DE3447579C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gegossenen Zylinder für Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit im Zylindermantel angeordne­ ten Überströmkanälen, die einen vom Kurbelgehäuse her in Zylinderlängsrichtung verlaufenden Abschnitt aufweisen, der mit einer Krümmung in einen Querschnitt übergeht, wobei der Zylinder aus festverbundenen, koaxialen, ineinander­ greifenden Teilen besteht und wobei zwei Zylinderteile eine im wesentlichen quer zur Zylinderachse verlaufende Stoßfläche im Bereich der Austrittsöffnungen der Querab­ schnitte der Überströmkanäle besitzen.

Als Stand der Technik ist bereits eine derartige Konstruk­ tion bekannt, welche so ausgebildet ist, daß der Zylinder insgesamt aus drei Teilen besteht (DE-PS 7 59 359). Hierbei ist ein die Kühlrippen aufweisendes, vorzugsweise aus Leichtmetall bestehendes Teil auf eine Zylinderbüchse aufgeschrumpft, wobei die Zylinderbüchse ihrerseits mit dem Kühlmantel im Bereich der Spül- und Auslaßschlitze aus zwei im Gesenk hergestellten Teilen besteht. Diese Teile können durch Schweißen, Löten oder Schrauben mitein­ ander verbunden sein, wobei die Verbindungsebene quer durch die Spül- und Auslaßschlitze läuft. Es ergibt sich damit eine relativ kostenaufwendige Konstruktion infolge der genauen Zuordnung der drei vorgenannten Teile, wobei außerdem die Spül- und Auslaßschlitze sowie die dazwischen angeordneten Kühlräume so gestaltet sein müssen, daß sie im Gesenk hergestellt werden können. Damit ergibt sich eine konstruktive Beschränkung bezüglich der Gestaltung der entsprechenden Kühlräume und Überströmkanäle.

Weiterhin sind Leichtmetallzylinder bekannt, welche in relativ aufwendigen Niederdruck- oder Sandgußverfahren hergestellt sind. Diese Leichtmetallzylinder weisen hin­ sichtlich Gewicht und Kühlung optimale Werte auf und sind mit hinsichtlich der Strömung und des Spülerfolges optimal gekrümmten Überströmkanälen geschlossenen Quer­ schnitts versehen. Bei Anwendung des kostengünstigeren Druckgußverfahrens sind für die Formung von Hohlräumen hier ausziehbare Stahlkerne erforderlich, deren Auszugs­ richtung meist nur gerade verlaufen kann und an den be­ sonderen Aufbau der Form gebunden ist. Nun erfordern im Falle von Zylindern für Zweitakt-Brennkraftmaschinen die Strömungskanäle Einschränkungen in der Formgestaltung, welche die nachträgliche Funktion nachteilig beeinflußt. Überströmkanäle, die einen in Zylinderlängsrichtung ver­ laufenden Abschnitt und einen Querschnitt aufweisen sowie einen geschlossenen Querschnitt besitzen, müssen durch zwei gesonderte Kerne mit unterschiedlicher Zugrichtung ge­ formt werden, wobei, insbesondere bei kleinen Zylindern, das Ziehen der Kerne quer zur Zylinderachse in den Zylinder­ raum hinein konstruktive Schwierigkeiten bereitet. Außerdem entsteht an der Innenseite der Krümmung zwischen den bei­ den Kanalabschnitten unvermeidlich eine scharfe Kante, und es ergibt sich an der Berührungsstelle der beiden Kerne ein mehr oder weniger großer Gußgrat mit erheblichem nach­ teiligem 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 Ab­ hilfe zu schaffen, sind auch schon sogenannte offene Über­ strömkanäle bekannt, bei denen drei Kanalseiten vom Zylin­ dermantel, die vierte Seite aber dann erst von dem im Zylin­ der gleitenden Kolben gebildet werden, doch ergeben auch solche offene Kanäle nicht die beste Spülung und die gün­ stigsten Strömungsverhältnisse.

Es ist ferner bekannt, den Zylinder von Zweitakt-Brenn­ kraftmaschinen aus zwei fest verbundenen Teilen zusammen­ zusetzen, die koaxial angeordnet sind und ineinander grei­ fen (US-PS 40 75 985). Dabei ist aber der innere Zylinder­ teil, der sich über die ganze Zylinderlänge erstreckt, ledig­ lich als Laufbüchse mit zylindrischem Mantel völlig gleich­ mäßiger 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 ge­ staltet und die Krümmung nur im Zylinderaußenteil geformt ist, so daß für die Strömung und Spülung ungünstige Verhält­ nisse auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinder für Zweitakt-Brenn­ kraftmaschinen zu schaffen, der zu keiner Beschränkung in der Anzahl, Lage und Form der Kanäle, insbesondere der Überströmkanäle, zwingt, eine hohe Form- und Lagegenauigkeit der kritischen Querabschnitte und Austrittsöffnungen der Überströmkanäle gewährleistet, dennoch aber ohne komplizierte Form im Druckgußverfahren hergestellt werden kann und dann keine kostenintensive Nachbearbeitung erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Zylinderteile je für sich im Druckgußverfahren hergestellt sind und daß der äußere Zylinderteil die zum Zylinderkopf gerichtete Zone der Lauffläche, den Kühlmantel bzw. die Kühlrippen sowie die äußere Begrenzung der Überströmkanäle 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 Zylinder­ teile ein Abschnitt des Überströmkanals mit geschlossenem Querschnitt vorgesehen werden muß. Es lassen sich daher die äußeren und inneren Begrenzungen der Überströmkanäle in den beiden Zylinderteilen ohne Schwierigkeiten formen bzw. mit vergleichsweise einfachen Formen gießen, so daß auch beide Teile tatsächlich im Druckgußverfahren herge­ stellt werden können. Dabei läßt sich aber dem inneren Zylinderteil, der die innere Begrenzung der Überströmka­ näle bildet, durch die Fertigung im Druckgußverfahren in den Kanalbereichen praktisch jede beliebige Form geben, so daß sich dann im Betrieb optimale Spülungs- und Strömungs­ verhältnisse ergeben. Dazu kommt noch, daß durch den Druck­ guß 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 gegebenen­ falls beschichtet, wobei alle derzeit für Leichtmetallzylin­ der 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 Stoß­ fläche der beiden Zylinderteile gewellt oder gezahnt aus­ gebildet. Auf diese Weise werden gegebenenfalls auftretende Schwierigkeiten beim Übergleiten 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 fluchten­ de Schulter aufweist. Bei der Befestigung des Zylinders am Kurbelgehäuse oder dgl. wird dann gleichzeitig der Zylin­ derinnenteil in Achsrichtung gegen die Stoßfläche des Zylin­ deraußenteiles gepreßt.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine be­ stimmten 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 Überströmkanäle.

Der erfindungsgemäße Zylinder besteht aus zwei ko­ axialen, ineinander greifenden und fest verbundenen Teilen 1, 2, die je für sich im Druckgußverfahren hergestellt sind. Die Stoßfläche 3 der beiden Zylinderteile 1, 2 ver­ läuft im wesentlichen quer zur Zylinderachse und ist im Bereich der Austrittsöffnungen 4 der Überströmkanäle 5 angeordnet, die einen vom Kurbelgehäuse her in Zylinder­ längsrichtung verlaufenden Abschnitt 5 a aufweisen, der über eine Krümmung 5 b in einen Querabschnitt 5 c übergeht. Der äußere bzw. obere Zylinderteil 1 bildet die zum Zylin­ derkopf gerichtete Zone der Lauffläche und die Kühlrippen 6. Außerdem ist in ihm die äußere Begrenzung der Überström­ kanäle 5 eingeformt. Der innere bzw. untere Zylinderteil 2 bildet die zur Kurbelwelle gerichtete Zone der Lauffläche und die innere Begrenzung der Überströmkanäle 5. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die neben den inneren Begrenzungen der Überströmkanäle 5 verbleibenden Berührungsflächen 7 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 äußeren Zylinderteiles 1 fluchtet. Beim Aufschrauben des Zylinders auf das Kurbelgehäuse oder dgl. wird dann über diese Schulter 8 der innere Zylinderteil 2 in den äußeren Zylinderteil 1 gepreßt.

Claims (4)

1. Gegossener Zylinder für Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit im Zylinderteil angeordneten Überströmkanälen, die einen vom Kurbelgehäuse her in Zylinderlängsrichtung verlaufen­ den Abschnitt aufweisen, der mit einer Krümmung in einen Querschnitt übergeht, wobei der Zylinder aus festver­ bundenen, koaxialen, ineinandergreifenden Teilen besteht und wobei zwei Zylinderteile eine im wesentlichen quer zur Zylinderachse verlaufende Stoßfläche im Bereich der Austrittsöffnungen der Querabschnitte der Überströmkanäle besitzen, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Zylinderteile (1, 2) je für sich im Druck­ gußverfahren hergestellt sind und
daß der äußere Zylinderteil (1) die zum Zylinderkopf ge­ richtete Zone der Lauffläche, den Kühlmantel bzw. die Kühlrippen (6) sowie die äußere Begrenzung der Überström­ kanäle (5), und der innere Zylinderteil (2) die zur Kurbel­ welle 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) verblei­ benden 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 (1) vorragende innere Zylin­ derteil (2) eine mit ener Flanschfläche (9) des äußeren Zylinderteiles (1) fluchtende Schulter (8) aufweist.