DE2254052A1 - Hubkolbenmaschine - Google Patents

Description

Hubkolbenmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolbenmaschine, insbesondere Hubkolbenbrennkraftmaschine, deren Zylinder und Zylinderkopf als selbständige Bauteile hergestellt und nachträglich stumpf miteinander verschweißt sind, wobei die Schweißnaht oberhalb der Gleitbahnen von Kolbenringen liegt.. ' ,

Die Anwendung einteiliger Zylinderkopf/Zylindereinheiten hat bekannterweise bezüglich des Dicht- und Kühlverhaltens gegenüber der zweiteiligen Ausführung erhebliche Vorteile, jedoch bereitet die Herstellung solcher Einheiten Schwierigkeiten, weil einmal gießtechnisch beim Zylinderkopf hohe Festigkeitswerte und beim Zylinder ein hoher Verschleißwiderstand im Vordergrund stehen, zum anderen das Sacklochhonen fertigungstechnisch schwierig ist, Man hat daher versucht, Zylinderkopf und Zylinder als selbständige Bauteile herzustellen und nachträglich miteinander zu verschweißen. Bei der Anwendung üblicher Schweißverfahren ist es jedoch nicht möglich, den Verzug in den Bauteilen so gering zu halten, daß eine Nacharbeit sich erübrigt. Außerdem erfordert auch eine geringfügige Materialüberhöhung im Bereich der Schweißnaht eine

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Nacharbeit mit den oben erwähnten Schwierigkeiten.

Durch die DT-OS 1 908 411 ist eine Hubkolbenmaschine der eingangs beschriebenen Art bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Zylinderkopf/Zylindereinheiten zu ermöglichen, wobei die einzelnen Bauteile vor dem Verschweißen fertig bearbeitet werden können, ohne daß nach dem Verschweißen eine Nacharbeit erforderlich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schweißnaht durch Elektronenstrahlschweißung hergestellt und die innere Stoßkante an der Verbindungsfläche des fertig bearbeiteten Zylinders und Zylinderkopfes so weit gebrochen ist, daß die von den Fasen gebildete Nut die Schweißnahtwurzel vollständig aufnimmt.

Durch die Anwendung des ElektronenstrahlSchweißens läßt sich der Verzug der Bauteile in zulässigen Grenzen halten. Ferner können für die Beanspruchung des jeweiligen Bauteils optimale Werkstoffe ausgewählt und miteinander verschweißt werden. Es ist dabei gleichgültig, ob einzelne Zylinder mit einzelnen Zylinderköpfen oder Zylinderblöcke und Zylinderkopfblöcke miteinander verschweißt werden. Durch die Anfasung der inneren Stoßkanten an den Verbindungsflächen bleibt die gering-

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fügige Überhöhung der Schweißnahtwurzel unter dem Niveau der bearbeiteten Flächen, so daß sich eine Nacharbeit erübrigt.: ■

Um die Führung des Kolbens nicht ungünstig zu beeinflussen, wird die Schweißnaht in der Regel nahe am Zylinderkopfboden liegen. Für den Fall, daß der Kolben, jedoch in seiner oberen Totpunktstellung mit seiner Krone die Schweißnaht überstreicht, kann es für.die Führung eines Kolbens gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft sein, daß die Schweißnaht die Mantellinie des Zylinders unter einem spitzen Winkel schneidet.

Um zu vermeiden, daß beim Schweißen MetalIspritzer in die Zylinderbohrung gelangen, ist es zweckmäßig, in die Nut einen flachen Ring einzulegen, der an seinem Umfang mit verschweißt wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Abb. 1 zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch einen ,erfindungsgemäßen Zylinder und Zylinderkopf.

Abb. 2 zeigt eine Einzelheit I gemäß Abb. . 1 in vergrößertem Maßstab.

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Mit 1 ist ein Zylinderkopf bezeichnet, der mit einem
fertig bearbeiteten Zylinder 2 mittels Elektronenstrahlschweißung stumpf verschweißt wird. Die Verbindungsfläche und Schweißnaht 3 liegen oberhalb der Gleitbahnen von
Kolbenringen 4. In Abb. 2 ist die Lage des Kolbens im
oberen Totpunkt durch eine strichpunktierte Linie 5 angedeutet. Die inneren Stoßkanten der Verbindungsfläche des
Zylinders 2 und des Zylinderkopfes 1 sind so weit gebrochen, daß die von den Fasen gebildete Nut 7 die Schweißnahtwurzel 8 vollständig aufnimmt. In die Nut 7, die eine beliebige Querschnittsform haben kann, aber nicht wesentlich größer sein soll als für den erforderlichen Zweck notwendig ist, ist ein flacher Ring 9 mit linsenförmigem Querschnitt eingelegt, der sich eng an den Nutengrund anschmiegt.

Wie aus Abb. 1 zu ersehen ist, verläuft die Schweißnaht 3 unter einem spitzen Winkel«/, zu einer Mantellinie 10 des
Zylinders 2. Dieses kann dadurch erreicht werden, daß die Schweißnaht 3, wie dargestellt, zickzackförmig verläuft
oder in einer zur Zylinderachse 11 geneigten Ebene liegt. Die Schweißnaht könnte auch die Form einer Wellenlinie haben.

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Claims (3)

1. KLÖCKNER-HUMBOLDT-DEÜTZAG-KÖLN 5 _{KÖXft QQ}

   Unser Zeichen: D 72/93 - AP R/Bu $~

   P a t e η t a n_sVp__r_ü_.c ?}.' ^e '

   Θ- - Hubkolbenmaschine, insbesondere Hubkolbenbrennkraftmaschine,

   deren Zylinder und Zylinderkopf als selbständige Bauteile hergestellt und nachträglich stumpf miteinander verschweißt sind, wobei die Schweißnaht oberhalb der Gleitbahnen von Kolbenringen liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht (3) durch Elektronenstrahlschweißung hergestellt und . die innere Stoßkante an der Verbindungsfläche (3) des fertig bearbeiteten Zylinders (2) und Zylinderkopfes (1) so weit, gebrochen ist, daß die von den Fasen (6) gebildete Nu.t(7) die Schweißnahtwurzel (8) vollständig aufnimmt. .
2. 2. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht (3) die Mantellinien (1) des Zylinders (2) unter einem spitzen Winkel· (ex) schneidet. ·
3. 3. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch .gekennzeichnet, daß ein die Nut(7) ein flacher Ring (9) eingelegt ist.

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