DE430796C - Zylinder fuer Verbrennungskraftmaschinen mit einem angegossenen Kopf von hoeherer Waermeleitfaehigkeit als der Zylindermantel - Google Patents

Description

• Zylinder für Verbrennungskraftmaschinen mit einem angegossenen Kopf von höherer Wärmeleitfähigkeit als der Zylindermantel. Für Verbrennungskraftmaschinen sind Zylinder mit einem angegossenen Kopf von höherer Wärmeleitfähigkeit als der Zylindermantel bereits bekannt, und zwar hat man vorgeschlagen, Aluminium für den Kof>f zu verwenden. Der Erfinder aber hat festgestellt, daB Aluminium trotz seiner guten Wärmeleitfähigkeit für diesen Zweck durchaus ungeeignet ist, weil die Verbindung zwischen dem Stahl und dem Aluminium thermisch zuwenig leitfähig und obendrein noch mechani:cli unzuverlässig ist. Erfindungsgemäß wird für den angegossenen Kopf dagegen Kupfer verwendet, das diese Nachteile vermeidet und die Wärme so gut ableitet, daß man für den Zylindermantel ohne weiteres mit bestem Erfolge Stahl benutzen kann, der sich bisher hierfür minder bewährt hat.
• In den Zeichnungen, in welchen eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargeatellt ist, bedeutet Abb. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen vollständigen Zylinder gemäß der Erfindung, Abb. 2 eine Draufsicht, wobei einzelne Teile weggelassen sind, Abb. 3 einen senkrechten Schnitt durch den Kopfteil einer geänderten Ausführungsform, Abb. q. einen senkrechten Schnitt einer Form, welche das Rohr gießbereit enthält, wobei ein Verfahren zur Vorwärmung des Rohres angedeutet ist, Abb. 5 einen Schnitt durch einen Zylinder dritter Ausführungsform.
• Nach den Zeichnungen besteht ein Zylinder aus einem Stahlrohr 1o mit daran sicher befestigtem Kopf 11, einem Fuß 12 und an dem Oberteil befestigten Kühlelementen oder Rippen 13. Ein derartiger Zylinder wird vorzugsweise derartig erzeugt, daß auf ein Stahlrohr von der erforderlichen Länge ein einwärts gebogener Flansch 2o angefalzt wird. Das Rohr wird auf einem Abstandsklotz 19 in eine Form 21 mit einem Kern 29- gestellt, der durch Einstampfen von Sand erzeugt wird. Der Sand füllt das Rohr bis auf einen kurzen Abstand vom Flansch 2o, und der aus Kupfer bestehende Kopf 11 wird am Ende des Rohres derartig angegossen, daß er beide Flanschseiten bedeckt, ein kurzes Stück über den Flansch vorsteht und seitwärts so weit vorragt, daß er mit der Außenfläche des Rohres ro bündig abschließt.
• Bei Ausführung des Verfahrens bildet man in der Form vorzugsweise in kurzer Entfernung unter der Oberseite des Rohres 1o einen Raum 25 aus zum Gießen eines Ringes aus Eisen oder einem anderen Metall, um das Rohr auf eine so hohe Temperatur vorzuwärmen, daß eine gute Verbindung zwischen dem Rohr und dem Metall des Kopfes entsteht. Damit das Heizmetall nicht an dem Rohr haftet, wird dieses an dieser Stelle mit einer dünnen Schicht Schellack, Graphit oder Kernmasse und Sand überzogen. Der Raum 25 kann durch einen flachen Eisen- oder Stahlring 25, abgedeckt werden, welcher sich eng um den Zylinder schmiegt.
• Es ist ferner vorteilhaft, um den Verband des Kopfmetalls mit dem Mantelmetall zu fördern, den Teil des Mantels, nämlich den Flansch 20, zu verzinnen, welcher in die Kopfform vorsteht. Nachdem so die Form mit dem eingebrachten Rohr vorbereitet worden ist, wird der Heizring im Raum 25 und hierauf nach Verlauf einiger Sekunden das Kopfmetall eingegossen. Ein derartiges Verfahren sichert einen guten Verband zwischen den Metallen und infolgedessen beim Arbeiten des fertigen Zylinders einen guten Wärmeübergang vom einen Metall zum anderen. Nachdem der Kopfguß erhärtet. ist, wird der Zylinder aus der Form genommen, und es werden der Fuß 12 und die Rippen 13 an ihm befestigt. Bei Anbringung der Rippen 13 an dem Zylinder verwendet man ein an anderer Stelle vorgeschlagenes Verfahren. Nach einem rohen oder ungefähren Fertijmachen der Zylinderaußenseite bringt man eine dünne Flußmittelschicht auf und legt eine Tafel Lötmessing um den mit dem Flußmittel bestrichenen Zylinder. Um das Lötblech wird eine Anzahl von Rippen gelegt, die durch entsprechendes Falten oder Falzen eines Kupferblechstreifens entstanden sind und auf deren Innenflächen eine zweite dünne Flußmittelschicht aufgebracht worden ist. Wenn das Lötmaterial und das Rippenmaterial um den Zylinder herum angebracht worden sind, wird das Ganze verdrahtet und mit einer dicken Flußmittelschicht überzogen. Nach dem Trocknen wird das Ganze unter geeigneten Bedingungen erhitzt, so daß das Lot das kupferne Rippenmaterial mit dem eisernen Metallzylinder verbindet.
• Nach Beendigung des vorstehend beschriebenen Berippungsverfahrens kann das Ganze, während es sich noch fast auf Löttemperatur befindet, in ein geeignetes Absch_-eckmittel, z. B. Öl, gebracht werden, um dem Innern des Zylinderrohres eine sehr harte Arbeitsfläche zu erteilen.
• Vor, nach oder gleichzeitig mit der Rippenaufbringung kann der Fuß i2, welcher ein Guß- oder Schmiedestück sein mag, an dem Zylinder durch Anlöten befestigt werden. Man kann auch einen geeigneten Fuß mittels eines autogen#!nSchweißverfahrens anschweißen. Es ist ferner vorgesehen, einen Fuß entweder vor, nach oder wesentlich gleichzeitig mit dem Gießen des Kopfes an das Rohr anzugießen.
• Wie erwähnt. kann der Fuß durch einen Lötvorgang gleichzeitig mit der Vornahme der Berippung am Zylinder befestigt werden. Dies geschieht, indem man den Zylinderfuß, das Lot- und Flußmittel in wesentlich der gleichen Weisen wie die Berippung aufbringt und in der gleichen Hitze verlötet.
• Man k.;nn auch den Fuß dadurch anbringen, daß man ihn elektrisch mit dem Zylinder verschweißt; auf beide Weisen sind einwandfreie Zylinder hergestellt worden.
• Nach oder vor der Berippung kann man die Ventilöffnungen 30 und 31 im Zylinderkopf # ausbilden. Es empfiehlt sich, diese Öffnungen dadurch mit Ventilsitzen 32 und 33 zu versehen, daß man geeignetes Ventilsitzmateriat in geeigneter Lagerung auf dem Kern 2a anbringt und um sie herum den Kopf gießt. Man kann auch die Sitze dadurch herstellen, daß man vor, nach oder während der Berippung geeignete Ringe oder sonstig gestaltete Teile einlötet.
• Eine Abänderung des vorstehend beschriebenen Zylinders, die sonst genau gleich beschaffen ist, ist in Abb. 3 veranschaulicht. Hier sitzt eine dünne Eisenplatte q0 im oberen Ende des Rohres io, und der Kopf ii ist, wie weiter oben beschrieben, gegossen, so daß er sich innerhalb des Flansches 2o erstreckt und sowohl mit dem Stahl als auch mit dem Eisen verbindet. Diese Platte 40 ergibt dann die Ventilsitze für die Kanäle 30 und 31. Die vorzugsweise für die Zwecke der Erfindung gewählten Metalle sind Stahl für das Rohr oder den Zylindermantel, Kupfer für den eigentlichen Zylinderkopf, Gußeisen für die Innenplatte 40 und Guß- oder Schmiedeeisen oder Stahl für den Fuß; es versteht sich indessen, daß man statt dessen andere Metalle verwenden und die Vorzüge der neuen Zylinderkonstruktion in großem Umfang beibehalten kann.
• Es empfiehlt sich, ist aber nicht notwendig, das Rohr mit dem Flansch 2o zu versehen. Ausgezeichnete Ergebnisse sind erzielt worden, wenn man die geraden Rohrwände den eingegossenen Kopf umgeben und sie gemäß Abb. 5 bis an dessen Oberseite verlaufen bzw. nicht ganz bis zur Oberseite verlaufen läßt, so daß das Kopfmetall über die Oberkante hinweggehen und nach dem äußeren R,)hrumfang gelangen kann.
• Es ist ferner vorgesehen, bei dem vorliegenden Verfahren zur Erzeugung derartiger Zylinder ein Rohr zu verwenden, das aus einer Platte aus Stahl oder einem sonstigen gegen Abnutzung widerstandsfähigen Metall von großer Zugfestigkeit gebildet wird. die in Rohrform gewalzt und verschweißt worden ist. Man kann auch für den Erfindungszweck ein Rohr verwenden, welches durch Lochen eines Blockes und Ausbildung eines Zylinders aus diesem entstanden ist, der Wände von der erforderlichen Stärke und Gleichförmigkeit besitzt.
• Es wird also gemäß der Erfindung ein Zylinder erzeugt, der in jedem Teil ein Material besitzt, welches für die Funktion gerade dieses Teiles besonders geeignet ist. So besitzt der Mantel die Eigenschaften einer großen Zugfestigkeit und eines großen Widerstandsvermögens gegen Abnutzung, der Kopf eine große Wärmeleitfähigkeit, die Kühlrippen eine große Fläche und große Wärmeleitfähigkeit und der Fuß eine große Festigkeit und gute Bearbeitbarkeit.
• Es versteht sich, daß die vorstehend beschriebenen Verfahren und Verfahrenserzeugnisse nur als bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung aufzufassen sind und diese in ihren Grundzügen der mannigfachsten weiteren Ausbildung oder Abänderung fähig ist.

Claims (3)

1. PATrNT-ANSPRÜCIIE: i. Zylinder für Verbrennungskraftmaschinen mit einem angegossenen Kopf von höherer Wärmeleitfähigkeit als der Zylindermantel, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (ii) aus Kupfer besteht und durch Gießen mit dem röhrenförmigen Stahlmantel (io), vorzugsweise aus gehärtetem Stahl, vereinigt ist.
2. 2. Zylinder nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupferkopf (ii) innerhalb des umhüllenden Stahlmantels (io) angeordnet ist.
3. 3. Verfahren zur Herstellung von Zylindern nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlmantel (Io) vor dein Vergießen an seiner Verbindungsstelle mit dem Kopf (ii) vorgewärmt wird. 4.. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrvorwärmung dadurch vorgenommen wird, daß man um das Rohrende einen Heizkörper gießt. 5-. Verfahren zur Herstellung von Zylindern nach Anspruch i, wobei Kühlrippen am äußeren Rohrumfang angelötet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Rohr, Kühlrippen und Kupferkopf bestehende Ganze am Ende des Lötens abgeschreckt wird.