DE4415825A1 - Cylinder tube support for IC engine - Google Patents

Cylinder tube support for IC engine

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DE4415825A1 DE19944415825 DE4415825A DE4415825A1 DE 4415825 A1 DE4415825 A1 DE 4415825A1 DE 19944415825 DE19944415825 DE 19944415825 DE 4415825 A DE4415825 A DE 4415825A DE 4415825 A1 DE4415825 A1 DE 4415825A1
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Abstract

A cylinder tube or lining (3) is clamped between a crankcase (2) and, through a seal (4), a cylinder head (1). Adjacent to the cylinder head, the tube has an outer collar (6) having a conical outer region (7), making the OD of the tube progressively larger approaching the head. This seats in a similar conical surface (8) on the crankcase.Within the tube, immediately adjacent to the cylinder head, is an insert (5) on the tube wall. The mating surfaces of insert and tube (10, 9) are similarly conical and pref. parallel to the collar seating surface. A perpendicular pref. central to the collar seating surface intercepts the insert conical surface. The cone angle is pref. between 60 and 70 deg.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten, über einen Bund an dem Kurbelgehäuse abgestützten Zylinderrohr bewegbarer Kolben über ein Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben zumindest einen an der Oberfläche des Zylinderrohres entlanggleitenden Kolbenring aufweist, der eine Feuerstegzone zwischen dem Kolbenboden und der den Kolbenring auf­ nehmenden Kolbenringnut festlegt, wobei in der oberen Totpunktlage des Kolbens der Feuerstegzone gegenüberliegend in der Oberfläche des Zy­ linderrohres eine Einlage eingelassen ist, die einen gegenüber der restli­ chen Oberfläche des Zylinderrohres kleineren Innendurchmesser auf­ weist, der mit einer Einbuchtung in der Feuerstegzone zusammenwirkt.The invention relates to an internal combustion engine with a crankcase, in which a crankshaft is rotatably mounted, on which at least one in one covered by a cylinder head, over a collar on the Crankcase-supported cylinder tube movable piston over a Connecting rod is articulated, with the piston at least one on the surface of the cylinder tube along sliding piston ring, the one Top land zone between the piston crown and the piston ring taking piston ring groove defines, in the top dead center position of the Piston opposite the top land zone in the surface of the Zy linderrohres an insert is inserted, one opposite the restli Chen surface of the cylinder barrel smaller inner diameter points, which cooperates with an indentation in the top land zone.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE-PS 19 00 922 bekannt. Bei dieser Brennkraftmaschine ist das Zylinderrohr über einen umlaufen­ den Bund in dem zylinderkopfnahen Bereich des Zylinderrohres auf einer entsprechenden Anlagefläche des Kurbelgehäuses abgestützt. Dabei sind die Flächen parallel zu der Zylinderkopfbodenfläche ausgerichtet. Seitlich geführt ist das Zylinderrohr durch eine unterhalb des Bundes an­ geordnete, vorstehende Ringfläche, die mit einer entsprechend feinstbe­ arbeiteten Fläche in dem Kurbelgehäuse zusammenwirkt. Somit sind zum lagerichtigen Einsetzen des Zylinderrohres vier Flächen mit hohem Auf­ wand zu bearbeiten. Weiterhin treten bei einem derartig zwischen dem Zylinderkopf und dem Kurbelgehäuse eingespannten Zylinderrohr im Be­ reich des Bundes hohe Scherkräfte auf, die bei der Dimensionierung der Bauteile zu berücksichtigen sind.Such an internal combustion engine is known from DE-PS 19 00 922. In this internal combustion engine, the cylinder tube runs around one the collar in the area of the cylinder tube near the cylinder head on a corresponding contact surface of the crankcase is supported. Are there the surfaces are aligned parallel to the cylinder head floor surface. Laterally the cylinder tube is guided through a below the collar orderly, protruding ring surface, with a corresponding fine worked area in the crankcase interacts. Thus, at Correct insertion of the cylinder tube four surfaces with a high opening edit wall. Furthermore occur in such a way between the Cylinder head and the cylinder barrel clamped in the crankcase the federal government has high shear forces that are involved in the dimensioning of the Components have to be considered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebenen Nachteile zu vermeiden.The invention has for its object the previously described To avoid disadvantages.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die mit der Anlagefläche des Kurbelgehäuses zusammenwirkende Bundfläche des Zylinderrohres zu der Trennebene zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Zylinderkopf derart geneigt ist, daß der Außendurchmesser der Bundfläche in dem zylinder­ kopfseitigen Endbereich größer als in dem gegenüberliegenden Endbe­ reich ist. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird mit nur je einer zu bearbeitenden Fläche an dem Kurbelgehäuse und an dem Zylinderrohr eine exakte Führung bzw. Fixierung des Zylinderrohres in dem Kurbelge­ häuse erreicht. Dadurch ist der Bearbeitungsaufwand gegenüber der her­ kömmlichen Lösung um mindestens die Hälfte reduziert, da auch die bei der herkömmlichen Lösung notwendigen Absätze und Einstiche zwischen den einzelnen feinst zu bearbeitenden Flächen entfallen können. Weiter­ hin ist die Einleitung der von dem Zylinderkopf auf das Zylinderrohr aus­ geübten Spannkraft in das Kurbelgehäuse günstiger, da die Kraftübertra­ gungsfläche größer ist. Schließlich besteht bei der erfindungsgemäßen Lösung bei einer fehlerhaften Erstbearbeitung der Bundfläche oder der Anlagefläche grundsätzlich die Möglichkeit einer Nachbearbeitung. Dabei kann das Maß, um das das Zylinderrohr durch die Nachbearbeitung tiefer in das Kurbelgehäuse hineintaucht ggfs. durch den Toleranzbereich der die Halte- und Abdichtfunktion übernehmende Zylinderkopfdichtung aus­ geglichen werden.This object is achieved in that with the contact surface of the Crankcase cooperating collar surface of the cylinder tube to the Partition plane between the crankcase and the cylinder head is inclined that the outer diameter of the collar surface in the cylinder head end area larger than in the opposite Endbe is rich. Through this training according to the invention with only one surface to be machined on the crankcase and on the cylinder barrel an exact guidance or fixation of the cylinder tube in the crank arm reached home. As a result, the processing effort compared to the ago conventional solution is reduced by at least half, as is the case with the conventional solution necessary paragraphs and punctures between the individual finely machined surfaces can be omitted. Next is the introduction from the cylinder head to the cylinder tube practiced clamping force in the crankcase cheaper, because the power transmission area is larger. Finally, there is in the invention Solution in the event of incorrect initial machining of the collar surface or the Basically the possibility of post-processing. Here the depth by which the cylinder tube can be machined by post-processing plunges into the crankcase through the tolerance range of the the cylinder head gasket that performs the holding and sealing function be compared.

In Weiterbildung der Erfindung ist die mit einer Abstützfläche des Zylin­ derrohres zusammenwirkende Seitenfläche der Einlage derart geneigt, daß der Außendurchmesser der Seitenfläche in dem zylinderkopfseitigen Endbereich größer als in dem gegenüberliegenden Endbereich ist. Auch durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird der Bearbeitungsauf­ wand dieser zusammenzufügenden Bauteile reduziert, da auch hier je­ weils eine dem Zylinderrohr und der Einlage zugeordnete Seitenfläche bzw. Abstützfläche sowohl die axiale als auch die radiale Fixierung der Einlage übernimmt. In a development of the invention is that with a support surface of the cylin the tube-cooperating side surface of the insert is inclined in such a way that the outer diameter of the side surface in the cylinder head side End area is larger than in the opposite end area. Also through this configuration according to the invention, the machining is carried out wall of these components to be joined is reduced, since here too because a side surface assigned to the cylinder tube and the insert or support surface both the axial and the radial fixation of the Deposit takes over.  

In Weiterbildung der Erfindung sind die Bundfläche und die Anlagefläche derart geneigt, daß eine auf der Anlagefläche bzw. der Bundfläche stehende senkrechte, vorzugsweise die Mittelsenkrechte, die Seitenfläche der Einlage schneidet. Diese Ausbildung gewährleistet eine günstige Kraftverteilung bzw. Krafteinleitung in die einzelnen Bauteile, wobei das Auftreten von Scherkräften vermieden wird. Dieser Vorteil wird in Wei­ terbildung der Erfindung dadurch verstärkt daß die Neigungen der Bund­ fläche und der Abstützfläche zumindest angenähert gleich sind. Dabei werden die Neigungen vorzugsweise genau gleich ausgerichtet. Dadurch kann die Bearbeitung dieser Flächen mit gleichen oder zumindest gleich eingestellten Maschinen erfolgen.In a further development of the invention, the collar surface and the contact surface inclined such that one on the contact surface or the flange surface standing vertical, preferably the perpendicular, the side surface the insert cuts. This training ensures a favorable Force distribution or force introduction into the individual components, the Occurrence of shear forces is avoided. This advantage is in Wei terbildung the invention reinforced by the inclinations of the federal government area and the support surface are at least approximately the same. Here the inclinations are preferably aligned exactly the same. Thereby can the processing of these surfaces with the same or at least the same set machines take place.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Neigungen einen Wert zwischen 20° und 80°, vorzugsweise zwischen 60° und 70° auf. Dabei richtet sich der Neigungswert nach den jeweils vorgegebenen konstrukti­ ven Gegebenheiten, wobei bspw. die Dicke des Zylinderrohres und die Höhe des Bundes zu berücksichtigen sind. In den meisten Anwendungs­ fällen werden die Neigungen den vorzugsweise angegebenen Wertebe­ reich zwischen 60° und 70°, hieraus bspw. 65° annehmen.In a development of the invention, the inclinations have a value between 20 ° and 80 °, preferably between 60 ° and 70 °. Here the inclination value depends on the given construction conditions, for example the thickness of the cylinder tube and the The amount of the federal government must be taken into account. In most applications The inclinations will fall according to the preferred values range between 60 ° and 70 °, from this assume, for example, 65 °.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Bundfläche, die Anlagefläche, die Seitenfläche und die Abstützfläche fein- oder feinstbearbeitet. Diese Be­ arbeitung kann durch die gleich eingestellten Winkel wiederum mit ge­ ringem Maschinenaufwand erfolgen.In a further development of the invention, the collar surface, the contact surface, the Side surface and the support surface finely or finely machined. This Be work can again be done with the same set angle little machine effort.

In Weiterbildung bildet die Projektionsfläche der Seitenfläche zu der Zy­ linderkopfbodenwand zumindest überwiegend die Dichtfläche der Einlage zu der Zylinderkopfbodenwand. Diese Ausbildung gewährleistet in weite­ rer Ergänzung zu den bisherigen Ausbildungen eine günstige Krafteinlei­ tung in die Bauteile ohne Scher- oder Knickkräfte. Gleiches wird dadurch erreicht, daß die Projektionsfläche der Bundfläche zu der Zylinderkopfbo­ denwand zumindest überwiegend die Kraftschlußfläche des Zylinderroh­ res zu einer zwischen Zylinderkopf und Zylinderrohr eingeklemmten Zylin­ derkopfdichtung bildet.In a further development, the projection surface forms the side surface to the zy Linderkopfbodenwand at least predominantly the sealing surface of the insert to the cylinder head bottom wall. This training ensures wide In addition to the previous training courses, an inexpensive introduction of strength into the components without shear or buckling forces. The same will happen achieved that the projection surface of the collar surface to the cylinder head bo denwand at least predominantly the frictional surface of the cylinder barrel res to a cylinder clamped between the cylinder head and cylinder tube the head gasket forms.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungs­ beschreibung zu entnehmen, in der ein in der Figur dargestelltes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the invention are the drawing description can be seen in the Aus shown in the figure management example of the invention is described in more detail.

Die Figur zeigt ein erfindungsgemäß zwischen einem Zylinderkopf 1 und einem Kurbelgehäuse 2 eingespanntes Zylinderrohr 3. Dabei ist zwischen dem Zylinderkopf 1 und dem Zylinderrohr 3 eine Zylinderkopfdichtung 4 und im Bereich der Kolbenlauffläche eine Einlage 5 eingesetzt.The figure shows a according to the invention clamped between a cylinder head 1 and a cylinder tube crankcase 2. 3 A cylinder head gasket 4 is inserted between the cylinder head 1 and the cylinder tube 3 and an insert 5 in the area of the piston running surface.

Das Zylinderrohr 3 weist auf seinem Außenumfang einen Bund 6 mit einer schräg zu der Trennebene zwischen Kurbelgehäuse und Zylinderkopf an­ geordneten Bundfläche 7 auf. Die damit zusammenwirkende Anlagefläche 8 des Kurbelgehäuses 2 weist den gleichen Neigungswinkel auf, so daß das Zylinderrohr 3 mit der gesamten Bundfläche 7 auf der Anlagefläche 8 des Kurbelgehäuses 2 aufliegt und sowohl die axial als auch radiale Fixie­ rung des Zylinderrohres 3 vornimmt.The cylinder tube 3 has on its outer circumference a collar 6 with an oblique to the parting plane between the crankcase and the cylinder head on ordered collar surface 7 . The cooperating contact surface 8 of the crankcase 2 has the same angle of inclination so that the cylinder tube 3 rests with the entire flange surface 7 on the contact surface 8 of the crankcase 2 and both the axial and radial fixation tion of the cylinder tube 3 performs.

Die Einlage 5 weist eine mit einer Abstützfläche 9 des Zylinderrohres 3 zusammenwirkende Seitenfläche 10 auf, die unter zumindest angenähert dem gleichen Winkel wie die Bundfläche 7 und die Anlagefläche 8 bezo­ gen zu der Trennebene zwischen dem Zylinderkopf 1 und dem Kurbelge­ häuse 2 ausgerichtet ist. Dabei sind die Neigungswinkel so gewählt, daß die auf den gegenüberliegenden Bund- und Abstützflächen 7, 9 anzu­ setzenden Mittelsenkrechten die jeweils gegenüberliegende Fläche durchstoßen. In einer optimalen Ausgestaltung fallen die beiden Mittel­ senkrechten zusammen.The insert 5 has a cooperating with a support surface 9 of the cylinder tube 3 side surface 10 which is aligned at least approximately the same angle as the flange surface 7 and the contact surface 8 with respect to the parting plane between the cylinder head 1 and the crankcase 2 . The angle of inclination is chosen so that the perpendicular to be placed on the opposite collar and support surfaces 7 , 9 penetrate the respective opposite surface. In an optimal embodiment, the two middle verticals coincide.

Die Projektionsfläche 11a der Seitenfläche 10 zu der Zylinderkopfboden­ wand bildet zumindest überwiegend die Dichtfläche der Einlage 5 zu der Zylinderkopfbodenwand. Gleiches gilt für die Projektionsfläche 11 b der Bundfläche 7, die zumindest überwiegend die Kraftschlußfläche des Zy­ linderrohres 3 zu der zwischen Zylinderkopf 1 und dem Zylinderrohr 3 ein­ geklemmten Zylinderkopfdichtung 4 bildet.The projection surface 11 a of the side surface 10 to the cylinder head bottom wall forms at least predominantly the sealing surface of the insert 5 to the cylinder head bottom wall. The same applies to the projection 11 b of the collar surface 7 forming at least predominantly the adhesion surface of the tube 3 to the Zy relieving between the cylinder head 1 and the cylinder tube 3, a clamped cylinder head gasket. 4

Claims (8)

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbel­ welle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein in einem von einem Zy­ linderkopf abgedeckten, über einen Bund an dem Kurbelgehäuse abge­ stützten Zylinderrohr bewegbarer Kolben über ein Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben zumindest einen an der Oberfläche des Zylinderrohres entlanggleitenden Kolbenring aufweist, der eine Feuerstegzone zwischen dem Kolbenboden und der den Kolbenring aufnehmenden Kolbenringnut festlegt, wobei in der oberen Totpunktlage des Kolbens der Feuersteg­ zone gegenüberliegend in der Oberfläche des Zylinderrohres eine Einlage eingelassen ist, die einen gegenüber der restlichen Oberfläche des Zylin­ derrohres kleineren Innendurchmesser aufweist, der mit einer Einbuch­ tung in der Feuerstegzone zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Anlagefläche (8) des Kurbelge­ häuses (2) zusammenwirkende Bundfläche (7) zu der Trennebene zwischen dem Kurbelgehäuse (2) und dem Zylinderkopf (1) derart geneigt ist, daß der Außendurchmesser der Bundfläche (7) in dem zylinderkopf­ seitigen Endbereich größer als in dem gegenüberliegenden Endbereich ist.1. Internal combustion engine with a crankcase, in which a crank shaft is rotatably mounted, on which at least one in a cylinder head covered by a Zy, abge supported on a collar on the crankcase movable cylinder movable piston is articulated via a connecting rod, the piston at least one Piston ring sliding along the surface of the cylinder tube, which defines a top land zone between the piston crown and the piston ring groove receiving the piston ring, wherein in the top dead center position of the piston opposite the top land zone, an insert is embedded in the surface of the cylinder tube, one in relation to the rest of the surface des Zylin derrohres has a smaller inner diameter, which interacts with a device in the top land zone, characterized in that the bearing surface ( 8 ) of the crankcase ( 2 ) cooperating collar surface ( 7 ) to the parting plane between the crankcase ( 2 ) and the Zy Lindenkopf ( 1 ) is inclined so that the outer diameter of the collar surface ( 7 ) in the cylinder head end region is larger than in the opposite end region. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Abstützfläche (9) des Zylinder­ rohres (3) zusammenwirkende Seitenfläche (10) der Einlage (5) derart geneigt ist, daß der Außendurchmesser der Seitenfläche in dem zylinder­ kopfseitigen Endbereich größer als in dem gegenüberliegenden Endbe­ reich ist. 2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that with a support surface ( 9 ) of the cylinder tube ( 3 ) cooperating side surface ( 10 ) of the insert ( 5 ) is inclined such that the outer diameter of the side surface in the cylinder head end region is greater than is rich in the opposite end. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bundfläche (7) und die Anlagefläche (8) derart geneigt sind, daß eine auf der Anlagefläche (8) bzw. der Bundflä­ che (7) stehende Senkrechte, vorzugsweise die Mittelsenkrechte, die Seitenfläche (10) der Einlage (5) schneidet.3. Internal combustion engine according to claim 1 or claim 2, characterized in that the collar surface ( 7 ) and the contact surface ( 8 ) are inclined such that one on the contact surface ( 8 ) or the Bundflä surface ( 7 ) standing perpendicular, preferably the Middle perpendicular that intersects the side surface ( 10 ) of the insert ( 5 ). 4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungen der Bundfläche (7) und der Abstützfläche (9) zumindest angenähert gleich sind.4. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inclinations of the collar surface ( 7 ) and the support surface ( 9 ) are at least approximately the same. 5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungen einen Wert zwischen 20° und 80°, vorzugsweise zwischen 60° und 70° aufweisen.5. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inclinations have a value between 20 ° and 80 °, preferably between 60 ° and 70 °. 6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bundfläche (7), die Anlagefläche (8), die Seitenfläche (10) und die Abstützfläche (9) fein- oder feinstbearbeitet sind.6. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the collar surface ( 7 ), the contact surface ( 8 ), the side surface ( 10 ) and the support surface ( 9 ) are finely or finely machined. 7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsfläche (11a) der Seitenfläche (10) zu der Zylinderkopfbodenwand zumindest überwiegend die Dichtflä­ che der Einlage (5) zu der Zylinderkopfbodenwand bildet.7. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the projection surface ( 11 a) of the side surface ( 10 ) to the cylinder head bottom wall at least predominantly forms the sealing surface of the insert ( 5 ) to the cylinder head bottom wall. 8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsfläche (11b) der Bundfläche (7) zu der Zylinderkopfbodenwand zumindest überwiegend die Kraft­ schlußfläche des Zylinderrohres (3) zu einer zwischen dem Zylinderkopf (1) und dem Zylinderrohr (3) eingeklemmten Zylinderkopfdichtung (4) bil­ det.8. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the projection surface ( 11 b) of the collar surface ( 7 ) to the cylinder head bottom wall at least predominantly the force closing surface of the cylinder tube ( 3 ) to one between the cylinder head ( 1 ) and the cylinder tube ( 3 ) pinched cylinder head gasket ( 4 ) bil det.
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