DE1028386B - Leichtmetallzylinderkopf fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Leichtmetallzylinderkopf für Brennkraftraaschinen Die Erfindung bezieht sich auf Leichtmetallzylinderköpfe für Brennkraftmaschinen, insbesondere von luf tgekühlten Dieselmotoren, und hierbei auf die Ab- dichtung zwischen Zylinderkopf und Zylinder. Es hat sich herausgesteIlt, daß eine stirnseitige Auflagefläche zwischen Zylinder und Zylinderkopf (ohne Zwischenlage einer nichtmetallischen Diehtung) die besten Betriebseigenschaften besitzt, weil sie eine wärmeleitende Verbindung zwischen den beiden Teilen 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 von Verbrennungsrückständen und schützt so die stirnseitige Dichtfläche vor der Einwirkung 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. EI iner dieser Mängel bestellt darin, daß der die Verkokungsstrecke bildende, üb#er einen Führungsallsatz des Zylinders greifende Kragen des Zylinderkopfes leicht reißt. Diese Erscheinung kann iolgendermaßen erklärt werden. Bei einem Zylinderkopf mit Leichtmetallkragen, der im kalten Zustand am Führungsansatz des Zylinders anliegt, tritt im Betrieb - hervorgerufen durch die relativ größere-Wärineausd,chnung 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 Leichtmetallkragen zieht sieh zusammen. Da der Führungsansatz des Zylinders durch den Ölkohleb#elag inzwischen größer geworden ist, entsteht eine Schrumpf -spannung im Kragen, die nach einer gewissen Anzahl solcher Temperatur- und Beanspruchungsspiele zu den erwähnten Rissen führt. Ein zweiter Nachteil besteht darin, daß Zylinderkopf und Zylinder an der Stelle der Ölkohltablagerung fest zusammenbacken, so daß sie nur unter (-',ewaltaii-,v-endling auseinandergebaut und dabei leicht beschädigt werden können. Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung an einem Leichtmetallzylindürkopf für luftgekühlte Brennkraftmaschinen, bei denen ein Kragen des Zylinderkopfes über einen zylindriscben 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 berührende Zylinderinantelfläche des Kragens durch einen an sich bekannten, in den Zylinderkopf eingelassenen Schwermetallring gebildet wird.
• Durch die erfindungsgemäße Einfügung eines Schwermetallringes, der praktisch das gleiche Dehnungsverhalten wie der Zylinder aufweist, wird erreicht, daß kein oder nur ein sehr kleiner Spalt und demzufolge eine kleinere Schrumpfspannung im Kragen und ein vermindertes Fes-thacken voll Zylinderkopf und Zylinder eintritt. Außerdem ist der Schwermetallring etwaigen Schrumpfspannungen infolge seiner höheren Zugfestigkeit besser gewachsen als der Leichtmetallkragen. Versuche haben bewiesen. daß der Zylinderkopf mit eingegossenein Ring praktisch unbegrenzt lange hält und daß er sich selbst nach längerer Betriebszeit mittels eines leichten Hammerschlages ohne Mühe vom Zylinder trennen läßt.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schwermetallring in an sich bekannter Weise so in den Zyliniderkopf eingelassen ist, daß er einen Teil desiselben mit seiner inneren Zylindermantelfläche umfaßt. Dieses Merkmal hat den Zweck-, zu verhindern, daß sich null der vorerwähnte schädliche Vorgang zwischen Ring und Leichtnietallzylinderkopf abspielt. Dadurch, daß Ring und Leichtmetall an der Berührungsstelle durch die Wärmedehnung fest aneinandergepreßt 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 zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch die Dichtungspartie des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes im fertigbearbeiteten und eingebauten #ustan#d; Fig. 2 zeilgt den Zylinderkopf im ulibearbeiteten Zustand. In der Zeichnung ist der Zylinderkopf init 1, der Schwerinetallring mit 2 und die stirnseitige Dichtfläche mit 3 bezeichnet. Um zu verhindern, daß bei zu starkem Anziehen der Zuganker, die den Zylinderkopf auf den. Zylinder pressen, der Schwermetallring2 an ,einen Auflageflächen im Leichtmetall Deformationen hervorruft, wird die den Dichtungsdruck auf den Leichtmetallzylinderkopf 1 übertragende Fläche 6 bzw. deren Projektion größer als die Dichtfläche3 ausgeführt. um die Flächenpressung auf einen für Leichtmetall ungefährlichen Wert zu verringern. Der eingegossene Ring kann aus Gußeisen hergestellt werden. Er wird vor dem Eingießen, auf etwa 400' C erwärmt. Der der Dichtfläche 3 abgewandte Tei.'l des Ringes 2 ist mit Abrundungen 7 oder mit Kreisquerschnitt ausgeführt, damit Kerhwirkungen an der Eingußstelle vermieden werden. Eine Lockerung des Ringes im Leichtmetallzylinderkopf wird dadurch wirksam verhindert, daß der Ring eine seitliche Eindrehung 4 aufweist, die durch das Leichtmetall des Zylinderkopfes ausgefüllt ist. Zur Verhütung einer Beschädigung der Dichtfläche 3 beim Aufsetzen des Zylinderkopfes auf eine Unterlage wird neben der Dichtfläche ein gegenüber derselben erhöhter Schutzrand 8 angeordnet. Durch Hinterstechen der Ecke 5 zwischen Schutzrand und Dichtfläche wird jede Kantenpressung im Leichtmetall vermieden. Der aus Schwermetall, vorzugsweise Gußeisen, bestehende Zylinder 9 bildet mit dem Ring 2 eine Verkokungsstrecke 10. Die innere Mantelfläche 11 des Ringes 2 umfaßt den Vorsprung 12 des Zylinderkopfes.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Leichtmetallzylinderkopf für luftgekühlte Brennkraftmaschinen, bei denen ein Kragen des Zylinderkopfes üher einen zylindrischen Führungsansatz des aus Schwermetall gefertigten Zylinders greift-, wobei die stirnseiti ge Dichtfläche zwischen Zylinder und Zylinderkopf in bezug auf das Zvlin,derinnere außerhalb des Führungsansatzes dadurch gekennzeichnet, daß die den Führungsansatz berührende zylinderförmige '.#Iantelfläche des Kragens durch einen an sich bekannten, in den Zylinderkopf (1) eingelassenen Schwermetallring (2) gebildet wird.
2. 2. Leichtmetallzylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwermetallring (2) in an sich bekannter Weise so in den Zylinderkopf (1) eingelassen, vorzugsweise eingegossen, ist, daß er einen Teil (12) desselben mit seiner inneren Mantelfläche (11) umfaßt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 808 401.