DE19913468C2

DE19913468C2 - Nasse Zylinderlaufbuchse

Info

Publication number: DE19913468C2
Application number: DE19913468A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Burkhardt
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2001-12-20
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: DE19913468A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderlaufbuchse gemäß dem Gattungs begriff des Patentanspruchs 1.

Aus DE 197 06 840 A1 ist eine trockene Zylinderlaufbuchse bekannt, bei der unterhalb eines Bundes ein Absatz vorgesehen ist, der einen Preß- oder Über gangssitz bezüglich der Grundbohrung darstellt. Über diesen Absatz ist die Zy linderlaufbuchse gegen die Grundbohrung abgestützt, so daß in diesen Bereich die hohen Gasdruckkräfte aufgefangen werden und es zu keiner übermäßigen Deformierung kommt. Eine derartige Bauweise der Zylinderlaufbuchse ist aber nur auf trockene Zylinderlaufbuchsen anwendbar, die nicht gegen Kühlwasser abgedichtet werden müssen.

Aus DD 207 022 ist eine nasse Zylinderlaufbuchse bekannt, die an ihrem oberen Ende mit einem Bund versehen ist, der ein radiales Spiel zum Kurbelgehäuse aufweist. In der Umgebung unterhalb dieses Bundes ist ein Absatz vorgesehen, der mit der Grundbohrung des Kurbelgehäuses eine Preß- oder Übergangspas sung bildet. Zur Abdichtung gegen das Kühlwasser sind im Bereich des Absatzes Nuten für die Aufnahme eines Dichtsystems in Form von O-Ringen angeordnet. Diese Nuten stellen im festigkeitstechnischen Sinn Kerben dar, die bei Belastung der Buchse durch Innendruck oder Längskraft zum Versagen führen können. Durch die unvermeidbaren geometrischen Toleranzen treten Abweichungen der Idealdurchmesser der Buchse und der Grundbohrungen auf. Desweiteren entste hen durch die Montage von benachbarten Teilen wie dem Zylinderkopf beim Anzug der Zylinderkopfschrauben Verspannungen oder Verzug der Grundboh rung. Unter Belastung versucht die Lautbuchse sich an die Grundbohrung abzu stützen. Da dies aus den angeführten Gründen nicht über den gesamten Umfang möglich ist, entstehen punktuell in den Kerbstellen höhere Beanspruchungen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Außenkontur der Zylinderlaufbuchse so zu gestalten, daß einerseits eine gute Montage und De montage möglich ist aber andererseits die notwendigen Nuten für die Aufnahme der Dichtsysteme nicht zu einer übermäßigen Abnahme der Dauerfestigkeit der Zylinderlaufbuchse Anlaß geben.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Durch die aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 zu ent nehmende Paarung des Außendurchmessers des Absatzes und dem Innendurch messer der Grundbohrung wird an den Kerbstellen die auftretende Bauteilbean spruchung reduziert. Da sich der Kontaktbereich zwischen Grundbohrung und Buchse erhöht, wird die mögliche Verformung der Buchse bis zu einem ausrei chenden Kontakt mit der Grundbohrung verringert. Die vorgeschlagene Preß- oder Übergangspassung kann zur Erzeugung von Druckspannungen in den Nuten für das Dichtsystem, dem Kerbgrund, führen. Diese bewirken eine Erhöhung der ertragbaren dynamischen Zugspannung im Betrieb. Die Bauteilfestigkeit und somit die Belastbarkeit wird erhöht.

Vorteilhafte Ausführungen für die Dichtsysteme können den Unteransprüchen 2 und 3 entnommen werden.

Ausführungsbeispiele für die Gestaltung der Außenkontur und der Dichtsysteme der Zylinderlaufbuchse sind an Hand von Zeichnungen dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt der Zylinderlaufbuchse mit zylindrischem Absatz und den Dichtsystemen zu beiden Seiten des Absatzes,

Fig. 2 einen Längsschnitt der Zylinderlaufbuchse mit zylindrischem Absatz und den Dichtsystemen zwischen Absatz und Bund,

Fig. 3 einen Längsschnitt der Zylinderlaufbuchse mit balligem Absatz und den Dichtsystemen zu beiden Seiten des Absatzes und

Fig. 4 einen Längsschnitt der Zylinderlaufbuchse mit bulligem Absatz und den Dichtsystemen zwischen Absatz und Bund.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine nasse Zylinderlaufbuchse 1 welche in eine Grund bohrung 2 eines Kurbelgehäuses 3 eingesetzt ist. Die Zylinderlaufbuchse 1 ist an ihrem oberen Ende mit einem Bund 4 versehen der ein radiales Spiel 5 zum Kurbelgehäuse 3 aufweist. Zur Abstützung der Zylinderlaufbuchse 1 gegen das Kurbelgehäuse 3 ist die Zylinderlaufbuchse 1 im Bereich unterhalb des Bundes 4 mit einem Absatz 6 versehen. Dieser Absatz 6 weist gegenüber der Grundbohrung 2 eine Preß- oder Übergangspas sung auf, so daß sich die Zylinderlaufbuchse im Bereich hoher Gasdruckkräfte gegen die Grundbohrung 2 abstützen kann. Bei nassen Zylinderlaufbuchsen ist aber noch ein Dichtsystem gegen das Kühlwasser erforderlich. Ein solches Dichtsystem besteht übli cherweise aus Gummiringen, welche sich in umlaufenden Nuten auf der Außenfläche der Zylinderlaufbuchse 1 befinden. Diese Nuten stellen Kerben dar, die zu einer Ver ringerung der Dauerfestigkeit der Zylinderlaufbuchsen führen.

Hier setzt nun die Erfindung ein. Das dargestellt Dichtsystem, welches sich im Bereich der Einwirkung hoher Gasdruckkräfte befindet, wird aus zwei Ringen 7a, 7b gebildet, welche in Nuten 8a, 8b auf der Zylinderlaufbuchse 1 eingelegt sind. Diese Nuten 8a, 8b sind zu beiden Seiten des Absatzes 6 angebracht. Durch diese Anordnung der Nuten 8a, 8b wird durch die von außen auf den Absatz 6 ausgeübten Druckkräfte die Kerb wirkung der Nuten reduziert und die Dauerfestigkeit gesteigert. Der Außendurchmes ser D₁ des Absatzes 6 ergibt sich vorteilhaft zu D₁ = D₂ + D₃ (0,001 . . . 0,005). Den hier geschilderten Effekt kann man am besten aus dem sogenannten Smith-Diagramm ersehen. Wird die Mittelspannung σ_m verringert, so wird die Schwingfestigkeit σ_w spürbar erhöht. Die Mittelspannung σ_m wird im Bereich der Nuten 8a, 8 _b dadurch re duziert, daß man auf den Absatz 6 durch die gewählte Passung eine Druckspannung ausübt. Eine Druckspannung kann sich auch durch Reaktionskräfte ergeben, wenn die durch Gasdruckkräfte sich ergebene radiale Aufweitung der Zylinderlaufbuchse 1 durch die Grundbohrung 2 behindert wird.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen Möglichkeiten für die Ausbildung des Absatzes 6 und die Zuordnung der Nuten 8a, 8b zum Absatz 6.

Nach Fig. 2 ist der Absatz 6 unterhalb der Nuten 8a, 8b angebracht. Druckspannun gen auf den Absatz 6 können wiederum die Kerbwirkung der Nuten 8a, 8b mindern.

Ebenso verhält es sich bei der Ausbildung des Absatzes 6 gemäß den Fig. 3 und 4. Der ballig ausgeführte Absatz 6 führt zu einer Linienberühung und demzufolge zu ho hen Druckspannungen, welche durch äußere Reaktionskräfte im Bereich des Absatzes 6 hervorgerufen werden. Die Folge ist wiederum eine Erhöhung der Dauerfestigkeit im Bereich der Nuten 8a, 8b.

Claims

1. Zylinderlaufbuchse, welche in eine Grundbohrung eines Kurbelgehäuses ein gesetzt ist und welche an ihrem oberen Ende einen Bund aufweist, der mit ra dialem Spiel zum Kurbelgehäuse ausgebildet ist und die Zylinderlaufbuchse in der Umgebung unterhalb des Bundes einen Absatz aufweist, der zur Grundbohrung eine Press- oder Übergangspassung darstellt, dadurch gekenn zeichnet, dass im Bereich des zylindrisch oder ballig ausgebildeten Absatzes (6) einer nassen Zylinderlaufbuchse Nuten (8a, 8b) für die Aufnahme von Dichtsystemen (7a, 7b) vorgesehen sind, und dass der Außendurchmesser D1 des Absatzes sich aus der Formel D1 = D2 + D3 (0,001 . . . 0,005) ergibt.

2. Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab satz (6) zylindrisch ausgebildet ist und die Nuten (8a, 8b) für die Dichtsyste me (7a, 7b) zwischen Bund (4) und Absatz (8) angeordnet sind.

3. Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab satz (6) ballig ausgebildet ist und die Nuten (8a, 8b) für die Dichtsysteme (7a, 7b) zwischen Bund (4) und Absatz (6) angeordnet sind.