DE2934319A1

DE2934319A1 - Zylinderauskleidung fuer fluessigkeitsgekuehlte motoren mit bandfoermiger abdichtung auf der aussenflaeche und herstellverfahren

Info

Publication number: DE2934319A1
Application number: DE19792934319
Authority: DE
Inventors: Senji Higuchi
Original assignee: ThreeBond Co Ltd
Current assignee: ThreeBond Co Ltd
Priority date: 1979-02-06
Filing date: 1979-08-24
Publication date: 1980-08-07
Also published as: DE2934319C2; FR2448632A1; GB2041492B; IT7925594A0; GB2041492A; FR2448632B1; JPS6228301B2; BR7905713A; JPS55104547A; IT1123583B

Description

Dipl.-Ing. A.Wasmeier

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Dipl.-Ing. H. Graf

Patentanwälte Postfach 382 8400 Regensburg

Aa das Deutsche Patentamt

8 München D-8400 REGENSBURG 1 GREFLINGER STRASSE 7 Telefon (09 41) 547 53 Telegramm Begpatent Rgb. Telex 6 5709 repat d

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T/p 9993 Tag 22. August 1979 W/He

Anmelder: THREEBOKD CO., KDD., 14-56, Hazama-cho, Hachiorji-shi,

Tokyo, Japan

Titel: "Zylinderauskleidung für flüssigkeitsgekühlte Motoren mit bandförmiger Abdichtung auf der Außenfläche und Herstellverfahren"

Priorität: Japan - Nr. 12,463/1979 vom 6. Februar 1979

0 :i: .3 U 3 2/0499

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"Zylinderauskleidung für flüssigkeitsgekühlte Motoren mit bandförmiger Abdichtung auf der Außenfläche und Herstellverfahren".

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zylinderauskleidung für flüssigkeitsgekühlte Motoren, auf deren Außenfläche eine bandförmige Abdichtung aufgebracht wird, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung der Auskleidung.

Bei flüssigkeitsgekühlten Motoren, z.B. Dieselmotoren, wird eine Zylinderauskleidung in eine Zylinderbohrung eines Zylinderblockes so eingesetzt, daß ein Kühlwassermantel zur Kühlung des Wassers zwischen dem Block und der Auskleidung entsteht. Bei solchen Motoren werden O-Ringe in Aussparungen auf einer vorspringenden Wand der Zylinderbohrung eingesetzt, die den Kühlwassermantel abdichten und ein Austreten des Kühlwassers in einen Ölfänger verhindern. Die Zylinderauskleidung solcher Motoren hat die Neigung, sich aufgrund des Druckes bei der Verbrennung des Kraftstoffes während des Betriebes auszubeulen oder in der Zylinderbohrung aufgrund der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens zu vibrieren. Dann treten Kavitationen im Kühlwasser des Mantels auf, die zu Enaudungeerscheinungen der Auskleidung führen und die Korrosion beschleunigen. Ist die Zylinderauskleidung in erheblichem Maße korrodiert, zeigt sie eine geringe mechanische Festigkeit und eine kurze Lebensdauer· Insbesondere treten die Kavitationserscheinungen umso mehr auf, je enger der Spalt zwischen der vorspringenden Wand in der Bohrung und der Zylinderauskleidung ist.

Es ist hierzu bereits bekannt, eine Abdichtung unter Druck in eine Nut einzusetzen, die auf der Außenfläche der Auskleidung schlitzförmig ausgebildet ist, oder Abdichtmittel auf die Innenfläche des Zylinderblockes aufzusprühen, damit ein Abdichtband gebildet wird. Bei diesen Methoden ist jedoch &_eT Zeitaufwand zum Aufbringen der Abdichtung verhältnismäßig hoch, oder

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aber es ist schwda?ig, eine genügend gute Haftung zwischen der Abdichtung und dem Zylinderblock oder der Zylinderauskleid-tung zu erzielen, so daß sich die erwünschten Abdichteffekte hierbei nicht erreichen lassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben und das Auftreten von Kavitationserscheinungen wie auch das Abfließen von Kühlwasser zu verhindern sowie die Zylinderauskleidung in der Weise auszugestalten, daß eine spezielle Abdichtung auf der Außenfläche aufgebracht wird, die den Eintrittsteil eines zwischen der Zylinderfläche und der vorspringenden Wand des Zylinderblockes gebildeten Spalt einwandfrei abdichtet.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, eine Zylinderauskleidung der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß die Dichtung durch ein aus zwei Schichten bestehendes Laminat aus Silikonharz gebildet ist, das eine vollständig ausgehärtete innere Schicht, die an der Außenfläche des Zylinderbelages anhaftet, und eine halbausgehärtete Außenschicht, die darauf laminiert ist, besitzt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein Silikonharz auf die Außenfläche der Zylinderauskleidung aufgebracht wird, um einen bandförmigen Belag auszubilden, daß das Harz vollständig ausgehärtet wird, daß ferner das Harz auf das vollständig ausgehärtete Harz aufgebracht wird, und daß das aufgebrachte Harz halb ausgehärtet wird, wodurch ein aus zwei Schichten bestehendes Laminat aus Silikonharz gebildet wird, das eine vollständig ausgehärtete innere Schicht und eine halbgehärtete äußere Schicht besitzt.

Nach einem derartigen Verfahren kann die mit bandförmiger Abdichtung versehene Zylinderauskleidung für flüssigkeitsgekühlte Motoren, die auf die Außenfläche der Zylinderkleidung aufgebracht wird, nach einem außerordentlich einfachen Verfahren hergestellt werden. Das Abdichtband weist ein aus zwei Schichten bestehendes Laminat aus Silikonharz auf, wobei die innere Schicht aus vollständig ausgehärtetem Harz und die äußere Schicht aus halbgehärtetem Harz besteht; damit ergeben sich ausgezeichnete Abdichteigenschaften. 030032/0499

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Aufgrund der ausgezeichneten Eigenschaften in bezug auf Elastizität, Widerstand gegen Vibr-ationen, gegen Wärme und Feuchtigkeit des gehärteten Silikonharzes aufgrund des dreidimensionalen Netzwerkes kann die Abdichtung . den Vibrationen bzw. Schwingungen der Kolbenbewegungen oder hohen Verbrennungstemperatur bei der Verbrennung von Kraftstoff zur Abdichtung des Spaltes in hohem Maße widerstehen. Wenn die Abdichtung in Verbindung mit O-Ringen verwendet wird, läßt sich der Abdichteffekt noch verbessern.

Die Zylinderauskleidung nach der Erfindung gewährleistet aufgrund des aus zwei Schichten bestehenden Laminats eine einwandfreie Abdichtung des Spaltes zwischen der Außenfläche der Zylinderauskleidung und der vorspringenden Wand des Zylinderblockes, um ein Abfließen von Kühlwasser aus dem Kühlwassermantel in den Kurbelkasten zu verringern und das Auftreten von Kavitationserscheinungen zu verhindern. Eine solche Zylinderauskleidung läßt sich einfach und rasch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Schnittansichten bekannter Zylinderbuchsen von flüssiggekühlten Motoren,

Fig. 3 eine Schnittansicht durch eine Zylinderbuchse nach der Erfindung,

Fig. 4 in vergrößertem Maßstab eine Schnittansicht der bandförmigen Abdichtung nach Fig. 3, und

Fig. 5 eine Schnittansicht einer Zylinderbuchse in eine Zylinderbohrung eingesetzt.

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In Fig. 1 ist mit 1 ein Zylinderblock, mit 2 eine Zylinderbohrung und mit 3 eine Zylinderbuchse dargestellt. Mit 4- ist ein Mantel für Kühlwasser zwischen dem Block 1 und der Buchse bezeichnet. In Aussparungen einer vorspringenden Wand 5 der Zylinderbohrung 2 sind zwei O-Ringe 6 und 6' eingesetzt, die den Kühlwassermantel abdichten und ein Austreten des Kühlwassers in einen Ölfänger (nicht dargestellt) verhindern.

Die Zylinderbuchse 3 eines solchen Motors tendiert während des Betriebes zu einem Ausbuchten aufgrund des bei der Verbrennung von Kraftstoff auftretenden Druckes, oder zum Vibrieren in der Zylinderbohrung 2 aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens. Dies gibt Anlaß zur Entstehung von Hohlräumen im Kühlwasser des Kühlwassermantels 4, die zu Ermüdungserscheinungen der Buchse 3 führen und die die Korrosion der Buchse 3 beschleunigen. Wenn die Zylinderbuchse 3 korrodiert ist, besitzt sie eine geringe mechanische Festigkeit und kurze Lebensdauer. Insbesondere treten umso mehr Hohlräume auf, $e enger der Spalt 7 zwischen der vorspringenden Wand 5 iⁿ d-er Bohrung 2 und der Zylinderbuchse 3 ist.

Ferner unterliegen die O-Ringe 6 und 6¹ aufgrund von Vibrationen der Zylinderbuchse 3 einem Verschleiß, und das Kühlwasser im Mantel 4- gelangt in den Ölfänger oder in den Kurbelkasten (nicht dargestellt). Diesen O-Ringen ist, wie in Fig. 2 dargestellt, eine Abdichtung 8, z.B. aus synthetischen Harzen, zugeordnet, die in dem Spalt 7 um die Eintrittsstelle herum angeordnet ist.

Nach den Figuren 3 bis 5 ist eine Zylinderbuchse 10 teilweise mit einem Silikonharz auf der äußeren Oberfläche 10a versehen , um eine bandförmige Abdichtung A zu erzielen. Vor der Durchführung dieses Harzüberzugvorganges soll der zu überziehende Bereich auf der Außenfläche 10a der Buchse feigelegt werden, die einem Eintrittsteil 15a eines Spaltes V? entspricht, der zwischen der Buchse 10 und einer vorspringenden Wand 14 ausgebildet ist,

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wenn die Buchse 10 in eine Zylinderbohrung 13 eines Zylinderblockes 12 eingesetzt wird. Die Außenfläche 10a ist dann mit Hilfe eines Abdeckbandes abgedeckt, das den "bandförmigen Bereich unabgedeckt läßt, an welchem ein Kitt-Silikonharz mit einer Dicke von 50 bis 100 Mikron aufgebracht wird.

Solche Silikonharze sind vorzugsweise Organo-Polysiloxan-Zusammensetzungen, die ein Härtemittel wie Organotinkomponenten, z.B. Zinnlaurat, ein Silankopplungsmittel zur Verbesserung der Hafteigenschaften, und einen Platinkatalysator enthalten. Nach dem Abstreifen des Abdeckbandes wird das Silikonharz auf eine Temperatur von etwa 120° C ca. eine Stunde lang erhitzt und ausgehärtet, so daß ein vollständig ausgehärtetes Harz 11 entsteht. Somit wird die Zylinderbuchse 10 mit dem ausgehärteten bandförmigen Harz 11 umkleiden. Der Ausdruck "vollständig ausgehärtet" bedeutet einen elastischen Zustand wie Gummi. Dann wird das gleiche Silikonharz auf das vollständig ausgehärtete Harz bis zu einer Dicke von etwa 700 bis 800 Mikron aufgebracht und so weit ausgehärtet, daß es ein halb-ausgehärtetes Harz 16 bildet. Der Ausdruck "halbausgehärtet" bedeutet einen solchen Zu-stand, daß das Harz keine Rückstellung bei Aufbringen eines Fingerdruckes zeigt, aber auch nicht mehr am Finger haftet. Ein solcher halbgehärteter Zustand kann dadurch erzielt werden, daß das Harz in der Atmosphäre bei Baumtemperatur mindestens 24 Stunden stehen gelassen wird. Beide ^üarze, nämlich das vollständig ausgehärtete und das halbgehärtete Harz ergeben ein aus zwei Schichten bestehendes laminat A, in welchem zwei Harze fest miteinander verbunden sind. Das laminat A ist dicker als der Spalt 15·

In Fig. 5 sind mit 17 und 18 ein Kühlwassermantel und 0-ßinge bezeichnet.

Die mit Abdichtband versehene Zylinderauskleidung wird in der nachstehend beschriebenen Weise hergestellt. Zuerst wird die Zylinderauskleidung 10 in die Zylinderbohrung I3 des Zylinderblocks 12 eingesetzt. Da das Laminat A auf der Außenfläche 10a dicker ist als der Spalt 15, wird die Oberfläche des halbge-

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härteten Harzes 16 durch die vorspringende Wand 14· abgeschabt und um den Eintrittsteil 15a herum angehoben, wenn die Auskleidung in die Bohrung 13 eingesetzt wird, wodurch der Eintrittsteil 15a abgedichtet wird. Das Harz 11 ist vollständig ausgehärtet worden und haftet fest an der Außenfläche 10a an, es wird deshalb nicht abgeschabt oder angehoben.

Das halbgehärtete Harz 16 wird allmählich durch das Kühlwasser ausgehärtet, das im Kühlwassermantel 17 im Betrieb aufgeheizt wird, und das aus zwei Schichten bestehende Laminat A bildet einen vollständig ausgehärteten Monobelag (Abdichtung 3). Die Abdichtung B haftet an der Zylinderauskleidung 10 und dem Zylinderblock 13 fest an. Da das Laminat A den Raum um den Eintrittsteil 15a ausfüllt und ausgehärtet wird, hat die resultierende Abdichtung B einen ausgezeichneten Abdichteffekt, der in Verbindung mit den O-Ringen 18 noch verbessert wird.

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Claims

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Patentansprüche;

1- Zylinderauskleidung für flüssigkeitsgekühlte Maschinen tfiit einer bandförmigen Abdichtung an der äußeren Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (A) durch ein aus zwei Schichten bestehendes Laminat (11, 16) aus Silikonharz gebildet ist, das eine vollständig ausgehärtete, an der äußeren Oberfläche der Zylinderauskleidung (10) anhaftende innere Schicht (11) und eine halbausgehärtete, darauf laminierte äußere Schicht (16) besitzt.

2. Zylinderauskleidung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß das Silikonharz eine überwiegend aus Organo-Polysiloxan bestehende Schicht ist.

3. Zylinderauskleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonharz eine Organo-Polysiloxan-Zusammensetzung, ein Silan-Kopplungsmittel und einen Platin-Katalysator enthält.

4. Zylinderauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zylinderbohrung (13) in an sich bekannter Weise O-Ringe (18) angeordnet sind.

5. Yerfahren zur Herstellung einer Zylinderaaskleidung

für flüssiggekühlte Motoren mit einer bandförmigen Abdichtung auf der äußeren Oberfläche, nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überzug aus einem Kitt-Silikonharz auf die äußere Oberfläche der Zylinderauskleidung aufgebracht wird, um einen bandförmigen Belag auszubilden, daß der Harz vollständig ausgehärtet wird, daß das Harz auf das vollständig ausgehärtete Harz aufgebracht wird,

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und daß das aufgebrachte Harz halbgehärtet wird, wodurch ein aus zwei Schichten bestehendes Laminat aus Silikonharz besteht, das einen vollständig gehärteten inneren Belag und einen halbgehärteten äußeren Belag besitzt.

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