DE3447579A1

DE3447579A1 - Gegossener zylinder fuer zweitakt-brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3447579A1
Application number: DE3447579A
Authority: DE
Inventors: Gernot Ing. Graz Heigl; Hans Ing. Wolf
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1984-01-23
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1985-07-25
Also published as: FR2558530A1; IT8519132A0; ATA20484A; ES8601398A1; ES539750A0; FR2558530B1; JPS60159355A; AT393409B; DE3447579C2; IT1184107B

Description

PotontnnwRlt«»
Dipl.-Int). Γ- l~<l«r
DIpI--Il ig. K. L^-(J)Ii
COi)O Müiichon 40, L.lljal)".iliutr. 34

Die Erfindung bezieht sich auf einen gegossenen Zylinder für Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit im Zylindermantel angeordneten Uberströmkanälen, die einen vom Kurbelgehäuse her in Zylinderlängsrichtung verlaufenden Abschnitt aufweisen, der mit einer Krümmung in einen Querabschnitt übergeht, wobei der Zylinder aus zwei fest verbundenen, koaxialen, ineinander greifenden Teilen besteht.

Bisher werden Leichtmetallzylinder, die bezüglich Gewicht und Kühlung optimale Werte aufweisen und mit hinsichtlich der Strömung und des Spülerfolges ebenfalls optimalen gekrümmten Uberströmkanälen geschlossenen Querschnittes versehen sind, im relativ aufwendigen Niederdruck- oder Sandgußverfahren hergestellt. Bei Anwendung des kostengünstigeren Druckgußverfahrens sind nämlich für die Formung von Hohlräumen ausziehbare Stahlkerne erforderlich, deren Auszugsrichtung meist nur gerade verlaufen kann und an den besonderen Aufbau der Form gebunden ist. Nun bereiten im Falle von Zylindern für Zweitakt-Brennkraftmaschinen die Strömungskanäle Einschränkungen in der Formgestaltung, welche die nachträgliche Funktion nachteilig beeinflussen. Überströmkanal, die einen in Zylinderlängsrichtung verlaufenden Abschnitt und einen Querabschnitt aufweisen sowie

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einen geschlossenen Querschnitt besitzen, müssen durch zwei gesonderte Kerne mit unterschiedlicher Zugrichtung geformt werden, wobei, insbesondere bei kleinen Zylindern, das Ziehen der Kerne quer zur Zylinderachse in den Zylinderraum hinein konstruktive Schwierigkeiten bereitet. Außerdem entsteht an der Innenseite der Krümmung zwischen den beiden Kanalabschnitten unvermeidlich eine scharfe Kante, und es ergibt sich an der Berührungsstelle der beiden Kerne ein mehr oder weniger groi3er Gußgrat mit erheblichem nachteiligem Einfluß auf die spätere Gasströmung beim Betrieb der Brennkraftmaschine. Die Beseitigung dieses Gußgrates bzw. der Verschneidungskante ist, wenn überhaupt, nur mit großem Aufwand an manueller Nacharbeit möglich. Um hier Abhilfe zu schaffen, sind auch schon sogenannte offene Überströmkanäle bekannt, bei denen drei Kanalseiten vom Zylindermantel, die vierte Seite aber dann erst von dem im Zylinder gleitenden Kolben gebildet werden, doch ergeben auch solche offene Kanäle nicht die beste Spülung und die günstigsten Strömungsverhältnisse.

Es ist ferner bekannt, den Zylinder von Zweitakt-Brennkraftmaschinen aus zwei fest verbundenen Teilen zusammenzusetzen, die koaxial angeordnet sind und ineira nder greifen (US-PS 4 075 985). Dabei ist aber der innere Zylinderteil, der sich über die ganze Zylinderlänge erstreckt, lediglich als Laufbuchse mit zylindrischem Mantel völlig gleichmäßiger Dicke ausgebildet und die Überströmkanäle sind lediglich im gegossenen äußeren Zylinderteil so ausgespart, daß sie an der der Zylinderachse zugekehrten Seite vom inneren Zylinderteil, also von der Laufbüchse, begrenzt werden. Auf diese Weise werden zwar gußtechnische Vorteile erzielt; es ergibt sich aber der wesentliche Nachteil, daß die innere Begrenzung der Überströmkanäle rein zylindrisch gestaltet und die Krümmung nur im Zylinderaußenteil geformt Lat, so dul3 für dLo Strömung und SpUlung urif-;iinütl.#o Verhältnisse auftreten.

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Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu beseitigen und einen Zylinder für Zweitakt-Brennkraftmaschinen der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der zu keiner Beschränkung in der Anzahl, Lage und Form der Kanäle, insbesondere der Überströmkanal, zwingt, eine hohe Form-und Lagegenauigkeit der kritischen Querabschnitte und Austrittsöffnungen der Uberströmkanäle gewährleistet, dennoch aber ohne komplizierte Form im Druckgußverfahren hergestellt werden kann und dann keine kostenintensive Nachbearbeitung erfordert.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die beiden je für sich im Druckgußverfahren hergestellten Zylinderteile eine im wesentlichen quer zur Zylinderachse verlaufende Stoßfläche im Bereich der Austrittsöffnungen der Guerabschnitte der Überströmkanäle besitzen, wobei der äußere Zylinderteil die zum Zylinderkopf gerichtete Zone der Lauffläche, den Kühlmantel bzw. die Kühlrippen sowie die äußere Begrenzung der Uberströmkanäle und der innere Zylinderteil die zur Kurbelwelle gerichtete Zone der Lauffläche sowie die innere Begrenzung der Überströmkanäle bilden.

Durch die besondere Teilung des erfindungsgemäßen Zylinders wird erreicht, daß in keinem der beiden Zylinderteile ein Abschnitt des Überströmkanals mit geschlossenem Querschnitt vorgesehen werden muß. Es lassen sich daher die äußeren und inneren Begrenzungen der Uberströmkanäle in den beiden Zylinderteilen ohne Schwierigkeiten formen bzw. mit vergleichsweise einfachen Formen gießen, so daß auch beide Teile tatsächlich im Druckgußverfahren hergestellt werden können. Dabei läßt sich aber dem inneren Zylinderteil, der die innere Begrenzung der Uberströmkanäle bildet, durch die Fertigung im Druckgußverfahren in den Kanalbereichen praktisch jede beliebige Form geben, so

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daß sich dann im Betrieb optimale Spülungs- und Strömungsverhältnisse ergeben. Dazu kommt noch, daß durch den Druckguß eine hohe Form- und Oberflächengenauigkeit der Kanäle erzielbar ist, so daß sich jede Nachbearbeitung erübrigt. Nach dem Verbinden der beiden Teile, was durch Einpressen, Schrumpfen, Kleben oder auch durch Schweißen erfolgen kann, wird die Lauffläche gemeinsam bearbeitet und gegebenenfalls beschichtet, wobei alle derzeit für Leichtmetallzylinder bekannten Oberflächen-Veredelungsverfahren angewendet werden können. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Zylinders ist schließlich auch noch darin zu erblicken, daß man bei gleichbleibendem äußerem Zylinderteil durch Austausch des inneren Zylinderteiles gegen einen solchen mit anders geformter Kanalbegrenzung das Betriebsverhalten ändern und dadurch beispielsweise andere Steuerungszeiten erreichen kann.

Um einen guten Sitz der beiden ineinander greifenden Zylinderteile und eine verläßliche Dichtung zwischen ihnen zu erreichen, sind die neben den Begrenzungen der Überströmkanäle verbleibenden Berührungsflächen der beiden Zylinderteile um die Zylinderachse konisch ausgebildet.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Stoßfläche der beiden Zylinderteile gewellt oder gezahnt ausgebildet. Auf diese Weise werden gegebenenfalls auftretende Schwierigkeiten beim Ubergleiten des Stoßes zwischen den beiden Zylinderteilen durch die Kolbenringe vermieden.

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn der aus dem äußeren Zylinderteil vorragende innere Zylinderteil eine mit einer' Flanschfläche des äußeren Zylinderteiles fluchtende Schulter aufweist. Bei der Befestigung des Zylinders am Kurbelgehäuse od.dgl. wird dann gleichzeitig der ZyLInderinnentnil Ln Achsrichtung gugon die JtD(JtMiIc ho doa ZyL Inderaußentelles gepreßt.

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In der Zeichnung ist der Eri'indungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 einen für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine bestimmten gegossenen Zylinder im Vertikalschnitt nach der Linie I-I der Fig. 3« Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie II-II der

Fig. 3 und
Fig. 3 einen Querschnitt im Bereich der Austrittsöffnungen der Uberströmkanäle.

Der erfindungsgemäße Zylinder besteht aus zwei koaxialen, ineinander greifenden und fest verbundenen Teilen 1, 2, die je für sich im Druckgußverfahren hergestellt sind. Die Stoßfläche 3 der beiden Zylinderteile 1,2 verläuft im wesentlichen quer zur Zylinderachse und ist im Bereich der Austrittsöffnungen 4 der Uberströmkanäle 5 angeordnet, die einen vom Kurbelgehäuse her in Zylinderlängsrichtung verlaufenden Abschnitt 5a aufweisen, der über eine Krümmung 5b in einen Querabschnitt 5c übergeht. Der äußere bzw. obere Zylinderteil 1 bildet die zum Zylinderkopf gerichtete Zone der Lauffläche und die Kühlrippen 6. Außerdem ist in ihm d\e äußere Begrenzung der Überströmkanäle 5 eingeformt. Der innere bzw. untere Zylinderteil 2 bildet die zur Kurbelwelle gerichtete Zone der Lauffläche und die innere Begrenzung der Uberströmkanäle 5. Aus Fig. ist ersichtlich, daß die neben den inneren Begrenzungen der Uberströmkanäle 5 verbleibenden Berührungsflächen der beiden Zylinderteile 1, 2 um die Zylinderachse konisch geformt sind.

Wie in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet, kann die Stoßfläche 3 der beiden Zylinderteile 1, 2 auch gezahnt ausgebildet sein. Eine Wellenform wäre ebenfalls möglich. Gemäß Fig. 2 weist der aus dem äußeren Zylinderteil 1 nach unten vorragende innere Zylinderteil 2 eine kleine Außenschulter 8 auf, die mit der Flanschfläche 9 des

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äußeren Zylinderteiles 1 xlucntet. trim ». -.schrauben -ι

Zylinders auf das Kurbelgehäuse od.C ^l rd dann üb..

diese Schulter 8 der innere Zylinde? i,>\. ί in den äui'e Zylinderteil 1 gepreßt.

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ORIGINAL

Claims

Dipl.-Ing. E. Eder
Dipl.-'ⁿS- K. Schioschke

εοοο München 40, Elisabethstr. 34

STEYR-DAIMLER-PUCH AKTIENGESELLSCHAFT o44/579

WIEN
Österreich

Gegossener Zylinder für Zweitakt-Brennkraftmaschinen

Patentansprüche :

rj Gegossener Zylinder für Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit im Zylindermantel angeordneten Überströmkanälen, die einen vom Kurbelgehäuse her in Zylinderlängsrichtung verlaufenden Abschnitt aufweisen, der mit einer Krümmung in einen Querabschnitt übergeht, wobei der Zylinder aus zwei fest verbundenen, koaxialen, ineinander greifenden Teilen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden je für sich im Druckgußverfahren hergestellten Zylinderteile (1,2) eine im wesentlichen quer zur Zylinderachse verlaufende Stoßfläche (3) im Bereich der Austrittsöffnungen (4) der Querabschnitte· (5c) der Überströmkanäle (5) besitzen, wobei.dek äußere Zylinderteil (D die zum Zylinderkopf gerichtete Zone der Lauffläche, den Kühlmantel bzw. die Kühlrippen (6) sowie die äußere Begrenzung der Überströmkanäle (5) und der innere Zylinderteil (2) die zur Kurbelwelle gerichtete Zone der Lauffläche sowie, die innere Begrenzung der Überströmkanäle (5) bilden.
2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die neben den Begrenzungen der Überströmkanäle (5") verbleibenden Berührungsflächen (7) der beiden Zylinderteile um die Zylinderachse konisch ausgebildet sind.
3. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßfläche (3) der beiden Zylinderteile (1, 2) gewellt oder gezahnt ausgebildet ist.
4 Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem äußeren Zylinderteil (D vorragende innere Zylinderteil (2) eine mit einer Flanschfläche (9) des äußeren ZylindurtüiLü« (D flüchtende Schulter (8) aufweist.

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