DE2438762B2 - Flüssigkeitsgekühlte Zylinderlaufbuchse für Hubkolbenbrennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft flüssigkeitsgekühlte (sogenannte naßgelagerte) Zylinderlaufbüchsen für Hubkolbenbrennkraftmaschinen.

An den mit der Kühlflüssigkeit in Berührung stehenden Außenflächen dieser Zylinderlaufbüchsen treten häufig Korrosionen auf, deren Ursache nicht zuletzt auch auf Kavitationsvorgänge an der Außenfläche zurückzuführen ist Derartige Korrosionen konnten in besonders starkem Maße in den an die Schnittlinie der durch die Zylinderlängsachse verlaufenden Kippebene des Kolbens (auf der Kolbenbolzenachse senkrecht stehende, die Kolbenlängsachse aufnehmende Ebene) mit der Zylinderlaufbüchsenwand angrenzenden Bereichen beobachtet werden. Hervorgerufen werden diese Kavitationsschäden zumindest zu einem erheblichen Teil durch Schwingungen der Wandungen der Zylinderlaufbüchsen. Als Abhilfemaßnahme hat man daher die Zylinderlaufbüchsen mit relativ großen Wanddicken versehen, um den schädlichen Schwingungen durch eine höhere Steifigkeit der gesamten Zylinderlaufbüchse entgegenzuwirken. Dabei überstiegen die Wanddicken häufig die Maße, die zur sicheren Aufnahme der mechanisch auf die Zylinderlaufbüclisen einwirkenden Kräfte aus Festigkeitsgründen und zur Vermeidung der Schwingungen in bestimmten Bereichen der Zylinderlaufbüchse erforderlich gewesen wären. Überhöhte Wanddicken erweisen sich jedoch besonders hinsichtlich der Wärmeabfuhr durch die Zylinderbuchsenwand als nachteilig. Denn gerade hinsichtlich einer guten Wärmeübertragung ist ja eine möglichst geringe Wanddicke erwünscht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Wanddicke der Zylinderlaufbuchse den herrschenden Kraftbeanspruchungen anzupassen, jedoch eine Überdimensionierung der Wanddicke soweit wie möglich zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Zylinderwandausbildung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 vorgeschlagen.

Hierbei wird von der Überlegung ausgegangen, daß die von dem Kolben auf die Zylinderlaufbuchse ausgehenden Kräfte in der Kippebene des Kolbens, bedingt durch die dort jeweils erfolgende Kraftrichtungsänderung, am größten und die in der durch den Kolbenbolzen und die Kolbenlängsachse aufgespannten Ebene am kleinsten sind. Der erfinderische Gedanke

ίο besteht dabei im Grunde darin, die Zylinderwanddicke der jeweils örtlichen Beanspruchung möglichst weitgehend anzupassen. Im Unterschied zu den bisher bekanntgewordenen Ausführungsformen weist die Zylinderwand damit über den Umfang variierende Wanddicken auf. Dadurch wird gerade in den den Bolzenaugen des Kolbens benachbarten Zylinderbüchsenbereichen die bishej anzutreffende Überdimensionierung beseitigt Denn bei der bisherigen über den gesamten Umfang konstanten Wanddicke mußte sich diese nach dem Ort der größten Beanspruchung, der bekanntlich im Bereich der Kippebene liegt, richten.

Die vorgeschlagene Lösung führt nicht nur zu Platz- und Materialersparnis, sondern zeichnet sich vor allem auch hinsichtlich einer guten Wärmeabfuhr durch örtlich erheblich verminderte Wanddicken — im Bereich der Kolbenboizenaugen — aus.

In vielen Fällen erweist sich eine Wanddickenverstärkung jeweils in einem Bereich von etwa 60° zu jeder Seite der Kclbenkippebene als ausreichend. Teilvireise genügt sogar bereits eine Verdickung in einem sich nur um etwa jeweils 30° beidseitig der Kippebene erstreckenden Bereich.

Vergleichbare Lösungen sind aus dem Stand der Technik bisher nicht bekanntgeworden. In der DE-OS 17 51296 ist bei Zylinderlaufbüchsen zwar bereits vorgeschlagen worden, den an deren oberen Rand angeordneten, zur Lagerung der Zylinderlaufbuchse dienenden Bund längs dessen Umfanges mit verschiedenen Breiten auszuführen. Dieser Vorschlag ist jedoch auf die Lösung einer im Vergleich zur vorliegenden Erfindung völlig anders gelagerten Aufgabe gerichtet. Dort geht es nämlich darum, bei nebeneinander liegenden Zylindern einen minimalen Abstand der Zylinder zueinander zu ermöglichen. Zu diesem Zweck werden die Bunde dort an den kritischen Stellen schmaler als auf dem übrigen Umfang des Bundes ausgebildet. Es wird lediglich darauf geachtet, daß insgesamt eine bestimmte Größe der Auflagefläche des Bundes nicht unterschritten wird. Es handelt sich hier also allein um das Problem einer optimalen Raumausnutzung bei dicht nebeneinander liegenden Zylindern. Rückschlüsse auf die erfindungsgemäß erstrebte Beeinflussung des dynamischen Verhaltens der Zylinderlaufbüchse durch variierende, den örtlichen Kraftverhältnissen an der Zylinderlaufbuchse jeweils angepaßte Wanddicken, können hieraus dagegen nicht abgeleitet werden.

Eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Zylinderlaufbuchse zeigt die Zeichnung, nach der die äußere Kontur der Zylinderlaufbüchse in der Draufsicht eine Ellipse darstellt. Die gestrichelt eingezeichnete Linie deutet den Verlauf der Kolben-Kippebene an, die senkrecht zur Zeichenebene steht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsgekühlte Zylinderlaufbüchse mit einer kreiszylindrischen Kolbenlauffläche, für Hubkolbenbrennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderwand eine entlang ihres Umfangs in Richtung zur Schnittlinie der Zylinderwand mit der durch die Zylinderlängsachse verlaufenden Kippebene des Kolbens zunehmende Dicke aufweist

2. Zylinderlaufbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zunehmender Dicke auf einen von der Kippebene jeweils beidseitig ausgehenden, einen Winkel von etwa 60° einschließenden Umfangsabschnitt begrenzt ist.

3. Zylinderlaufbüchse nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zunehmender Dicke auf einem von der Kippebene jeweils beidseitig ausgehendea einen Winkel von etwa 30° einschließenden Umfangsabschnitt begrenzt ist.