DE1177874B

DE1177874B - Verkleidungsrohr fuer eine Stoesselstange an luftgekuehlten Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1177874B
Application number: DEG26682A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolfgang Ulbrich
Original assignee: ZWEIGNIEDERLASSUNG GUELDNER MO; Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: ZWEIGNIEDERLASSUNG GUELDNER MO; Linde GmbH
Priority date: 1959-03-21
Filing date: 1959-03-21
Publication date: 1964-09-10
Also published as: ES256695A1; GB915878A; BE588850A

Description

Verkleidungsrohr für eine Stößelstange an luftgekühlten Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft ein Verkleidungsrohr für eine Stößelstange an luftgekühlten Brennkraftmaschinen, das an beiden Enden in im wesentlichen zylindrischen Aufnahmebohrungen in den zu verbindenden Maschinenteilen, z. B. dem Kurbelgehäuse oder einer Stößelführung und dem Zylinderkopf, mittels Dichtungen aus elastischen Material geführt und abgedichtet ist. Da sich der Abstand der Führungen und die Länge des Verkleidungsrohres während des Betriebes vornehmlich wegen der großen Temperaturunterschiede zwischen kalter und heißer Maschinen und infolge der Erschütterungen, Schwingungen und rasch aufeinanderfolgenden Temperaturschwankungen während des Laufes ändern, sind Maßnahmen erforderlich, die diese Abstandsänderungen erlauben, ohne daß dabei die Dichtheit der Anordnung leidet. Da die vollkommene Erfüllung dieser Anforderung Schwierigkeiten bereitet, sind bisher mannigfaltige Ausführungsformen bekannt geworden, die grundsätzlich nach zwei Merkmalen unterschieden werden können, nämlich entweder das mindestens zwei zueinander gehörende Dichtflächen während der Längenänderung aufeinandergleiten, also eine stopfbüchsenartige Abdichtung zwischen Führung und Verkleidungsrohr vorliegt, oder daß die Enden des Verkleidungsrohres in ihren Führungen festsitzen, also keine Relativbewegungen ausführen, und daß dafür das Verkleidungsrohr in sich längenveränderlich ausgebildet ist, z. B. durch balg- oder teleskopartige Ausgestaltung. Bei zwei aufeinandergleitenden Dichtflächen ist die Dichtheit weitgehend von der Oberflächengüte, der Maßhaltigkeit und der Sauberkeit abhängig. Insbesondere ein dabei auftretendes Walken der elastischen Dichtungseinlagen verursacht bei geringster Verunreinigung, Oberflächenverletzung oder Ungenauigkeit eine pumpenartige Förderung des Öls an die trocken zu haltende Außenseite. Es ist darum infolge des Zusammenwirkens der aufgezeigten Umstände in der Praxis schwierig, eine einwandfreie Öldichtheit zu erreichen. Die in sich längenveränderlichen Verkleidungsrohre sind in der Herstellung höchst kompliziert und beanspruchen, da die Außendurchmesser groß werden, in nachteiliger Weise zum Einbau viel Platz und beeinträchtigen den Strömungsquerschnitt für die Kühlluft. Ein weiteres Merkmal des Gegenstandes, auf den sich die Erfindung bezieht, besteht darin, daß ;las Verkleidungsrohr mindestens gegen eine Aufnahmebohrung durch elastische Verformbarkeit der Dichtung zum Ausgleich der geringen betriebsbedingten Längenänderungen axial verschiebbar ist. Dieses Merkmal ist als Ausbildung eines Endes eines Verkleidungsrohres bekannt, wobei ein auf das Rohrende aufgeschobener Dichtring von einem auf das Rohr aufgelöteten Bundring in axialer Richtung gehalten ist. Das andere Ende des Verkleidungsrohres ist dabei in die zugehörige Aufnahmebohrung öldicht eingepreßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle aufeinandergleitenden Flächen zu vermeiden, also eine vollkommen einwandfreie öldichtheit sicherzustellen, eine wegen der elastischen Verformbarkeit zum Ausgleich der Längen- bzw. Abstandsänderungen gebräuchliche komplizierte Gestaltgebung des Verkleidungsrohres zu vermeiden, also eine einfache, möglichst die einfachste, Gestaltgebung zu ermöglichen, auf den üblicherweise .erforderlichen hohen Gütegrad von Maßhaltigkeit und Oberflächenbeschaffenheit der Dichtflächen des Verkleidungsrohres verzichten zu können, den Führungsbohrungen in den zu verbindenden Motorteilen eine möglichst einfache, sich den Umgebungsbedingungen anpassende Gestalt zu geben, wobei sich besondere Güteanforderungen an Oberflächenbeschaffenheit und Maßhaltigkeit ebenfalls erübrigen sollen, eine leichte und günstige Einbaubarkeit zu schaffen und alle vorstehenden Einzelaufgaben in einem insgesamt optimalen Verkleidungsrohr zu vereinen. Dieses Verkleidungsrohr ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Zusammensetzung aus einem zum Zwecke der Stößelstangenverkleidung an sich bekannten glattzylindrischen, lediglich durch Ablängen handelsüblicher Meterware herstellbaren Rohrstück und aus im Nvesentlichen einen trapezförmigen Querschnitt aufweisenden, mit der größeren Zylinderfläche bereits vor dem Einbau in die Maschine auf dem Rohr festsitzenden Dichtringen, und durch eine ebenfalls bekannte während der betriebsbedingten Längenänderungen einen bestehenbleibenden Haftsitz ohne metallische Berührung ergebende Einbaübarkeit mit den Enden zuvorderst in beide Aufnahmebohrungen.
Glattzylindrische Rohrstücke für den vorliegenden Zweck sind im Zusammenhang mit stopfbüchsenartigen Abdichtungen bekanntgeworden, die dichtungsseitig ungünstig beurteilt und wegen der zumindest im Bereich der auf- und abgleitenden Dichtungen erforderlichen besonders einwandfreien, also geschliffenen. Oberflächen wesentlich teuerer sind. Mit dem lediglich durch Ablängen handelsüblicher Meterware herstellbaren, ansonsten unbearbeiteten Rohrstück ist die einfachste und damit billigste Gestalt des rohrförmigen Teils des Verkleidungsrohres gegeben. Mit den mit ihren Zylinderflächen an den Dichtflächen ruhenden und haftenden Dichtringen ist eine vollkommen einwandfreie Öldichtheit sichergestellt. Wegen der großen Auflagefläche der Dichtringe in den Aufnahmebohrungen der Maschinenteile sind diese Aufnahmebohrungen durch einen einmaligen Bohrvorgang herstellbar, wodurch sich eine bislang notwendige mechanische Feinbearbeitung erübrigt. Das Merkmal, daß Dichtringe mit rechtecki-(Yem Querschnitt mit ihren Zylinderflächen an einer Bohrung und an einem Rohr anliegen und während der betriebsbedingten Längenänderungen einen bestehenbleibenden Haftsitz ohne metallische Berührung aufweisen, ist bisher nur im Apparatebau der Verfahrenstechnik, also einem dem Erfindungsgegenstand sehr entfernt liegenden Gebiet vorgeschlagen worden. Durch den trapezförmigen Querschnitt ist die leichte Einbaubarkeit in einfachzylindrische Aufnahmebohrungen gegeben. Da zwischen den Aufnahmebohrungen und dem Rohrstück keine metallische Berührung besteht, sondern ein Puffer aus elastischem Material zwischengeschaltet ist, ergibt sich in für Brennkrafimaschinen vorteilhafter Weise eine beachtliche Verminderung der Maschinengeräusche, da sich gezeigt hat, daß Rohrteile mit metallischer Berührung die Maschinengeräusche aufnehmen und in erheblichem Maße verstärkt wiedergeben. Die Einbaubarkeit mit den Enden zuvorderst in beide Aufnahmebohrungen ist für den Zusammenbau der Maschine günstig und vereinfacht die Lagerhaltung gegenüber bekannten Ausführungen, bei denen die Verkleidungsrohre werksseitig in den Zylinderkopf eingepreßt sind, wodurch sich sperrige Bauteile ergeben. Der Haftsitz ist auf verschiedene Art herstellbar, so z. B. durch Spannung bzw. Pressung des Dichtungsmaterials gegen die Berührungsfläche oder dadurch, daß die Dichtringe auf die Berührungsfläche geklebt oder vulkanisiert sind. Durch die zweckmäßige Trapezform der Dichtringe und deren Haftsitz erübrigen sich alle weiteren an sich gebräuchlichen Bauteile zur Abdichtung und Inlagehaltung des Verkleidungsrohres, so daß bei einer gewährleisteten einwandfreien Funktion nicht nur die optimale Einfachheit für die Einzelteile, sondern auch für die Gesamtanordnung erreicht ist.
Insbesondere zum Einbau in von der koaxialen Lage zueinander abweichende Aufnahmebohrungen ist eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes besonders zweckmäßig, bei der die auf das glattzylindrische, in sich steife Rohrstück aufgebrachten Dichtringe eine rotationssymmetrische Form mit den Rohrenden zugewandten kegelstumpfförmigen Stirnflächen und einen neben der Aufnahme der betriebsbedingten Längenänderungen dieAnpassung der äußeren Dichtfläche an die zur Rohrachse schräge Aufnahmebohrung mit einem bestehenbleibenden Haftsitz gewährleistende elastische Verformung aufweisen. Diese Ausbildungsform läßt sich in allen den Fällen mit Vorteil anwenden, bei denen bisher die einander gegenüberstehenden Aufnahmebohrungen in den Maschinenteilen mittels einer komplizierten und zeitraubenden Herstellungsmethode mit zur Hauptbearbeitungsrichtung in spitzem Winkel stehanden Vorschubeinrichtungen hergestellt werden müssen. Nunmehr ist es möglich, die Aufnahmebohrungen in vereinfachter Weise in einer Hauptbearbeitungsrichtung der Maschinenteile herzustellen und eine dabei entstehende aus anderen baulichen Zweckmäßigkeitsgründen bedingte koaxiale Versetzung der zugeordneten Aufnahmebohrungen in den einander gegenüberliegenden Maschinenteilen durch die Verformbarkeit der Dichtringe auszugleichen.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Schnitt. Dabei besteht das Verkleidungsrohr für Stößelstangen aus einem glattzylindrischen Rohrstück 1. und den Dichtringen 2 und 3, die einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen und mit ihren großen Zylinderflächen 4, 5 an je einem Ende des Rohrstückes 1 bereits vor dem Einbau des Verkleidungsrohres in die Maschine festsitzen, z. B. aufvulkanisiert oder aufgeklebt sind. Das obere Ende des Verkleidungsrohres steckt in einer Aufnahmebohrung 6 eines Zylinderkopfes 7. Das untere Ende ist in eine Aufnahmebohrung 8 in einem Kurbelgehäuse 9 eingeführt. Die Aufnahmebohrung 8 kann gleichzeitig auch die Führungsbohrung für die Stößel sein, wodurch sich die Herstellung sehr vereinfacht. Die Durchmesser der äußeren Zylinderflächen 10 und 11 der Dichtringe 2 bzw. 3 sind so dimensioniert, daß sie durch Materialspannung an die Wand der Führungsbohrungen 6 bzw. 8 gepreßt werden und im Einbauzustand festsitzen. Während der betriebsbedingten Längenänderung des Rohrstücks 1 und der Abstandsänderung zwischen dem Zylinderkopf 7 und dem Kurbelgehäuse 9 bleibt der Haftsitz der großen Zylinderflächen 4, 5 am Rohrstück 1 und der Haftsitz der äußeren Zylinderflächen 10, 11 in den Aufnahmebohrungen 6, 8 bestehen. Diese Längen- und Abstandsänderungen werden durch eine Verformung des Dichtungsmaterials zwischen den Zylinderflächen an je einem Rohrstückende ausgeglichen. Um das Verkleidungsrohr gegen axiales Herausrutschen nach oben zu sichern, ist ein Halteblech 12 angeordnet, das durch Schrauben 13 am Zylinderkopf 7 befestigt ist. Da normalerweise zwei Verkleidungsrohre nebeneinanderliegen, kann das Halteblech 12 durch symmetrische Anordnung zur Schraube 13 gleichzeitig zur Halterung beider Verkleidungsrohre herangezogen werden, wobei es durch entsprechende Anschläge an der Wand der Führungsbohrung 6 gegen Verdrehung geschützt ist, so daß eine Halteschraube 13 ausreichend ist. Das Halteblech 12 mit der Schraube 13 kann entfallen, wenn eine überstehende Nase an einem im Ventilkammergehäuse bereits vorhandenen Bauteil, z. B. einem Bock für die Kipphebellagerung od. dgl. zur axialen Sicherung des Verkleidungsrohres in zweckmäßiger Weise herangezogen wird. Bei dieser Ausführung genügt ein einfacher Bohrvorgang zur Herstellung der Aufnahmebohrung 6. Um ein axiales Durchrutschen des Verkleidungsrohres in das Ventilkammergehäuse zu vermeiden, kann die Aufnahmebohrung 6 auch am oberen Teil abgesetzt ausgeführt sein, so daß sich ein in die Bohrung vorstehender Bund ergibt. Es liegt im Wesen der Erfindung, daß die gezeigte Gestaltung eines Rohrendes auch mit einer an sich bekannten Ausführung am anderen Rohrende gepaart werden kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Verkleidungsrohr für eine Stößelstange an luftgekühlten Brennkraftmaschinen, das an beiden Enden in im wesentlichen zylindrischen Aufnahmebohrungen in den zu verbindenden Maschinenteilen, z. B. dem Kurbelgehäuse oder einer Stößelführung und dem Zylinderkopf, mittels Dichtungen aus elastischem Material geführt und abgedichtet und mindestens gegen eine Aufnahmebohrung durch elastische Verformbarkeit der Dichtung zum Ausgleich der geringen betriebsbedingten Längenänderungen axial verschiebbar ist, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung aus einem zum Zwecke der Stößelstangenverkleidung an sich bekannten glattzylindrischen, lediglich durch Ablängen handelsüblicher Meterware herstellbaren Rohrstück und aus im wesentlichen einen trapezförmigen Querschnitt aufweisenden, mit der größeren Zylinderfläche bereits vor dem Einbau in die Maschine auf dem Rohr festsitzenden Dichtringen, und durch eine ebenfalls bekannte während der betriebsbedingten Längenänderungen einen bestehenbleibenden Haftsitz ohne metallische Berührung ergebende Einbaubarkeit mit den Enden zuvorderst in beide Aufnahmebohrungen.
2. Verkleidungsrohr nach Anspruch 1, insbesondere zum Einbau in von der koaxialen Lage zueinander abweichende Aufnahmebohrungen, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das glattzylindrische, in sich steife Rohrstück aufgebrachten Dichtringe eine rotationssymmetrische Form mit den Rohrenden zugewandten kegelstumpfförmigen Stirnflächen und eine neben der Aufnahme der betriebsbedingten Längenänderungen die Anpassung der äußeren Dichtfläche an die zur Rohrachse schräge Aufnahmebohrung mit einem bestehenbleibenden Haftsitz gewährleistende elastische Verformbarkeit aufweisen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 716 359, 891994; österreichische Patentschrift Nr. 38114; schweizerische Patentschrift Nr. 296101; französische Patentschriften Nr. 898 036, 1196 258; britische Patentschrift Nr. 260 506; USA.-Patentschriften Nr. 2381339, 2397882, 2541768, 2657679, 2665146, 2670976; MWM-Nachrichten, 1956, Heft 1, S. 35, Bild 30; »Gummi und Asbest - Plastische Massen«, Stuttgart 1957, S. 288 und 289.