DEM0001055MA - Motorenzylinder aus Leichtmetall mit neuartiger Zylinderlauffläche - Google Patents

Description

Es ist bekannt, dass Leichtmetall bedeutend bessere Wärmeleitfähigkeit bei viel geringerem spezifischen Gewicht aufweist. Es ist weiter bekannt, dass diese günstigen Eigenschaften des Leichtmetalls für Motorenzylinder versuchsweise herangezogen wurden. Die schlechten Laufeigenschaften des Leichtmetalls oder der Verzug infolge Wärmedehnungen haben aber immer dessen alleinige Verwendung für Motorenzylinder ausgeschlossen und eine Laufbüchse aus Gusseisen oder anderem verschleissfestem Material erforderlich gemacht. Die Gusseisenlaufbüchse der üblichen Ausführung brachte zwei Hauptnachteile:

1) verschlechtert die Wärmeableitung wegen der dem Gusseisen eigenen schlechteren Leitfähigkeit,

2) ist die Bindung zwischen Leichtmetall und Gusseisen oder Stahl bisher immer problematisch geblieben.

Der nachstehend beschriebene Motorenzylinder vermeidet diese Schwierigkeiten dadurch, dass die Gleitfläche keine geschlossene Zylindermantelfläche wie bei der üblichen Zylinderbüchse darstellt. Vielmehr ist die Gleitfläche für den Kolben aus einem verschleissfesten Stoff, beispielsweise Gusseisen, der Unterbrechungen, Bohrungen oder dergleichen aufweist, die das aussen umschliessende Leichtmetall bis an die Lauffläche durchtreten lassen. Die Zylinderlauffläche stellt in ihrer Gesamtheit also einen harten verschleissfesten Tragkörper dar, dem Leichtmetallinseln eingelagert sind. Die Zylinderlaufbahn zeigt also im groben Vergleich einen ähnlichen Aufbau wie ein Lagermetall mit hartem verschleissfestem Traggitter, dem weichere vielleicht öltaschenbildende Metallteile eingelagert sind.

Die Bohrungen oder Durchbrüche werden zweckmässig so ausgeführt, dass sie eine gute Verankerung des Leichtmetalls in der Zylinderbüchse ergeben. Durch das bis an die Lauffläche herantretende Leichtmetall wird dann auch eine wesentlich bessere Wärmeabfuhr gewährleistet als bei der glatten Zylinderbüchse. Auch trägt die Verankerung des Leichtmetall, beispielsweise nach Art von Schwalbenschwänzen dazu bei, die Bindung zwischen Leichtmetall und Zylinderbüchse zu verstärken bzw. ein früher beobachtetes Abheben des umgebenden Leichtmetalls von der glatten Zylinderbüchse nachhaltig zu verhindern.

Ein Beispiel aus der Vielzahl der möglichen Ausführungsformen eines solchen Motorenzylinders zeigt die beiliegende Abbildung.

Man erkennt den hier gezeichneten Rippenzylinder mit dem aussen um die mit Bohrungen versehene Zylinderbüchse herum gegossenen Leichtmetallgehäuse. Das Leichtmetall ist durch konische Bohrungen etwa schwalbenschwanzartig fest mit der Büchse verbunden. Die Bohrungen sind so angeordnet, dass die Kolbenringe vor einseitigem oder örtlich stärkerem Verschleiss geschützt sind, indem die Bohrungen versetzt angeordnet sind. Grösse, Anzahl und Ausbildungsformen der Leichtmetalldurchtrittsstellen müssen jeweils der Kolbenringspannung angepasst werden. Es können daher auch andere Traggerüste als die durchbohrte Zylinderbüchse verwendet werden, beispielsweise gelochte Blechzylinder oder ähnlich wirkende siebartige Körper. Auch können mit guter Verankerung nachträglich in das Leichtmetall eingewalzte verschleissfeste Tragkörper verwendet werden. In diesem Sinne sind verchromte Blechzylinder oder auch Zylinderbüchsen mit ledeburitischem Grundgefüge als besonders verschleissfeste Laufflächenkörper anzusehen.

Zum Zwecke des besseren Ausgleichs der Wärmedehnungen wird auch der zugehörige Zylinderkopf mit einem ähnlichen durchbrochenen Traggerüst aus Gusseisen oder dergl. versehen, sodass gute Verankerung und Wärmefluss gewährleistet werden, Verzug aber praktisch ausgeschaltet ist.

Claims (4)

1.) Motorenzylinder für luft- oder wassergekühlte Motoren, dadurch gekennzeichnet, dass sich in einem Leichtmetallaussenkörper eine Zylinderlaufbüchse befindet, die Durchtrittsstellen aufweist, durch die das Leichtmetall bis an die eigentliche Bearbeitungsfläche der Zylinderlaufbüchse durchtritt.

2.) Motorenzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsstellen beliebig in ihrer äusseren Formgebung und Anzahl ausgebildet werden können, entsprechend der optimalen Wärmeabfuhr und dem optimalen Verschleissverhalten der darauf laufenden Kolbenringe.

3.) Motorenzylinder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ausser Gusseisen auch andere verschleissfeste Werkstoffe als durchbrochene Zylinderbüchsen herangezogen werden können.

4.) Motorenzylinder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auch in einen Leichtmetallzylinder ein entsprechendes Traggerüst zur Bildung der verschleissfesten Zylinderbüchsen mit Leichtmetalldurchtrittsstellen eingewalzt oder sonst wie nachträglich verankert werden.