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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Zylinderlaufbuchsen für Kolbenmotoren und -verdichter und insbesondere Zylinderlaufbuchsen mit einem Dichtungsaufnahmefreistich.
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Hintergrund
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Es ist bekannt, dass Kolbenmotoren entweder Fluidenergie, zum Beispiel aus einer Dampfquelle, oder chemische Energie, zum Beispiel aus einer brennbaren Kraftstoffquelle, in mechanische Wellenleistung umwandeln. Es ist bekannt, dass Kolbenverdichter eine Wellenleistung in Fluidenergie durch Verdichten eines darin vorgesehenen Fluides umwandeln. Eine Kammer mit veränderlichen Volumen eines Kolbenmotors oder -verdichters kann zumindest teilweise durch eine einen Kolben umgebene Zylinderwand begrenzt sein. Die Zylinderwand kann einstückig mit einem Motor- oder Verdichterblock ausgebildet sein, oder alternativ als Teil einer entfernbaren (wechselbaren) Zylinderlaufbuchse.
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Eine entfernbare Zylinderlaufbuchse kann Dichtungselemente aufweisen, die eine Abdichtung eines Arbeitsfluids in dem variablen Kammervolumen ermöglichen, eine Abdichtung eines Kühlmittels in einem mit der Zylinderlaufbuchse in Fluidverbindung stehenden Kühldurchgang ermöglichen oder Kombinationen davon. Die Dichtelemente können zwischen der Zylinderlaufbuchse und anderen Motorstrukturen, wie beispielsweise einem Motorblock oder -kopf, zum Erreichen einer oder mehrerer der gewünschten Dichtungsfunktionen vorgesehen sein.
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Das
US-Patent mit der Nr. 6,532,915 („das '915-Patent”) mit dem Titel „Dichtanordnung für eine Zylinderlaufbuchse” (engl. „Sealing arrangement for a cylinder liner”) widmet sich dem Problem der möglichen Beschädigung einer Zylinderlaufbuchsendichtung durch scharfe Kanten oder Grate an einer Bohrung eines Motorblocks während des Einpressens der Zylinderlaufbuchse in die Bohrung des Motorblocks. Das '915-Patent beschreibt eine Zylinderlaufbuchse mit einer Ringnut zum Aufnehmen einer Dichtung. Die Ringnut des '915-Patents weist einen ersten Freistich an einem oberen Teil der Ringnut und einen zweiten Freistich an einem unteren Bereich der Ringnut auf.
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Allerdings kann es vorkommen, dass die in dem
'915 -Patent beschriebene Dichtungsanordnung nicht optimal für sämtliche Konfigurationen von Aufnahmen einer Zylinderlaufbuchse in einen Motor, sämtliche Dichtungskonfigurationen oder Kombinationen davon ist. Folglich besteht ein Bedarf an verbesserten Zylinderlaufbuchsen, die sich einem oder mehreren der obigen Probleme und/oder anderen Problemen im Stand der Technik widmen.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Zylinderlaufbuchse für einen Motor eine Zylinderwand mit einer Radialinnenfläche und einer der Radialinnenfläche gegenüberliegende Radialaußenfläche auf. Die Zylinderwand definiert eine Längsachse und die Radialaußenfläche weist eine Dichtfläche und eine neben der Dichtfläche vorgesehene Freistichfläche auf, wobei die Dichtfläche zumindest teilweise weg von der Längsachse gerichtet ist. Die Freistichfläche weist eine erste Fläche und eine zweite Fläche auf, wobei die erste Fläche zumindest teilweise hin zu der Längsachse gerichtet ist und die zweite Fläche zumindest teilweise weg von der Längsachse gerichtet ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Zylinderlaufbuchsenbaugruppe eine Zylinderwand mit einer Radialinnenfläche und einer Radialaußenfläche, die der Radialinnenfläche gegenüberliegt, auf. Die Zylinderwand definiert eine Längsachse, die Radialaußenfläche weist eine Dichtfläche und eine neben der Dichtfläche vorgesehene Freistichfläche auf, die Dichtfläche ist zumindest teilweise weg von der Längsachse gerichtet und eine Dichtung ist an der Dichtfläche vorgesehen. Die Freistichfläche weist eine erste Fläche und eine zweite Fläche auf, wobei die erste Fläche zumindest teilweise hin zu der Längsachse gerichtet ist und die zweite Fläche zumindest teilweise weg von der Längsachse gerichtet ist.
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Gemäß einem weiteren anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Motor einen Block und eine in dem Block vorgesehene Zylinderlaufbuchse auf. Eine Radialaußenfläche der Zylinderlaufbuchse ist zumindest teilweise hin zu dem Block gerichtet und die Zylinderlaufbuchse definiert eine Längsachse. Der Motor weist einen in der Zylinderlaufbuchse vorgesehenen Kolben auf, der dazu ausgebildet ist, sich über einen Gleitkontakt mit einer Radialinnenfläche der Zylinderlaufbuchse entlang der Längsachse hin- und herzubewegen, die Radialinnenfläche liegt der Radialaußenfläche gegenüber und die Radialaußenfläche der Zylinderlaufbuchse weist eine Dichtfläche und eine neben der Dichtfläche vorgesehene Freistichfläche auf, wobei die Dichtfläche zumindest teilweise weg von der Längsachse gerichtet ist und eine Dichtung in einer Dichtanordnung mit der Dichtfläche und dem Block vorgesehen ist. Die Freistichfläche weist eine erste Fläche und eine zweite Fläche auf, wobei die erste Fläche zumindest teilweise hin zu der Längsachse gerichtet ist und die zweite Fläche zumindest teilweise weg von der Längsachse gerichtet ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Motors gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
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2 zeigt eine Draufsicht auf eine Zylinderlaufbuchse gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
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3 zeigt einer Seitenquerschnittsansicht der Zylinderlaufbuchse von 2 entlang des Schnitts 3--3 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
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4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils der Zylinderlaufbuchse, der als Detail 4 in 3 gekennzeichnet ist, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
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5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils der Zylinderlaufbuchse, der als Detail 4 in 3 gekennzeichnet ist, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
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6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils der Zylinderlaufbuchse, der als Detail 4 in 3 gekennzeichnet ist, mit einer angebrachten oberen Dichtung, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
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Detaillierte Beschreibung
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Nachfolgend werden Aspekte der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die mehreren Zeichnungen erklärt, wobei gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Elemente beziehen, soweit dies nicht anders angegeben ist. Die 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Motors 100 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Der Motor 100 weist eine Zylinderlaufbuchse 102, einen Block 104, einen Kolben 106 und einen (Zylinder-)Kopf 108 auf. Der Kolben 106 ist in einer Radialinnenfläche 110 der Zylinderlaufbuchse 102 vorgesehen und dazu ausgebildet, sich in der Zylinderlaufbuchse 102 entlang einer Längsachse 112, die durch die Zylinderlaufbuchse 102 definiert ist, hin- und herzubewegen. Der Kolben 106 kann die Radialinnenfläche 110 der Zylinderlaufbuchse 102 über einen oder mehrere Kolbenringe 114 berühren, die um eine Umfangsfläche des Kolbens 106 herum vorgesehen sind. Auch wenn nur eine Baugruppe aus einem Kolben 106 und einer Zylinderlaufbuchse 102 in der 1 gezeigt ist, wird darauf hingewiesen, dass der Motor 100 jegliche Anzahl an Kolben 106 und Zylinderlaufbuchsen 102 zum Erreichen der gewünschten Ergebnisse in einer bestimmten Anwendung aufweisen kann.
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Der Kopf 108 kann auf einem oberen Ende der Zylinderlaufbuchse 102 aufliegen und eine Dichtung 116 kann dazwischen vorgesehen sein. Folglich können der Kolben 106, die Kolbenringe 114, die Radialinnenfläche 110 der Zylinderlaufbuchse 102 und der Kopf 108 eine Kammer 118 mit veränderlichen Volumen begrenzen. In Dampfmaschinen oder dergleichen kann die Kammer 118 mit veränderlichen Volumen eine Dampfentspannungskammer sein. In Kolbenverdichtern oder dergleichen kann die Kammer 118 mit veränderlichen Volumen eine Fluidverdichtungskammer sein. In Brennkraftmaschinen oder dergleichen kann die Kammer 118 mit variablem Volumen eine Verbrennungskammer sein, in der ein Kraftstoff-Oxidationsmittel-Gemisch verbrannt wird. Der Kolben 106 kann zum Hin- und Herbewegen mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) über ein Pleuel 120 oder auf eine andere im Stand der Technik bekannte Weise zum Verbinden eines Kolbens mit einer Kurbelwelle verbunden sein. Auch wenn dies nicht in 1 gezeigt ist, wird darauf hingewiesen, dass der Kopf 108 eine oder mehrere Einlass- und Auslassdurchgänge sowie eines oder mehrere Einlass- und Auslassventile zum Einlassen von Fluid in das variable Kammervolumen 118 und Abgeben des Fluides aus dem variablen Kammervolumen 118 umfassen kann.
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Die Zylinderlaufbuchse 102 ist in einer Bohrung 122, die durch eine Innenfläche 124 des Blocks 104 begrenzt ist, vorgesehen. Ein Bund (Kragen) 126 der Zylinderlaufbuchse 102 kann auf einer oberen Tragfläche 128 des Blocks 104 aufliegen. Zudem kann die Zylinderlaufbuchse 102 die Innenfläche 124 des Blocks 104 über eine obere Dichtung 130, eine untere Dichtung 132 oder Kombinationen davon berühren. Auch wenn die 1 zeigt, dass die obere Dichtung 130 ein Dichtelement aufweist und die untere Dichtung 132 drei Dichtelemente aufweist, wird darauf hingewiesen, dass sowohl die obere Dichtung 130 als auch die untere Dichtung 132 mehr oder weniger Dichtelemente aufweisen können, wie für die jeweilige Anwendung gewünscht wird.
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Die Innenfläche 124 des Blocks 104, eine Radialaußenfläche 134 der Zylinderlaufbuchse 102, die obere Dichtung 130 und die untere Dichtung 132 können, zumindest teilweise, einen Hohlraum 136 begrenzen. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung bewirkt der Hohlraum 136 eine Fluidverbindung zwischen einer Kühlmittelquelle und der Radialaußenfläche 134 der Zylinderlaufbuchse 102, womit Mittel zum Abführen von Wärme von der Zylinderlaufbuchse 102, dem Block 104 oder Kombinationen davon vorgesehen sind. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung bewirkt der Hohlraum 136 eine Fluidverbindung zwischen einer Schmierölquelle und der Radialaußenfläche 134 der Zylinderlaufbuchse 102. Auch wenn nur ein Hohlraum 136 in der 1 gezeigt ist, wird darauf hingewiesen, dass die Radialaußenfläche 134 der Zylinderlaufbuchse 102, zumindest teilweise, mehr als einen Hohlraum 136 in Fluidverbindung mit der Zylinderlaufbuchse 102 begrenzen kann.
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Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 wird darauf hingewiesen, dass die 2 eine Draufsicht auf eine Zylinderlaufbuchse 102 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung zeigt und die 3 eine Seitenquerschnittsansicht der Zylinderlaufbuchse 102 von 2 entlang des Schnitts 3--3 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung zeigt. Die Radialinnenfläche 110 kann sich von einem proximalen (oberen) Ende 140 der Zylinderlaufbuchse 102 zu einem distalen (unteren) Ende 142 der Zylinderlaufbuchse 102 in einer Längsrichtung 144, die parallel zu der Längsachse 112 ist, erstrecken. Die Radialaußenfläche 134 kann sich von dem proximalen Ende 140 der Zylinderlaufbuchse 102 zu dem distalen Ende 142 der Zylinderlaufbuchse 102 in der Längsrichtung 144 erstrecken. Die Radialaußenfläche 134 und die Radialinnenfläche 110 begrenzen eine dazwischen vorgesehene Zylinderwand 135. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die Zylinderwand 135 im Wesentlichen eine Rundzylinderform auf. Eine Radialrichtung 146 erstreckt sich als Normale bzw. senkrecht zu der Längsrichtung 144.
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Die Radialaußenfläche 134 der Zylinderlaufbuchse 102 weist eine obere Dichtfläche 150 auf, die dazu ausgebildet ist, eine obere Dichtung 130 aufzunehmen und/oder auf der oberen Dichtung 130 aufzuliegen, und kann eine oder mehrere Ausnehmungen (Nuten) 152 aufweisen, die dazu ausgebildet sind, die untere Dichtung 132 aufzunehmen und/oder auf der unteren Dichtung 132 aufzuliegen. Die obere Dichtfläche 150 kann zwischen dem Bund 126 und der einen oder mehreren Ausnehmungen 152 in der Längsrichtung 144 vorgesehen sein.
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Zusätzlich kann die obere Dichtfläche 150 näher an dem proximalen Ende 140 der Zylinderlaufbuchse 102 als an der einen oder mehreren Ausnehmungen 152 in der Längsrichtung 144 vorgesehen sein. Die obere Dichtfläche 150 ist nahe dem Bund 126 in der Längsrichtung 144 vorgesehen.
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Die obere Dichtfläche 150 ist zumindest teilweise weg von der Längsachse 112 in der Radialrichtung 146 gerichtet. Die obere Dichtfläche 150 kann zumindest teilweise weg von der Längsachse 112 in der Radialrichtung 146 gerichtet sein, da zumindest keine Radialkomponente des Vektors 148, der sich senkrecht zu der oberen Dichtfläche 150 erstreckt, in Richtung der Längsachse 112 zeigt. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung zeigt der Vektor 148, der sich senkrecht zu der oberen Dichtfläche 150 erstreckt, ausschließlich in die Radialrichtung 146 weg von der Längsachse 112. Auch wenn die in der 4 gezeigte obere Dichtfläche 150 ein ebenes oder lineares Profil in der durch die Längsrichtung 144 und die Radialrichtung 146 aufgespannten Ebene aufweist, wird darauf hingewiesen, dass die obere Dichtfläche 150 alternativ oder zusätzlich andere Profile (Konturen) in der durch die Längsrichtung 144 und die Radialrichtung 146 aufgespannten Ebene annehmen könnte, umfassend, aber nicht nur, konvexe Profile, konkave Profile, Kombinationen davon oder jegliches anderes, im Stand der Technik bekanntes Dichtflächenprofil.
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4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils der Zylinderlaufbuchse 102, der als Detail 4 in der 3 gekennzeichnet ist, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Die Radialaußenfläche 134 der Zylinderlaufbuchse 102 weist einen Dichtungsaufnahmefreistich 160 auf, der zwischen der oberen Dichtfläche 150 und dem proximalen Ende 140 (siehe 3) der Zylinderlaufbuchse 102 vorgesehen ist. Der Dichtungsaufnahmefreistich 160 kann neben der oberen Dichtfläche 150 vorgesehen sein. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung bedeutet eine Nebeneinanderanordnung des Dichtungsaufnahmefreistichs 160 und der oberen Dichtfläche 150, dass der Dichtungsaufnahmefreistich 160 an die obere Dichtfläche 150 angrenzt. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Nebeneinanderanordnung des Dichtungsaufnahmefreistichs 160 und der oberen Dichtfläche 150 die Möglichkeit einer dazwischen vorgesehenen Fläche, wie beispielsweise eine Fase, eine Verrundung, eine Gehrung oder dergleichen, wobei der Dichtungsaufnahmefreistich 160 nahe der oberen Dichtfläche 150 verbleibt. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wie in der 6 gezeigt ist, erstreckt sich der Dichtungsaufnahmefreistich 160 von einem radial äußersten Punkt 254 des Dichtungsaufnahmefreistichs 160 zu einem proximalen Ende 262 der oberen Dichtungsfläche 150.
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Gemäß der 4 kann der Dichtungsaufnahmefreistich 160 eine erste Fläche 164 und ein zweite Fläche 166 aufweisen. Die erste Fläche 164, die zweite Fläche 166 oder beide können vollständig aus Rotationsflächen um die Längsachse 112 bestehen oder diese aufweisen. Die erste Fläche 164 ist zumindest teilweise hin zu der Längsachse 112 gerichtet, sodass ein Vektor 168, der sich senkrecht zu der ersten Fläche 164 erstreckt, eine Komponente in der Radialrichtung 146 aufweist, die in Richtung der Längsachse 112 zeigt. Die zweite Fläche 166 ist zumindest teilweise weg von der Längsachse 112 gerichtet, sodass ein Vektor 170, der sich senkrecht zu der zweiten Fläche 166 erstreckt, keine Komponente aufweist, die in der Radialrichtung 146 in Richtung auf die Längsachse 112 zeigt.
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Die erste Fläche 164 ist zumindest teilweise hin zu dem distalen Ende 142 (siehe 3) der Zylinderlaufbuchse 102 in der Längsrichtung 144 gerichtet, sodass der Vektor 168 eine Komponente in der Längsrichtung 144 aufweist, die in Richtung des distalen Endes 142 der Zylinderlaufbuchse 102 zeigt. Mit anderen Worten gesagt, weist der Vektor 168 eine Komponente in der Längsrichtung 144 auf, die sich von dem Dichtungsaufnahmefreistich 160 in Richtung der oberen Dichtfläche 150 erstreckt. Die zweite Fläche 166 ist zumindest teilweise hin zu dem proximalen Ende 140 (siehe 3) der Zylinderlaufbuchse 102 in der Längsrichtung 144 gerichtet, sodass der Vektor 170 eine Komponente in der Längsrichtung 144 aufweist, die in Richtung des proximalen Endes 140 der Zylinderlaufbuchse 102 zeigt.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die erste Fläche 164 zumindest teilweise hin zu der zweiten Fläche 166 gerichtet, sodass der Vektor 168 die zweite Fläche 166 in einem Punkt 172 schneidet. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die zweite Fläche 166 zumindest teilweise hin zu der ersten Fläche 164 gerichtet, sodass der Vektor 170 die erste Fläche 164 in einem Punkt 174 schneidet. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die zweite Fläche 166 einen Punkt 176 auf, der nicht hin zu der ersten Fläche 164 gerichtet ist, sodass ein Vektor 178, der sich senkrecht zu der zweiten Fläche 166 von dem Punkt 176 erstreckt, nicht die erste Fläche 164 in irgendeinem Punkt schneidet.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die erste Fläche 164 neben der zweiten Fläche 166 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich können sowohl die erste Fläche 164 als auch die zweite Fläche 166 entlang der Radialaußenfläche 134 der Zylinderlaufbuchse 102 zwischen der oberen Dichtfläche 150 und dem proximalen Ende 140 (siehe 3) der Zylinderlaufbuchse 102 angeordnet sein. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung bedeutet eine Nebeneinanderanordnung der ersten Fläche 164 und der zweiten Fläche 166, dass die erste Fläche 164 an die zweite Fläche 166 angrenzt. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Nebeneinanderanordnung der ersten Fläche 164 und der zweiten Fläche 166 noch die Möglichkeit einer dazwischen vorgesehenen Fläche, wie beispielsweise die konkave Fläche 179, in dem Dichtungsaufnahmefreistich 160.
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Gemäß der 4 kann die Radialaußenfläche 134 der Zylinderlaufbuchse 102 auch einen Radialvorsprung 180 aufweisen. Der Radialvorsprung 180 kann neben der oberen Dichtfläche 150 gegenüber dem Dichtungsaufnahmefreistich 160 in der Längsrichtung 144 vorgesehen sein. Ein Radialabstand 182 zwischen dem Radialvorsprung 180 und der Längsachse 112 ist größer als ein Radialabstand 184 von der oberen Dichtfläche 150 zu der Längsachse 112. Die Radialaußenfläche 134 der Zylinderlaufbuchse 102 kann ferner eine konkave Fläche 186 aufweisen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die gesamte zweite Fläche 166 in einem Radialabstand 188 von der Längsachse 112 vorgesehen sein, der kleiner oder gleich einem Radialabstand 184 von der oberen Dichtfläche 150 zu der Längsachse 112 ist. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die gesamte zweite Fläche 166 in einem Radialabstand 188 von der Längsachse 112 vorgesehen sein, der kleiner oder gleich einem Radialabstand 184 von jeglichem Punkt entlang der oberen Dichtfläche 150 ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist zumindest ein Teil der ersten Fläche 164 in einem Radialabstand 190 von der Längsachse 112 vorgesehen, der kleiner oder gleich dem Radialabstand 184 von der oberen Dichtfläche 150 zu der Längsachse 112 ist. Alternativ oder zusätzlich ist zumindest ein Teil der ersten Fläche 164 in einem anderen Radialabstand 190 von der Längsachse 112 vorgesehen, der größer als der Radialabstand 184 von der oberen Dichtfläche 150 zu der Längsachse 112 ist.
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Gemäß der 4 kann der Dichtungsaufnahmefreistich 160 zudem eine dritte Fläche 192 aufweisen, die zwischen der ersten Fläche 164 und dem proximalen Ende 140 (siehe 3) der Zylinderlaufbuchse 102 vorgesehen ist. Die dritte Fläche 192 kann zumindest teilweise hin zu dem distalen Ende 142 (siehe 3) der Zylinderlaufbuchse 102 in der Längsrichtung 144 gerichtet sein. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die dritte Fläche 192 ausschließlich in der Längsrichtung 144 in Richtung des distalen Endes 142 (siehe 3) der Zylinderlaufbuchse 102 gerichtet. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die dritte Fläche 192 neben der ersten Fläche 164 vorgesehen sein.
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Die 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils der Zylinderlaufbuchse 102, der als Detail 4 in 3 gekennzeichnet ist, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Wie in der 5 gezeigt ist, kann eine kegelstumpfförmige Fläche 200 zumindest einen Teil der ersten Fläche 164 bilden. Alternativ oder zusätzlich kann eine zweite kegelstumpfförmige Fläche 202 zumindest einen Teil der zweiten Fläche 166 bilden. Die erste kegelstumpfförmige Fläche 200, die zweite kegelstumpfförmige Fläche 202 oder beide können eine Rotationsachse aufweisen, die koaxial zu der Längsachse 112 ist. Die konkave Fläche 179 kann zwischen der ersten kegelstumpfförmige Fläche 200 und der zweiten kegelstumpfförmige Fläche 202 entlang der Radialaußenfläche 134 vorgesehen sein.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung bildet die erste kegelstumpfförmige Fläche 200 einen Winkel 204 mit der Radialrichtung 146 in der durch die Längsrichtung 144 und die Radialrichtung 146 aufgespannten Ebene, der in einem Bereich von ungefähr 12° bis ungefähr 23° liegt. Gemäß einem anderen Aspekt vorliegenden Offenbarung liegt der Winkel 204 in einem Bereich von ungefähr 16° bis ungefähr 19°. Gemäß einem weiteren anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Winkel 204 ungefähr 17,5°.
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Gemäß einem Aspekt vorliegenden Offenbarung bildet die zweite kegelstumpfförmige Fläche 202 einen Winkel 206 mit der Längsrichtung 144 in der durch die Längsrichtung 144 und die Radialrichtung 146 aufgespannten Ebene, der in einem Bereich von ungefähr 12° bis ungefähr 23° liegt. Gemäß einem anderen Aspekt vorliegenden Offenbarung liegt der Winkel 206 in einem Bereich von ungefähr 16° bis ungefähr 19°. Gemäß einem weiteren anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Winkel 206 ungefähr 17,5°.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung bildet die erste kegelstumpfförmige Fläche 200 einen Winkel 208 mit der zweiten kegelstumpfförmige Fläche 202 in der Ebene, die durch die Längsrichtung 144 und die Radialrichtung 146 aufgespannt wird, der in einem Bereich von ungefähr 44° bis ungefähr 66° liegt. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung liegt der Winkel 208 in einem Bereich von ungefähr 52° bis ungefähr 58°. Gemäß einem weiteren anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Winkel 208 ungefähr 55°. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass die Winkel 204, 206 und 208 andere Werte zum Erreichen der gewünschten Ergebnisse in anderen Konfigurationen annehmen können.
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6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils der Zylinderlaufbuchse 102, der als Detail 4 in der 3 gekennzeichnet ist, mit einer montierten oberen Dichtung 130, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Wie in der 5 gezeigt ist, ist die obere Dichtung 130 an der oberen Dichtfläche 150 der Zylinderlaufbuchse 102 vorgesehen. Die obere Dichtung 130 kann in der Form eines Rings (Bunds) ausgebildet sein, und sich um einen Umfang der Zylinderlaufbuchse 102 erstrecken. Die obere Dichtung 130 kann aus einem elastomeren Material, einem Graphitfolienverbundmaterial, einer elastischen oder quetschbaren Metalldichtung oder jeglichem anderen im Stand der Technik bekannten Material ausgebildet sein. Die obere Dichtung 130 hat eine unkomprimierte Dicke (Stärke) 250 in der Radialrichtung 146.
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Eine Tiefe 252 des Dichtungsaufnahmefreistichs 160 kann weniger oder gleich 90% der unkomprimierten Dicke 250 der oberen Dichtung 130 sein. Alternativ kann die Tiefe 252 des Dichtungsaufnahmefreistichs 160 kleiner oder gleich 85% der unkomprimierten Dicke 250 der oberen Dichtung 130 sein. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass der Dichtungsaufnahmefreistich 160 andere Tiefen 252 relativ zu der unkomprimierten Dicke 250 der oberen Dichtung 130 zum Erreichen der gewünschten Ergebnisse in anderen Konfigurationen annehmen kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Tiefe 252 des Dichtungsaufnahmefreistichs 160 als ein Radialabstand zwischen einem radial äußersten Punkt 254 an der ersten Fläche 164 und einem radial innersten Punkt 256 an dem Dichtungsaufnahmefreistich 160 definiert. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung liegt der radial innerste Punkt 256 tangential auf einer Geraden 258, die parallel zu der Längsachse 112 verläuft. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass die Tiefe 252 des Dichtungsaufnahmefreistichs 160 auf andere Weisen für andere Konfigurationen im Umfang der vorliegenden Offenbarung definiert sein kann. Zum Beispiel kann die Tiefe 252 des Dichtungsaufnahmefreistichs 160 alternativ als ein Radialabstand zwischen einem radial äußersten Punkt 257 an dem Dichtungsaufnahmefreistich 160 und dem radial innersten Punkt 256 an dem Dichtungsaufnahmefreistich 160 definiert sein.
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Eine Höhe 260 des Dichtungsaufnahmefreistichs 160 kann kleiner oder gleich der unkomprimierten Dicke 250 der oberen Dichtung 130 sein. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Höhe 260 des Dichtungsaufnahmefreistichs 160 als ein Längsabstand zwischen einem proximalen Ende 262 der oberen Dichtfläche 150 und dem radial innersten Punkt 254 an der ersten Fläche 164 definiert. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Höhe 260 des Dichtungsaufnahmefreistichs 160 als ein Längsabstand zwischen dem proximalen Ende 262 der oberen Dichtfläche 150 und dem radial äußersten Punkt 257 des Dichtungsaufnahmefreistichs 160 definiert.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung ist auf Kolbenmotoren und Kolbenverdichter mit entfernbaren Zylinderlaufbuchsen oder jegliche andere Maschine mit einer in einem Block eingesetzten, entfernbaren Zylinderlaufbuchse anwendbar. Kolbenmotoren gemäß der vorliegenden Offenbarung umfassen Dampfmaschinen, Brennkraftmaschinen und andere im Stand der Technik bekannte Kolbenmotoren. Kolbenbrennkraftmaschinen, die von der vorliegenden Offenbarung in Erwägung gezogen werden, umfassen Kompressionszündungsmotoren, Funkenzündungsmotoren und jegliche andere im Stand der Technik bekannte Kolbenbrennkraftmaschine.
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Der Motor 100 kann in eine Maschine für deren Betrieb integriert sein. Die Maschine kann ein straßengängiges Fahrzeug, wie beispielsweise ein Lastkraftwagen zum Transportieren, oder jeglicher anderer Maschinentyp sein, der eine einem Gewerbe zugeordnete Aufgabe ausführt, wie beispielsweise Bergbau, Bau, Landwirtschaft, Transport oder jegliches anderes bekanntes Gewerbe. Beispielsweise kann die Maschine ein geländegängiger Lastkraftwagen, eine Erdbewegungsmaschine, wie beispielsweise einen Radlader, ein Bagger, ein Grabenbagger, ein Motorgrader, eine Materialtransportmaschine oder dergleichen sein. Der Ausdruck ”Maschine” kann sich auch auf stationäre Ausrüstung wie einen Stromgenerator, eine Pumpe, einen Verdichter, ein Materialtransportsystem oder dergleichen, das durch Wellenleistung von dem Motor 100 angetrieben wird, beziehen.
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Gemäß den 1 und 6 kann eine Zylinderlaufbuchse 102 in eine Bohrung 122 eines Blocks 104 zumindest teilweise durch Montieren einer Dichtung 130 auf die obere Dichtfläche 150 der Zylinderlaufbuchse 102 und Einsetzen des distalen Endes 142 (siehe 2) der Zylinderlaufbuchse 102 in die Bohrung 122 des Blocks 104 bis der Bund 126 auf der oberen Tragfläche 128 des Blocks 104 aufsetzt und die obere Dichtung 130 in Dichtkontakt mit sowohl der oberen Dichtfläche 150 der Zylinderlaufbuchse 102 und der Innenfläche 124 des Blocks 104 vorgesehen ist, montiert werden. Nachdem die Dichtung 130 an der oberen Dichtfläche 150 der Zylinderlaufbuchse 102 montiert ist, können der Radialvorsprung 180 und der Dichtungsaufnahmefreistich 160 die Längsbewegung der oberen Dichtung 130 relativ zu der Zylinderlaufbuchse 102 beschränken.
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In einigen Anwendungen können während des Einsetzens der Zylinderlaufbuchse 102 in den Block 104 Scher- oder Reibkräfte, die zwischen der Innenfläche 124 des Blocks 104 und der Dichtung 130 wirken, die obere Dichtung 130 dazu bringen, sich in der Längsrichtung 144 relativ zu der Zylinderlaufbuchse 102 in Richtung des proximalen Endes 140 (siehe 3) der Zylinderlaufbuchse 102 zu bewegen. Dann kann der Dichtungsaufnahmefreistich 160 ein proximales Ende 264 der Dichtung 130 radial in Richtung der Längsachse 112 und weg von einem Spalt zwischen der Zylinderlaufbuchse 102 und der Innenfläche 124 des Blocks 104 führen, wodurch die Betriebsdauer und Unversehrtheit der Dichtung 130 durch Vermeidung des Zusammendrückens der oberen Dichtung 130 zwischen der Innenfläche 124 des Blocks 104 während der Montage verbessert wird.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die vorangegangene Beschreibung Beispiele des offenbarten Systems und der Technik offenbart. Allerdings ist in Erwägung zu ziehen, dass sich andere Implementationen der Offenbarung im Detail von den vorangegangenen Beispielen unterscheiden können. Alle Bezugnahmen auf die Offenbarung oder deren Beispiele sind dazu gedacht, auf das an dieser Stelle erklärte bestimmte Beispiele Bezug zu nehmen, und sind nicht dazu gedacht, irgendeine Beschränkung des Umfangs der Offenbarung im Allgemeinen zu implizieren. Jeglicher Ausdruck von Abgrenzung oder Ablehnung bezüglich bestimmter Merkmale ist dazu gedacht, auf ein Mangel an Bevorzugung für diese Merkmale hinzudeuten, aber nicht auf den vollständigen Ausschluss dieser Merkmale vom Umfang der Offenbarung, wenn dies nicht anderweitig angegeben ist.
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Die Wiedergabe von Wertebereichen hierin ist lediglich dazu gedacht, als eine Kurzschreibweise für die einzelne Bezugnahme auf jeden einzelnen in den Bereich fallenden Wert, wenn dies nicht anderweitig hierin angegeben ist, und jeder einzelne Wert ist in die Beschreibung mit aufgenommen, als wäre er einzeln hierin wiedergegeben. Alle hierin beschriebenen Verfahren können in jeglicher Reihenfolge durchgeführt werden, wenn dies nicht anderweitig hierin angegeben ist oder dies klar gegen den Kontext spricht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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