DE10360499A1

DE10360499A1 - Zylinderlaufbuchse

Info

Publication number: DE10360499A1
Application number: DE10360499A
Authority: DE
Inventors: Min-Kyu Ansan Oh
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-02-17
Also published as: JP2005030379A; CN1576558A; US20050005891A1; CN100470037C; US6920859B2; KR20050006751A

Abstract

Zylinderlaufbuchse, die präzise im Basismetall eines Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors positioniert und im Zylinderblock sicher im stabilen Zustand gehalten ist, so dass die Verformung der Zylinderbohrung der Zylinderlaufbuchse minimiert ist, wodurch der Verschleiß der Zylinderlaufbuchse und des Kolbens bzw. des Kolbenrings reduziert ist, der Ölverbrauch des Verbrennungsmotors reduziert ist und letzendlich effektiv Schäden am Verbrennungsmotor verhindert werden.

Description

Die Erfindung betrifft die Struktur einer Zylinderlaufbuchse in einem Verbrennungsmotor, und insbesondere die Struktur der Außenumfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse, welche zum Herstellen eines Aluminium-Zylinderblocks in eine zum Gießen des Aluminium-Zylinderblocks bestimmte Gießform eingesetzt wird, der unter hohem Druck gegossen wird.

Eine Zylinderlaufbuchse eines Verbrennungsmotors dient dazu, die Bewegung eines mit einem Kolbenring versehenen Kolbens zu führen, und weist im Betrieb des Verbrennungsmotors an ihrer inneren Umfangswand eine geeignete Menge von Öl auf, um übermäßigen Verschleiß an der Zylinderlaufbuchse und am Kolben bzw. am Kolbenring zu verhindern, wodurch der Ölverbrauch reduziert wird und über eine lange Betriebsdauer Schäden am Verbrennungsmotor verhindert werden.

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblocks, bei dem eine Zylinderlaufbuchse während des Gießens eines Zylinderblocks direkt mit einem Basismaterial verschweißt wird, ist es ersichtlich, dass die Zylinderlaufbuchse und das Basismaterial sicher aneinander haften müssen. Der Grund dafür ist, dass eine Verformung der Innenbohrung der Zylinderlaufbuchse durch die Eigenspannung, die während des Gießens des Zylinderblocks hervorgerufen wird, während des Betriebs des Verbrennungsmotors selbst bei Betriebszuständen hoher Temperatur minimiert sein sollte, so dass die Zylinderlaufbuchse ihre Funktion korrekt erfüllen kann.

Durch die Erfindung wird eine Zylinderlaufbuchse für einen Verbrennungsmotor geschaffen, die fest mit dem Basismetall des Zylinderblocks verbunden ist, so dass eine Verformung der Zylinderbohrung der Zylinderlaufbuchse reduziert und dadurch der Verschleiß an der Zylinderlaufbuchse und am Kolben bzw. am Kolbenring vermindert ist, wodurch letztendlich der Ölverbrauch des Verbrennungsmotors reduziert ist und über eine lange Betriebsdauer effektiv Schäden am Verbrennungsmotor verhindert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Zylinderlaufbuchse eine Mehrzahl von Zylinderlaufbuchsen-Ansätzen auf. Die Zylinderlaufbuchsen-Ansätze stehen jeweils radial von der Außenumfangsfläche der Zylinderlaufbuchse vor und weisen an einem Teilabschnitt jeweils, wie bei einem Flaschenhals, einen schmalen Längsschnitt auf.

Die Erfindung wird anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung detaillierter beschrieben.
1 zeigt eine schematische Ansicht, in der eine erfindungsgemäße Zylinderlaufbuchse dargestellt ist.
2 zeigt eine schematische Ansicht, in der ein Zustand dargestellt ist, in dem die Zylinderlaufbuchse aus 1 in einen Zylinderblock eingegossen, d.h. integral mit diesem verbunden ist.
Wie aus 1 ersichtlich, weist eine erfindungsgemäße Zylinderlaufbuchse 1 eine Mehrzahl von Zylinderlaufbuchsen-Ansätzen 5 auf, wobei die Zylinderlaufbuchsen-Ansätze 5 jeweils radial von der Außenumfangsfläche der Zylinderlaufbuchse 1 vorstehen, und wobei jeder Zylinderlaufbuchsen-Ansatz 5 an einem Teilabschnitt seiner radialen Erstreckung, wie bei einem Flaschenhals, einen schmalen Querschnitt 3 aufweist. Erfindungsgemäß weist jeder der Zylinderlaufbuchsen-Ansätze 5 auf: einen ersten Ansatzabschnitt 7, der an der Außenumfangsfläche der Zylinderlaufbuchse 1 von dieser vorstehend ausgebildet ist und der einen sich radial nach außen hin verjüngenden Längsschnitt aufweist, einen zweiten Ansatzabschnitt 9, der am von der Zylinderlaufbuchse 1 abgewandten Ende des ersten Ansatzabschnitts 7 ausgebildet ist und sich radial nach außen hin erstreckt und der einen schmalen Längsschnitt 3 aufweist, und einen dritten Ansatzabschnitt 11, der einen rechteckigen Längsschnitt aufweist und der kopf- oder wulstartig an dem der Zylinderlaufbuchse 1 abgewandten Ende des zweiten Ansatzabschnitts 9 ausgebildet ist und quer über diesen hinaussteht.
Der jeweilige zweite Ansatzabschnitt 9 der Zylinderlaufbuchsen-Ansätze 5 ist mit einem konstanten Längsschnitt versehen. Es wird bevorzugt, dass die Länge L1, mit der die jeweiligen Zylinderlaufbuchsen-Ansätze 5 von der Zylinderlaufbuchse 1 vorstehen, 0,7 mm bis 1,0 mm beträgt, dass die Breite L2 des jeweiligen zweiten Ansatzabschnitts 9, d.h. die Abmessung in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der die jeweiligen Zylinderlaufbuchsen-Ansätze 5 von der Zylinderlaufbuchse 1 vorstehen, 0,3 mm bis 0,35 mm beträgt, dass die Breite L3 des jeweiligen dritten Ansatzabschnitts 11 0,4 mm bis 0,5 mm beträgt, und dass die Länge t, mit der der jeweilige dritte Ansatzabschnitt 11 in Radialrichtung der Zylinderlaufbuchse 1 vom jeweiligen zweiten Ansatzabschnitt 9 vorsteht, 0,1 mm bis 0,2 mm beträgt.
Wenn zum Herstellen eines Zylinderblocks 13 geschmolzenes Aluminium-Basismetall in eine Gießform gegossen wird, wobei die Zylinderlaufbuchse 1 sicher in der Gießform befestigt ist, werden Ansatz-Nuten 15, die zwischen den jeweiligen Zylinderlaufbuchsen-Ansätzen 5 ausgebildet sind, mit dem Aluminium-Basismetall gefüllt.
Wie in 2 gezeigt, ist die Zylinderlaufbuchse 1, wenn das Aluminium-Basismetall abgekühlt ist und der Zylinderblock 13 fertig geformt ist, durch die Kuppel-Verbindung zwischen dem in die Ansatz-Nuten 15 eingefüllten Aluminium und den Zylinderlaufbuchsen-Ansätzen 5 integral und fest mit dem Aluminium-Basismetall des Zylinderblocks verbunden und an diesem verankert.
Wenn die Zylinderlaufbuchse 1 in die Gießform eingesetzt ist und zum Herstellen des Zylinderblocks 13 Aluminium-Basismetall in die Gießform gegossen wird, wird auch bei dieser erfindungsgemäßen Zylinderlaufbuchse 1 wie beim Stand der Technik zwischen der Zylinderlaufbuchse 1 und dem Aluminium-Basismetall infolge des Abkühlens des Aluminium-Basismetalls eine Eigenspannung erzeugt.
Selbst wenn die Eigenspannung während des Betriebs eines Verbrennungsmotors wirkt, wird durch die widerstandsfähige Kupplungsstruktur, die durch das in die Ansatz-Nuten 15 eingegossene Aluminium-Basismetall und die Zylinderlaufbuchsen-Ansätze 5 gebildet wird, die zuvor beschriebene Eigenspannung aufgenommen, wodurch die Zylinderlaufbuchse 1 relativ zum Zylinderblock 13 fest gehalten werden kann.
Mit anderen Worten wirkt, wenn das in die Ansatz-Nuten 15 eingefüllte Aluminium-Basismetall dazu tendiert, sich aufgrund der Eigenspannung des Zylinderblocks 13 aus den Ansatz-Nuten 15, d.h. von der Zylinderlaufbuchse 1, zu lösen, der an den Zylinderlaufbuchsen-Ansätzen 5 ausgebildete, jeweilige dritte Ansatzabschnitt 11 wie ein Widerhaken oder eine Hakenklaue, wodurch dem Aluminium-Basismetall, das dazu tendiert, sich aus den Ansatz-Nuten 15 herauszulösen, eine Zugkraft entgegengebracht wird, mittels welcher das Aluminium-Basismetall in den Ansatz-Nuten 15 in einer Richtung gehalten wird, die in 1 durch die in einer Ansatz-Nut 15 dargestellten Pfeile angezeigt ist, wodurch ein Herauslösen des Aluminium-Basismetalls aus den Ansatz-Nuten 15 verhindert wird.
Selbst wenn die Eigenspannung des Zylinderblocks 13 am Kuppelbereich zwischen den Zylinderlaufbuchsen-Ansätzen 5 und dem Aluminium-Basismetall wirkt, kann für die Zylinderlaufbuchse 1, weil das in die Ansatz-Nuten 15 eingefüllte Aluminium-Basismetall daran gehindert wird, sich von der Zylinderlaufbuchse 1 zu lösen, eine präzise Position und ein Stabilzustand in Bezug auf den Zylinderblock 13 aufrechterhalten werden, wodurch eine Verformung der Zylinderlaufbuchse 1 und damit eine Verformung von deren Zylinderbohrung 17 minimiert wird.
Wenn die Verformung der Zylinderbohrung 17 minimiert ist, ist der Verschleiß der Zylinderlaufbuchse und des Kolbens bzw. des Kolbenrings reduziert, wodurch letztendlich der Ölverbrauch des Verbrennungsmotors reduziert ist und während einer langen Betriebsdauer effektiv Schäden am Verbrennungsmotor verhindert werden.
Wie aus dem Vorhergehenden ersichtlich, hat die hierin beschriebene, erfindungsgemäße Zylinderlaufbuchse einen Vorteil darin, dass die Zylinderlaufbuchse präzise im Zylinderblock positioniert werden kann und sicher in einem Stabilzustand im Zylinderblock gehalten werden kann, so dass eine Verformung der Zylinderbohrung der Zylinderlaufbuchse minimiert ist, der Verschleiß der Zylinderlaufbuchse und des Kolbens bzw. des Kolbenrings reduziert ist und letztendlich der Ölverbrauch des Verbrennungsmotors begrenzt ist und effektiv Schäden am Verbrennungsmotor verhindert werden.
Gegebenenfalls können, wie aus 1 ersichtlich, kürzere Zylinderlaufbuchsen-Ansätze 5 mit längeren Zylinderlaufbuchsen-Ansätzen 5 abwechseln. Die Zylinderlaufbuchsen-Ansätze 5 können rippenartig entlang von Mantellinien der Zylinderlaufbuchse 1 verlaufen. Es ist auch möglich, die Zylinderlaufbuchsen-Ansätze 5 insgesamt pilzförmig zu gestalten.

Claims

Zylinderlaufbuchse mit einer Mehrzahl von Zylinderlaufbuchsen-Ansätzen (5), wobei die Zylinderlaufbuchsen-Ansätze (5) jeweils radial von der Außenfläche der Zylinderlaufbuchse (1) vorstehen, und wobei die Zylinderlaufbuchsen-Ansätze (5) jeweils an einem Teilabschnitt einen schmalen Längsschnitt (3) aufweisen.
Zylinderlaufbuchse gemäß Anspruch 1, wobei die Zylinderlaufbuchsen-Ansätze (5) jeweils aufweisen: einen ersten Ansatzabschnitt (7), der von der Außenfläche der Zylinderlaufbuchse (1) vorsteht und der einen sich verjüngenden Längsschnitt aufweist, einen zweiten Ansatzabschnitt (9), der sich vom ersten Ansatzabschnitt (7) erstreckt und der den schmalen Längsschnitt (3) aufweist, und einen dritten Ansatzabschnitt (11), der einen rechteckigen Längsschnitt aufweist und der wulstartig über den zweiten Ansatzabschnitt (9) hinaus vorsteht.
Zylinderlaufbuchse gemäß Anspruch 2, wobei der jeweilige zweite Ansatzabschnitt (9) derart ausgebildet ist, dass er entlang der Richtung, in der der jeweilige Zylinderlaufbuchsen-Ansatz (5) vorsteht, eine gleichbleibende Längsschnittsabmessung aufweist.
Zylinderlaufbuchse gemäß Anspruch 3, wobei die Länge (L1), um welche die jeweiligen Zylinderlaufbuchsen-Ansätze (5) vorstehen, 0,7 mm bis 1,0 mm beträgt, die Breite (L2) des jeweiligen zweiten Ansatzabschnitts (9) senkrecht zur Richtung, in der die jeweiligen Zylinderlaufbuchsen-Ansätze (5) vorstehen, 0,3 mm bis 0,35 mm beträgt, die Breite (L3) des jeweiligen dritten Ansatzabschnitts (11) senkrecht zur Richtung, in der die jeweiligen Zylinderlaufbuchsen-Ansätze (5) vorstehen, 0,4 mm bis 0,5 mm beträgt, und die Höhe (t), um welche die jeweiligen dritten Ansatzabschnitte (11) von den zweiten Ansatzabschnitten (9) abstehen, 0,1 mm bis 0,2 mm beträgt.