CH358282A - Zylinder mit Leichtmetallzylinderkopf für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

  Zylinder     mit        Leichtmetallzylinderkopf        für        Brennkraftmaschinen       Die Erfindung bezieht sich auf Leichtmetall  zylinderköpfe für     Brennkraftmaschinen,    insbesondere  von luftgekühlten     Dieselmotoren    und hierbei auf die  Abdichtung zwischen Zylinderkopf und Zylinder. Es  hat sich herausgestellt, dass eine stirnseitige Ruf  lagerfläche zwischen     Zylinder    und Zylinderkopf ohne  Zwischenlage einer nichtmetallischen Dichtung die  besten Betriebseigenschaften besitzt, weil sie eine  wärmeleitende Verbindung zwischen den beiden Tei  len herstellt.

   Die Dauerhaftigkeit der Dichtwirkung  einer solchen metallischen Berührungsfläche lässt  jedoch zu wünschen übrig, weil die Dichtfläche unter  der Einwirkung der heissen Verbrennungsgase mit  der Zeit unbrauchbar wird. Man hat deshalb der  Dichtung einen Ringspalt vorgeschaltet, der mit dem  Zylinderraum in Verbindung steht. Dieser Spalt, in  der Fachwelt     Verkokungsstrecke    genannt, füllt sich  mit Ablagerungen und Verbrennungsrückständen und  schützt so die stirnseitige Dichtfläche vor der Ein  wirkung der heissen Verbrennungsgase. Es lässt sich  auf diese Weise eine befriedigende Dauerhaltbarkeit  der Abdichtung zwischen Zylinderkopf und Zylinder  erreichen. Es treten aber neue Mängel auf.

   Einer  dieser Mängel besteht darin, dass der     Verkokungs-          strecke    bildende, über einen     Führungsansatz    des Zy  linders greifende Kragen des Zylinderkopfes leicht  reisst. Diese Erscheinung kann folgendermassen erklärt  werden. Bei einem Zylinderkopf mit Leichtmetall  kragen, der im kalten Zustand am     Führungsansatz     des Zylinders anliegt, tritt im Betrieb - hervor  gerufen durch die relativ grössere Wärmeausdehnung  des Leichtmetallkragens - ein zylindrischer Spalt  auf, in dem sich schon nach kurzer Betriebszeit  Ölkohle     ablagert.    Wird der Motor wieder stillgesetzt,  so erkaltet der Zylinderkopf und der Leichtmetall  kragen zieht sich zusammen.

   Da der     Führungsansatz       des Zylinders durch den     ölkohlebelag    inzwischen  grösser geworden ist, entsteht eine Schrumpfspannung  im Kragen, die nach einer gewissen Anzahl solcher  Temperatur- und     Beanspruchungsspiele    zu den er  wähnten Rissen führt. Ein zweiter Nachteil besteht  darin, dass Zylinderkopf und     Zylinder    an der Stelle  der     ölkohleablagerung    fest zusammenbacken, so dass  sie nur unter Gewaltanwendung     auseinandergebaut     und dabei leicht beschädigt werden können. Es ist  die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile     zu    ver  meiden.

   Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung  an einem Zylinder mit     Leichtmetallzylinderkopf    für  luftgekühlte     Brennkraftmaschinen,    bei denen ein  Kragen des Zylinderkopfes über einen zylindrischen  Führungsansatz eines aus Schwermetall gefertigten  Zylinders     greift,    wobei die     stirnseitige    Dichtfläche  zwischen Zylinder und Zylinderkopf in Bezug auf  das     Zylinderinnere    ausserhalb des Führungsansatzes  liegt, dadurch gelöst, dass die den Führungsansatz be  rührende     Zylindermantelfläche    des Kragens durch  einen in den Zylinderkopf eingelassenen Schwer  metallring gebildet wird.  



  Durch die erfindungsgemässe Einfügung eines       Schwermetallringes,    der praktisch das gleiche Deh  nungsverhalten wie der Zylinder aufweist, wird  erreicht, dass beim Betrieb kein oder nur ein sehr  kleiner Spalt und demzufolge nach Abkühlung eine  kleinere Schrumpfspannung im Kragen und ein ver  mindertes Festbacken von Zylinderkopf und     Zylinder     eintritt. Ausserdem ist der     Schwermetallring    etwaigen       Schrumpfspannungen    infolge seiner höheren Zug  festigkeit besser gewachsen als der Leichtmetall  kragen.

   Versuche haben bewiesen, dass der Zylinder  kopf mit eingegossenem Ring praktisch unbegrenzt  lange hält und dass er sich selbst nach längerer Be-           triebszeit    mittels eines leichten Hammerschlages ohne  Mühe vom Zylinder trennen lässt.  



  Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist  vorgesehen, dass der     Schwerrnetallring    so in den  Zylinderkopf     eingelassen    ist, dass er einen Teil des  selben mit einer Ringzone seiner inneren Fläche um  fasst. Diese Ausbildung hat den Zweck, zu verhin  dern, dass sich nun der vorerwähnte schädliche Vorgang  zwischen Ring und     Leichtmetallzylinderkopf    abspielt.  Dadurch, dass Ring und Leichtmetall an der Berüh  rungsstelle durch die Wärmedehnung fest aneinander  gepresst werden, kann sich hier keine     Ölkohle    bilden.  Die entstehende     Druckspannung    im Zylinderkopf ist  ungefährlich, während die Zugspannung im Ring von  diesem leicht     ertragen    wird.  



  Die Zeichnung zeigt ein     Ausführungsbeispiel    der       Erfindung,    und zwar zeigen:       Fig.    1 einen Schnitt durch die Dichtungspartie  des     erfindungsgemässen    Zylinderkopfes im fertig  bearbeiteten und eingebauten Zustand,       Fig.    2 zeigt den     Zylinderkopf    in unbearbeitetem  Zustand.  



  In der Zeichnung ist der     Zylinderkopf    mit 1, der       Schwermetallring    mit 2 und die stirnseitige Dicht  fläche mit 3 bezeichnet. Der Ring 2 zusammen mit  dem Ringteil 14 bilden einen Kragen des Zylinder  kopfes, der über den     zylindrischen        Führungsansatz    13  des aus Schwermetall gefertigten Zylinders greift,  wobei die stirnseitige     Dichtfläche    3 ausserhalb des  Führungsansatzes 13 liegt. Die den Ansatz 13 be  rührende Zylinderfläche 10 wird somit durch den  Ring 2 gebildet.  



  Um zu     verhindern,    dass bei zu starkem Anziehen  der Zuganker, die den Zylinderkopf auf den Zylinder  pressen, der     Schwermetallring    2 an seiner Auflageflä  che im Leichtmetall     Deformationen    hervorruft, wird  die den Dichtungsdruck auf den Leichtmetallzylin  derkopf 1 übertragene Fläche 6 bzw. deren Projek  tion grösser als die Dichtfläche 3 ausgeführt, um die  Flächenpressung auf einen für Leichtmetall ungefähr  lichen     Wert    zu     verringern.    Der eingegossene Ring  kann aus Gusseisen hergestellt werden. Er wird vor  dem Eingiessen auf etwa 400  erwärmt.

   Das der Dicht  fläche 3 abgewandte     Teil    des Ringes 2 ist mit Ab  rundungen 7 oder mit Kreisquerschnitt ausgeführt,  damit Kerbwirkungen an der     Eingussstelle    vermieden  werden. Eine Lockerung des Ringes im Leichtmetall  zylinderkopf wird dadurch wirksam verhindert, dass  der     Ring    eine seitliche Eindrehung 4 aufweist, die  durch das Leichtmetall des     Zylinderkopfes        aus-          gefüllt    ist. Zur Verhütung einer Beschädigung der  Dichtfläche 3 beim Aufsetzen des Zylinderkopfes auf    eine Unterlage wird neben der Dichtfläche ein gegen  über derselben erhöhter Schutzrand 8 angeordnet.

    Durch Hinterstechen der Ecke 5     zwischen    Schutz  rand und Dichtfläche wird jede Kantenpressung im  Leichtmetall vermieden. Der aus     Schwermetall,    vor  zugsweise Gusseisen bestehende Zylinder 9 bildet mit  dem Ring 2 bei 10 eine     Verkokungsstrecke.    Eine  Ringzone 11 der inneren Fläche des     Ringes    2 umfasst  den Vorsprung 12 des Zylinderkopfes.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Zylinder mit Leichtmetallzylinderkopf für luft gekühlte Brennkraftmaschinen, bei denen ein Kra gen des Zylinderkopfes über einen zylindrischen Füh- rungsansatz des aus Schwermetall gefertigten Zylin ders greift, wobei die stirnseitige Dichtfläche zwischen Zylinder und Zylinderkopf in bezug auf das Zylinder- innere ausserhalb des Führungsansatzes liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die den Führungsansatz (13) berührende Zylindermantelfläche des Kragens (2,14)

   durch einen in den Zylinderkopf (1) eingelassenen Schwermetallring (2) gebildet wird. UNTERANSPRüCHE 1. Zylinder mit Leichtmetallzylinderkopf nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwermetallring (2) so in den Zylinderkopf (1) ein gelassen ist, dass er einen Teil (12) desselben mit einer Ringzone (11) seiner inneren Fläche umfasst. 2. Zylinder mit Leichtmetallzylinderkopf nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schwermetallring (2) eine seitliche Eindrehung (4) aufweist, die durch das Leichtmetall des Zylinderkopfes gefüllt ist. 3.

   Zylinder mit Leichtmetallzylinderkopf nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass der der Dichtfläche (3) abgewandte Teil des Schwermetallringes (2) abgerun dete Kanten aufweist. 4. Zylinder mit Leichtmetallzylinderkopf nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass der der Dichtfläche (3) abgewandte Teil des Schwermetallringes einen Kreisquerschnitt aufweist.

   5. Zylinder mit Leichtmetallzylinderkopf nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass neben der Dichtfläche (3) ein ihr gegenüber erhöhter Schutzrand (8) angeord net ist, der die Dichtfläche beim Auflegen des Zylin derkopfes (1) auf eine Unterlage vor Beschädigungen schützt.