DE1908411A1 - Arbeitsmaschine,insbesondere Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Dr.-lng. h. c. F. PORSCHE KG ■ 7 STUTTGART-Z U FFEN HAU SEN · PORSCKESTRASSE 42

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Arbeitsmaschine, insbesondere

Brennkraftmaschine '.-■■'■■

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine, deren Zylinder und Zylinderkopf als selbständige Bauteile hergestellt sind und nachträglich unmittelbar miteinander verbunden werden.

Bei der Verbindung eines Zylinderkopfes mit einem oder mehreren Zylindern sind bei den geläufigen Befestigungsarten besondere Vorkehrungen notwendig, damit die Verbindungsstelle bei allen Betriebszuständen der Arbeitsmaschine dicht bleibt. Insbesondere bei Brennkraftmaschinen ist es durch die ungleichmäßige Erwärmung der Teile, die vielfach sich ändernden mechanischen Belastungen, die hohen inneren Drücke und oft auch konstruktiv bedingt, stets schwierig, dies zu erreichen.

So kann, bei der allgemeinen bekannten Befestigung des Zylinders am Zylinderkopf mittels Schrauben, der Lochkreis für die Sehrauben am: Plansch des Zylinders nicht optimal vorgesehen werden> so daß die Befestigungsschrauben mit.Abstand von der Ebene der Zylinderwänd liegen, Bei Arbeitsmaschinen mit in Reihe angeOrdneten Zylindern sollte, zur Erreichung einer kurzen Baulänge derselben, der Abstand zwischen den Zylindern sehr klein gewählt werden.· Dieser Anordnung jedoch stehen die Befestigungsflansche der Zylinder entgegen. Hierbei ist es üblich, die Flansche an den angrenzenden Zylinderseiten z-u kurzen, wodurch jedoch die Steifigkeit des Bauteiles bzw. der Verbindungsstelle herabgesetzt wird.· ' ₍ -

Es- ist äudS vielfach bekannt·,; den Zylinder unmittelbar mit dem Zylinderkopf" zu verschrauben=. Hierzu ist der Zylinderkopf mit einem Bund mit Innengewinde versehen,- in den der Zylinder eingreift.

TElEFON: 89141 · TELEX' G/2/18/1 POR5CKCAUTO STUTTGART

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Auch diese Art der Halterung des Zylinders am Zylinderkopf benötigt Platz und hat eine Erhöhung des Gewichtes der Ma- ... , schine zur Folge.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, die Halterung des Zylinders am Zylinderkopf in solcher V/eise zu verbessern, daß die Verbindungsstelle unabhängig von äußeren und inneren Einflüssen stets einwandfrei ist und daß bei Reihenanordnung der Zylinder ein kurzer Bau der Maschine ermöglicht wird. Gleichzeitig ist auch eine möglichst einfache Ausgestaltung der Teile für ihre Verbindung anzustreben.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Verbindung zwischen Zylinder und Zylinderkopf durch /ReI b*- schweißen erfolgt. Um eine rationelle Fertigung zu erreichen, ist der Zylinderkopfboden durchgehend planausgebildet und dient unmittelbar zur Aufnahme des Zylinders. Der Zylinderkopf ist hierbei durch gesonderte oder aus einem Stück mit dem Kurbelgehäuse der Maschine bestehenden Wandungen/ Säulen, Hülsen oder dergleichen am Kurbelgehäuse abgestützt. .

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Verbindurigsflache zwischen Zylinder und Zylinderkopf im wesentlichen nur der' Wändstärke des Zy-

,■_ linders entspricht, also optimal klein ist. Die Verbindung ist dennoch innig und unlösbar. Die Zylinder einer Reihenmaschine·können mit dem geringstmögli-chen Abstand nebeneinander angeordnet und am Zylinderkopf befestigt sein.■ Der plane

^: Zylinderkopfboden ermöglicht eiiifache Bearbeitung.v Di© aus dem Zylinderkopf und dem Zylinder bestehende Baueinheit wird" auf einfache, an sich bekannte Weise am Kurbelgehäuse mittels Wandungen, Säulen, Hülsen oder dergleichen abgestützt,· so\ daß die Erfindung für beliebige Maschinen urixt Motoren zur Ah-* ■ wendung: kommen kann.

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In der Zeichnung, in welcher eine beispielsweise Anwendung der Erfindung bei einer Brennkraftmaschine wiedergegeben ist, sind

Figur 1 eine Seitenansicht einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, teilweise im Schnitt, und

Figur 2 ein Schnitt nach der Linie II-II der Figur 1.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Brennkraftmaschine handelt es sich um einen flüssigkeitsgekühlten Motor mit meh- ■ reren, in Reihe angeordneten Zylindern 1, 2, 3* die mit einem einstückigen Zylinderkopf 4 abgedeckt sind. Der Zylinderkopf 4 stützt sich mittels eines Gehäuses 5 an einem Kurbelgehäuse 6 ||| ab und wird durch Schraubverbindungen 7» die sich zwischen Zylinderkopf 4 und Kurbelgehäuse 6 erstrecken, in Lage gehalten. Das Gehäuse 5 bildet im vorliegenden Ausführungsbeispiel gleichzeitig den äußeren Kühlmittelmantel der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine und ist als ein einstückiges Gußteil ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich und gegebenenfalls vorteilhaft, lediglich bestimmte Abschnitte des Kühlmittelmantels, beispielsweise die Stirnwände, als Gußteile auszubilden, und die restlichen Abschnitte durch Blechpressteile oder durch aus Kunststoff hergestellten Wandungen zu bilden. Statt der Stirnwände als Gußteile können auch lediglich Säulen oder Stützen in unmittelbarer Nähe der Schraubverbindungen 7 vorgesehen sein.

Zur Abdichtung des Kühlmittelraumes 8 sind zwischen Zylinderkopf 4 und Gehäuse 5 sowie Gehäuse 5 und Kurbelgehäuse 6 jeweils Dichtungen 9 bzw. 10 angeordnet.

Die Zylinder 1, 2, 3 sind als selbständige Bauteile beispielsweise aus einer Leichtmetall-Legierung mit hartverchromten Laufflächen für Kolben 11 (die Kolben der Zylinder 1 und > sind in der Zeichnung nicht gezeigt) hergestellt und nachträglich mit dem Zylinderkopf 4 fest verbunden. Die Verbindung zwischen den Zylindern 1, 2, ;> und dem aus einem geeigneten Werkstoff hergestellten Zylinderkopf 4 erfolgt erfindungsgemaS durch Reibschweiesen. Der Zylinderkopf 4 ist vorteilhaft hierzu mit einem durch-

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gehend planen Zylinderkopfboden 12 versehen, wobei im Zylinderkopfboden lediglich die Brennräume 13, 14 als Vertiefungen und die Übergänge für die Kühlflüssigkeit eingelassen sind. Dadurch wird eine einfache Bearbeitung des Zylinderkopfes ermöglicht. Die Zylinder werden unmittelbar an die plane Fläche angebracht und zwar in solcher, an sich bekannter Weise, daß jeder der Zylinder l> 2 und 3 einzeln oder gleichzeitig durch Vorrichtungen relativ zum Brennraum ausgerichtet, in rasche Rotation gebracht und gleichzeitig axial in Richtung des Zylinderkopfes belastet wird, wodurch die aneinandergleitenden Flächen 15 bzw. ,16 des Zylinders und des Zylinderkopfes durch Reibung glühend heiß werden. Wird in der Folge der Zylinder unter Aufrechterhaltung der Axialbelastung zum Stillstand gebracht, so verschweißen die beiden Teile an den Reibstellen. Die ,Verbindung zwischen Zylinderkopf und Zylinder.ist sehr dauerhaft, rationell herstellbar und platzsparend, so daß in letzterem Fall der Zylinderabstand optimal klein gewählt werden kann. - '-■- ·

Die Zylinder 1, 2 und J> ragen frei in Bohrungen I¹J, 18, 19 des Kurbelgehäuses, in welchen Dichtungen 20, 21, 22 angeordnet sind. Diese Dichtungen dichten den Kühlmittelraum 8 gegenüber dem Kurbelgehäuseraum 25 ab, gestatten jedoch gleichzeitig ein freies Ausdehnen der Zylinder in das Kurbelgehäuse,

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel eingeschränkte Die erfindungsgemäße Verbindung des Zylinderkopfes mit den Zylindern kann insbesondere auch bei luftgekühlten Brennkraftmaschinen Verwendung finden, und zwar bei ein- oder mehrzylindrigem Motor. Hierbei kann es sich um Brennkraftmaschinen handeln mit Einzelzylinderköpfen oder um solche mit einem allen Zylindern gemeinsamen Zylinderkopf. . ; ^; _:

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Claims (1)

1. Schutzrechtsansprüche

   Arbeitsmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, deren Zylinder und Zylinderkopf als selbständige Bauteile hergestellt sind und nachträglich unmittelbar miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Zylinder und Zylinderkopf durch Reibschweißen erfolgt.

   2. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopfboden durchgehend plan ausgebildet ist und unmittelbar zur Aufnahme des Zylinders dient.

   5. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf durch gesonderte oder aus einem Stück mit dem Kurbelgehäuse der Maschine bestehende Wandungen, Säulen, Hülsen oder dergleichen am Kurbelgehäuse abgestützt ist.

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