DE958614C - Leichtmetallzylinder mit eingegossener Laufbuechse fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Leichtmetallzylinder mit eingegossener Laufbüchse für Brennkraftmaschinen Es ist bekannt, Laufbüchsen aus einem Material mit guten Gleit- und Verschleißeigenschaften -beispielsweise Schleuderguß - mit einem Mantel aus gut wärmeleitendem Material (Leichtmetall) zu umgießen und zur metallischen Bindung an der Grenzschicht dass sogenannte »Alfin«-Verfahren anzuwenden. Die hierbei in Stärke von einigen hundertstel Millimeter entstehende FeA13 Schicht besitzt jedoch nur geringe Zug- und ,Scherfestigkeit, so daß bei großem Temperaturerhöhungen und damit Dehnungsunterschieden der verbundenen Materialien die Gefahr einer Zerstörung der »Alfin.«-Schicht beisteht.
• Versuche haben nun gezeigt, daß dieser Zerstörung der »Alün«-Bindung besonders bei Zylindern für luftgekühlte Hochleistungsmotoren durch entsprechende Formgebung und durch Unterteilung des Leichtmetallmantels in Richtung der Zylinderachse wirksam begegnet werden kann.
• Ein luftgekühlter Zylinder für Verbrennungsmotoren mit eingegossener Laufbüchse wird zweckmäßig so ausgebildet, daß an der oberen und unteren stirnseitigen Anlage die Laufbüchse mit einem Flansch metallisch zwischen den Zylinderkopf und das Ku;rb,edgehäuse gespannt wird.
• Die Erfindung bezieht sich auf derartige oder ähnliche Leichtmetallzy linder mit eingegossener Laufbüchse. Mit Rücksicht auf -die Wärmespannung in der »Alfin«-Schicht ist eine besondere Formgebung der Büchse bzw. des Mantels erforderlich, um die durch unterschiedliche Dehnung zwischen Büchse und Mantel bedingten Schub- und Zugspannungen zu reduzieren. Während bei einer in üblicher Weise ausgebildeten Laufbüchse mit senkrecht angeordneten oberen. und unteren Endflanschen und einem durchgehend aufgebrachten Leichtmetallmantel beim Aufheizen der Zylinderbüchse an den Schultern der Flansche Zugspannungen auftreten und in noch stärkerem Maße diese Zugspannungen beim Abkühlen sich wiederholen und in fast allen Temperaturbereichen erhebliche Schubspannungen auf der Mantelfläche vorliegen, können beide Arten von Wärmespannungen durch eine Ausbildung des Zylinders gemäß der Erfindung erheblich abgebaut werden.
• Es hat sich durch zahlreiche Versuche bestätigt, daß die »Alfin«-Bindung einwandfrei hält, wenn erstens der Übergang von den unteren und/oder oberen Stirnflächen, der Laufbüchse zu deren Außenwand in an sich bekannter Weise unter einem sehr kleinen Winkel bzw. mit einem sehr großen Radius ausgeführt wird, und wenn zweitens der Leichtmetallmantel an einer oder mehreren Stellen durch bis auf den Außendurchmesser bzw. bis nahezu auf den Außendurchmesser der Laufbüchse heranreichende Einschnitte od. dgl. unterbrochen wird. Die Erfindung besteht demnach nicht in den: genannten Merkmalen als solchen, wohl aber in deren gemeinsamem Vorhandensein bei einem Leichtmetallzylinder der genannten Ärt. Der Neigungswinkel am Übergang der Stirnflächen der Laufbüchsen zur Außenwand beträgt vorzugsweise 15 bis 30° zur Zylinderachse. Die erwähnten erfindungsgemäß vorgesehenen Unterbrechungen des Leichtmetallmantels bilden Dehnungsfugen, die ein unzulässiges Anwachsen der Temperaturspannungen in der Grenzschicht verhindern. Diese Dehnungsfugen in Form von Unterbrechungen können ringförmig um den Zylinder angeordnet, sie können aber auch nur in Form von Ringstücken. vorgesehen sein. Schließlich können, diese Dehnungsfugen auch in Form von ein- oder mehrgängigen Schraubenlinien auf denn Zylinderumfang verteilt angeordnet sein.
• Ein Ausführungsbevspielder Erfindung ist in der Zeichnung in Form eines Leichtmetallzylinders mit eingegossener Laufbüchse wiedergegeben.
• Die Laufbüchse i ist an den Übergangsstellen. 2 zwischen der oberen Stirnfläche 5 und der unteren Stirnfläche 6 sehr flach konisch ausgeführt bzw. mit einem großem Radius versehen, so daß der Winkel 7 etwa 15 bis 30° beträgt.
• Der Leichtmetallmantel 3 mit den Kühlrippen ist an den Stellen 4 bis, auf den Grund der »Alfin«-Schicht unterbrochen, während die Stallen 4" eine Ausführung veranschaulichen, bei der nur eine weitgehende Schwächung der Leichtmetallwand vorgenommen wurde. Wie bereits bemerkt, ist es an sich bekannt, bei luftgekühlten Leichtmetallzylindern mit eingegossenen Laufbüchsen den Übergang 2 im Sinne eines Teilmerkmales der Erfindung auszubilden. Auch gehört es bei einem derartigen bekannten Zylinder bereits, zum Stande der Technik, den Rippenmantel verhältnismäßig kurz zu halten, um dessen Dehnungslänge gering zu machen. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen, die der Aufgabe der Erfindung entsprechend nur bei Vorhandensein einer molekular haftenden Zwischenschicht (z. B. »Alfin«-Schicht) unter Schutz stehen sollen, gehen mit ihren, vorteilhaften Wirkungen über die Wirkung der letztgenannten bekannten Zylinderbauweise betTäCh.tlich hinaus.
• Bei den Wort »Aliin« liande.lt es sich uni ein eingetragenes Warenzeichen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Für Bremskraftmaschinen, insbesondere Hochleistungsmotoren, bestimmter luftgekühlter Rippenzylinder, welcher aus einer Schwermetalllaufbüchse und einem Umguß aus Leichtmetall besteht, zwischen. welchen beiden Teilen be°m Umgießen, z. B. durch Anwendung des sogenannten »Alfin«-Verfahrens, eine beiderseits molekular haftende dünne Zwischenschicht entstanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der unteren (und/oder oberen) Stirnfläche der Laufbüchse (i) zu deren Außenwand in an sich; bekannter Weise unter einem sehr kleinen Winkel oder mit einem sehr großen Radius ausgeführt ist, und daß an einer oder mehreren Stellen (4) der Leichtmetallmantel (3) durch bis auf den Außendurchmesser der. Laufbüchse bzw. bis nahe an die Laufbüchse heranreichende Einschnitte od. dgl. unterbrochen ist (Stellen 4a).
2. 2. Zylinder nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungswinkel (7) am Übergang der Stirnflächen der Laufbüchsen zur Außenwand etwa 15 bis 3o° betragen.
3. 3. Zylinder nach Anspruch. i, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungen des Leichtmetallmantels in Form von ring- bzw. ringstückförmigen Einstichen ausgeführt sind.
4. 4. Zylinder nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungen des Leichtmetallmantels in Form einer oder mehrerer Schraubenlinien mit gleicher oder entgegengesetzter Steigung auf den Umfang der Laufbüchse verteilt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 841 246; französische Patentschrift Nr. 76 375; deutsche Patentanmeldung B 13774 I a / q 6 c I.