DE1294095B

DE1294095B - Brennkraftmaschine, insbesondere luftgekuehlte Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1294095B
Application number: DEP31408A
Authority: DE
Inventors: Hensler; Ruoff Karl; Dipl-Ing Paul
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1963-03-20
Filing date: 1963-03-20
Publication date: 1969-04-30
Also published as: US3200804A; GB989940A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, insbesondere luftgekühlte Brennkraftmaschine, mit einem Zylinderkopf aus Leichtmetall, welcher durch Schrauben am Zylinder, gegebenenfalls am Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine gehalten wird, wobei im Zylinderkopf Hülsen zur Abstützung der Schrauben vorgesehen sind und jede der Hülsen sich mit einem am zylinderseitigen Ende der Hülse vorgesehenen Bund am Zylinderkopf mit kurzem Abstand vom Boden des Zylinderkopfes abstützt.
Es ist bereits bekannt, die Befestigungsschrauben für einen Leichtmetallzylinderkopf einer Brennkraftmaschine an im Zylinderkopf eingesetzten Hülsen abzustützen. Diese Hülsen sind hierbei in Bohrungen des Zylinderkopfes untergebracht und stützen sich auf Einschnürungen der Bohrungen mit kurzem Abstand vom Boden des Zylinderkopfes ab. Die Einschnürungen, die die Stützfläche der Hülsen darstellen, müssen breit sein, um die spezifische Flächenpressung des Leichtmetalls in zulässigen Grenzen zu halten. Deshalb werden starkwandige Hülsen verwendet. Die Unterbringung der Hülsen bzw. das Vorsehen von Bohrungen entsprechend großen Durchmessers im Zylinderkopf ist jedoch äußerst schwierig, denn diese vermindern wesentlich die Steifigkeit des Zylinderkopfes. Außerdem stehen einer vorteilhaften Anordnung der Bohrungen für die Hülsen die Gaswechselkanäle sowie die Zündkerze bzw. die Einspritzdüse entgegen.
Es ist auch bereits der Vorschlag gemacht worden, die Hülse an einem im Zylinderkopf eingesetzten Gewindeeinsatz abzustützen. Dadurch kann die Hülse mit einem geringeren Außendurchmesser ausgeführt werden, wodurch der Durchmesser der Bohrung im Zylinderkopf auch entsprechend kleiner ist. Der Gewindeeinsatz jedoch erfordert wegen der Flächenpressung gleichfalls eine Gewindebohrung großen Durchmessers. Bei Erwärmung des Zylinderkopfes liegt der Gewindeeinsatz mit Spiel in der Gewindebohrung, so daß lediglich eine Teilbreite des Gewindes wirksam trägt. Hierbei besteht die Gefahr, daß sich der Gewindeeinsatz lockert und die Spannung der Befestigungsschrauben für den Zylinderkopf bzw. den Zylinder nachläßt.
Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der Bund eine scheibenförmige Erweiterung ist und zumindest der diese Erweiterung enthaltende Abschnitt der Hülse im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingegossen ist. Durch diese Maßnahmen erübrigen sich Bohrungen im Zylinderkopf, die ein Einführen der Hülse mit dem der Flächenpressung wegen einen großen Durchmesser aufweisenden Abstützbund der Hülse gestatten. Dadurch können die Befestigungsschrauben in vorteilhafter Weise weitestgehend an die Zylinderdichtung herangeführt werden. Insbesondere bei luftgekühltem Zylinderkopf kann auch bei einem kleinen Zylinderkopf die notwendige Kühlfläche vorgesehen werden. Lediglich die scheibenförmige Erweiterung, gegebenenfalls der unmittelbar an diese angrenzende Abschnitt der Hülse ist fugenlos im Werkstoff des Zylinderkopfes eingebettet. Dadurch wird trotz einer festen Verankerung der Hülse im Zylinderkopf eine freie Ausdehnung desselben bei Erwärmung ermöglicht und Spannungen zwischen Zylinderkopf und Hülse vermieden. Vorteilhaft ist zwischen dem Schaft der Hülse und dem Zylinderkopf ein Luftspalt vorgesehen, wodurch eine unmittelbare Wärmeübertragung zwischen Zylinderkopf und Hülse vermieden wird. Hierzu wird der Schaft der Hülse vor dem Vergießen mit einer Schutzschicht, beispielsweise einem Belag von Graphit, versehen.
An Hand der Zeichnung, in der ein teilweiser Schnitt durch einen Zylinderkopf mit dem Zylinder und angrenzenden Teilen des Kurbelgehäuses einer luftgekühlten Brenkraftmaschine wiedergegeben ist, wird eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Kurbelgehäuse 2, einen Zylinder 3 und einen Zylinderkopf 4 auf. Der Zylinder 3 stützt sich am Kurbelgehäuse 2 ab und wird mit dem Zylinderkopf 4 durch im Kurbelgehäuse verankerte Dehnschrauben 5, 6 am Kurbelgehäuse 2 gehalten. Die zylinderkopfseitige Abstützung der Dehnschrauben 5, 6 erfolgt über Hülsen 7, 8, die im Zylinderkopf 4 untergebracht sind.
Die Hülsen 7, 8 werden beim Gießen des Zylinderkopfes eingegossen. Hierzu ist jede der Hülsen, beispielsweise die Hülse 7, mit einer Erweiterung 9 versehen, welche in der Nähe des Bodens 10 des Zylinderkopfes 4 angeordnet ist und zur Abstützung der axial von der Dehnschraube 5 auf die Hülse 7 einwirkenden Kräften dient. Die Formgebung bzw. Ausgestaltung der Erweiterung 9 kann beliebig sein, wobei ihre Größe von der zulässigen Belastbarkeit (spezifischen Flächenpressung) des Werkstoffs des Zylinderkopfes 4 abhängig ist. Vor dem Vergießen der Hülse 7 wird die Außenfläche des zylindrischen Schaftes 11 mit einer Schutzschicht bzw. einem Belag versehen, der eine Verbindung des Werkstoffs der Hülse 7, beispielsweise Stahl oder einer Stahllegierung, mit dem Werkstoff des Zylinderkopfes 4, beispielsweise einer Aluminium-Legierung, verhindert. Lediglich die Erweiterung 9 der Hülse 7, gegebenenfalls der unmittelbar an diesen Bund angrenzende Bereich der Hülse 7 ist frei von einer Schutzschicht, so daß sich diese mit dem Zylinderkopf 4 metallisch verbindet. Die Erweiterung 9 und die besagten Teile der Hülse 7 können hierzu zusätzlich vorbehandelt, beispielsweise sandgestrahlt oder mit einer metallenen Zwischenschicht versehen werden. Durch die feste Verbindung zwischen Erweiterung 9 und Zylinderkopf 4 wird eine feste Halterung der Hülse 7 erreicht. Der Schutzbelag am Schaft 11 der Hülse 7, beispielsweise Graphit, bewirkt, daß eine Verbindung zwischen Schaft 11 und Zylinderkopf 4 nicht stattfindet und daß sich der Zylinderkopf 4 frei dehnen kann und eine Beeinflussung der Hülse 7 nicht stattfindet.
Zwischen dem Schaft 11 der Hülse 7 und dem Zylinderkopf 4 ist ein Luftspalt 12 vorhanden. Dieser kann durch eine entsprechend dicke Schutzschicht am Schaft 11 oder durch Vorkehrungen erreicht werden, daß beim Erkalten des den Zylinderkopf 4 darstellenden Gußkörpers sich durch Schrumpfen ein entsprechend großer Luftspalt bildet. Dadurch werden unmittelbare Einwirkungen durch Wärme oder Reibung bei einer Dehnung des Zylinderkopfes 4 auf die Hülse 7 vermieden.
Die Hülsen 7, 8 sind so lang ausgebildet, daß sie über den Zylinderkopf 4 frei hinausragen. An diesen Enden 13,14 liegt eine Brücke 15 auf, welche durch Muttern 16, 17 der Dehnschrauben 5, 6 gegen die Hülsen 7, 8 gepreßt und damit in Lage gehalten wird. An der Brücke 15 ist ein Lagerkörper 18 durch Schrauben 19, 20 befestigt. Der Lagerkörper 18 ist mit Zapfen 21, 22 versehen, an welchen Kipphebel 23, 24 gelagert sind, die zur Steuerung der in der Zeichnung nicht dargestellten Ventile der Brennkraftmaschine dienen.

Claims

Patentansprüche: 1. Brennkraftmaschine, insbesondere luftgekühlte Brennkraftmaschine, mit einem Zylinderkopf aus Leichtmetall, welcher durch Schrauben am Zylinder gegebenenfalls am Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine gehalten wird, wobei im Zylinderkopf Hülsen zur Abstützung der Schrauben vorgesehen sind und jede der Hülsen sich mit einem am zylinderseitigem Ende der Hülse vorgesehenen Bund am Zylinderkopf mit kurzem Abstand vom Boden des Zylinderkopfes abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund eine scheibenförmige Erweiterung (9) ist und zumindest der diese Erweiterung (9) enthaltende Abschnitt der Hülse (7, 8) im Zylinderkopf (4) der Brennkraftmaschine (1) eingegossen ist. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die scheibenförmige Erweiterung (9), gegebenenfalls der unmittelbar an diese angrenzende Abschnitt der Hülse (7, 8) fugenlos im Werkstoff des Zylinderkopfes (4) eingebettet ist. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schaft (11) der Hülse (7, 8) und dem Zylinderkopf (4) ein Luftspalt (12) vorgesehen ist. 4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (11) der Hülse (7, 8) vor dem Vergießen mit einer Schutzschicht versehen wird. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht durch einen Belag, beispielsweise von Graphit, gebildet wird.