DE4226743C2 - In den Zylinderblock einer Brennkraftmaschine einzugießende Lamellenhülse und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Weiterbildung von einer in den Zylinderblock einer Brennkraftmaschine einzugießende Lamellenhülse nach Patentanspruch 1 des Hauptpatents 42 12 355 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Eine derartige Hülse ist aus der DE 39 41 381 A1 bekannt. Diese Hülse wird derart in einen Zylinderblock aus Leichtme­ tall eingegossen, daß beim nachfolgenden Ausdrehen der Zylin­ derlaufbahn die die Lamellen verbindende Grundfläche ein­ schließlich der Stege abgenommen wird und nur mehr die von­ einander getrennten Lamellenkanten in der Laufbahn liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in einen Zylinderblock einzugießende Hülse so zu verbessern, daß die Herstellung, der Transport und die Handhabung sowie die Weiterverarbeitung der Hülse erleichtert und beschädigungs­ sicherer gemacht und ein fester Sitz der Lamellen im fertigen Zylinderblock gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 4 und verfahrensgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 5 gelöst.

Nach Anspruch 2 des Hauptpatents sind an den axialen Enden der Hülse von Lamellen freie Zwickel vorgesehen. Nun ist aber an den Totpunkten, d. h. den Umkehrpunkten des Kolbens im Zylinder von Brennkraftmaschinen, insbesondere am oberen Totpunkt, die Beanspruchung der Zylinderlauffläche besonders hoch. Es wäre daher erwünscht, auch in diesen Zwickeln Lamel­ len vorzusehen, was aber bei der Hülse gemäß dem Hauptpatent nicht ohne weiteres möglich erscheint.

Diese Schwierigkeit wird erfindungsgemäß derart behoben, daß im fertigen ausgedrehten Zylinder die Zylinderlauffläche auch am oberen Totpunkt durchgehend mit Lamellenkanten des einen höheren Schmelzpunkt besitzenden Lamellenmaterials verstärkt ist. Gemäß Anspruch 2 erfolgt diese Verstärkung an beiden Totpunkten.

Besonders zweckmäßig gestaltet sich die Erzeugung der ver­ kürzten Lamellen durch Lochstempel gemäß Anspruch 3.

Durch die schraubenförmige Anordnung der Lamellenbahnen nach dem Hauptpatent ergeben sich in Axialrichtung der in einen Zylinder eingegossenen Hülse, die der Bewegungsrichtung des Kolbens im Zylinder entspricht, zwischen den Lamellenkanten benachbarter Lamellenbahnen bandförmige Bereiche, in denen die Zylinderlauffläche nicht von Lamellenkanten verstärkt wird.

Durch die Ausführungen gemäß des erfindungsgemäßen Anspruchs 4 können diese nicht verstärkten Bereiche wesentlich kleiner gemacht werden.

Wird der noch ebene Blechstreifen, d. h. die für die Herstel­ lung der Lamellenhülse nach dem Hauptpatent verwendete Me­ tallplatine, nach dem Erzeugen und Durchstellen der Lamellen in an sich bekannter Weise über einen sich drehenden zylin­ drischen Dorn zu einer zylindrischen Hülse geformt, so zeigt es sich, daß stets der voraneilende Seitenrand jeder durch­ gestellten Lamelle stärker nach innen zur Grundfläche hin geklappt wird als der nacheilende Seitenrand der gleichen Lamelle. Dies bedeutet, daß die Lamellen bei der fertigen Hülse eine innere Verwindung aufweisen, wobei der Durch­ stellwinkel am voreilenden Seitenrand etwas geringer ist als am nacheilenden Seitenrand. Darunter könnte die gleich­ mäßige Verankerung der Lamellen in dem Leichtmetall, in das die Hülse eingegossen wird, leiden.

Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 5 wird daher bereits beim Durchstellen aus der Grundfläche den Lamellen eine Verwin­ dung erteilt, welche der-durch das Biegen zwangsläufig er­ zeugten Verwindung entgegenwirkt. Nach Anspruch 6 ist diese Gegenwirkung gerade so groß, daß die Lamellen nach dem Bie­ gen der Grundfläche zur Hülse einen etwa gleichbleibenden Durchstellwinkel aufweisen. Dadurch wird eine ausgezeichnete gleichbleibende Verankerung der Lamellen im Leichtmetall ge­ währleistet.

Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer schematischen Aufsicht auf einen Blechstreifen zur Bildung der erfindungsgemäßen Hülse,

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Ausschnitt einer an­ deren Ausführungsform des Blechstreifens,

Fig. 3 einen anderen Ausschnitt einer schematischen Aufsicht auf den Blechstreifen entsprechend Fig. 4 des Haupt­ patents,

Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden Ausschnitt des Blech­ streifens mit erfindungsgemäß gegeneinander versetz­ ten Lamellen,

Fig. 5 eine schematische Teildarstellung des Biegevorgangs des zur Herstellung der erfindungsgemäßen Hülse ver­ wendeten Blechstreifens und

Fig. 6 eine Teilschrägansicht eines Blechstreifens mit aus­ gestellten und in sich verwundenen Lamellen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, wie ein Blechstrei­ fen 10 mit schräg zu dessen Längserstreckung 12 verlaufenden parallelen Bahnen 14 von Lamellen 16 versehen ist, wobei leicht gekrümmte Linien 18 zur Bildung der später im Inneren des zu gießenden Zylinderblockmaterials liegenden Lamellen­ kanten sowie an beiden Enden der gekrümmten Linien 18 durch kreissegmentförmige Lochstempel konkave Einziehungen 20 an den seitlichen Rändern der Lamellen 16 gebildet werden. Zwi­ schen den einzelnen Lamellenbahnen 14 bleiben von der Grund­ fläche des Blechstreifens 10 durchlaufende Stege 22 unverän­ dert stehen. An den seitlichen Rändern des Blechstreifens 10, von welchen nur einer in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist je ein um den Umfang der zu bildenden Hülse durch­ laufender und von Lamellen 16 freier Randstreifen 32 vorge­ sehen.

Zwischen dem Randstreifen 32 und den Stegen 22 sind jeweils etwa dreieckige Zwickel der Grundfläche des Blechstreifens 10 gebildet, die jeweils mit den Randstreifen 32 und den Stegen 22 zusammenhängen und in der gleichen radialen Ebene der zu bildenden Hülse liegen. In diesen Zwickeln sind die jeweilige Lamellenbahn 14 fortsetzende, jedoch gegenüber den übrigen Lamellen 16 in ihrer Längserstreckung zu den Rand­ streifen 32 hin zunehmend verkürzte Lamellen 17 vorgesehen. An ihrem an dem benachbarten Steg 22 angrenzenden Längsrand tragen diese verkürzten Lamellen 17 die gleichen seitlichen Einziehungen 20 wie die nicht verkürzten Lamellen 16. Um gleichartige Einziehungen auch an den entgegengesetzten Längsrändern zu erzielen, werden vorzugsweise durch Loch­ stempel etwa kreissektorförmige bzw. dreieckige und in den Fig. 1 und 2 schraffiert wiedergegebene Ausnehmungen 19 in die Grundfläche des Blechstreifens 10 gestanzt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, daß eingestanzte Ausnehmungen 21 den Randstreifen 22 durchsetzen und nach außen offen sind, wodurch sich der Stanzvorgang vereinfacht. Der durch den Randstreifen 32 ge­ währleistete Zusammenhang des ganzen Blechstreifens 10 ist trotzdem durch die stehenbleibenden Bereiche des Blechstrei­ fens 10 gesichert. Die verkürzten Lamellen 17 erstrecken sich somit in Fortsetzung der nicht verkürzten Lamellen 16 bis zum Randstreifen 32, so daß die Lauffläche des herzu­ stellenden Zylinders vor allem in dem besonders stark bean­ spruchten Bereich 23, der dem Umkehrbereich des Kolbens ent­ spricht, durch Kanten von eingegossenen Lamellen gleichmäßig verstärkt ist.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind die Lamellen 16 in den parallelen Lamellenbahnen 14 gegenseitig ausgerichtet, so daß jeweils eine Lamelle 16 einer Lamellenbahn 14 mit einer Lamelle 16 der nächsten Lamellenbahn 14 innerhalb des gleichen Lamellenabstandes 25 liegt. Die nach dem Formen der fertigen Hülse, Eingießen derselben in den Zylinderblock und Ausdrehen der Zylinderlaufbahn in dieser Laufbahn liegende Kante 27 jeder Lamelle ist in den Fig. 3 und 4 durch ge­ strichelte Linien angedeutet. In der Bewegungsrichtung 29 des Kolbens, die der Axialrichtung der einzugießender Hülse entspricht, sind zwischen mehreren derartigen Kantenlinien 27 jeweils ein kürzerer mittlerer bandförmiger oder etwa parallelogrammförmiger Bereich 31 und zwei längere seitli­ che Bereiche 31a gebildet, welche frei von solchen verstär­ kenden Kantenlinien 27 sind.

Diese seitlichen bandförmigen Bereiche 31a gemäß Fig. 3 ha­ ben eine wesentlich größere Ausdehnung in Kolbenlaufrich­ tung, d. h. senkrecht zur Längserstreckung 12, als die ent­ sprechenden bandförmigen Bereiche 33 gemäß Fig. 4. Dies wird erreicht, wenn die Lamellen 16 einer Bahn 14 jeweils gegen die Lamellen 16 der benachbarten Bahn 14 um eine halbe Lamellentiefe 35 versetzt werden. Die Länge der Kol­ benbewegung auf nicht verstärkter Zylinderlaufbahn kann durch diese Maßnahme wirksam verkürzt werden.

Wenn man einen Blechstreifen mit bereits durchgestellten La­ mellen 16, die zu schrägen Lamellenbahnen 14 zusammengefaßt sind, über einen sich gemäß dem Pfeil 37 drehenden zylindri­ schen Dorn 39 in der in Fig. 5 gezeigten Weise biegt, so er­ gibt sich zwar insgesamt ein durch die strichpunktierte Li­ nie 41 angedeuteter Außendurchmesser der zu bildenden Lamel­ lenhülse, jedoch wird jeweils die voreilende Anbindung jeder Lamelle an den Blechstreifen 10 stärker nach innen gebogen als die nacheilende. Dadurch weist die Lamelle am voreilen­ den Rand 43 einen geringeren Außendurchmesser auf als am nacheilenden Rand 45. Somit ergibt sich keine gleichmäßige Verankerung beim Eingießen in den Zylinderblock.

Um dies zu vermeiden, wird den Lamellen 16 beim Durchstellen aus dem Blechstreifen 10 eine Verwindung erteilt, die an der Außenkante 18 einem Verwindungswinkel 47 entspricht (Fig. 6). Vor dem Biegevorgang, der durch den Pfeil 49 angedeutet ist, ist daher der Außendurchmesser des voreilenden Randes 43 größer als der Außendurchmesser des nacheilenden Randes 45. Dies entspricht einem etwas größeren Durchstellwinkel am voreilenden Rand 43 und einem etwas kleineren Durchstellwin­ kel der Lamelle 16 am nacheilenden Rand 45. Durch den nach­ folgenden Biegegang wird sodann der Außendurchmesser der La­ mellen 16 sowie gleichzeitig der Durchstellwinkel derselben über die ganze Länge der freien Lamellenkante 18 etwa gleichbleibend. Somit ergibt sich beim Eingießen in den Zy­ linderblock eine etwa gleichmäßige Tiefe der Einbettung der Lamellen 16 und somit eine gleichbleibend gute Verankerung derselben.

Claims (6)

1. In einen Leichtmetallzylinderblock einer Brennkraftma­ schine einzugießende perforierte Hülse nach Patentanspruch 1 des Hauptpatents 42 12 355, dadurch gekennzeichnet, daß in den von den Randstreifen mit den Stegen (22) gebildeten Zwickeln der Grundfläche (10) wenigstens an einem axialen Ende der Hülse die Lamellenbahnen (14) fortsetzende, jedoch gegen­ über den übrigen Lamellen (16) in ihrer Längserstreckung zu den Randstreifen (32) hin zunehmend verkürzte Lamellen (17) mit seitlichen Einziehungen (20) vorgesehen sind, welche die Zwickel gleichmäßig ausfüllen und die jeweils an einem seitlichen Rand (20) mit einem Randstreifen (32) und am anderen seitlichen Rand (20) mit einem Steg (22) zusammenhängen.

2. Hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ver­ kürzte Lamellen (17) an beiden axialen Enden der Hülse vorgesehen sind.

3. Hülse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verkürzten Lamellen (17) durch Lochstempel zum Durch­ stellen freigeschnitten sind.

4. In einen Leichtmetallzylinderblock einer Brennkraftma­ schine einzugießende perforierte Hülse nach Patentanspruch 1 des Hauptpatents 42 12 355 und einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (16) nebeneinan­ derliegender Bahnen (14) um ihre halbe Breite (35) in Richtung der Bahnen (14) gegeneinander versetzt sind.

5. Verfahren zur Herstellung einer in einen Leichtmetallzy­ linderblock einer Brennkraftmaschine einzugießenden per­ forierten Hülse nach Patentanspruch 1 des Hauptpatents 42 12 355, wobei die Lamellen in der ebenen Grundfläche erzeugt und aus dieser durchgestellt werden und sodann die Grundfläche zur Bildung der Hülse über einen zylindrischen Dorn ge­ wickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß den Lamellen beim Durchstellen aus der ebenen Grundfläche eine Ver­ windung derart erteilt wird, daß der Durchstellwinkel der Lamellen vor dem Aufwickeln der Grundfläche an ihrem in Aufwickelrichtung zur Grundfläche vorderen Seitenrand größer ist als am jeweils rückwärtigen Seitenrand.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verwindungsgrad der Lamellen so groß gewählt wird, daß nach dem Biegen der Grundfläche zur Hülse die Lamel­ len über ihre Längserstreckung einen etwa gleichbleiben­ den Durchstellwinkel aufweisen.