DE3530411A1

DE3530411A1 - Cylinder liner for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE3530411A1
Application number: DE19853530411
Authority: DE
Inventors: Albert Nolte
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1985-08-26
Filing date: 1985-08-26
Publication date: 1987-02-26

Abstract

The invention relates to a cylinder liner (3) for an internal combustion engine, which has a collar (12), which has a ring groove (6) open to its outer side, the radial depth of the ring groove (6) varying over the circumference of the collar (12). In this cylinder liner (3) according to the invention, with a different elasticity on the circumference of the collar, a uniform surface contact pressure on the circumference of the collar is to be obtained and hence a perfect tightness between the cylinder head (2) and the cylinder liner (3) (Fig.1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des ersten An spruchs.The invention relates to a cylinder liner for a Internal combustion engine according to the preamble of the first type saying.

Nach der DE-PS 24 42 352 ist eine Zylinderlaufbuchse bekannt, die einen Bund aufweist, der in einer dem Bund angepaßten Ausnehmung eines Zylinders liegt und der durch Anordnung einer nach seiner zylindrischen Mantelfläche offenen Ringnut, in axialer Richtung in sich federnd aus gebildet ist. Mit dieser bekannten Anordnung den Bund in sich federnd auszubilden, soll es möglich sein, daß trotz der Benutzung nicht federnd ausgebildeter Dicht ringe zwischen Zylinderkopf und Zylinderlaufbuchse vom festgeschraubten Zylinderkopf keine, einen Verzug der Zylinderlaufbuchse verursachenden Drücke ausgeübt werden können und dadurch auch keine Undichtigkeiten zwischen Zylinderlaufbuchse und Zylinderkopf auftreten.According to DE-PS 24 42 352 is a cylinder liner known, which has a federal government, which in a the federal government adapted recess of a cylinder and the through Arrangement of a cylindrical surface open annular groove, resilient in the axial direction is formed. With this known arrangement the federal government in to train resiliently, it should be possible that despite the use of non-resilient sealing rings between cylinder head and cylinder liner from screwed cylinder head none, a delay of Pressures causing cylinder liner are exerted can and therefore no leaks between Cylinder liner and cylinder head occur.

Da die Befestigung der Zylinderlaufbuchse am Zylinder kopf nur durch eine begrenzte Zahl von Zugankerschrau ben durchgeführt wird, wird zwar durch die Zugkräfte der Zugankerschrauben in dem Bereich der Zugankerschrauben der Bund elastisch zusammengedrückt, und damit dort die Zugkraft verteilt, jedoch im Zwischenbereich der Zuganker schrauben wird die Zugkraft durch die elastische Ringnut kompensiert, und es treten leicht Undichtigkeiten auf.Because the cylinder liner is attached to the cylinder head only by a limited number of tie bolts ben is carried out by the tensile forces of Tie bolts in the area of the tie bolts the waistband is compressed elastically, and thus the Traction distributed, but in the intermediate area of the tie rods will screw the tensile force through the elastic ring groove compensated, and there are easy leaks.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elastischen Bund für eine Zylinderlaufbuchse nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs zu schaffen, bei dem auf dem Umfang des Bundes überall annähernd die gleiche Flächenpressung durch die Zugankerschrauben wirkt und damit eine einwandfreie Dicht heit zwischen Zylinderkopf und Zylinderlaufbuchse zu er reichen ist.The object of the invention is to provide an elastic waistband a cylinder liner according to the preamble of the first To create claim on the scope of the federal government almost the same surface pressure everywhere Tie bolts work and thus a perfect seal unit between the cylinder head and the cylinder liner is enough.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Zylinderlauf buchse durch das kennzeichnende Merkmal des ersten An spruchs gelöst.The task is with a generic cylinder barrel socket by the characteristic feature of the first type solved.

In der folgenden Beschreibung ist mit "oben" die Richtung Zylinderkopf und mit "unten" die Richtung Kurbelgehäuse verstanden.In the following description, "up" is the direction Cylinder head and with "below" the direction of the crankcase Roger that.

Dadurch, daß die radiale Tiefe der Ringnut über den Umfang des Bundes unterschiedlich ist, kann durch passende Wahl der radialen Tiefe auf dem Bund überall annähernd die gleiche Flächenpressung und damit eine einwandfreie Dicht heit zwischen Zylinderkopf und Zylinderlaufbuchse erreicht werden. Die radiale Tiefe der Ringnut richtet sich dabei vorteilhafterweise nach der Lage der Zugankerschrauben, um den von den Zugankerschrauben ausgeübten Druck gleichmäßig auf den Bund zu verteilen. So ist zweckmäßigerweise im Be reich der Zugankerschrauben, wo die Druckkraft am größten ist, die größte radiale Tiefe der Ringnut, während zwi schen den Zugankerschrauben die radiale Tiefe vorteilhaf terweise Null ist. Dies hat zur Folge, daß im Bereich der Zugankerschrauben die Druckkraft vom Bund mit der Ringnut elastisch aufgefangen und verteilt wird, wobei zwischen den Zugankerschrauben, wo die Tiefe der Ringnut Null ist, d. h. der Bund unelastisch ist, annähernd die gleiche Flä chenpressung wie im Bereich der Zugankerschrauben herrscht.The fact that the radial depth of the annular groove over the circumference of the federal government can be different by appropriate choice the radial depth on the collar almost anywhere same surface pressure and thus a perfect seal reached between the cylinder head and the cylinder liner will. The radial depth of the ring groove depends on this advantageously according to the position of the tie bolts the pressure exerted by the tie bolts evenly to distribute to the federal government. So is expedient in the Be range of tie bolts where the compressive force is greatest is the greatest radial depth of the annular groove, while between radial depth advantageous for the tie bolts is zero. This has the consequence that in the area of Tie bolts remove the pressure from the collar with the ring groove is collected and distributed elastically, being between the tie bolts where the depth of the ring groove is zero, d. H. the covenant is inelastic, almost the same area pressure as in the area of the tie bolts.

Es ist vorteilhaft, wenn sich der jeweilige Umfangsaus schnitt der Zylinderlaufbuchse, in dem die radiale Tiefe der Ringnut Null ist, über einen Umfangswinkel von etwa 30° und der jeweilige Umfangsausschnitt der Zylinderlauf buchse, in dem die Tiefe der Ringnut von Null verschieden ist, über einen Umfangswinkel von etwa 60° erstreckt. Die se Aufteilung ist bei der Benutzung von vier Zuganker schrauben vorteilhaft.It is advantageous if the respective scope is different cut the cylinder liner in which the radial depth the annular groove is zero over a circumferential angle of approximately 30 ° and the respective circumferential section of the cylinder barrel socket in which the depth of the annular groove differs from zero is, extends over a circumferential angle of about 60 °. The This division is when using four tie rods screws advantageous.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die radiale Tiefe der Ringnut beidseitig einer Radialen, die durch eine Zugan kerschraube und der Zylinderlaufbuchsenachse verläuft, an nähernd symmetrisch ist, damit die Druckkraft auf beiden Seiten der Zugankerschrauben gleichmäßig auf dem Bund ver teilt.It is also advantageous if the radial depth of the Ring groove on both sides of a radial through a train kerscrew and the cylinder liner axis is approximately symmetrical so the compressive force on both Ver sides of the tie bolts evenly on the collar Splits.

Ferner sollte zur gleichmäßigen Verteilung der Druckkraft die radiale Tiefe der Ringnut nur stetig zu- oder abnehmen.Furthermore, the pressure should be evenly distributed only increase or decrease the radial depth of the ring groove continuously.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Be schreibung und den Zeichnungen, die zwei Ausbildungen der Erfindung zeigen und nachfolgend näher beschrieben sind. Es zeigt:Further features of the invention result from the Be writing and the drawings, the two trainings of the Show invention and are described in more detail below. It shows:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Zylin derlaufbuchse bei flüssigkeitsgekühlten Brennkraft maschinen, Fig. 1 shows a section of an inventive Zylin derlaufbuchse machine with liquid-cooled internal combustion,

Fig. 2 eine Draufsicht in Axialrichtung auf eine erfin dungsgemäße Zylinderlaufbuchse und Fig. 2 is a plan view in the axial direction of an inventive cylinder liner and

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Zylin derlaufbuchse bei luftgekühlten Brennkraftmaschinen. Fig. 3 shows a section of a Zylin derlaufbuchse invention in air-cooled internal combustion engines.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Zylinderlaufbuchse 3, die an ihrem oberen, den Zylinder kopf 2 zugewandten Ende einen Bund 12 aufweist, der mit seiner halben axialen Höhe in den Zylinderkopf 2 hinein ragt und der an seiner dem Zylinderkopf zugewandten Stirn seite eine Ausnehmung 13 aufweist, in der eine Zylinder kopfdichtung 4 angeordnet ist. Die Zylinderkopfdichtung 4 hat eine geringfügig größere Dicke als die Ausnehmung 13 tief ist. Dadurch liegt zwischen der Zylinderlaufbuchse 3 und dem Zylinderkopf 2 ein kleiner Spalt 8. Fig. 1 shows a section of a cylinder liner 3 according to the invention, which has at its upper, the cylinder head 2 facing end a collar 12 which protrudes with its half axial height into the cylinder head 2 and the one on its end facing the cylinder head Has recess 13 in which a cylinder head gasket 4 is arranged. The cylinder head gasket 4 has a slightly greater thickness than the recess 13 is deep. As a result, there is a small gap 8 between the cylinder liner 3 and the cylinder head 2 .

Im Bund 12 ist eine zu seiner Außenseite hin offene und etwa die Bundbreite ausfüllende Ringnut 6 angeordnet, die aus einem keilförmigen Einschnitt im Bund besteht, wobei die tiefste Stelle der Ringnut aus einer abgeflachten Krümmung 14 gebildet ist, von der aus zwei Flanken 15 mit einem Winkel von 90° zueinander geradlinig zur Außenseite des Bundes führen. Die tiefste Stelle der Ringnut 14 liegt etwa auf der halben axialen Höhe des Bunds 12. Die Zylin derlaufbuchse 3 ist mit dem Bund 12 auf dem Zylindermantel 7 abgestützt, wobei unterhalb des Bundes in Richtung Kur belgehäuse zwischen Zylindermantel und Zylinderlaufbuchse ein Kühlraum 9 angeordnet ist. Die zum Zylindermantel ge wandten Ecken der Zylinderlaufbuchse haben abgerundete Ecken 10 oder Entlastungsschlitze 11 zur besseren Leitung von Druckspannungen. Die Befestigung des Zylinderkopfes 2 mit dem Zylindermantel 7 geschieht durch Zugankerschrauben 5, von denen eine gezeigt ist. Zwischen Zylinderkopf und Zylindermantel ist vorteilhafterweise ein Freiraum 1 ange ordnet. Dieser Freiraum 1 hat die Aufgabe, beim Anziehen der Zugankerschrauben 5 wegen der Elastizität des Bundes, dem Zylinderkopf eine Ausdehnungsmöglichkeit zu geben.In the collar 12 is an open to its outside and approximately filling the collar width annular groove 6 is arranged, which consists of a wedge-shaped incision in the collar, the deepest point of the annular groove is formed from a flattened curve 14 , of which two flanks 15 with a Guide angles of 90 ° to each other in a straight line to the outside of the collar. The deepest point of the annular groove 14 lies approximately at half the axial height of the collar 12 . The Zylin derlaufbuchse 3 is supported with the collar 12 on the cylinder jacket 7 , wherein a cooling chamber 9 is arranged below the federal bel bel towards the cure between the cylinder jacket and cylinder liner. The ge facing cylinder jacket corners of the cylinder liner have rounded corners 10 or relief slots 11 for better conduction of compressive stresses. The attachment of the cylinder head 2 to the cylinder jacket 7 is done by tie bolts 5 , one of which is shown. A clearance 1 is advantageously arranged between the cylinder head and the cylinder jacket. This free space 1 has the task of giving the cylinder head an expansion possibility when tightening the tie bolts 5 because of the elasticity of the collar.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Zy linderlaufbuchse 3 in Axialrichtung gezeigt. Die Zylinder laufbuchse ist von vier Zugankerschrauben 5 umgeben und hat einen Tiefenverlauf der Ringnut 6, der abhängig von der Lage der Zugankerschrauben 5 ist. Die größte radiale Tiefe der Ringnut liegt im Bereich der Zugankerschrauben 5 vorteilhafterweise auf einer Radialen 15, die eine Zugan kerschraube und die Zylinderlaufbuchsenachse 17 schneidet und verläuft vorteilhafterweise beidseitig der Radialen annähernd symmetrisch, wobei zweckmäßigerweise die Zu- oder Abnahme der radialen Tiefe stetig ohne Sprünge erfolgt.In Fig. 2 is a plan view of the Zy cylinder liner 3 according to the invention is shown in the axial direction. The cylinder liner is surrounded by four tie bolts 5 and has a depth profile of the annular groove 6 , which is dependent on the position of the tie bolts 5 . The greatest radial depth of the annular groove lies in the region of the tie bolts 5, advantageously on a radial 15 which intersects a Zugan screw and the cylinder liner axis 17 and advantageously runs approximately symmetrically on both sides of the radial, expediently the increase or decrease in the radial depth takes place continuously without jumps .

Zwischen den Zugankerschrauben 5 ist die radiale Tiefe der Ringnut 6 vorteilhafterweise Null. Der Bereich, in dem die radiale Tiefe der Ringnut Null ist, erstreckt sich auf dem Umfangsausschnitt B der Zylinderlaufbuchse über einen Um fangswinkel von etwa 30°, während sich der jeweilige Um fangsausschnitt A, in dem die Tiefe der Ringnut von Null verschieden ist, über einen Umfangswinkel von etwa 60° er streckt.Between the tie bolts 5 , the radial depth of the annular groove 6 is advantageously zero. The area in which the radial depth of the annular groove is zero extends on the circumferential section B of the cylinder liner over a circumferential angle of about 30 °, while the respective circumferential section A in which the depth of the annular groove is different from zero a circumferential angle of about 60 ° he stretches.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Zylinderlaufbuchse 3 bei luftgekühlten Motoren. Zur Küh lung sind an der Außenseite der Zylinderlaufbuchse Kühl rippen 19 angeordnet. Der Bund 12 ist mit seiner halben Dicke im Zylinderkopf 2 eingelassen. An der Außenseite des Bundes ist eine Ringnut 6, wie eben beschrieben, angeord net. Fig. 3 shows a section of a cylinder liner 3 according to the invention in air-cooled engines. For cooling, cooling ribs 19 are arranged on the outside of the cylinder liner. The collar 12 is embedded in the cylinder head 2 with its half thickness. On the outside of the federal government, an annular groove 6 , as just described, is net angeord.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Zylinderlaufbuchse mit der elastischen Ringnut 6 ist die, daß die Flächenpressung in axialer Richtung, bedingt durch die Zugankerschrauben 5 auf dem Umfang des Bundes 12 der Zylinderlaufbuchse 3 überall die gleiche ist, da der Bund im Bereich der Zugan kerschraube elastisch ausgebildet ist, und die Druckkraft an die nichtelastichen benachbarten Teile des Bundes zwi schen den Zugankerschrauben weiterleitet. Ferner wird durch die Ringnut die Flächenpressung auch in radialer Richtung des Bundes vereinheitlicht. Die Auflagefläche des Zylindermantels 7 für die Zylinderlaufbuchse 3 hat wegen dem darunter liegenden Kühlraum 9 eine ungleichmäßige Steifigkeit. Durch die elastische Ringnut 6 biegt sich der Zylindermantel 7 an der zur Zylinderlaufbuchse 3 gewandten Seite nicht stärker durch, und die Flächenpressung ist auch in radialer Richtung vergleichmäßigt. Mit dieser Anordnung ist eine einwandfreie Dichtheit zwischen Zylin derkopf und Zylinderlaufbuchse zu erreichen.The effect of the cylinder liner according to the invention with the elastic annular groove 6 is that the surface pressure in the axial direction, due to the tie bolts 5 on the circumference of the collar 12 of the cylinder liner 3 is the same everywhere, since the collar is elastically designed in the area of the Zugan , and the pressure force to the non-elastic neighboring parts of the federal between the tie bolts. Furthermore, the surface pressure is also standardized in the radial direction of the collar by the annular groove. The bearing surface of the cylinder jacket 7 for the cylinder liner 3 has an uneven rigidity because of the cooling chamber 9 underneath. Due to the elastic annular groove 6 , the cylinder jacket 7 does not bend more on the side facing the cylinder liner 3 , and the surface pressure is evened out in the radial direction. With this arrangement, a perfect seal between the cylinder head and cylinder liner can be achieved.

Claims

1. Cylinder liner ( 3 ) for an internal combustion engine, which has a collar ( 12 ), which has a ring groove ( 6 ) which is open towards its outer side, characterized in that the radial depth of the ring groove ( 6 ) extends over the circumference of the collar ( 12 ) is different.

2. Cylinder liner ( 3 ) according to claim 1, with a cylinder head ( 2 ), a cylinder and tie bolts ( 5 ) for fastening the cylinder head ( 2 ), characterized in that the greatest radial depth of the annular groove ( 6 ) in the region of the tie bolts ( 5 ) lies.

3. cylinder liner ( 3 ) according to claim 2, characterized in that between the tie bolts ( 5 ), the radial depth of the annular groove ( 6 ) is zero.

4. Cylinder liner ( 3 ) according to claim 3, characterized in that the respective circumferential section (B) of the cylinder liner ( 3 ), in which the radial depth of the annular groove ( 6 ) is zero, extends over a circumferential angle of approximately 30 °.

5. cylinder liner ( 3 ) according to claim 2, characterized in that the respective circumferential section (A) of the cylinder liner ( 3 ), in which the radial depth of the annular groove ( 6 ) is different from zero, over a circumferential angle of about 60 ° extends.

6. cylinder liner ( 3 ) according to claim 2 or 5, characterized in that the radial depth of the annular groove ( 6 ) on both sides of a radial ( 18 ) by a Zugan kerschraub ( 5 ) and the cylinder liner axis ( 17 ) runs approximately is symmetrical.

7. cylinder liner ( 3 ) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the radial depth of the annular groove ( 6 ) increases or decreases only continuously.