DE19908605A1 - Verbrennungsmotor mit mindestens einer in ein Kurbelgehäuse eingesetzten Zylinderlaufbuchse - Google Patents
Verbrennungsmotor mit mindestens einer in ein Kurbelgehäuse eingesetzten ZylinderlaufbuchseInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit mindestens einer in ein Kurbelgehäuse (4) eingesetzten Zylinderlaufbuchse (1), wobei eine Bundfläche (8) eines radial äußeren Bundes (6) der Zylinderlaufbuchse (1) gegen eine Bundauflagefläche (16) einer radial inneren Bundauflage (14) des Kurbelgehäuses (4) axial vorgespannt ist. Die Erfindung sieht vor, daß die Steifigkeit der Bundfläche (8) und/oder der Bundauflagefläche (16) und/oder des Bereichs (18) dazwischen geringer ist als die der daran angrenzenden Bereiche.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verbrennungsmotor mit min
destens einer in ein Kurbelgehäuse eingesetzten Zylinderlaufbuchse
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Verbrennungsmotoren bekannt,
in deren Zylinder des Kurbelgehäuses Zylinderlaufbuchsen eingesetzt
sind. Hierbei werden vom Kühlwasser umspülte Zylinderlaufbuchsen
("nasse" Zylinderlaufbuchsen) an ihrem oberen Ende oder in ihrem
Mittelbereich mit einem radial äußeren Bund gefertigt, aber auch bei
Zylinderlaufbuchsen ohne direkte Umspülung ("trockene" Zylinderlauf
buchsen) kann ein solcher Bund vorgesehen sein. Der Bund der be
kannten Zylinderlaufbuchsen hat eine in Richtung des Kurbelgehäuses
weisende, senkrecht zur Axialrichtung angeordnete, ebene Bundfläche.
Beim Einsetzen der Zylinderlaufbuchsen in die Zylinder des Kurbelge
häuses wird diese Bundfläche an einer ebenen Bundanschlagfläche ei
ner Bundauflage des Kurbelgehäuses in Anschlag gebracht. Ein durch
Stehbolzen oder Kopfschrauben am Kurbelgehäuse kopfseitig befe
stigter Zylinderkopf hält die Zylinderlaufbuchsen in den Zylindern und
spannt jeweils die Bundfläche einer Zylinderlaufbuchse gegen die
Bundauflagefläche des Kurbelgehäuses axial vor.
Bei der Fertigung der Zylinderlaufbuchsen und des Kurbelge
häuses führen jedoch Bearbeitungstoleranzen zu Ebenheits-, Stufen-
und Winkelfehlern der Bundauflagefläche und der Bundfläche. Bedingt
durch die gegenseitige Verspannung ergibt sich im Bereich der Trenn
fuge zwischen der Bundfläche und der Bundauflagefläche eine in Um
fangsrichtung ungleichmäßige Spannungsverteilung mit lokalen Span
nungsspitzen. Als Folge verformt sich die Wand der Zylinderlaufbuchse
unter anderem in radialer Richtung, wobei radialer Verzug auch in
axialen Höhenebenen meßbar ist, welche weiter entfernt vom Bund
sind. Durch den unerwünschten Zylinderlaufbuchsenverzug ergibt sich
eine erhöhte Reibleistung und ein ungleichmäßiger Abrieb der Zylin
derlaufbuchse und des durch sie geführten Kolbens sowie der Kolben
ringe. Der Verzug kann außerdem die Dicht- und Abstreifwirkung der
Kolbenringe mindern, wodurch einerseits verdichtetes Gemisch die
Kolbenringe passieren und andererseits Öl in den Verbrennungsraum
eindringen kann (sog. "blow-by"). Hierdurch sinkt die Motorleistung
des Verbrennungsmotors und der Ölverbrauch steigt an.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu
grunde, einen Verbrennungsmotor der eingangs erwähnten Art zu
schaffen, bei welchem ein Verzug der Zylinderlaufbuchsen weitgehend
vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeich
nenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor hat den Vorteil, daß
wegen der gezielten Erhöhung der Nachgiebigkeit im Bereich der
Bundfläche und der Bundauflagelläche die durch Fertigungsungenau
igkeiten bedingten Spannungsspitzen hauptsächlich im radial äußeren
Trennfugenbereich abgebaut werden und die hieraus resultierenden,
ungleichmäßigen Verformungen hauptsächlich dort auftreten. Demge
genüber entsteht in den steiferen, radial inneren Bereichen der Zylin
derlaufbuchsen, deren Maßhaltigkeit für einen reibungs- und ver
schleißarmen Lauf des Verbrennungsmotors wesentlich ist, kein nen
neswerter Verzug. Eine solche verzugarme Zylinderlaufbuchse ge
währleistet weniger Reibungsverluste in den Zylindern und damit eine
höhere Lebensdauer und einen geringeren Kraftstoffverbrauch des
Verbrennungsmotors.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patent
anspruch 1 angegebenen Verbrennungsmotors möglich.
Eine besonders zu bevorzugende Weiterbildung der Erfindung
sieht vor, daß die Bundfläche winkelig zur Bundauflagefläche angeord
net ist und nur in einem radial inneren Bereich mit ihr in Kontakt steht,
oder umgekehrt. Durch den winkeligen Verlauf ergibt sich einerseits ei
ne kleinere Kontaktfläche, was bei gleich bleibender Vorspannung zu
einer erhöhten Flächenpressung im Trennfugenbereich und damit auch
zu einer dort höheren Nachgiebigkeit führt. Andererseits wird durch die
Anschrägung die Kontaktfläche zwischen der Bundfläche und der
Bundauflagefläche nach radial innen verlagert, weshalb der Hebelarm
zwischen dem radial äußeren Bund und den an der Zylinderlaufbuchse
kopfseitig angreifenden axialen Kräften kürzer wird. Dies ergibt wieder
um ein niedrigeres Biegemoment auf die Zylinderlaufbuchse, weshalb
deren Neigung zum Ausbeulen abnimmt. Die winkelige Anschrägung
der Bundfläche und/oder der Bundauflagefläche kann auf einfache
Weise rotationsymmetrisch gefertigt werden, weshalb die Fertigungs
kosten hierfür niedrig sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist dem
Bund und der Bundauflage eine Zwischenlage mit mindestens einem
Ring zwischengeordnet, welcher aufgrund der Vorspannung derart ela
stisch und/oder plastisch verformbar ist, daß die durch die Vorspan
nung hervorgerufenen Verformungen hauptsächlich im Ring auftreten.
Hiervon ausgehend ist gemäß einer Weiterbildung die Zwischenlage für
mehrere in Reihe angeordnete Zylinder vorgesehen und besteht aus
mehreren aneinander gereihten, elastisch und/oder plastisch verform
baren Ringen. Damit ist die elastische Zwischenlage nach Art einer Zy
linderkopfdichtung aufgebaut und kann z. B. als einstückiger Körper mit
geringem Montageaufwand in das Kurbelgehäuse eingelegt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorge
sehen, daß die Bundauflagefläche und/oder die Bundfläche in axialer
Richtung profiliert, vorzugsweise wellenförmig ausgebildet ist. Die durch
die Welligkeit erzeugte Flächenpaarung kann hierbei so berechnet
werden, daß die Zylinderlaufbuchsenverformung minimiert wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1: eine perspektivische Schnittansicht eines Kurbelgehäuses
mit einer Zylinderlaufbuchse, wobei zwischen der Zylin
derlaufbuchse und dem Kurbelgehäuse eine als aneinan
dergereihte Ringe ausgebildete elastisch/plastisch ver
formbare Zwischenlage vorgesehen ist;
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Ring von Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Ring von Fig. 1 in einer
weiteren Ausführungsform;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Zylinderlaufbuchse
mit schräg verlaufender Bundfläche;
Fig. 5 einen Teilquerschnitt im Bereich der Einzelheit Y von
Fig. 4, wobei im Unterschied zu dieser zusätzlich das Kur
belgehäuse dargestellt ist;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Finte-Elemente-
Methode-Simulation der Einbausituation einer Zylinder
laufbuchse;
Fig. 6a ein stark übertrieben dargestelltes Verformungsbild einer
Zylinderlaufbuchse, bei welcher die Bundfläche senkrecht
zur Axialrichtung ist;
Fig. 6b ein stark übertrieben dargestelltes Verformungsbild einer
Zylinderlaufbuchse, bei welcher die Bundfläche in einem
Winkel α = 0,4 Grad angeschrägt ist;
Fig. 6c ein stark übertrieben dargestelltes Verformungsbild einer
Zylinderlaufbuchse, bei welcher die Bundfläche in einem
Winkel α = 0,5 Grad angeschrägt ist;
Fig. 6d ein stark übertrieben dargestelltes Verformungsbild einer
Zylinderlaufbuchse, bei welcher die Bundfläche in einem
Winkel α = 0,6 Grad angeschrägt ist;
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei
welcher die Bundfläche der Zylinderlaufbuchse in axialer
Richtung profiliert ist;
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei
welcher eine als Ring ausgebildete Zwischenlage in axia
ler Richtung profiliert ist;
Fig. 9 eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei
welcher die Bundfläche der Zylinderlaufbuchse in axialer
Richtung profiliert ist und zusätzlich schräg verläuft;
Fig. 10 einen Teilquerschnitt im Bereich der Einzelheit Y von
Fig. 9, wobei im Unterschied zu dieser zusätzlich das Kur
belgehäuse dargestellt ist.
In Fig. 1 ist eine nasse Zylinderlaufbuchse 1 kurz vor ihrer Mon
tage in einem Zylinder 2 eines Kurbelgehäuse 4 eines Verbrennungs
motors dargestellt. Zur axialen Fixierung im Zylinder 2 hat die Zylin
derlaufbuchse 1 einen radial äußeren Bund 6 mit einer zum Kurbelge
häuse 4 weisenden, ringförmigen Bundfläche 8. Die Bundfläche 8 liegt
vorzugsweise in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse der Zylinder
laufbuchse 1 und in Zylinderlaufbuchsenlängsrichtung gesehen im we
sentlichen in der Mitte, wobei die Bundhöhe vorzugsweise ca. 0,5 bis
1,5 mal der Bohrungsdurchmesser der Zylinderlaufbuchse 1 beträgt.
Zylinderlaufbuchsen 1 mit einem solch mittigen Bund 6 werden auch
als "Mid-Stop-Zylinderlaufbuchsen" bezeichnet. Der mittige Bund 6
trennt einen durchmessergrößeren, oberen Teil 10 von einem durch
messerkleineren, unteren Teil 12 der Zylinderlaufbuchse 1, welche in
soweit bekannt ist. Die Zylinder 2 des Kurbelgehäuses 4 sind je mit ei
ner Bundauflage 14 versehen, welche eine ebene, ringförmige Bund
auflagefläche 16 aufweist. Bei der Montage wird der durchmesserklei
nere, untere Teil der Zylinderlaufbuchse 12 in den Zylinder 2 einge
schoben, bis die Bundfläche 8 auf der Bundauflagefläche 16 aufsitzt.
Hernach wird ein nicht dargestellter Zylinderkopf auf das Kurbelgehäu
se 4 aufgesetzt und mit diesem in bekannter Weise durch Stehbolzen
oder Kopfschrauben verbunden. Hierbei werden die Zylinderlaufbuch
sen 1 durch den kopfseitigen Druck des Zylinderkopfes in den Zylin
dern 2 gehalten und jeweils die Bundfläche 8 einer Zylinderlaufbuchse
1 gegen die Bundauflagefläche 16 des Kurbelgehäuses 4 axial vorge
spannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der
Bereich der Trennfuge zwischen der Bundfläche 8 und der Bundaufla
gefläche 16 nachgiebiger als die an den Trennfugenbereich angren
zenden Bereiche der Zylinderlaufbuchse 1 und des Kurbelgehäuses 4,
indem der Bundfläche 8 und der Bundauflagefläche 16 eine elastisch
und/oder plastisch verformbare Zwischenlage 18 in Form mehrerer,
aneinander gereihter Ringe 20 zwischengeordnet ist. Ein solcher Ring
20 hat vorzugsweise eine geringere Materialsteifigkeit als die Zylin
derlaufbuchse 1 und das Kurbelgehäuse 4. Alternativ oder zusätzlich
kann auch die Formsteifigkeit eines solchen Rings gering sein. Dies
führt dazu, daß die aufgrund der axialen Vorspannung auftretenden
Verformungen hauptsächlich in den Ringen 20 auftreten, welche sich
hierdurch elastisch und/oder plastisch verformen. Demgegenüber sind
die axialen und radialen Verformungen der steiferen Zylinderlaufbuch
se 1 wesentlich geringer, so daß sich diese unter Einwirkung der axia
len Vorspannung kaum verzieht. Damit das nachgiebige Material der
axial belasteten Ringe 20 in radialer Richtung ausweichen kann, kön
nen im Bereich des Bundes 6 und der Bundauflage 14 radiale Auslauf
zonen vorgesehen sein.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 durch
einen Ring 20a gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt.
Der Ring 20a ist einstückig ausgebildet und weist eine geringere Mate
rialsteifigkeit auf als das Material der Zylinderlaufbuchse 1 oder des
Kurbelgehäuses 4. Der Ring 20a hat eine vorzugsweise zur Bundfläche
8 der Zylinderlaufbuchse 1 weisende, radial mittig angeordnete Ringlip
pe 22. Die Ringlippe 22 ist an den Ring 20a angeformt, wobei auf der
anderen Ringseite eine Ringnut 24 ausgebildet ist, so daß das vorste
hende Material der Ringlippe 22 unter axialer Vorspannung in die Ring
nut 24 ausweichen kann. Durch die Ringlippe 22 in Verbindung mit der
komplementär zu ihr ausgebildeten Ringnut 24 ist eine besonders hohe
Nachgiebigkeit der Zwischenlage 18 erzielbar, welche sich zudem auf
einen eng begrenzten Bereich beschränkt.
Alternativ kann ein Ring 20b gemäß der Querschnittsdarstellung
von Fig. 3 auch zweiteilig sein und aus einem Stützring 26 und einem
von diesem getragenen, nachgiebigeren Verformungsring 28 bestehen.
Der Stützring 26 hat vorzugsweise ein L-förmiges Profil, wobei ein
axialer Schenkel 30 des Stützrings 26 der Wand der Zylinderlaufbuchse
1 gegenüberliegt und ein radialer Schenkel 32 nach radial außen
wegragt. Der Verformungsring 28 ist in die durch den axialen und ra
dialen Schenkel 30, 32 gebildete Halbnut eingebettet und ragt über den
axialen Schenkel 30 in axialer Richtung hinaus. Das Material des Ver
formungsrings 32 verformt sich unter der Vorspannung vorzugsweise
plastisch und kann nach radial außen ausweichen. Der axiale Schenkel
30 wirkt dann als Anschlag für die Bundfläche 8 oder die Bundauflage
fläche 16 und kann sich elastisch verformen. Anstatt die nachgiebige
Zwischenlage 18 getrennt von der Zylinderlaufbuchse 1 vorzusehen,
könnte sie mit der Bundfläche 8 oder der Bundauflagefläche 16 auch
kraft-, form- oder stoffschlüssig verbunden sein.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung
dargestellt, bei welcher der Bund 6 der Zylinderlaufbuchse 1 leicht an
geschrägt ist. Gemäß Fig. 5, welche im Bereich der Einzelheit Y von
Fig. 4 im Längsschnitt darstellt und bei welcher im Unterschied zu die
ser zusätzlich die Bundauflage 14 des Kurbelgehäuses 4 gezeigt ist, ist
die Bundauflagefläche 16 planparallel zu einer Ebene senkrecht zur
Mittelachse des Zylinders 2. Demgegenüber ist die Bundfläche 8
schräg angeordnet und nimmt einen Winkel α zur Bundauflagefläche
16 ein, mit welcher sie deshalb nur in einem radial inneren Bereich in
Kontakt steht. Umgekehrt könnte auch die Bundfläche 8 planparallel zu
einer Ebene senkrecht zur Mittelachse der Zylinderlaufbuchse 1 sein
und die Bundauflagefläche 16 in einem Winkel α schräg zur Bundflä
che 8 angeordnet sein. Weiterhin könnten sowohl die Bundfläche 8 als
auch die Bundauflagefläche 16 je in einem Winkel α zu einer Ebene
senkrecht zur Mittelachse der Zylinderlaufbuchse 1 angeordnet sein.
Durch den winkeligen Verlauf der Bundfläche 8 und/oder der Bund
auflagefläche 16 ergibt sich eine kleinere Kontaktfläche zwischen dem
Bund 6 und der Bundauflage 14, was bei gleicher Vorspannung zu ei
ner höheren Flächenpressung (Vorspannkraft/Kontaktfläche) und damit
auch zur erwünschten höheren Nachgiebigkeit im Trennfugenbereich
führt. Die Anschrägung der Bundfläche 8 kann durch spanabhebende
Bearbeitung erzeugt werden, weshalb am Bund 6 vorzugsweise ein
Auslauf 34 für das Werkzeug vorgesehen ist. Gemäß einer weiteren
Fortbildung gemäß der Erfindung könnte auch ein Ring 20 einer Zwi
schenlage 18 gemäß Fig. 1 mit einer solchen winkeligen Anschrägung
versehen sein.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Finite-Element-
Methode (FEM)-Simulation der Einbausituation einer Zylinderlaufbuch
se 1, wobei die Darstellung einem Längsschnitt durch die Wand der Zy
linderlaufbuchse 1 entspricht. Die axiale Vorspannung durch den an der
Zylinderlaufbuchse 1 kopfseitig aufliegenden Zylinderkopf ist durch eine
auf die ringförmige Stirnfläche der Zylinderlaufbuchse 1 wirkende, stati
sche Flächenlast p und die Bundauflage 14 durch ein Auflager 36 si
muliert. Unter der axialen Flächenlast p neigt die relativ dünne Wand
der Zylinderlaufbuchse 1 zum Ausbeulen, was dadurch verstärkt wird,
daß zwischen den Wirklinien der radial inneren Anteile der Flächenlast
p und der radial äußeren Bundauflage (Auflager 36) ein Hebelarm wirkt,
so daß der auf die Wand der Zylinderlaufbuchse 1 wirkenden Beul
spannung eine zusätzliche Biegespannung überlagert ist. Diese Beul-
und Biegebelastung ruft die Ausbildung von Biegewellen in der Wand
der Zylinderlaufbuchse 1 hervor, wie anhand des in Fig. 6a aus Maß
stabsgründen in stark übertriebener Weise dargestellten, durch einen
FEM-Rechenlauf erzeugten Verformungsbildes zu sehen ist. Der Bund
6 des FEM-Rechenmodells gemäß Fig. 6a ist planparallel zu einer Ebe
ne senkrecht zur Mittelachse der Zylinderlaufbuchse 1 (α = 0 Grad), so
daß diese einer Zylinderlaufbuchse des Standes der Technik ent
spricht. Als Rechenergebnis im Rahmen des FEM-Rechenlaufs wurde
in Bundhöhe ein maximaler Radialverzug der Zylinderlaufbuchse 1 von
16 µm berechnet.
Demgegenüber ist in Fig. 6b das Verformungsbild eines FEM-
Rechenmodells dargestellt, bei welchem die Bundfläche 8 relativ zu ei
ner Ebene senkrecht zur Mittelachse der Zylinderlaufbuchse 1 um ei
nen Winkel α = 0,4 Grad geneigt ist. Wie zu sehen, ist der radiale Ver
zug der Zylinderlaufbuchse 1 wesentlich geringer, wobei der berech
nete Maximalverzug im Bereich der Bundes 6 lediglich 7 µm beträgt.
Die in Fig. 6c und Fig. 6d gezeigten Verformungsbilder basieren auf
FEM-Rechenmodellen, bei welchen die Bundfläche 8 um einen Winkel
α = 0,5 Grad (Bild 6c) bzw. um einen Winkel von α = 0,6 Grad (Bild 6d)
angeschrägt ist, wobei im Falle einer Anschrägung um 0,5 Grad ein
maximaler Radialverzug von 6 µm und bei einer Anschrägung von 0,6
Grad ein solcher von 5 µm errechnet wurde.
Wie oben ausgeführt, ist der mit größer werdender Anschrägung
niedrigere Radialverzug der Zylinderlaufbuchse 1 zum einen auf die ge
ringere Formsteifigkeit der Zylinderlaufbuchse 1 im Trennfugenbereich
zurückzuführen. Zum andern ergibt sich durch die Anschrägung der
Bundfläche 8 eine Verlagerung des Kontaktbereichs zwischen dem
Bund und der Bundauflage nach radial innen, was in einem kürzeren
Hebelarm für den radial inneren Teil der kopfseitig angreifenden axialen
Flächenfast resultiert. Aufgrund dessen wird das Biegemoment auf die
Zylinderlaufbuchse 1 und damit auch deren Radialverzug geringer.
Vorzugsweise liegt der Anschrägungswinkel α in einem Winkelbereich
zwischen 0,4 und 0,6 Grad. Bei anderer Dimensionierung der Zylinder
laufbuchse könnte der Winkel α auch in einem Bereich zwischen 0,2
und 1,5 Grad liegen.
In Fig. 7 ist eine Zylinderlaufbuchse 1 gezeigt, bei welcher die
Bundfläche 8 in axialer Richtung profiliert und vorzugsweise wellen
förmig ausgebildet ist, wobei die Profilierung stark übertrieben darge
stellt ist. Das wellenförmige Profil liegt der nicht dargestellten Bund
auflagefläche 16 gegenüber und wird beim Einbau der Zylinderlauf
buchse 1 gegen diese verspannt. Die Profilierung bewirkt durch die
kleinere Kontaktfläche im Bereich der "Wellenberge" eine erhöhte Flä
chenpressung (Vorspannkraft/Kontaktfläche), wodurch die Formsteifig
keit des Bundes 6 im Trennfugenbereich gezielt reduziert wird. Die
Verformungen aufgrund der Vorspannung treten dann hauptsächlich in
der wellenförmigen Bundfläche 8 auf. Zusätzlich oder alternativ könnte
auch die Bundauflagefläche 16 wellenförmig oder auf andere Weise
profiliert sein. Als weitere Variante kann auch eine Zwischenlage 18 in
Form eines Rings 20c mit einer solchen Profilierung versehen sein, wie
in Fig. 8 gezeigt ist. In einem solchen Fall ist dann eine erste, mit der
Bundfläche 8 zur Anlage bringbare Ringfläche 38 eben und die zweite,
mit der Bundauflagefläche 16 zur Anlage bringbare Ringfläche 40 wel
lenförmig ausgebildet oder umgekehrt oder auch beide Ringflächen 38,
40 sind wellenförmig ausgebildet.
Gemäß der in Fig. 9 gezeigten weiteren Ausführungsform ist die
Bundfläche 8 wellenförmig profiliert und zusätzlich radial angeschrägt,
wie der in Fig. 10 dargestellte Teilquerschnitt im Bereich der Einzelheit
Y von Fig. 9 zeigt. Demnach verlaufen die Bundfläche 8 und die Bund
auflagefläche 16 winklig zueinander, indem die Bundfläche 8 in einem
Winkel α relativ zu einer Ebene senkrecht zur Mittelachse der Zylin
derlaufbuchse 1 angeordnet ist und nur in einem radial inneren Bereich
mit der Bundauflagefläche 16 in Kontakt steht. Zusätzlich könnte auch
die Bundauflagefläche 16 profiliert und angeschrägt sein.
In zusammenfassender Betrachtung wird gemäß der Erfindung
die Nachgiebigkeit des Bereichs der Trennfuge zwischen der Bundflä
che 8 und der Bundauflagefläche 16 erhöht, indem die Form- und/
oder die Materialsteifigkeit der Bundfläche 8 und/oder der Bundaufla
gefläche 16 durch die oben angeführten Maßnahmen reduziert oder
eine nachgiebige Zwischenlage 18 zwischen der Bundfläche 8 und der
Bundauflagefläche 16 vorgesehen wird.
Claims (9)
1. Verbrennungsmotor mit mindestens einer in ein Kurbelgehäuse (4) einge
setzten Zylinderlaufbuchse (1), wobei eine Bundfläche (8) eines radial äuße
ren Bundes (6) der Zylinderlaufbuchse (1) gegen eine Bundauflagefläche (16)
einer radial inneren Bundauflage (14) des Kurbelgehäuses (4) axial vorge
spannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit der Bundfläche (8)
und/oder der Bundauflagefläche (16) und/oder des Bereichs (18) dazwischen
geringer ist als die der daran angrenzenden Bereiche.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Bund (6) und der Bundauflage (14) eine Zwischenlage (18) mit mindestens
einem Ring (20, 20a, 20b, 20c) zwischengeordnet ist, welcher aufgrund der
Vorspannung derart elastisch und/oder plastisch verformbar ist, daß die durch
die Vorspannung hervorgerufenen Verformungen hauptsächlich im Ring (20,
20a, 20b, 20c) auftreten.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zwischenlage (18) für mehrere in Reihe angeordnete Zylinder (2) des Kurbel
gehäuses (4) vorgesehen ist und aus mehreren aneinander gereihten, ela
stisch und/oder plastisch verformbaren Ringen (20, 20a, 20b, 20c) besteht.
4. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens ein Ring (20a) der Zwischenlage (18) als einstüc
kiger Körper ausgebildet ist, welchem auf der einen Ringseite eine umlaufen
de Ringlippe (22) und auf der anderen Ringseite eine hierzu komplementäre,
umlaufende Ringnut (24) angeformt ist.
5. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens ein Ring (20b) der Zwischenlage (18) einen sich
unter der Vorspannung plastisch verformenden Verformungsring (28) und ei
nen den Verformungsring (28) tragenden Stützring (26) mit einem elastischen
Anschlag (30) umfaßt.
6. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens ein Ring (20c) der Zwischenlage eine erste, mit der
Bundfläche (8) zur Anlage bringbare ebene Ringfläche (38) und eine zweite,
mit der Bundauflagefläche (16) zur Anlage bringbare Ringfläche (40) aufweist,
welche in axialer Richtung profiliert, vorzugsweise wellenförmig ausgebildet
ist.
7. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bundauflagefläche (16) und/oder die Bundfläche
(8) in axialer Richtung profiliert, vorzugsweise wellenförmig ausgebildet ist.
8. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bundfläche (8) und die Bundauflagefläche (16) re
lativ zueinander winkelig angeordnet sind und nur in einem radial inneren Be
reich miteinander in Kontakt stehen.
9. Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Winkel (α) zwischen der Bundfläche (8) und der Bundauflagefläche (16) vor
zugsweise in einem Winkelbereich zwischen 0,4 und 0,6 Grad liegt.
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DE10221731A1 (de) * | 2002-05-16 | 2003-12-04 | Elringklinger Ag | Buchsenabdichtring für eine Zylinderlaufbuchse |
DE102005048537A1 (de) * | 2005-10-11 | 2007-04-19 | Daimlerchrysler Ag | Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf und einem Zylindergehäuse |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4344653A1 (de) * | 1993-01-13 | 1994-07-14 | Volkswagen Ag | Abstützung einer nassen Zylinderlaufbüchse in einer Hubkolben-Brennkraftmaschine |
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---|---|---|---|---|
US1707679A (en) * | 1925-12-18 | 1929-04-02 | Fred Grozinger | Internal-combustion engine |
US3568573A (en) * | 1969-06-25 | 1971-03-09 | Caterpillar Tractor Co | Cylinder liner support |
DE3326320C2 (de) * | 1983-07-21 | 1990-10-04 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart | Kolbenbrennkraftmaschine mit einer, in ein Zylinderkurbelgehäuse eingesetzten, nassen Zylinderlaufbüchse |
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1999
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- 2000-02-25 FR FR0002391A patent/FR2790285B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4344653A1 (de) * | 1993-01-13 | 1994-07-14 | Volkswagen Ag | Abstützung einer nassen Zylinderlaufbüchse in einer Hubkolben-Brennkraftmaschine |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10221731A1 (de) * | 2002-05-16 | 2003-12-04 | Elringklinger Ag | Buchsenabdichtring für eine Zylinderlaufbuchse |
DE10221731B4 (de) * | 2002-05-16 | 2005-04-21 | Elringklinger Ag | Buchsenabdichtring für eine Zylinderlaufbuchse |
DE102005048537A1 (de) * | 2005-10-11 | 2007-04-19 | Daimlerchrysler Ag | Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf und einem Zylindergehäuse |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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8330 | Complete renunciation |