Zylinderlaufbüchse, insbesondere für Brennkraftmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Zylinderlaufbüchse, insbesondere für Brennkraftmaschinen,
für Breitflanscheinspannmng, wobei die Unterseite des Einspannflansches einer senkrecht
zur Zylinderachse liegenden Aufspannfläche des Zylindermantels gegenüberliegt.Cylinder liner, in particular for internal combustion engines. The invention
relates to a cylinder liner, especially for internal combustion engines,
for wide flange clamping, whereby the underside of the clamping flange is vertical
to the cylinder axis lying clamping surface of the cylinder jacket is opposite.
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, Rißbildungen an der Übergangsstelle
zwischen Laufbüchse und Einspannflansch zu vermeiden.The registration is based on the task of cracking at the transition point
between the liner and the clamping flange.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Unterseite
des Einspannflansches im entspannten Zustand gegen die parallel zur Aufspannfläche
des Zylindermantels liegende Flanschoberseite von innen nach außen konisch ansteigt.The solution to this problem is, according to the invention, that the underside
of the clamping flange in the relaxed state against the one parallel to the clamping surface
of the cylinder jacket lying flange top rises conically from the inside to the outside.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß an der rissegefährdeten Übergangsrinne
eine Druckvorspannung entsteht, welche die beim Betrieb der Maschine auftretenden
Zugspannungen restlos absorbiert und dadurch Kerbrisse mit Sicherheit an dieser
Stelle nicht mehr auftreten. Zwar tritt dafür am oberen Übergangsbereich zwischen
Flansch und Zylinderlaufbüchse infolge des konischen Breitflanschquerschnittes eine
verstärkte Zugspannung auf, die jedoch keine schädlichen Ausmaße erreicht, wenn
man, wie an sich bekannt, in einen inneren Einstich auf der Oberseite des Einspannflansches
einen nicht zu harten, aber auch nicht zu weichen Dichtungsring, insbesondere aus
Weicheisen, einlegt, der dafür sorgt, daß diese Stelle noch im Bereich der statischen
Einspannung liegt.The invention achieves that at the transition channel at risk of cracks
a pressure bias arises, which occurs when the machine is in operation
Tensile stresses are completely absorbed and, as a result, notches are definitely cracked
Place no longer occur. It is true that between it occurs at the upper transition area
Flange and cylinder liner due to the conical wide flange cross-section one
increased tensile stress, which, however, does not reach any harmful dimensions if
as is known per se, in an internal recess on the top of the clamping flange
a sealing ring that is not too hard, but also not too soft, in particular from
Soft iron, which ensures that this point is still in the static area
Restraint.
Es ist bekannt, die Anlagefläche von Rohrflanschen aus Kunststoff
z.B. gegenüber einer ebenen Auflagefläche sich nach außen ansteigend abheben zu
lassen, um einen böheren Anschlußdichtunasdruck zu erzielen. Es ist außerdem bekannt,
an luftgekühlten Brennkraftmaschinen ohne Zylinderlaufbüchse den Zylinderkopf an
seiner Unterseite gegenüber einer ebenen Auflagefläche am Zylinderkörper nach außen
zu ansteigen zu lassen, um eine zwischen Kopf und Zylinder angeordnete Dichtungseinlage
zu schonen. Beide Anordnungen geben aber keinen Hinweis auf die durch den Anmeldungsgegenstand
zu lösende Aufgabe, eine unter dem Einfluß der Betriebsbeanspruchungen der Maschine
mögliche Rissebildung am Übergang des breiten Einspannflansches in die Zylinderlaufbüehse
zu verhindern.It is known, the contact surface of pipe flanges made of plastic
E.g. in relation to a flat support surface, rising upwards towards the outside
to obtain a higher connection sealing pressure. It is also known
the cylinder head on air-cooled internal combustion engines without a cylinder liner
its underside opposite a flat support surface on the cylinder body to the outside
to let rise to a sealing insert arranged between the head and the cylinder
to protect. However, both arrangements give no indication of the subject matter of the application
Task to be solved, one under the influence of the operational stresses of the machine
possible crack formation at the transition from the wide clamping flange to the cylinder liner
to prevent.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Einspannstelle am Zylinderlaufbüchsenflansch
und F i g. 2 ein Diagramm, das die Abhängigkeit der an der Übergangsstelle des Büchsenflansches
in die Zylinderlaufbüchse auftretenden Kerbspannungen vom Anzugsmoment der Zylinderbefestigungsschrauben
veranschaulicht.In the drawing, the invention is shown in an exemplary embodiment,
namely, FIG. 1 shows a cross section through a clamping point on the cylinder liner flange
and F i g. 2 is a diagram showing the dependence of the at the transition point of the liner flange
notch stresses occurring in the cylinder liner from the tightening torque of the cylinder fastening screws
illustrated.
In F i g. 1 bezeichnet a die Zylinderlaufbüchse,
b
deren Einspannflansch, c den Zylinderkopf und d den Zylindermantel. Mit
e, e' und e" sind die fluchtgleich übereinanderliegenden Schraublöcher bezeichnet.
Über der inneren Flanschauflager-Begrenzungskante f ist auf der Flanschoberseite
eine Rinne g für die Aufnahme eines Dichtungsringes h angeordnet. Die Rinne g weist
wiederum einen inneren flachen Einstich i auf, der innen von einem den Flansch
b
überragenden zylindrischen Kragen k begrenzt wird. Die kerbrissegefährdete
Übergangsstelle ist mit in bezeichnet. Als Werkstoff für den Dichtungsring h wird
ein nicht zu harter, aber auch nicht zu weicher Werkstoff, z. B. aus Weicheisen,
bevorzugt.In Fig. 1 denotes a the cylinder liner, b its clamping flange, c the cylinder head and d the cylinder jacket. With e, e 'and e "are the flush screw holes on top of each other. Above the inner flange support limiting edge f, a channel g for receiving a sealing ring h is arranged on the flange top. The channel g in turn has an inner flat recess i , the is delimited on the inside by a cylindrical collar k projecting beyond the flange B. The transition point at risk of notch cracking is denoted by in. A material that is not too hard, but also not too soft, for example made of soft iron, is preferred as the material for the sealing ring h.
Gemäß der Erfindung ist der Einspannflansch bin der Weise konisch
gestaltet, daß seine Unterseite im entspannten Zustand gegen die parallel zur Aufspannfläche
des Zylindermantels d liegende Flanschoberseite von innen nach außen unter einem
Winkel ;1 von 7 bis 2° stetig ansteigt.According to the invention, the clamping flange is conical in the manner
designed that its underside in the relaxed state against the parallel to the clamping surface
of the cylinder jacket d lying flange top from the inside to the outside under a
Angle; 1 steadily increasing from 7 to 2 °.
Dies hat zur Folge, daß beim Anziehen der Zylinderkopfschrauben der
Zylinderkopf c den Flansch b nach abwärts biegt, bis die Flanschunterseite auf der
senkrecht zur Zylinderachse liegenden Gegenfläche am Zylindermantel anliegt. Die
Folge davon ist, daß an Stelle der bei parallelen Flanschflächen auftretenden Zugbeanspruchungen
(Linie I in F i g. 2) an der Übergangsstelle m nunmehr eine Druckvorspannung (Kurve
11 in F i g. 2) auftritt, welche die Betriebszugspannungen restlos absorbiert. Außerdem
wirkt beim Aufschrauben des Zylinderkopfes dieser infolge der druckabschwächenden
Wirkung des Einstiches i vor allem auf die äußere Zone des Weicheisenringes h ein.
Diese drückt wiederum zwar kräftig, aber gleichzeitig weich angreifend auf den Flansch
b. Dabei
wölbt sich die Zylinderkopfbodenfläche über dem Weicheisenring
h und wirkt erst im äußeren Bereich des Flansches auf diesen ein. Beide Umstände
tragen dazu bei, daß die Einspannkräfte erst in einem größeren Abstand von der Zylinderachse
auf den Flansch übertragen werden. Die infolge der konischen Formgebung des Flansches
im Bereich der Rinne g auftretenden Zugspannungen bleiben innerhalb unschädlicher
Grenzen, weil diese Stelle infolge der Einspannwirkung des Ringes h noch im Bereich
der statischen Einspannung liegt.As a result, when the cylinder head screws are tightened, the
Cylinder head c bends the flange b downwards until the flange underside on the
opposite surface lying perpendicular to the cylinder axis rests on the cylinder jacket. the
The consequence of this is that instead of the tensile stresses occurring with parallel flange surfaces
(Line I in FIG. 2) at the transition point m now a compressive prestress (curve
11 in FIG. 2) occurs, which completely absorbs the operating tensile stresses. aside from that
acts when the cylinder head is screwed on as a result of the pressure attenuating
Effect of the groove i mainly on the outer zone of the soft iron ring h.
This in turn presses strongly, but at the same time gently attacking the flange
b. Included
the cylinder head bottom surface arches over the soft iron ring
h and only acts on the flange in the outer area. Both circumstances
contribute to the fact that the clamping forces only at a greater distance from the cylinder axis
transferred to the flange. The result of the conical shape of the flange
Tensile stresses occurring in the area of the channel g remain within harmless
Limits because this point is still in the range due to the clamping action of the ring h
the static restraint.