DE1255390B - Air-cooled reciprocating internal combustion engine with a cylinder liner attached directly to the cylinder head - Google Patents

Air-cooled reciprocating internal combustion engine with a cylinder liner attached directly to the cylinder head

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DE1255390B
DE1255390B DED38519A DED0038519A DE1255390B DE 1255390 B DE1255390 B DE 1255390B DE D38519 A DED38519 A DE D38519A DE D0038519 A DED0038519 A DE D0038519A DE 1255390 B DE1255390 B DE 1255390B
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cylinder
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Dr-Ing Erwin Eisele
Dr-Ing Manfred Christian
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Daimler Benz AG
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    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/04—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for air cooling
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Description

Luftgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer unmittelbar am Zylinderkopf befestigten Zylinderlaufbuchse Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer unmittelbar am Zylinderkopf befestigten, gegenüber dem Kurbelgehäuse in Längsrichtung frei ausdehnbaren Zylinderlaufbuchse und einem zur Kühlluftführung um die Zylinderlaufbuchse dienenden, als gesondertes Bauteil zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Zylinderkopf ausgebildeten und zugleich die Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Einheit tragenden Mantel, bei welcher Maschine die Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Einheit sowohl im Luftführungsmantel als auch im Kurbelgehäuse geführt ist.Air-cooled reciprocating internal combustion engine with a directly on the Cylinder head attached cylinder liner The invention relates to an air-cooled Reciprocating internal combustion engine with a directly attached to the cylinder head, with respect to the crankcase in the longitudinal direction freely expandable cylinder liner and one serving to guide the cooling air around the cylinder liner, as a separate one Component formed between the crankcase and the cylinder head and at the same time the cylinder head-cylinder liner unit supporting jacket, in which machine the cylinder head / cylinder liner unit both in the air duct jacket and is guided in the crankcase.

Die Zylinderlaufbuchsen derartiger Maschinen sind frei von Spannungen durch Zündkräfte und Zylinderkopfbefestigungskräfte. Doch besteht die Gefahr, daß sich die Zylinderlaufbuchsen infolge Wärmeeinwirkuna,en verziehen und daß sie infolge von Einbauungenauigkeiten Schrägverspannungen und Ovalverdrückungen erfahren.The cylinder liners of such machines are free from stress through ignition forces and cylinder head fastening forces. But there is a risk that the cylinder liners warp as a result of the effects of heat and that they as a result Experienced angular tension and oval compression from installation inaccuracies.

Die deutsche Patentschrift 634 300 zeigt wohl eine Maschine derjenigen Gattung, mit der sich die Erfindung befaßt, doch ist über die Auslegung der Führungen, also über die jeweiligen Passungen nichts ausgesagt, so daß die Teile der dort dargestellten Maschine, wenn man die Führuneen überall - wie gezeichnet - ohne Spiel verwirklichen würde, schon beim kleinsten Herstellungsfehler verklemmt, schiefgezogen oder -gedrückt würden.The German patent specification 634 300 probably shows a machine of the type with which the invention is concerned, but nothing is said about the design of the guides, i.e. about the respective fits, so that the parts of the machine represented there, if the guides everywhere - as drawn - would be realized without play, would be jammed, pulled or pushed at an angle even with the smallest manufacturing error.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Maschinenteile, insbesondere die Zvlinderlaufbuchse, gegen den nachteiligen Einfluß von verformenden Kräften bei Einbau und Betrieb zu schützen.The invention is based on the object, the machine parts, in particular the cylinder liner, against the negative influence of deforming forces to protect during installation and operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungen so ausRelegt sind, daß der Luftführunnsmantel sowohl im Bereich seines zylinderkopfseiti ' een Endes als auch im Bereich seines kurbelgehäuseseitigen Endes auf der Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Einheit und die Z#linderkopf-Zvlinderlaufbuchsen-Einheit im Kurbeleehäuse zentriert ist. wobei die Passung zwischen Zvlinderlaufbuchse und Kurbe12ehäuse weiter als die Passung zwischen der Zvlinderkopf-Zylinderlaufbucbsen-Einheit und dem Luftführunasmantel ist. Auf diese Weise wird die wie üblich vom Kurbelgehäuse aufgenommene Zylinderlaufbuchse durch den kastenförmigen, seitensteifen Luftführun2smantel abgestützt und zwar mit einem großen Halte-Hebelarm. Andererseits ist auf die Fertigung und den Einbau insofern Rücksicht genommen worden, als an der kritischen Stelle, an der zwei Passungen zusammenkommen (Zvlinderlaufbuchse - Luftführungsmantel -Zylinderlaufbuchse - Kurbelgehäuse). die eine Passung (Zylinderlaufbuchse - Kurbelgehäuse) loser gehalten ist, was für die Fertigung einfach und vor allem für den Einbau vorteilhaft ist. Ein dadurch mögliches geringfügig außermittiges Aufsetzen der Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Luftführungsmantel-Einheit auf das Kurbelgehäuse hat keinerlei störenden Einfluß auf den Betrieb der Maschine.This object is inventively achieved in that the guides are ausRelegt so that the Luftführunnsmantel both in the region and in the region of its crankcase side end on the cylinder head cylinder liner unit and the Z # linder head-Zvlinderlaufbuchsen unit in its zylinderkopfseiti 'een end Kurbeleehäuse is centered. The fit between the cylinder liner and the crankcase is wider than the fit between the cylinder head / cylinder liner unit and the air duct jacket. In this way, the cylinder liner, which is received by the crankcase as usual, is supported by the box-shaped, laterally stiff air ducting jacket with a large holding lever arm. On the other hand, production and installation have been taken into account insofar as at the critical point where two fits come together (cylinder liner - air duct jacket - cylinder liner - crankcase). one fit (cylinder liner - crankcase) is kept looser, which is simple for manufacture and, above all, advantageous for installation. A slightly eccentric placement of the cylinder head, cylinder liner, and air guide jacket unit on the crankcase, which is possible as a result, has no disruptive influence on the operation of the machine.

Weiterhin wirkt es fertigungsvereinfachend, wenn die Gegenfläche für die Zentrierfläche am kurbelgehäuseseitigen Ende des Luftführungsmantels und für die Aufnahmefläche des Kurbelgehäuses ein und dieselbe Fläche der Zylinderlaufbuchse ist.Furthermore, it has a manufacturing-simplifying effect if the counter surface for the centering surface on the crankcase end of the air duct and for the receiving surface of the crankcase one and the same surface of the cylinder liner is.

Die Zentrierung des Luftführungsmantels an seinem zylinderkopfseitigen Ende an der Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Einheit kann entweder zwischen dem Zylinderkopf und dem Luftführungsmantel oder zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Luftführungsmantel erfolgen. In letzterem Fall kann die Zylinderlaufbuchse einen schmalen Bund zum Zentrieren im Luftführungsmantel aufweisen. Um hierbei nicht wertvolle Kühlrippenfläche zu verlieren, kann die Zentrierung auch von am Außendurchmesser entsprechend bearbeiteten Kühlrippen der Zylinderlaufbuchse übernommen werden.The centering of the air duct jacket on its cylinder head side End on the cylinder head-cylinder liner unit can either be between the Cylinder head and the air duct or between the cylinder liner and the air duct jacket. In the latter case, the cylinder liner can be a have a narrow collar for centering in the air duct jacket. To do this not valuable Losing the cooling fin surface can also mean centering on the outside diameter appropriately machined cooling fins of the cylinder liner are taken over.

Es ist vorteilhaft, wenn die Zentrierung im Gebiet des zylinderkopfseitigen Endes des Luftführungsmantels in einer etwas vor dem Ende der Zylinderlaufbuchse liegenden Querebene angeordnet ist, weil dann die Kühlluft ungehindert an den obersten, heißesten Teil der Zylinderlaufbuchse gelangen kann.It is advantageous if the centering is in the area of the cylinder head side End of the air duct jacket in a slightly before the end of the cylinder liner lying transverse level, because then the cooling air is unhindered to the top, the hottest part of the cylinder liner.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

F i g. 1 zeigt im Längsschnitt (entsprechend der Schnittebene I-1 von F i g. 2) und F i g. 2 zeigt im Querschnitt (entsprechend der Querebene 11-11 von F i g. 1) eine Maschine, bei der der Luftführungsmantel am Zylinderkopf zentriert ist, während in den F i g. 3 und 4 (F i g. 3 im Längsschnitt und F i g. 4 in Teilansicht entsprechend dem Pfeil IV in F i g. 3) eine Maschine dargestellt ist, bei der der Luftführungsmantel an der Zylinderlaufbuchse zentriert ist.F i g. 1 shows in longitudinal section (corresponding to the section plane I-1 of FIG. 2) and FIG. 2 shows in cross section (corresponding to the transverse plane 11-11 of FIG. 1) a machine in which the air duct jacket is centered on the cylinder head, while in FIGS. 3 and 4 ( FIG. 3 in longitudinal section and FIG. 4 in partial view corresponding to arrow IV in FIG. 3) shows a machine in which the air guide jacket is centered on the cylinder liner.

Bei der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Maschine ist das Kurbelgehäuse mit 10 bezeichnet. Auf der bearbeiteten Fläche 11 des Kurbelgehäuses sitzt der aus Gründen der Wärmeabfuhr tunlichst aus Leichtmetall bestehende Luftführungsmantel 12 auf, auf diesem wiederum der Zylinderkopf 13, in den die verrippte Zylinderlaufbuchse 14 eingesehrumpft ist. Zylinderkopfschrauben 15 verspannen den Zylinderkopf 13 über den Luftführungsmantel 12 mit dem Kurbelgehäuse 10. In the case of the FIGS. 1 and 2, the crankcase is denoted by 10. On the machined surface 11 of the crankcase sits the air guide jacket 12, which is made of light metal for reasons of heat dissipation, and on this in turn the cylinder head 13 into which the ribbed cylinder liner 14 is sumped. Cylinder head screws 15 brace the cylinder head 13 with the crankcase 10 via the air guide jacket 12.

Der Luftführungsmantel 12 ist am Zylinderkopf 13 an der Stelle 16 und an der Zylinderlaufbuchse 14 an der Stelle 17 an der Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Einheit mit verhältnismäßig enger Passung zentriert. Die Passung an der Stelle 18, wo die Zylinderlaufbuchse 14 vom Kurbelgehäuse 10 aufgenommen wird, ist weiter als die Passung an der Stelle 17. Hierbei wird man im Hinblick auf die Fertigung die Unterschiede in den Passungen in die Bohrungen des Luftführungsmantels 12 und des Kurbelgehäuses 10 legen und den Paßdurchmesser der Zylinderlaufbuchse 14 für die Stellen 17 und 18 gleich halten.The air duct jacket 12 is centered on the cylinder head 13 at the point 16 and on the cylinder liner 14 at the point 17 on the cylinder head / cylinder liner unit with a relatively tight fit. The fit at the point 18 where the cylinder liner is taken up from the crankcase 10 14 is further than the fit at the position 17. In this case, it is in view of the manufacture, the differences in the fits into the bores of the air guide casing 12 and the crankcase 10 place and keep the fitting diameter of the cylinder liner 14 for the points 17 and 18 the same.

Um der Kühlluft (Strömungsfäden 19 und 20) einen möglichst ungehinderten Zutritt auch zu dem obersten Teil der Zylinderlaufbuchse 14 und zum Zylinderkopf 13 zu verschaffen, sind die Verbindungsstege 21 und 22 im Gebiet der Kühllufteintrittsöffnung 23 und der Kühlluftaustrittsöffnung 24 des Luftführungsmantels 12 nach außen ausgebogen. Im gleichen Sinn wirkt die untere Abschrägung 25 der Verbindungsstege 21 und 22.In order to give the cooling air (flow threads 19 and 20) as unimpeded access as possible to the uppermost part of the cylinder liner 14 and to the cylinder head 13 , the connecting webs 21 and 22 are bent outward in the area of the cooling air inlet opening 23 and the cooling air outlet opening 24 of the air guiding jacket 12. The lower bevel 25 of the connecting webs 21 and 22 acts in the same way.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 3 und 4 liegt der Zylinderkopf 26 ohne unmittelbare Zentrierung auf dem Luftführungsmantel 27 auf. Die Zentrierung erfolgt über zwei Kühlrippen 28 und 29 der in den Zylinderkopf eingesehrumpften Zylinderlaufbuchse 30. Es sind absichtlich nicht die obersten Kühlrippen für diese Zentrierung gewählt worden, weil man in diesem Gebiet in Anbetracht der gerade dort besonders hohen Temperaturen freien Zutritt der Kühlluft haben wollte. Man verlegte also den die Zentrierfläche aufnehmenden Verbindungssteg 31 etwas nach unten, so daß die Kühlluft überhalb dieses Steges an der Stelle 32 ungehindert eintreten kann.In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the cylinder head 26 rests on the air guide jacket 27 without direct centering. The centering takes place via two cooling fins 28 and 29 of the cylinder liner 30 sumped into the cylinder head. The uppermost cooling fins were intentionally not chosen for this centering, because in this area, given the particularly high temperatures there, one wanted free access to the cooling air. The connecting web 31, which accommodates the centering surface, was therefore moved somewhat downwards, so that the cooling air can enter unhindered above this web at the point 32.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Luftgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer unmittelbar am Zylinderkopf befestigten, gegenüber dem Kurbelgehäuse in Längsrichtung frei ausdehnbaren Zylinderlaufbuchse und einem zur Kühlluftführung um die Zylinderlaufbuchse dienenden, als gesondertes Bauteil zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Zylinderkopf ausgebildeten und zugleich die Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Einheit tragenden Mantel, bei welcher Maschine die Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Einheit sowohl im Luftführungsmantel als auch im Kurbelgehäuse geführt ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Führungen so ausgelegt sind, daß der Luftführungsmantel (12) sowohl im Bereich seines zylinderkopfseitigen Endes als auch im Bereich seines kurbelgehäuseseiti,gen Endes auf der Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Einheit (Teile 13, 14) und die Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Einheit im Kurbelgehäuse (10) zentriert ist, wobei die Passung zwischen Zylinderlaufbuchse (14) und Kurbelgehäuse (10) weiter als die Passung zwischen der Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Einheit (Teile 13, 14) und dem Luftführungsmantel (12) ist. Claims: 1. Air-cooled reciprocating internal combustion engine with a cylinder liner attached directly to the cylinder head, freely expandable in the longitudinal direction in relation to the crankcase and a cylinder liner unit serving to guide the cooling air around the cylinder liner, designed as a separate component between the crankcase and the cylinder head and at the same time the cylinder head-cylinder liner unit supporting jacket, in which machine the cylinder head-cylinder liner unit is guided both in the air duct jacket and in the crankcase, d a d urch g e -characterized that the guides are designed so that the air duct jacket (12) both in the area of its cylinder head end and in the area of its crankcase-side end on the cylinder head-cylinder liner unit (parts 13, 14) and the cylinder head-cylinder liner unit is centered in the crankcase (10) , the fit between the cylinder liner (14) and crankcase (10) further than is the fit between the cylinder head / cylinder liner unit (parts 13, 14) and the air duct jacket (12). 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche fär die Zentrierfläche am kurbelgehäuseseitigen Ende des Luftführungsmantels (12) und für die Aufnahmefläche des Kurbelgehäuses (10) ein und dieselbe Fläche der Zylinderlaufbuchse (14) ist. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am zylinderkopfseitigen Ende des Luftführungsmantels (12) vorgesehene Zentrierung des Luftführungsmantels (12) an der Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Einheit (Teile 13, 14) zwischen dem Zylinderkopf (13) und dem Luftführungsmantel (12) erfolgt-4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am zylinderkopfseitigen Ende des Luftführungsmantels (27) vorgesehene Zentrierung des Luftführungsmantels (27) an der Zylinderkopf-Zylinderlaufbuchsen-Einheit (Teile 26, 30) zwischen der Zylinderlaufbuchse (30) und dem Luftführungsmantel (27) erfolgt. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Zentrierungen des Luftführungsmantels (27) an der Zylinderkopf - Zylinderlaufbuchsen - Einheit (Teile 26, 30), vorzugsweise diejenige am zylinderkopfseitigen Ende des Luftführungsmantels (27), über am Außendurchmesser entsprechend bearbeitete Kühlrippen (28, 29) der Zylinderlaufbuchse (30) erfolgt. 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung im Gebiet des zylinderkopfseitigen Endes des Luftführungsmantels (27) in einer etwas vor dem Ende der Zylinderlaufbuchse (30) liegenden Querebene angeordnet ist. in Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 634 300, 961846; österreichische Patentschrift Nr. 171957. 2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the mating surface for the centering surface on the crankcase-side end of the air guiding jacket (12) and for the receiving surface of the crankcase (10) is one and the same surface of the cylinder liner (14). 3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the end of the air guide jacket (12) provided on the cylinder head side centering of the air guide jacket (12) on the cylinder head-cylinder liner unit (parts 13, 14) between the cylinder head (13) and the Air duct jacket (12) takes place -4. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the provided at the cylinder head side end of the air guide casing (27) centering the air guide casing (27) on the cylinder head cylinder liner unit (parts 26, 30) between the cylinder liner (30) and the air guide casing ( 27) takes place. 5. Internal combustion engine according to claim 1 to 4, characterized in that at least one of the centerings of the air guide jacket (27) on the cylinder head - cylinder liner - unit (parts 26, 30), preferably that on the cylinder head end of the air guide jacket (27), on the outer diameter appropriately machined cooling ribs (28, 29) of the cylinder liner (30) takes place. 6. Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the centering is arranged in the area of the cylinder head end of the air guiding jacket (27) in a transverse plane slightly in front of the end of the cylinder liner (30). Considered publications: German Patent Nos. 634 300, 961 846; Austrian patent specification No. 171957.
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