Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, insbesondere
luftgekühlte Brennkraftmaschine, mit einem Zylinderkopf aus Leichtmetall, welcher
durch Schrauben am Zylinder, gegebenenfalls am Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine
gehalten wird, wobei im Zylinderkopf Hülsen zur Abstützung der Schrauben vorgesehen
sind und jede der Hülsen sich mit einem am zylinderseitigen Ende der Hülse vorgesehenen
Bund am Zylinderkopf mit kurzem Abstand vom Boden des Zylinderkopfes abstützt.The invention relates to an internal combustion engine, in particular
air-cooled internal combustion engine, with a cylinder head made of light metal, which
by screws on the cylinder, possibly on the crankcase of the internal combustion engine
is held, with sleeves provided in the cylinder head to support the screws
are and each of the sleeves is provided with one on the cylinder-side end of the sleeve
The collar is supported on the cylinder head at a short distance from the bottom of the cylinder head.
Es ist bereits bekannt, die Befestigungsschrauben für einen Leichtmetallzylinderkopf
einer Brennkraftmaschine an im Zylinderkopf eingesetzten Hülsen abzustützen. Diese
Hülsen sind hierbei in Bohrungen des Zylinderkopfes untergebracht und stützen sich
auf Einschnürungen der Bohrungen mit kurzem Abstand vom Boden des Zylinderkopfes
ab. Die Einschnürungen, die die Stützfläche der Hülsen darstellen, müssen breit
sein, um die spezifische Flächenpressung des Leichtmetalls in zulässigen Grenzen
zu halten. Deshalb werden starkwandige Hülsen verwendet. Die Unterbringung der Hülsen
bzw. das Vorsehen von Bohrungen entsprechend großen Durchmessers im Zylinderkopf
ist jedoch äußerst schwierig, denn diese vermindern wesentlich die Steifigkeit des
Zylinderkopfes. Außerdem stehen einer vorteilhaften Anordnung der Bohrungen für
die Hülsen die Gaswechselkanäle sowie die Zündkerze bzw. die Einspritzdüse entgegen.It is already known the fastening screws for a light metal cylinder head
an internal combustion engine on sleeves inserted in the cylinder head. These
Sleeves are housed in bores in the cylinder head and are supported
for constrictions in the bores at a short distance from the bottom of the cylinder head
away. The constrictions that represent the support surface of the sleeves must be wide
be to the specific surface pressure of the light metal within permissible limits
to keep. Therefore thick-walled sleeves are used. The placement of the pods
or the provision of bores of correspondingly large diameter in the cylinder head
is extremely difficult, however, because this significantly reduces the rigidity of the
Cylinder head. In addition, there is an advantageous arrangement of the holes for
the sleeves oppose the gas exchange channels and the spark plug or injection nozzle.
Es ist auch bereits der Vorschlag gemacht worden, die Hülse an einem
im Zylinderkopf eingesetzten Gewindeeinsatz abzustützen. Dadurch kann die Hülse
mit einem geringeren Außendurchmesser ausgeführt werden, wodurch der Durchmesser
der Bohrung im Zylinderkopf auch entsprechend kleiner ist. Der Gewindeeinsatz jedoch
erfordert wegen der Flächenpressung gleichfalls eine Gewindebohrung großen Durchmessers.
Bei Erwärmung des Zylinderkopfes liegt der Gewindeeinsatz mit Spiel in der Gewindebohrung,
so daß lediglich eine Teilbreite des Gewindes wirksam trägt. Hierbei besteht die
Gefahr, daß sich der Gewindeeinsatz lockert und die Spannung der Befestigungsschrauben
für den Zylinderkopf bzw. den Zylinder nachläßt.The suggestion has already been made that the sleeve should be attached to a
to support the threaded insert inserted in the cylinder head. This allows the sleeve
with a smaller outer diameter, reducing the diameter
the bore in the cylinder head is also correspondingly smaller. The thread insert, however
also requires a threaded hole with a large diameter because of the surface pressure.
When the cylinder head heats up, the threaded insert lies with play in the threaded hole,
so that only part of the width of the thread is effective. Here is the
Danger that the threaded insert will loosen and the tension of the fastening screws
for the cylinder head or the cylinder decreases.
Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß
der Bund eine scheibenförmige Erweiterung ist und zumindest der diese Erweiterung
enthaltende Abschnitt der Hülse im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingegossen
ist. Durch diese Maßnahmen erübrigen sich Bohrungen im Zylinderkopf, die ein Einführen
der Hülse mit dem der Flächenpressung wegen einen großen Durchmesser aufweisenden
Abstützbund der Hülse gestatten. Dadurch können die Befestigungsschrauben in vorteilhafter
Weise weitestgehend an die Zylinderdichtung herangeführt werden. Insbesondere bei
luftgekühltem Zylinderkopf kann auch bei einem kleinen Zylinderkopf die notwendige
Kühlfläche vorgesehen werden. Lediglich die scheibenförmige Erweiterung, gegebenenfalls
der unmittelbar an diese angrenzende Abschnitt der Hülse ist fugenlos im Werkstoff
des Zylinderkopfes eingebettet. Dadurch wird trotz einer festen Verankerung der
Hülse im Zylinderkopf eine freie Ausdehnung desselben bei Erwärmung ermöglicht und
Spannungen zwischen Zylinderkopf und Hülse vermieden. Vorteilhaft ist zwischen dem
Schaft der Hülse und dem Zylinderkopf ein Luftspalt vorgesehen, wodurch eine unmittelbare
Wärmeübertragung zwischen Zylinderkopf und Hülse vermieden wird. Hierzu wird der
Schaft der Hülse vor dem Vergießen mit einer Schutzschicht, beispielsweise einem
Belag von Graphit, versehen.These disadvantages are avoided according to the invention in that
the collar is a disk-shaped extension and at least this extension
containing portion of the sleeve cast in the cylinder head of the internal combustion engine
is. These measures make it unnecessary to drill holes in the cylinder head that require insertion
the sleeve with the large diameter because of the surface pressure
Allow support collar of the sleeve. This allows the fastening screws in more advantageous
Way as far as possible to the cylinder seal. Especially with
air-cooled cylinder head can also do the necessary with a small cylinder head
Cooling surface are provided. Only the disc-shaped extension, if necessary
the section of the sleeve immediately adjacent to this is seamless in the material
of the cylinder head embedded. This is despite a firm anchoring of the
Sleeve in the cylinder head allows free expansion of the same when heated and
Tensions between cylinder head and sleeve avoided. Is advantageous between the
Shank of the sleeve and the cylinder head provided an air gap, creating an immediate
Heat transfer between cylinder head and sleeve is avoided. For this purpose, the
Shank of the sleeve before potting with a protective layer, for example one
Graphite coating.
An Hand der Zeichnung, in der ein teilweiser Schnitt durch einen Zylinderkopf
mit dem Zylinder und angrenzenden Teilen des Kurbelgehäuses einer luftgekühlten
Brenkraftmaschine wiedergegeben ist, wird eine beispielsweise Ausführungsform der
Erfindung beschrieben.On the basis of the drawing, in which a partial section through a cylinder head
with the cylinder and adjacent parts of the crankcase an air-cooled
Internal combustion engine is shown, an example embodiment of the
Invention described.
Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Kurbelgehäuse 2, einen Zylinder
3 und einen Zylinderkopf 4 auf. Der Zylinder 3 stützt sich am Kurbelgehäuse 2 ab
und wird mit dem Zylinderkopf 4 durch im Kurbelgehäuse verankerte Dehnschrauben
5, 6 am Kurbelgehäuse 2 gehalten. Die zylinderkopfseitige Abstützung der Dehnschrauben
5, 6 erfolgt über Hülsen 7, 8, die im Zylinderkopf 4 untergebracht sind.The internal combustion engine 1 has a crankcase 2, a cylinder 3 and a cylinder head 4. The cylinder 3 is supported on the crankcase 2 and is held with the cylinder head 4 on the crankcase 2 by expansion screws 5, 6 anchored in the crankcase. The expansion screws 5, 6 are supported on the cylinder head side by means of sleeves 7, 8 which are accommodated in the cylinder head 4.
Die Hülsen 7, 8 werden beim Gießen des Zylinderkopfes eingegossen.
Hierzu ist jede der Hülsen, beispielsweise die Hülse 7, mit einer Erweiterung 9
versehen, welche in der Nähe des Bodens 10 des Zylinderkopfes 4 angeordnet ist und
zur Abstützung der axial von der Dehnschraube 5 auf die Hülse 7 einwirkenden Kräften
dient. Die Formgebung bzw. Ausgestaltung der Erweiterung 9 kann beliebig sein, wobei
ihre Größe von der zulässigen Belastbarkeit (spezifischen Flächenpressung) des Werkstoffs
des Zylinderkopfes 4 abhängig ist. Vor dem Vergießen der Hülse 7 wird die Außenfläche
des zylindrischen Schaftes 11 mit einer Schutzschicht bzw. einem Belag versehen,
der eine Verbindung des Werkstoffs der Hülse 7, beispielsweise Stahl oder einer
Stahllegierung, mit dem Werkstoff des Zylinderkopfes 4, beispielsweise einer Aluminium-Legierung,
verhindert. Lediglich die Erweiterung 9 der Hülse 7, gegebenenfalls der unmittelbar
an diesen Bund angrenzende Bereich der Hülse 7 ist frei von einer Schutzschicht,
so daß sich diese mit dem Zylinderkopf 4 metallisch verbindet. Die Erweiterung 9
und die besagten Teile der Hülse 7 können hierzu zusätzlich vorbehandelt, beispielsweise
sandgestrahlt oder mit einer metallenen Zwischenschicht versehen werden. Durch die
feste Verbindung zwischen Erweiterung 9 und Zylinderkopf 4 wird eine feste Halterung
der Hülse 7 erreicht. Der Schutzbelag am Schaft 11 der Hülse 7, beispielsweise Graphit,
bewirkt, daß eine Verbindung zwischen Schaft 11 und Zylinderkopf 4 nicht stattfindet
und daß sich der Zylinderkopf 4 frei dehnen kann und eine Beeinflussung der Hülse
7 nicht stattfindet.The sleeves 7, 8 are poured in when the cylinder head is cast.
For this purpose, each of the sleeves, for example the sleeve 7, is provided with an extension 9
provided, which is arranged in the vicinity of the bottom 10 of the cylinder head 4 and
to support the forces acting axially on the sleeve 7 from the expansion screw 5
serves. The shape or configuration of the extension 9 can be arbitrary, with
their size depends on the permissible load capacity (specific surface pressure) of the material
of the cylinder head 4 is dependent. Before the sleeve 7 is potted, the outer surface
the cylindrical shaft 11 is provided with a protective layer or a coating,
the one connection of the material of the sleeve 7, for example steel or a
Steel alloy, with the material of the cylinder head 4, for example an aluminum alloy,
prevented. Only the extension 9 of the sleeve 7, possibly the immediate
the area of the sleeve 7 adjoining this collar is free of a protective layer,
so that it connects to the cylinder head 4 in a metallic manner. The extension 9
and said parts of the sleeve 7 can be additionally pretreated for this purpose, for example
sandblasted or provided with a metal intermediate layer. Through the
Fixed connection between extension 9 and cylinder head 4 is a fixed bracket
the sleeve 7 reached. The protective coating on the shaft 11 of the sleeve 7, for example graphite,
has the effect that a connection between the shaft 11 and the cylinder head 4 does not take place
and that the cylinder head 4 can expand freely and affect the sleeve
7 does not take place.
Zwischen dem Schaft 11 der Hülse 7 und dem Zylinderkopf
4 ist ein Luftspalt 12 vorhanden. Dieser kann durch eine entsprechend
dicke Schutzschicht am Schaft 11 oder durch Vorkehrungen erreicht werden, daß beim
Erkalten des den Zylinderkopf 4 darstellenden Gußkörpers sich durch Schrumpfen ein
entsprechend großer Luftspalt bildet. Dadurch werden unmittelbare Einwirkungen durch
Wärme oder Reibung bei einer Dehnung des Zylinderkopfes 4 auf die Hülse 7
vermieden.An air gap 12 is present between the shaft 11 of the sleeve 7 and the cylinder head 4. This can be achieved by a correspondingly thick protective layer on the shaft 11 or by taking precautions so that when the cast body representing the cylinder head 4 cools down, a correspondingly large air gap is formed by shrinking. This avoids direct effects of heat or friction when the cylinder head 4 is stretched onto the sleeve 7.
Die Hülsen 7, 8 sind so lang ausgebildet, daß sie über den Zylinderkopf
4 frei hinausragen. An diesen Enden 13,14 liegt eine Brücke 15 auf, welche durch
Muttern 16, 17 der Dehnschrauben 5, 6 gegen die Hülsen 7, 8 gepreßt
und damit in Lage gehalten wird. An der Brücke 15 ist ein Lagerkörper 18 durch Schrauben
19, 20 befestigt. Der Lagerkörper 18 ist
mit Zapfen 21, 22 versehen,
an welchen Kipphebel 23, 24 gelagert sind, die zur Steuerung der in der Zeichnung
nicht dargestellten Ventile der Brennkraftmaschine dienen.The sleeves 7, 8 are so long that they protrude freely beyond the cylinder head 4. A bridge 15 rests on these ends 13, 14 and is pressed against the sleeves 7, 8 by nuts 16, 17 of the expansion screws 5, 6 and thus held in position. A bearing body 18 is fastened to the bridge 15 by screws 19, 20. The bearing body 18 is provided with pins 21, 22 on which rocker arms 23, 24 are mounted, which are used to control the valves of the internal combustion engine, not shown in the drawing.