DE1808027A1 - Leichtmetallzylinderkopf fuer Kolbenbrennkraft- oder Arbeitsmaschinen - Google Patents

Description

Leichtmetallzylinderkopf für Kolbenbrennkraft- oder Arbeitsmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraft- oder Arbeitsmaschine mit leichtmetallzylinderköpfen und Zylindern aus einem härteren Werkstoff.

Bei Kolbenbrennkraftmaschinen mit hoher thermischer Belastung und ganz besonders bei luftgekühlten Motoren ist es nötig, für den Zylinderkopf ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit zu verwenden. Gut haben sich hierfür Aluminiumlegierungen bewährt. Solche Werkstoffe mit hoher Wärmeleitfähigkeit zeichnen sich jedoch gleichzeitig durch eine hohe Wärmedehnzahl aus. Dadurch ergeben sich im Verhältnis zum Zylinderrohr, das in der Regel aus einem Material mit geringerer Wärmedehnung gefertigt wird, große Unterschiede in der Ausdehnung bei Erwärmung im Betrieb und dadurch Relativbewegungen in der Dichtfläche zwischen Zylinderkopf und Zylinderrohr beim Übergang zwischen verschiedenen Belastungszuständen des Motors. Infolge dieser Relativbewegungen treten Schwierigkeiten bei der Abdichtung zwischen Zylinderrohr und Zylinderkopf auf. Bei der Verwendung von Weichdichtungen wird durch die Relativbewegung die Dichtung zerrieben. Läßt man den Zylinderkopf direkt ohne jede dichtende Zwischenlage auf dem Zylinderrohr aufliegen, so

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ergibt sich zwar zunächst eine gute Abdichtung. Nach längerem Betrieb tritt jedoch durch die Relativbewegungen eine zunehmende Zerrüttung des Gefüges des Zylinderkopfwerkstoffes auf, da die erwähnten Werkstoffe mit hoher Wärmeleitfähigkeit gleichzeitig auch eine relativ geringe Härte und mehr Widerstand gegen Schubbeanspruchung in der Dichtfläche bei den auftretenden hohen Werkstofftemperaturen aufweisen. Nach und nach wird das Gefüge des Zylinderkopfmaterials an der Dichtfläche so weitgehend zerstört, daß eine einwandfreie Abdichtung des Zylinderkopfes auf dem Zylinderrohr nicht mehr gewährleistet ist. Durch eine zwischen Zylinderkopf und Zylinderrohr gelegte harte Dichtung läßt sich diese Schwierigkeit nicht mit Sicherheit beheben, da, die Relativbewegungen dann zwischen Zylinderkopf und der Dichtung auftreten können und die gleichen unangenehmen Polgen für das Zylinderkopfmaterial haben wie bei der direkten Auflage auf dem Zylinderrohr.

Es ist ein Zylinderkopf für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine bekannt, bei der ein aus Schwermetall bestehender Ring so in den Zylinderkopfboden eingegossen ist, daß ein Teil der Oberfläche des Ringes die Dichtfläche des Zylinderkopfes bildet. Diese Anordnung des Ringes im Zylinderkopf hat aber den Nachteil, daß bei Betrieb einer Brennkraftmaschine mit vorgenannten Zylinderköpfen der Ring infolge

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unterschiedlicher Wärmedehnungen der Materialien im Zylinderkopf lose wird. Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, diese Nachteile zu vermeiden. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf die Dichtfläche jedes Zylinderkopfes eine harte dünne Schicht so innig haftend aufgebracht ist, daß eine Relativbewegung zwischen Schicht und Zylinderkopf mit Sicherheit ausgeschaltet ist.

Eine solche Schicht kann in an sieh bekannter Weise galvanisch oder chemisch aufgebracht oder aufgespritzt werden. Wesentlich ist, daß die Schicht auch bei hohen Temperaturen so hart bleibt, daß sie den Reibbeanspruchungen in der Dichtfläche standhält. Das unter der Schicht liegende Gefüge des Zylinderkopfmaterials wird vor der unmittelbaren Reibbeanspruchung und damit vor Zerstörung geschützt. Das Material der Schicht sollte so gewählt werden, daß sich ein möglichst geringer Reibungskoeffizient zwischen diesem Material und dem Zylinderrohr ergibt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Abb. 1 neigt im 2eilquerschnitt den Leichtmetall zylinderkopf einer nicht näher dargestellten Kolbenkraft- oder Arbeitsmaschine,

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Abb. 2 eine Dichtflächenzone des Zylinderkopfes nach Abb. 1 größer herausgezeichnet.

In der Zeichnung sind der Zylinderkopf mit 1 und die stirnseitige Dichtfläche mit 2 beziffert. Die Dichtfläche 2 ist mit einer dünnen harten Schicht 3 versehen, die so innig haftend aufgebracht .ist, daß eine Relativbewegung zwischen dieser Schicht und dem Zylinderkopf 1 ausgeschlossen ist. Die Schicht '3 kann in an sich bekannter Weise galvanisch oder chemisch oder durch Aufspritzen aufgetragen werden. Zur Verhütung einer Beschädigung der. Schicht 3 beim Aufsetzen des Zylinderkopfes 1 auf eine Unterlage wird neben der Dichtfläche ein gegenüber derselben erhöhter Schutzrand 4 vorgesehen. Durch Hinters'techen der Ecke 5 zwischen Dichtfläche und Schutzrand 4 wird erreicht, daß die Schicht 3 auf der Dichtfläche des Zylinders voll zum Tragen kommt und daß keine Kantenpressung im Leichtmetall entsteht.

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Claims (1)

1. Köln, den 6. 11. I968 TP Moe/Si D 68/76

   Patentanspruch

   Kolbenkraft- oder Arbeitsmaschine mit Leichtmetallzylinderköpfen und Zylindern aus einem härteren Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Dichtfläche (2) jedes Zylinderkopfes (1) eine harte dünne Schicht (3) so innig haftend | aufgebracht ist, daß eine Relativbewegung zwischen Schicht (3) und Zylinderkopf (1) mit Sicherheit ausgeschaltet ist. '

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