DE1955140C - Flüssigkeitsgekühlte Zylinderlaufbuchse für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Aus gießtechnischen Gründen ist es weiterhin vor-

Zylinderlaufbuchse für Brennkraftmaschinen, insbe- teilhaft, jedes Kühlrohr an zwei radial gegenuberlie-

sondere Großmaschinen, mit wenigstens einem von genden Stellen zu teilen und jede dadurch entstehende

der Kühlflüssigkeit durchflossenen, in dem oberen Hälfte eines Kühlrohres an ihren Enden nahe der die

Bereich des Buchsenbundes eingegossenen Kühlrohr. 5 beiden Formhälften trennenden ^Te'ifuge ^z" lagern.

Bekanntlich treten im Verbrennungsraum von Dadurch können beide so entstehende halbkreisfor-

Brennkraftmaschinen sehr hohe Temperaturen auf, mige Kühlsysteme mit ihren zugehörigen Forrnhalf-

welche der Kühlung, besonders des oberen Teiles ten beim Zusammenbau der Gußform unabhängig

der Zylinderlaufbuchse, große Bedeutung zukommen voneinander bewegt und eingebaut werden, wodurch

lassen. Insbesondere der Bund der Zylinderlaufbuchse ίο die Gefahr von Beschädigungen oder Verschiebungen

muß jedoch außer erheblichen, radial wirkenden Gas- der Kühlrohre und der Gußform beim Einsetzen des

drücken beträchtliche, von den Zylinderkopfschrau- schweren, den späteren Verbrennungsraum von

ben eingeleitete axiale Kräfte übertragen, weswegen Gußwerkstoff freihaltenden Kerns weitgehend ver-

die konstruktive Auslegung des Buchsenbundes aus mieden wird.

Gründen der Festigkeit auf eine gegenüber den weiter 15 Um eine gute Zirkulation der Kühlflüssigkeit zu

unten liegenden Teilen der Zylinderlaufbuchse rela- gewährleisten, wird vorgeschlagen, die Flüssigkeit im

tiv große WerkstoSfanhäufung nicht verzichten kann. Fall mehrerer, übereinander angeordneter Kühlrohre

Ohne ausreichende Kühleinrichtung kommt es in die- mittels jeweils eines Steigrohres an jeweils einer Seite

sen Werkstoffanhäufungen zu einer Wärmestauung, wechselseitig von einer Rohrhälfte zur nächsthöheren

in deren Folge durch ungleiche Wärmedehnungen ao zu führen. Der fertigungstechnische Aufwand kann

gefährliche Verwerfungen der Bundflächen, insbesori- weiter vermindert werden, wenn eine derartige, in

dere der Bundinnenwand, oder gar Spannungsrisse sich geschlossene Anordnung halbkreisförmiger, starr

auftreten. Weiterhin gefährdet eine mangelhafte verbundener Kühlrohre vorgefertigt und als Ganzes

Wärmeabfuhr die Ausbildung eines ausreichenden eingeformt wird.

Schmierfilms zwischen den Kolbenringen und der 35 Der Vorteil der Erfindung besteht vor allem darin,

Buchsenwand, was die Gefahr eines Fressens dieser daß mit Ausnahme von senkrecht den Bereich der

Teile mit sich bringt. axialen Druckspannungen durchstoßenden Versor-

Es sind bereits verschiedene Ausführungen von gungsleitungen oder Halterungen keine Kühlkanäle Kühlanordnungen bekamt, die im Buchsenbund in diesem axial belasteten Bereich des Buchsenbuneinen von einem Kühlmittel durchPossenen Kanal 30 des liegen, insbesondere, da die abgeflachten Kühlvorsehen. Das Kühlmittel fließt dabei entweder durch rohre durch ihre ausgezeichnete Lagesicherung mit einen eingegossenen, allseitig geschlossenen Ring- sehr geringen Toleranzen nahe an die Zylinderinnenkanal (französische Patentschrift 588 551) oder in wand herangeführt werden können. Dies ermöglicht nach außen offenen, mit der Mantelkühlung in Ver- wiederum eine optimale Kühlung der Bundinnenbindung stehenden Ringnuten (schweizerische Patent- 35 wand und eine gute thermische Abschirmung der schrift 73 495). In jedem Falle bewirkt eine derartige äußeren Bundteile bei, bedingt durch die kastenbau-Kühlanordnung eine aeträchtliche mechanische artige Anordnung, guter Druckfestigkeit der Bund-Schwächung des Bundes. Wird eine nach außen offene innenwand.

Ringnut vorgesehen, so bedingen die von den Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Kühlan-

Zylinderkopfschrauben eingeleiteten axialen Spann- 40 Ordnung platz- und Werkstoffsparend und erfordert

kräfte außerdem gefährliche Biegspannungen, die zu weder konstruktiven noch herstellungstechnischen

einer schädlichen Auswölbung der Zylinderinnen- Aufwand.

wand führen können. Wird ein kühlmittelführendcr Über den erfindungsgemäß ausgestalteten Buchsen-Kanal eingegossen, so wird zudem dessen Kühlwir- bund kann der Gußwerkstoff gut in den unteren kung dadurch beeinträchtigt, daß ein unkontrollier- 45 Ivfantelbereich fließen, weshalb keine Gefahr von bar ungleichmäßiger Abstand des Kanals von der Gußfehlern durch einen ungünstigen Kristallisations-Zylinderinnenwand und somit eine entlang des Um- verhuf besteht.

fangs unterschiedliche Temperaturverteilung entste- Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des

hen kann. Erfindungsgegenstandes dar. Es zeigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den 5° Fig. 1 einen Längsschnitt durch den oberen Teil

Buchsenbund und insbesondere dessen Innenseite eines Zylinders längs der Linie I-I in F i g. 2,

möglichst wirkungsvoll zu kühlen, ohne daß dadurch Fi g. 2 einen Schnitt durch den Buchsenbund längs

ein unerwünschter Spannungsverlauf im Bereich des der Linie H-II in Fig. 1,

Buchscnbundes dessen Festigkeit beeinträchtigt oder Fig. 3 einen Längsschnitt durch den eingekreisten

gar schädliche Verformungen bewirkt. 55 Bereich aus F ig. I in vergrößerter Darstellung,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Fig·4 eine Hälfte der KUhlrohranordnung vor

löst, daß jedes Kühlrohr in einer von axialen Druck- dem Eingießen.

spannungen freigehaltenen Zone nahe der Innenwand Beim dargestellten AusfUhrungsbeispiel wird, wie

der Zylinderlaufbuchse angeordnet, unmittelbar in in. Fig. 1 gezeigt, ein Zylinderdeckel 11 Über nicht

den Werkstoff der Zylinderlaufbuchse eingegossen 60 dargestellte Zylinderdeckelschrauben in an sich be-

und hierzu zumindest an seinen Enden mittels Halte- kanner Weise über einen Buchsenbund 12 einer zur

rungen in der Gußform gehalten ist. Zylinderachse A-A konzentrischen Zylinderlauf«

Um die ßuehseninnenwand auf einer breiten Fläche buchse 13, die den Verbrennungsraum 14 umschließt,

möglichst homogen zu kühlen und um einen ausrei- am Zylinderblock 15 befestigt,

dicnden Abstand von den axial druckbelastetcn üuße- 6s Aus F i g. 2 ist zu erkennen, wie eine Anordnung

re.i Bereichen des Bundes zu erhalten, wird jedes von KUhlrohren 16 jeweils geschlossen in eine der

KüHirohr vorteilhaft an beiden Seiten radial ab' durch die Teilfuge B-B getrennten Formhälften ein·

aeflacbt. gegossen ist, Eine gute Lagesicherung der Kühlrohre

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16 wird dadurch erreicht, daß jedes Kühlrohr 16 im Bereich der Teilfuge B-B an seinen Enden nach außen gebogen, dort mittels Pfropfen 17 verschlossen und mit diesen Enden mittels Halterungen 18 in der Gießform gehalten wird, Die dadurch erreichte gute Lagesicherung der Kühlrohre 16 ermöglicht es, ihren Abstand« von der Zylinderinnenwand gleichbleibend genau einzuhalten. Über Steigrohre 19 gelangt die Kühlflüssigkeit von jeweils einem Kühlrohr 16 in das nächsthöhere. _la

Die F i g. 3 zeigt deutlich, wie durch die erfindungsgemäße Verwendung abgeflachter Kühlrohre 16 eine vergleichsweise große Kühlfläche erreicht wird, die sowohl die Innenwand der Zylinderlaufbuchse 13 gleichmäßig kühlt als auch die Außenzonen des Buchsenbundes 12 thermisch abschirmt. Durch die damit entstehende kastenbauartige Gestaltung des die Innenwand unterstützenden TeHes des Buchsenbundes 12 wird trotz der großen Gesamtkühlfläche eine gute Festigkeit der Bundinnenseite gegen ao radialen Druck erreicht. Die über einen Zentriersteg 20 des Zylinderdeckels 11 eingeleiteten axialen Spannkräfte belasten lediglich den ungeschwächten Bereich des Buchsenbundes 12 und werden dort zur Stützfläche des Zylinderblocks 15 weitergeleitet.

Dieser verhältnismäßig stark ausgebildete äußere Bereich des Buchsenbundes 12 ermöglicht bei stehendem Guß einen ausreichend breiten Zugang des Gußwerkstoffs zu den unteren Bereichen der Zylinderlaufbuchse 13, die damit gießtechnisch nicht durch Lunker oder ähnliche Gußfehler gefährdet wird.

F i g. 4 zeigt eine halbkreisförmige, vor dem Gießen bereits fest verbundene Anordnung von Kühlrohren 16, die zum Vergießen an den Rohrenden in einer Formhälfte gehalten wird. Die Kühlflüssigkeit gelangt uabei durch eine Zuflußleitung 21 aus den den Mantelbereich der Zylinderlaufbuchse 13 kühlenden Kanälen in das unterste der Kühlrohre 16, durchläuft dieses und tritt mittels eines Steigrohres 19 am anderen Ende des untersten der Kühlrohre 16 in das nächsthöhere ein, von wo sie — wiederum nach Durchlaufen — weitergeleitet wird. Das eine Ende des obersten Kühlrohres 16 ist nicht mit einem Propfen 17 verschlossen, so daß die Kühlflüssigkeit von hier zum Zylinderdeckel hochgeleitet werden kann.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsgekühlte Zylinderlaufbuchse für Brennkraftmaschinen, insbesondere Großmaschinen, mit wenigstens einem von der Kühlflüssigkeit durchflossenen, in dem oberen Bereich des Buchsenbundes eingegossenen Kühlrohr, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kühlrohr (16) in einer von axialen Druckspannungen freigehaltenen Zone nahe der Innenwand der Zylinderlaufbuchse (13) r.ngeordnet, unmittelbar in den Werkstoff der Zylinderlaufbuchse (13) eingegossen und hierzu zumindest an seinen Enden mittels Halterungen (18) in der Gußform gehalten ist.

2. Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kühlrohr (16) radial an beiden Seiten abgeflacht ausgebildet ist.

3. Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kühlrohr (16) geteilt und jede dadurch entstehende Hälfte eines Kühlrohres (16) an ihren Enden nahe der die beiden Formhälften trennenden Teiifuge (B-B) gelagert ist.

4. Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle mehrerer übereinanderliegender Kühlrohre (16) diese jeweils im Bereich ihrer Enden wechselnd über je ein Steigrohr (19) verbunden sind.

5. Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung mehrerer übereinanderliegender Kühlrohre (16) vor dem Gießen zusammengefügt und starr verbunden ist.

Hierzu I Blatt Zeichnungen