammer 21 einspritzt. Der innere Bügel t ist durch Gießen oder Schmieden hergestellt und besitzt die bei derartigen Herstellungsverfahren auftretende rauhe Oberfläche. Die Federpakete dienen zum Ausgleich der unterschiedlichen Wärmedehnungen von Brennraumkörper 16 und Schrauben 10. Die Partien 5 werden durch den auf der Fläche 8 lastenden Druck im Zylinderraum gegen die Vorsprünge 22 gepreßt, welche die Schrauben 10 konzentrisch umgeben und aus den beiderseits des Brennraumkörpers 16 angeordneten Kühlluftleitwänden 23 des Zylinderkopfes 1 herauswachsen.
Die Erfindung besteht nicht etwa allein darin, daß dem Schwermetallring 3, der in die den Zylinderraum begrenzende Bodenplatte eingelassen (insbesondere eingegossen) ist, die Funktion zugeteilt wird, zugleich die Enden der Befestigungsschrauben 10 aufzunehmen. Entscheidend ist vielmehr die haltebügelartige Ausbildung des eingegossenen (oder sonstwie unverrückbar eingelassenen) Teiles 3, 6, 5, welche bei sparsamem Materialaufwand eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen die Kräfte der Schrauben 10 bedeutet, wobei zugleich die von der Ringform abweichende Bügelgestalt eine sichere Verankerung im Umgebungsmaterial bewirkt.
Zu den nachfolgenden Patentansprüchen wird bemerkt, daß für die Gegenstände der Unteransprüche ein vom Hauptgedanken der Erfindung (Anspruch 1) losgelöster Schutz nicht begehrt .ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Befestigung eines an einem luftgekühlten Zylinderkopf aus Leichtmetall lösbar mit Hilfe von Befestigungsschrauben angebrachten Brennraumkörpers, der einen mit dem Zylinderraum über eine oder mehrere überströmöffnungen verbundenen abgeteilten Brennraum (Vorkammer, Wirbelkammer) enthält, und der durch die Befestigungsschrauben auf die äußere Stirnfläche eines Schwermetallringes gepreßt wird, der in die den Zylinderraum begrenzende Bodenplatte des Zylinderkopfes eingelassen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schwermetallring (3) seitliche Tragarme (4) angebracht sind, in welche die Befestigungsschrauben (10) eingeschraubt sind, und die mit dem Ring (3) einen inneren Haltebügel (2) bilden. z. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schwermetallring (3) bis (oder annähernd bis) zu der Fläche (8) der Bodenplatte (9) erstreckt, die den Zylinderraum begrenzt, und daß sich Verstärkungs- und Verbindungsrippen (6, 7) von dem Schwermetallring (3) zu den Tragarmen (4) erstrecken. 3. Befestigung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragarme (4) zylindrische Partien (5) aufweisen, in welche die Befestigungsschrauben (10) eingeschraubt sind, und die völlig von dem Leichtmetall des Zylinderkopfes (1) umgeben sind. 4. Befestigung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zylinderkopf (1) Vorsprünge (22) vorgesehen sind, gegen welche die zylindrischen Partien (5) bzw. die Tragarme (4) unter dem Einfluß des im Zylinderraum herrschenden Überdruckes gepreßt werden. 5. Befestigung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (22) die Befestigungsschrauben (10) konzentrisch umfassen und aus Kühlluftleitwänden (23) des Zylinderkopfes (1) herauswachsen, die beiderseits des Brennraumkörpers (16) angebracht sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift A 18145Ia/46a2 (bekanntgemacht am 7. 7. 1955); französische Patentschrift Nr. 1190 392; britische Patentschriften Nr. 319 268, 343 097, 849290.