DE1256946B

DE1256946B - Stuetzring aus metallischem Werkstoff fuer nasse Zylinderlaufbuechsen an Kolbenbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1256946B
Application number: DED47948A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Herbert Deutschmann; Dr-Ing Otto Herschmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1965-08-12
Filing date: 1965-08-12
Publication date: 1967-12-21
Also published as: US3389693A

Description

Stützring aus metallischem Werkstoff für nasse Zylinderlaufbüchsen an Kolbenbrennkraftmaschinen Bei nassen Zyiinderlaufbüchsen an Kolbenbrennkraftmaschinen mit einem Zylinderblock aus Leichtmetall wird die für den Bund der Zylinderlaufbüchse dienende ringförmige Auflage an der Innenseite des Zylinderkühlmantels besonders stark beansprucht. Es hat sich gezeigt, daß gerade an dieser Stelle im Laufe der Zeit Schäden durch Kavitation und Korrosion auftreten können. Hinzu kommen die wechselnden Belastungen, denen die Auflage im Betrieb ausgesetzt ist, denen meist noch örtliche Belastungen überlagert sind, die von Verformungen der Laufbüchse und deren Bund herrühren. Diese Verformungen können sich durch ungleichmäßige Erwärmung der Zylinderlaufbüchsen ergeben. Eine andere Ursache der Verformung sind Schwingungen, die durch den unterschiedlichen Gleitbahndruck des Kolbens hervorgerufen werden. Auch kleine, bei der Fertigung entstandene Formfehler haben die gleiche Wirkung. Die so entstehenden Spannungsspitzen können dazu führen, daß die Auflage sich etwas absenkt, einreißt oder sonst beschädigt wird.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, solche Schäden dadurch zu vermeiden, daß man zwischen den ringförmigen Auflageflächen am Zylinderkühlmantel und am Bund einen Stützring aus metallischem Werkstoff anordnet. Es ist aber im Rahmen der Erfindung auch möglich, bei der Ausbesserung dieser Schäden einen derartigen Ring erst nachträglich einzubauen.
Die Verwendung solcher Stützringe zu Instandsetzungszwecken ist bekannt. Dazu wird die Auflage entsprechend der Form des Stützringes abgedreht und dieser durch Einpressen, Schrumpfen oder Kleben im Gehäuse befestigt. Als Ringquerschnitte werden L- und Z-Profile benutzt. In der Absicht, die Auflage möglichst wenig zu schwächen, werden diese Querschnittsformen sehr dünn gehalten.
Im Gegensatz dazu weist der Stützring nach der Erfindung im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt auf, dessen Höhe sich zu seiner Breite wie 2,5: 1 bis 1 : 1 verhält. Weiter entspricht die Breite des Stützringes mindestens der Breite der Auflageflächen am Zylinderkühlmantel und am Bund der Zylinderlaufbüchse.
Der gedrungene Rechteckquerschnitt des Stützringes hat zusammen mit den breiten Auflageflächen die Aufgabe, die wechselnden und einseitig angreifenden Belastungen gleichmäßig verteilt an den Leichtmetall-Zylinderblock weiterzuleiten. 17berlastungen der Auflage, die zu Schäden führen, sind damit ausgeschaltet.
Ein weiterer Vorteil gegenüber den bekannten Stützringen ergibt sich aus dem hohen Widerstandsmoment des Stützringes, der dadurch bei gleicher Preß- oder Schrumpfspannung mit hoher Radialspannung fest im Gehäuse sitzt. Klebt man den Stützring zusätzlich ein, so ergibt die große Klebefläche des erfindungsgemäßen Stützringes eine besonders gute Verbindung.
Durch die große Steifheit des Stützringes werden Verformungen vermieden, so daß ein Abreißen der Klebstoffschicht nicht zu befürchten ist.
Der gute Sitz des Stützringes im Gehäuse entlastet weitgehend die ringförmige Auflage am Zylinderkühlmantel. Es ist deshalb auch möglich, die Auflage schmaler auszubilden. Dies ist besonders wichtig, wenn bei nachträglichem Einbau des Stützringes ein Teil der Auflage abgedreht werden muß.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der Innendurchmesser des Stützringes gegen die untere, der Auflage am Zylinderkühlmantel zugekehrte Stirnseite hin größer, während er mindestens im Bereich seiner oberen, dem Bund an der Zylinderlaufbüchse zugekehrten Stirnseite gleichbleibt. Dadurch wird der von der Kühlflüssigkeit umströmte Teil der Zylinderlaufbüchse gerade in einem besonders wärmebelasteten Teil vergrößert und damit die Kühlung wesentlich verbessert.
Es ist auch möglich, daß der Stützring an seiner oberen Stirnseite erfindungsgemäß einen Kragen aufweist. dessen Außendurchmesser gleich dem des übrigen Stützringes ist und dessen Innendurchmesser Größer als der Außendurchmesser des Bundes der Zvlinderlaufbüchse ist. Dadurch wird in vorteilhafter Reise die Sitzfläche des Stützringes erweitert und die Dichtung verbessert. Nach der Erfindung wird der Gefahr der Kavitation und Korrosion dadurch wirkungsvoll begegnet, daß der Stützring aus austenitischem Stahl hergestellt wird, der gegen diese schädlichen Einflüsse besonders widerstandsfähig ist.
Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele der Erfindung in eingebautem Zustand, und zwar in F i g. 1 einen Stützring mit quadratischem Querschnitt, in F i g. 2 einen Stützring mit abgewandeltem rechteckigem Querschnitt und in F i g. 3 einen Stützring mit abgewandeltem rechteckigem Querschnitt und Kragen.
Mit 11 ist ein aus Leichtmetall gegossener Zylinderblock einer Kolbenbrennkraftmaschine bezeichnet, in den eine nasse Zylinderlaufbüchse 12 eingesetzt ist. Ein Teil des Zylinderblockes 11 bildet den Zylinderkühlmantel 13, der den die Zylinderlaufbüchse 12 umgebenden Kühlflüssigkeitsraum 14 nach außen begrenzt. Dichtringe 15 und 16 dichten den Kühlflüssigkeitsraum 14 gegen den unteren Teil des Zylinderblockes 11 ab. Im oberen Teil des Zylinderkühlmantels 13 läuft ringsum eine Auflage 17 mit einer ringförmigen Auflagefläche 18. Auf der Auflagefläche 18 stützt sich mit seiner unteren Stirnseite 19 ein aufgeschrumpfter Stützring 20 aus Stahl ab, der einen quadratischen Querschnitt aufweist. Auf der oberen Stirnseite 21 des Stützringes 20 liegt die Auflagefläche 22 eines Bundes 23 der Zylinderlaufbüchse 12.
Der in F i g. 2 dargestellte Stützring 24 hat im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt. Sein Innendurchmesser ist im Bereich seiner oberen, dem Bund 23 an der Zylinderlaufbüchse 12 zugekehrten Stirnseite 25 gleichbleibend. Gegen die untere, der Auflage 27 am Zylinderkühlmantel 13 zugekehrten Stirnseite 26 wird der Innendurchmesser größer. Der Stützring ist aus austenitischem Stahl hergestellt und deshalb besonders widerstandsfähig gegen Kavitation und Korrosion. In F i g. 3 ist ein Stützring 28 gezeigt, der an seiner oberen Stirnseite 29 einen Kragen 30 aufweist, dessen Außendurchmesser gleich dem des übrigen Stützringes 28 ist und dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Bundes 23 an der Zylinderlaufbüchse 12 ist. Der Stützring 28 ist in den Zylinderblock 11 eingeschrumpft und zusätzlich eingeklebt.

Claims

Patentansprüche: 1. Stützring aus metallischem Werkstoff für nasse Zylinderlaufbüchsen an Kolbenbrennkraftmaschinen mit einem Zylinderblock aus Leichtmetall, der zwischen ringförmigen Auflageflächen an der Innenseite des Zylinderkühlmantels und einem Bund der Zylinderlaufbüchse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (20, 24, 28) im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt hat, dessen Höhe sich zu seiner Breite verhält wie 2,5:1 bis 1: 1, und dessen Breite mindestens der Breite der Auflagefläche (18 bzw. 22) am Zylinderkühlmantel (13) bzw. am Bund (23) der Zylinderlaufbüchse (12) entspricht.
2. Stützring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Innendurchmesser gegen die untere, der Auflage (27) am Zylinderkühlmantel (13) zugekehrte Stirnseite (26) hin größer wird, während er mindestens im Bereich der oberen, dem Bund (23) der Zylinderlaufbüchse (12) zugekehrten Stirnseite (25) gleichbleibt (F i g. 2).
3. Stützring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er an seiner oberen Stirnseite (29) einen Kragen (30) aufweist, dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Bundes (23) der Zylinderlaufbüchse (12) ist (F i g. 3).
4. Stützring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus austenitischem Stahl hergestellt ist.