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Stützkonstruktion für außenliegende Zylinderkopfschrauben von Hubkolbenmaschinen
Bei Reihenmotoren werden die Zylinderköpfe mittels außenliegender Zylinderkopfschrauben
niedergespannt, von denen die jeweils zwischen zwei benachbarten Zylinderköpfen
angeordneten Schrauben über eine Brücke auf beide Zylinderköpfe einwirken. Bisher
sind nun auch für die Endzylinderköpfe Brücken vorgesehen, doch da hier der benachbarte
Zylinderkopf an der Außenseite fehlt, müssen für diese Brücken eigene Stützkonstruktionen
verwendet werden. Brücke und Stützkonstruktion erhöhen aber den technischen Aufwand
für die Zylinderköpfe wesentlich und sind auch aus Platzgründen nicht immer anwendbar.
Außerdem besteht bei Brücken immer die Gefahr einer Biegebeanspruchung der Zylinderkopfschrauben,
da die zur Zylinderkopfdichtfläche parallelen Auflageflächen für die Brücken, bedingt
durch Fertigungstoleranzen oder verschiedene Dicken der Dichtungen usw., nicht immer
exakt in der gleichen Ebene liegen.
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Gemäß der US-PS 1 078 067 gibt es auch schon eine Zylinderkopfbefestigung
mit außenliegenden Zylinderkopfschrauben, die ohne Brücke und ohne Stützkonstruktion
das Auslangen findet. Hier sind die Zylinderkopfschrauben -diredurch den überstehenden
Zylinderkopf geführt und greifen mit einem V-förmig abgewinkelten Ende in entsprechende
Ausnehmungen
der Zylinderwandung ein. Auf diese Art können aber
eben nur ganz bestimmte, nämlich über die Zylinderwandung vorragende Zylinderköpfe
niedergespannt werden und außerdem muß die Zylinderwandung mit den entsprechenden
Ausnehmun;--en versehen sein, was eine Herstellungserschwernis bedeutet.
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Der wesentlichste Nachteil dieser Befestigung liegt aber darin, daß
die Zylinderkopfschrauben auf jeden Ball biegebeansprucht werden.
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Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu
beseitigen und eine Stützkonstruktion für außenliegende Zylinderkopfschrauben von
Eubkolbenmaschinen zu schaffen, die eine zusätzliche Brücke für die Zylinderkopfschrauben
überflüssig macht und durch die die Zylinderkopfschrauben sicher keiner. Biegebeanspruchung
ausgesetzt sind.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Spannpratze, die sich
einerseits an einer Auflagefläche des Zylinderkopfes, die zu einer zur Zylinderkopfdichtfläche
parallelen Randkante hin schräg ansteigt, mittels einer entsprechend geneigten Gegenfläche
und anderseits an der Zylinderkopfseitenwand im Bereich dieser Auflagefläche mittels
eines geeigneten Schenkels abstützt, wobei der Winkel zwischen der Gegenfläche und
der Stützfläche des Schenkels im unverspanüten Zustand kleiner als jener zwi.nchen
der Auflagefläche und der Stützfläche der Zylinderkopfseitenwand ist und die Zylinderkopfschrauben
auf die Spannpratzen in an sich bekannter Weise über eine Ku-gSG flache und eine
von einer auf der Spannpratze radial verschiebbaren Beilagscheibe od.dgl. gebildete
Kegelpfanne einwirken. Zufolge der schrägen Auflage-und Gegenflächen haben die Spannpratzen
genügend Halt und können beim Anziehen der Schrauben nicht abkippen. Die hohen Spannkräfte
bewirken eine beträchtliche Deformation der Spannpratze.
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WUrde keine Winkeldifferenz vorhanden sein, so käme es,
iieNersuche
auch eindeutig gezeigt haben, zu einer Spaltbildung zwischen Spannpratze und Endzylinderkopf
im Bereich des Winkelscheitels. Es werde dann die Deformåtion der Spannpratze auch
eine unerwünschte Biegung der Schraube mit sich bringen. Durch die erfindungsgemäß
vorgesehene 5"inkeldifferenz ist der Spannpratze von vornherein die möglichkeit
zur Deformation gegeben und es kommt iverspannten Zustand zu einem satten Anliegen
der entsprechenden Flächen ohne Gefahr einer Eantenpressung. Um die Deformation
der Spannpratze ohne Rückwirkung auf die Schraube zu ermöglichen, wirken die Schrauben
über die Kugelfläche und die Xegelpfanne auf die Spannpratze ein, wobei die von
der Beilagscheibe gebildete Xegelpfanne eine Querverschiebung der Spannpratze beim
Anziehen der Zylinderkopfschrauben zulät, so daß die Schrauben selbst keiner Biegebeanspruchung
unterworfen werden. Die erfindungsgemäße Spannpratze gewährleistet also nicht nur
die Biegungsfreiheit der Zylinderkopfschrauben, sondern sie macht auch eine zusätzliche
Brücke fur die Zylinderkopfschrauben überflüssig. Sie ersetzt in platzsparender
Weise die Brücke und die für diese Brücke erforderliche Stützkonstruktion.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 einen Teil eines Zylinderkopfes mit seiner Befestigung
im Schnitt und Big. 2 eine erfindungsgemäße Spannpratze im unverspannten Zustand
in gleicher Schnittdarstellung, aber größerem Maßstab.
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Zum Niederspannen des Zylinderkopfes 1 dienen Spannpratzenimit Schrauben
3. Der den Schrauben 3 zugekehrte Zylinderkopfrand des Zylinderkopfes 1 weist eine
schräge, zu der zur Zylinderkopfdichtfläche 4 parallelen Randkante 5 hin ansteigende
Auflagefläche 6 für die Spannpratze 2 auf, die mit einer entsprechend geneigten
Gegenfläche 7 versehen
ist. Die Spannpratze 2 besitzt weiters einen
sich an der Zylinderkopfseitenwand 8 des Zylinderkopfes 1 abstützenden Schenkel
9, wobei der Winkel zwischen der Gegenfläche 7 und der Stützfläche 10 des Schenkels
9 im unverspannten Zustand (Fig.2) kleiner bzw. spitzer als jener zwischen der Auflagefläche
6 und der Stützfläche 11 der Zylinderkopfseitenwand 8 ist, so daß sich ein DifferenzwinkeloG
ergibt, der beispielsweise in der Größenordnung von 2° liegt. Durch die beim Anziehen
der Schrauben 3 auftretende Deformation der Spannpratze 2 legen sich dann die Gegenfläche
7 und die Auflagefläche 6 satt aneinander an, so daß es zu keiner Kantenpressung
kommt. Die Schrauben 3 besitzen an der Unterseite ihrer Köpfe eine Kugelfläche 12,
die in einer von einer entsprechenden Beilagscheibe gebildeten Xegelpfanne 13 liegt.
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Die Beilagscheibe ist dabei gegenüber der Spannpratze 2 radial verschiebbar,
wodurch sie auch bei einer durch das Anziehen der Schrauben 3 verursachten Relativbewegung
zwischen Schrauben und Spannpratze konzentrisch zur Schraubenachse verbleiben kann.
Der Spannpratze 2 ist damit eine Deformationsmöglichkeit ohne Rüchfirkung auf die
Schrauben 3 gegeben, die dadurch von jeder Biegebeanspruchung verschont bleiben.