Zylinder für luftgekühlte $rennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft
einen Zylinder für luftgekühlte Brennkraftmaschinen mit einer aus Gußeisen bestehenden
Zylinderlaufbuchse und einem auf diese durch Umgießen aufgebrachten, aus Leichtmetall
bestehenden Mantel mit in Segmente unterteilten Ringrippen, bei dem das Verhältnis
der Wandstärke des Mantels zur Wandstärke der Zylinderlaufbuchse vom kopfseitigen
Zylinderende zum kurbelwellenseitig angeordneten Befestigungsflansch zunimmt, und
bei dem auch ein in das Kurbelwellengehäuse hineinragendes freies Ende der Zylinderlaufbuchse
mix einem unter Schrumpfdruck anliegenden Mantel aus Leichtmetall versehen ist.Cylinders for Air-Cooled Racing Engines The invention relates to
a cylinder for air-cooled internal combustion engines with one made of cast iron
Cylinder liner and one applied to this by casting, made of light metal
existing jacket with annular ribs divided into segments, in which the ratio
the wall thickness of the jacket to the wall thickness of the cylinder liner from the head side
Cylinder end increases towards the mounting flange on the crankshaft side, and
which also has a free end of the cylinder liner protruding into the crankshaft housing
mix is provided with a jacket made of light metal under shrinking pressure.
Bei derartigen Zylindern dient der Leichtmetallmantel in erster Linie
der Verbesserung des Wärmeüberganges an die Kühlluft, außerdem soll er aber auch
die Wärmeausdehnung des Zylinders regeln und vergleichmäßigen.In such cylinders, the light metal jacket is primarily used
the improvement of the heat transfer to the cooling air, but it should also
regulate and equalize the thermal expansion of the cylinder.
Die letztgenannte Wirkung wird durch den beim Umgießen der Zylinderlaufbuchse
auftretenden Schrumpfdruck bewirkt, der eine elastische Vorstauchung des Buchsenwerkstoffes
und gleichzeitig eine elastische Vordehnung des Mantelwerkstoffes bewirkt, wobei
das Verhältnis der Vorstauchung des einen zur Vordehnung des anderen Teiles dem
Verhältnis der Wandstärken proportional ist. Beim Wiedererwärmen bildet sich die
elastische Verformung entsprechend der temperaturbedingten Abnahme des Schrumpfdruckes
zurück und diese Wirkung überlagert sich der normaler. Wärmeausdehnung derart, daß
sich eine Gesamtwärmeausdehnung ergibt, die zwischen derjenigen des Buchsenwerkstoffes
und des Mantelwerkstoffes liegt, und die um so größer wird, je größer der von der
Zylinderlaufbuchse durch elastische Verformung aufgenommene Anteil des im kalten
Zustand vorhanden gewesenen Schrumpfdruckes war. Man kann daher innerhalb der Elastizitätsgrenzen
die Wärmeausdehnung durch Veränderung des von der Zylinderlaufbuchse aufzunehmenden
Verformungsanteiles weitgehend beeinflussen und man kann sie insbesondere dadurch
vergleichmäßigen, daß man den von der Zylinderlaufbuchse aufzunehmenden Verformunasanteil
dort steigert, wo das natürliche Ausdehnungsbestreben verhältnismäßig klein ist,
also an den Stellen mit niedriger Betriebstemperatur, während man an den Stellen
mit hoher Betriebstemperatur, also am kopfseitigen Zylinderende den Leichtmetallmantel
dünn- und die Zylinderlaufbuchse dickwandig macht, um dort eine möglichst große
Annäherung der Gesamtwärmeausdehnung an die Wärmeausdehnung des Buchsenwerkstoffes
zu erreichen. Dabei kann es jedoch vorkommen, daß der Mantelwerkstoff im Bereich
des kopfseitigen Zylinderendes über den elastischen Bereich hinaus beansprucht wird
und sich infolgedessen nach kurzer Zeit von der Zylinderlaufbuchse abhebt. Das kann
aber nicht in Kauf genommen werden, weil die dadurch bedingte Verschlechterung des
Wärmeüberganges eine ausreichende Kühlung nicht mehr ermöglichen würde.The latter effect is caused by the casting around the cylinder liner
occurring shrinkage pressure causes an elastic pre-compression of the bushing material
and at the same time causes an elastic pre-stretching of the jacket material, wherein
the ratio of the pre-compression of one part to the pre-stretching of the other part
Ratio of wall thicknesses is proportional. When rewarming, the
elastic deformation corresponding to the temperature-related decrease in the shrinkage pressure
back and this effect is superimposed on the normal. Thermal expansion such that
the result is a total thermal expansion that is between that of the bushing material
and of the sheath material, and the larger the larger the of the
Cylinder liner absorbed by elastic deformation of the portion of the cold
Condition of the existing shrinkage pressure. You can therefore stay within the elastic limits
the thermal expansion by changing the amount to be absorbed by the cylinder liner
Deformation share largely influence and you can in particular thereby
equalize that the deformation component to be absorbed by the cylinder liner
increases where the natural tendency to expand is relatively small,
so at the points with a low operating temperature, while at the points
with a high operating temperature, i.e. the light metal jacket at the cylinder head end
thin and the cylinder liner thick-walled, in order to be as large as possible
Approximation of the total thermal expansion to the thermal expansion of the liner material
to reach. However, it can happen that the jacket material is in the area
of the cylinder end on the head side is stressed beyond the elastic range
and consequently lifts off the cylinder liner after a short time. That can
but not be accepted because the resulting deterioration of the
Heat transfer would no longer allow sufficient cooling.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärmeausdehnung eines
Zylinders auf die beschriebene Art zu regeln, dabei aber das Abheben der dünnwandigen
Leichtmetallmantelteile von der Zylinderlaufbuchse am heißen kopfseitigen Zylinderende
mit Sicherheit zu vermeiden.The invention is based on the object of the thermal expansion of a
To regulate the cylinder in the manner described, but the lifting of the thin-walled
Light metal jacket parts from the cylinder liner at the hot cylinder end on the head side
to be avoided with certainty.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Zylinder
der eingangs beschriebenen Art am kopfseitigen Zylinderende die Wandstärke der Zylinderlaufbuchse
in an sich bekannter Weise mindestens 2,5 mal so groß gewählt wird wie die Wandstärke
des Mantels, während im Bereich des Befestigungsflansches der Mantel dicker ist
als die Zylinderlaufbuchse, und daß ferner in an sich aus den deutschen Patentschriften
817 636 und 1157 744 bekannter Weise die Mantelfläche der Zylinderlaufbuchse
eine Vielzahl von Hinterschneidungen bildenden Erhebungen und Einbuchtungen aufweist,
die vom Werkstoff des durch Umgießen aufgebrachten Mantels ausgefüllt sind.According to the invention, this object is achieved in that, in a cylinder of the type described at the head end of the cylinder, the wall thickness of the cylinder liner is selected in a known manner at least 2.5 times as large as the wall thickness of the jacket, while the jacket is thicker in the area of the mounting flange is than the cylinder liner, and that furthermore, in a manner known per se from German patents 817 636 and 1157 744, the outer surface of the cylinder liner has a plurality of elevations and indentations forming undercuts, which are filled with the material of the sheath applied by casting.
Es hat sich gezeigt, daß die durch die zuletzt genannte Maßnahme erreichte
innige Verkrallung zwischen den Werkstoffen der Zylinderlaufbuchse und des Leichtmetallmantels
kräftig genug ist, um ein Abheben des Leichtmetallmantels selbst bei den höchsten
im Betrieb vorkommenden Temperaturen auch dann zu verhindern, wenn infolge der gewählten
Wandstärkenverhältnisse
die auftretenden Schrumpfspannungen am
kopfseitigen Zylinderende allein von den dort dünnwandigen Zonen des Leichtmetallmantels
aufgenommen werden müssen.It has been shown that the last-mentioned measure achieved
intimate interlocking between the materials of the cylinder liner and the light metal jacket
is strong enough to allow the light metal jacket to lift off even at the highest
to prevent temperatures occurring during operation even if as a result of the selected
Wall thickness ratios
the occurring shrinkage stresses on the
cylinder end on the head side only from the thin-walled zones of the light metal jacket there
must be included.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in F i g. 1 im Längsschnitt und in F i g. 2 in Draufsicht dargestellt.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention
in Fig. 1 in longitudinal section and in FIG. 2 shown in plan view.
Die Zylinderlaufbuchse 1 des Zylinders weist an ihrer Mantelfläche
2 eine Vielzahl von Hinterschneidungen bildenden Erhebungen und Einbuchtungen auf.
Der Werkstoff des auf die Zylinderlaufbuchse durch Umgießen aufgebrachten Leichtmetallmantels
3 füllt diese Einbuchtungen bzw. die Zwischenräume zwischen den Erhebungen aus und
ist dadurch mit der Buchse formschlüssig verankert. Mit dem Leichtmetallmantel sind
gegeneinander versetzte Rippensegmente 31 einstückig verbunden. Am kopfseitigen
Zylinderende ist die Wandstärke a der Zylinderlaufbuchse etwa dreimal so groß wie
die Wandstärke des Leichtmetallmantels. Im Bereich des Befestigungsflansches 32
ist dagegen die Wandstärke c der Zylinderlaufbuchse kleiner als die Wandstärke d
des Leichtmetallmantels.The cylinder liner 1 of the cylinder has on its lateral surface
2 a multitude of elevations and indentations forming undercuts.
The material of the light metal jacket applied to the cylinder liner by casting
3 fills these indentations or the spaces between the elevations and
is thereby positively anchored to the socket. With the light metal jacket are
Rib segments 31 offset from one another are integrally connected. On the head side
At the end of the cylinder, the wall thickness a of the cylinder liner is about three times as large as
the wall thickness of the light metal jacket. In the area of the fastening flange 32
on the other hand, the wall thickness c of the cylinder liner is smaller than the wall thickness d
of the light metal jacket.