DE1525484B2 - Auswechselbare Laufbüchse für den Zylinder einer Kolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine auswechselbare Laufbüchse für den Zylinder einer Kolbenmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit aufgeschraubtem Zylinderkopf, wobei die Laufbüchse aus einer zu einem Zylinder gerollten Blechplatine mit aufeinanderliegenden Stoßkanten besteht und der dem Zylinderkopf zugewendete Rand der Laufbüchse umgebördelt ist.

Eine solche Laufbüchse ist durch die USA.-Patentschrift 2 635 021 bereits bekannt. Sie weist den Vorteil auf, daß sie ohne besondere Spezialwerkzeuge leicht einzubauen und auszutauschen ist, und daß sie im Vergleich zu bekannten, beispielsweise durch Drehen, Schleifen oder Höhnen hergestellten Laufbüchsen auch billiger ist. Ferner weist sie eine relativ dünne Wandstärke auf, so daß die Wand im Motorblock jeweils nur unwesentlich geschwächt wird, was sich bei eng aneinandergereihten Zylindern besonders günstig auswirkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine solche Laufbüchse ohne Einschränkung der genannten Vorteile zusätzlich dahingehend auszubilden, daß sie gleichzeitig eine sichere und dauerhaft wirksame elastische Abdichtung zwischen dem Zylinder und dem Zylinderkopf bewirkt, so daß sich die zwischen diesen beiden Teilen üblicherweise eingelegte, das Verziehen des Zylinderkopfes begünstigende Flachdichtung erübrigt.

In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß durch die französische Patentschrift 772 083 bereits eine Laufbüchse bekannt ist, deren zylinderkopfseitige Stirnfläche über den Zylinder hinausragt und durch unmittelbare Anlage an der Zylinderkopfunterseite zur Abdichtung dient, wodurch sich eine zusätzliche Dichtung erübrigt. Hierbei handelt es sich allerdings um eine dickwandige, nicht zu der vorbeschriebenen Art gehörende Laufbüchse, welche auch keine Umbördelung aufweist. Abgesehen davon, daß eine solche Lösung bei dünnwandigen Laufbüchsen gar nicht anwendbar ist, hat sie den Nachteil, daß der bei Verwendung von üblichen Flachdichtungen auftretende Verzug des Zylinderkopfes, welcher möglichst direkt auf dem Zylinder aufliegen soll, sogar noch begünstigt wird. Außerdem handelt es sich hierbei um eine starre Abdichtung, welche der bei Brennkraftmaschinen immer auftretenden Abfederung des Zylinderkopfes nicht folgen kann und daher auch keine sichere Abdichtung gewährleistet. Durch die starre Anpressung an den Zylinderkopf neigt die Laufbüchse schließlich dazu, ihre geometrische Form zu verändern.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Umbördelung im Querschnitt gesehen halbkugelig oder U-förmig ausgebildet ist, wobei deren offene Seite gegen den Brennraum gerichtet ist, und daß die Umbördelung in einer rings um das Zylinderoberteil verlaufenden Ausnehmung gelagert ist und bei aufgeschraubtem Zylinderkopf eine vorgegebene axiale Vorspannung aufweist.

Die Tiefe dieser Ausnehmung ist im Verhältnis zur Höhe der Umbördelung selbstverständlich so zu bemessen, daß einerseits der für eine sichere Abdichtung erforderliche Anpreßdruck an den Zylinderkopfboden vorhanden ist, daß aber andererseits die maximal mögliche Vorspannung noch innerhalb des elastischen Bereiches des Laufbüchsenwerkstoffes liegt. Da die Laufbüchse und die Dichtung aus einem Teil, folglich auch aus dem gleichen Werkstoff bestehen, muß dieser gegen die Reibung der Kolbenringe ausreichend verschleißfest und, zumindest im Bereich der Umbördelung, eine ausreichend dauerhafte Elastizität besitzen. Beide Eigenschaften werden vom jeweiligen Kohlenstoffgehalt des Werkstoffes bestimmt, so daß ein übliches Stahlblech Verwendung finden kann.

Damit sich beim Umbördeln des oberen Laufbüchsenendes die Stoßkanten der gerollten Laufbüchse gegenseitig nicht verschieben, was sich eventuell auf die Lauffläche der Büchse ungünstig auswirken könnte und ein Umbördeln ohne Schwierigkeiten möglich ist, werden, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, die Stoßkanten des oberen Teiles der Laufbüchse verschweißt, und zwar auf eine Länge, die kleiner ist als der Abstand zwischen der oberen Kolbentotpunktstellung des obersten Kolbenringes und dem Zylinderkopfboden. Der Grund, bei dieser Büchsenform nur eine begrenzte Länge der Schweißnaht auszuführen, liegt darin, daß die eigentliche Kolbenlauffläche, d. h. der Laufweg des obersten Kolbenringes nicht den Bereich der Schweiß- ι stelle überschleifen soll, in welchem unter Umständen kleine Verzüge oder auch innere Spannungen vom Schweißen her auftreten bzw. verbleiben können.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Laufbüchse wird außer der unverrückbar zentrischen Lage der Zylinderkopfdichtung und der Verringerung der Einzelteile ohne Verwendung von besonderen, gegenüber den üblichen Ausführungen hochwertigeren Werkstoffen vor allem erreicht, daß der bekannte Verzug des Zylinderkopfes auf ein Minimum reduziert wird, weil dieser unmittelbar auf dem Zylinder aufliegt. Die halbkugelig oder U-förmig ausgebildete Umbördelung bringt durch ihre Elastizität ferner den Vorteil, daß sie der bei Brennkraftmaschinen auftretenden Abfederung des Zylinderkopfes folgt und so ein Durchblasen verhindert. Diese Elastizität wird schließlich durch den Druck im Zylinder, der die Umbördelung zusätzlich an den Zylinderkopfboden drückt, noch unterstützt, so daß eine dauerhaft sichere Abdichtung gewährleistet ist. i

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles hervor.
Es zeigt

F i g. 1 eine Längsschnitthälfte durch einen Arbeitszylinder mit einer Laufbüchse für eine Brennkraftmaschine,

Fig. 2 eine Längsschnitthälfte wie in Fig. 1, jedoch bei aufgeschraubtem Zylinderkopf,

F i g. 3 eine Laufbüchse mit Schweißnaht am oberen Laufbüchsenende.

In dem in F i g. 1 nur andeutungsweise dargestellten Zylinderoberteil 1 steckt die Laufbüchse 2. Mit 3 ist der Zylinderkopfboden bezeichnet. Das obere Ende der Laufbüchse weist eine Umbördelung 4 auf, die durch einen radial nach auswärts gerichteten Bogen und ein daran anschließendes radial nach einwärts gerichtetes Bogenstück gebildet wird. Es entsteht so, im Querschnitt gesehen, ein U-Profil, das gegen den Innenraum der Laufbüchse hin offen ist. Die Umbördelung 4 liegt in einer rings um das Zylinderoberteil 1 verlaufenden Ausnehmung 5. In der Darstellung nach Fig. 1 ist der Zylinderkopf noch nicht ganz aufgeschraubt; dessen Boden 3 weist noch einen Abstand 6 auf, wobei der freie Rand der Um-

bördelung die Trennebene des Zylinderoberteiles um ein Stück überragt. Bei endgültig aufgeschraubtem Zylinderkopf gemäß F i g. 2 ist die Umbördelung, die infolge ihrer besonderen Ausbildung federnd nachgiebig ist, dann zusammengepreßt, so daß sie in der Ausnehmung 5 mit einer bestimmten axialen Vorspannung liegt und nicht nur an den Zylinderkopfboden 3 dichtend, sondern auch an der Peripherie 7 der Ausdrehung 5 längs des ganzen Umfanges radial angepreßt wird.

In F i g. 3 ist ein Stück der Laufbüchse mit den Stoßkanten 9,10 gezeigt. Hier ist die Laufbüchse an ihrem oberen Teil auf die Länge 11 verschweißt. Die Länge der Schweißnaht ist kleiner als der Abstand zwischen dem oberen Totpunkt des obersten Kolbenringes und dem Zylinderkopf. Auf diese Art kann der obere Rand der Büchse umgebördelt werden, und es können sich die Stoßkanten beim Umbördeln des oberen Büchsenteiles gegenseitig nicht verlagern. Außerdem bleiben bei einem solchen kurzen Verschweißen der Stoßkanten ein allenfalls auftretender Verzug oder innere Spannungen noch oberhalb der Lauffläche des obersten Kolbenringes.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Auswechselbare Laufbüchse für den Zylinder einer Kolbenmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit aufgeschraubtem Zylinderkopf, wobei die Laufbüchse aus einer zu einem Zylinder gerollten Blechplatine mit aufeinanderliegenden Stoßkanten besteht und der dem Zylinderkopf zugewendete Rand der Laufbüchse umgebördelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Umbördelung (4), im Querschnitt gesehen, halbkugelig oder U-förmig ausgebildet ist, wobei deren offene Seite gegen den Brennraum gerichtet ist und daß die Umbördelung in einer rings um das Zylinderoberteil verlaufenden Ausnehmung (5) gelagert ist und bei aufgeschraubtem Zylinderkopf eine vorgegebene axiale Vorspannung aufweist.

2. Laufbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßkanten (9,10) der Laufbüchse (2) auf eine Länge (11) verschweißt sind, die kleiner ist als der Abstand zwischen der oberen Totpunktstellung des obersten Kolbenringes und der Trennebene des Zylinderoberteiles.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen