Flüssigkeitsgekühlter Zylinder mit eingezogener Zylinderbüehse. Die Erfindung bezieht sich auf flüssig keitsgekühlte Zylinder für einfach wirkende Brennkraftmaschinen, vorzugsweise Leicht metallzylinder für Hochleistungsmotoren, mit einer Laufbüchse, die in einen mit einem Zylinderboden ein Stück bildenden, den Kühlmittelraum nach innen, abschliessenden Mantel eingezogen ist, also einer sogenannten trockenen Zylinderlaufbüchse, die von der Kühlflüssigkeit nicht unmittelbar umspült wird.
Nach der Erfindung ist die Lauf büchse in den Mantel mit einem Gewinde ein geschraubt, das sich vom offenen Ende des Mantels nur über einen Teil der Laufbüchse erstreckt und vorzugsweise nur wenige Ge windegänge besitzt. Der innere Rand der Taufbüchse liegt im Verbrennungsraum und liegt gasdicht an einer Schulter des Mantels an.
Trockene Zylinderbüchsen liegen zweck mässig am flüssigkeitsgekühlten Zylinder mantel satt unter Pressung an, um einen guten Wärmeübergang zu sichern. Zweck- mässig besteht der Mantel aus einem Material von grösserer Wärmedehnung als -die Lauf büchsen und das Einschrauben erfolgt vor teilhaft bei einer Temperatur, die über der höchsten Temperatur liegt, welche der Man tel im Betrieb annimmt, so dass nach erfolg ter Abkühlung, z.
B. auf Betriebstemperatur, die Laufbüchse im Mantel durch Schrump fung festgepresst wird. Das Gewinde ver hindert, dass die Zylinderbüchse vom Kolben aus dem Mantel herausgezogen, wird, wenn die Schrumpfung allein zum Festhalten nicht mehr ausreicht.
Bei einer bekannten Ausführung erstreckt sich das Gewinde über die ganze Länge der Laufbüchse. Dies hat den Nachteil, dass die Laufbüchse auf eine sehr lange Strecke ein geschraubt werden, muss. Haben Laufbüchse und Mantel verschiedene Wärmedehnung, so ergeben sich bei der Erwärmung Differen zen in ,der Gewindesteigung, die beim Ein schrauben Schwierigkeiten, bereiten und zur Folge haben können, .dass die erst teilweise eingeschraubte Laufbüchse auf halbem Wege stecken bleibt.
Um diese Sohwierigkeiten zu vermeiden, ist schon vorgeschlagen worden, nur den innersten Teil der Laufbüchse, d. h. den Teil gegen den Verbrennungsraum zu mit Ge winde zu versehen. Dann muss .der glatte Teil der Laufbüchse mindestens den Aussen durchmesser des Gewindes erhalten und in folgedessen wird die Laufbüchse erheblich stärker und schwerer als eine Laufbüchse irgend einer andern Bauart. Ganz glatte Laufbüchsen ohne Gewinde, die also nur durch Einpressen oder Einschrumpfen befe stigt sind, haben zwar einen guten Wärme übergang, sie bleiben aber nicht dauernd dicht, da sie sich nach mehrmaligem Erwär men und Abkühlen in der Längsrichtung verschieben.
Durch die so entstehende Fuge zwischen Laufbüchse und Zylindermantel dringen erfahrungsgemäss die Brenngase hin ter die Laufbüchse und damit ist der Wärmeabfluss in den Mantel und in die Kühl flüssigkeit unterbrochen und ein Heisslaufen nicht zu vermeiden.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs beispieleder Erfindung dargestellt.
In dem nur zum Teil gezeichneten flüs- sigkeitsgekühlten Zylinderblock bildet nach Fig. 1 der Mantel b mit .dem Zylinderboden ein .Stück und schliesst den Kühlmittelraum gegen den Zylinder ab. Indem Mantel b ist die Laufbüchse c mit dem Gewinde e einge schraubt.
Das Gewinde e ist am offenen Ende des Mantels b angeordnet, erstreckt sich nur über einen Teil der Laufbüchse c und umfasst nur wenige Gewindegänge, so dass nach einigen Umdrehungen die Lauf büchse c mit ihrem Rand d, der im Verbren nungsraum liegt, an einer Schulter des Man tels b fest und gasdicht anliegt.
Der äussere Durchmesser .der zweckmässig aus Stahl be stehenden Laufbüchse ist, was die Zeichnung nicht zeigt, in kaltem und im Betriebszu stand etwas grösser als,die Bohrung im Man tel b, der vorteilhaft aus einer Aluminium legierung gegossen ist. Ebenso ist die Lauf- büchse vom Rand d bis zum Gewindeende länger als die Länge derentsprechenden Boh rung im Mantel.
Das Einschrauben der Laufbüchse in die kleinere Bohrung des Zy lindermantels wird durch Erwärmung des Mantels auf eine weit über der Betriebstem peratur liegende Temperatur ermöglicht, wo bei sieh der Mantel infolge seiner höheren Wärmedehnung erheblich stärker ausdehnt als die Laufbüchse. Nach der Abkühlung entsteht durch ,die radiale Zusammenziehung des Mantels an der zylindrischen Berüh rungsfläche a und durch die axiale Zusam menziehung an der Ringfläche d eine harte Pressung, die eine sichere Abdichtung her beiführt. Die Abmessungen sind vorteilhaft so, dass schon die beider Abkühlung auf Be triebstemperatur eintretende Schrumpfung eine ausreichende Pressung zur Folge hat.
Mit dem Flansch h sitzt die Laufbüchse auf dem Gehäuse 7c auf, mit dem sie durch Schrauben i verbunden ist.
Nach Fig. 2. ist die Zylinderlaufbüchse ausserhalb des Gewindes mit dem Bund f ver sehen, der mit der Ringfläche g gegen den Zylindermantel b abdichtet. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, sind auch in diesem Falle Länge und Durchmesser der Laufbüchse zweckmässig grösser bemessen als die entsprechenden Masse des Zylinderman tels.
Die Büchse wird bei höherer Tempera tur eingeschraubt und durch die Schrump fung bei der Abkühlung festgepresst. Die Laufbüchse sitzt beim Einschrauben zunächst nur mit der Fläche g auf .dem Zylinderman tel auf; erst nachdem eine gewisse Abküh lung eingetreten ist, setzt sich die Schulter im Mantel b auf den Rand d der Laufbüchse.
Es entstehen drei Abdichtungsflächen, die zylindrische Abdichtungsfläche a und die beiden Ringflächen d und g. Der Bund f kann auch in eine entsprechende Eindrehung des Zylindermantels b eingelassen sein.
Liquid-cooled cylinder with retracted cylinder liner. The invention relates to liquid-cooled cylinders for single-acting internal combustion engines, preferably light metal cylinders for high-performance engines, with a liner that is drawn into a jacket that forms one piece with a cylinder base and closes the coolant space inwards, i.e. a so-called dry cylinder liner that is not immediately washed around by the coolant.
According to the invention, the barrel is screwed into the jacket with a thread, which extends from the open end of the jacket only over part of the liner and preferably has only a few threads Ge. The inner edge of the baptismal box lies in the combustion chamber and lies gas-tight against a shoulder of the mantle.
Dry cylinder liners are expediently pressed tightly against the liquid-cooled cylinder jacket in order to ensure good heat transfer. The jacket is expediently made of a material of greater thermal expansion than -the barrel sleeves and screwing in takes place at a temperature above the highest temperature that the jacket assumes during operation, so that after cooling down, for .
B. at operating temperature, the liner in the jacket is pressed by shrink fungus. The thread prevents the cylinder liner from being pulled out of the jacket by the piston when the shrinkage alone is no longer sufficient to hold it in place.
In a known embodiment, the thread extends over the entire length of the liner. This has the disadvantage that the liner has to be screwed in over a very long distance. If the liner and jacket have different thermal expansion, there are differences in the thread pitch during heating, which cause difficulties when screwing in and can result in the liner, which is only partially screwed in, getting stuck halfway.
In order to avoid these difficulties, it has already been proposed that only the innermost part of the liner, i.e. H. to thread the part against the combustion chamber. Then the smooth part of the liner must have at least the outer diameter of the thread and consequently the liner is considerably stronger and heavier than a liner of any other type. Quite smooth liners without thread, which are therefore only Stigt by pressing or shrinking, have a good heat transfer, but they do not stay tight, because they men after repeated heating and cooling move in the longitudinal direction.
Experience has shown that the resulting joint between the liner and the cylinder jacket causes the combustion gases to penetrate behind the liner and thus the flow of heat into the jacket and the cooling liquid is interrupted and overheating cannot be avoided.
In the drawing, two embodiments of the invention are shown.
In the liquid-cooled cylinder block, which is only partially shown, according to FIG. 1, jacket b forms a piece with the cylinder base and closes off the coolant space from the cylinder. In the jacket b, the liner c is screwed with the thread e.
The thread e is arranged at the open end of the shell b, extends only over part of the liner c and comprises only a few threads, so that after a few turns the liner c with its edge d, which is in the combustion chamber, on a shoulder of the man means b is tight and gastight.
The outer diameter of the barrel liner, which is expediently made of steel, is, what the drawing does not show, in cold and in operating condition was somewhat larger than the bore in the casing b, which is advantageously cast from an aluminum alloy. The liner is also longer from the edge d to the thread end than the length of the corresponding hole in the jacket.
The screwing of the liner into the smaller bore of the cylinder jacket is made possible by heating the jacket to a temperature well above the operating temperature, where the jacket expands considerably more than the bushing due to its higher thermal expansion. After cooling, the radial contraction of the jacket on the cylindrical contact surface a and the axial contraction on the annular surface d result in a hard pressure that creates a secure seal. The dimensions are advantageously such that the shrinkage which occurs during cooling to operating temperature already results in sufficient compression.
The liner sits with the flange h on the housing 7c, to which it is connected by screws i.
According to Fig. 2. the cylinder liner outside the thread with the collar f is seen ver, which seals with the annular surface g against the cylinder jacket b. As described in the first embodiment, the length and diameter of the liner are expediently dimensioned larger than the corresponding mass of the cylinder means in this case.
The bushing is screwed in at a higher temperature and is pressed into place by the shrinkage as it cools down. When screwing in, the liner is initially only seated on the surface g .dem cylinder jacket; only after a certain cooling has occurred does the shoulder in the jacket b sit on the edge d of the liner.
Three sealing surfaces are created, the cylindrical sealing surface a and the two annular surfaces d and g. The collar f can also be embedded in a corresponding recess in the cylinder jacket b.