<Desc/Clms Page number 1>
Vorkammereinsatz für Einspritzbrennkraftmaschinen
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
Im Sinne dieser Erfahrung ist die Erfindung in erster Linie auf eine Verbesserung der Wärmeableitung von der Vorkammerspitze zu den übrigen Vorkammerteilen gerichtet, von wo aus der weitere Abtransport der Wärme an die Wandungen des Zylinderkopfes im allgemeinen keine konstruktiven Probleme mehr bietet. Die Vorkammerspitze ist nach der Erfindung mit einem zylindrischen oder leicht konischen Fortsatz in die den Übergang des Hohlraumes des Vorkammereinsatzes gegen die Vorkammerspitze bildende Bohrung eingesetzt und mit dem Oberteil, z. B. durch Schrumpfen und nachträgliches Bördeln oder Stauchen des über die Bohrung hinausreichenden oberen Endes des Fortsatzes gut wärmeleitend verbunden.
Die Bohrung des Vorkammereinsatzes ist-wie dies in ähnlicher Weise bereits bei einer der vorgenannten bekannten Ausbildungen der Fall ist-zweckmässig gegen den Hohlraum des Vorkammereinsatzes stufenförmigabge- setzt. Durch diese Ausbildung wird gegenüber den früheren Vorschlägen, die auch die Verbindung der Teile des Einsatzes mit der Vorkammerspitze durch Gewinde vorsahen, eine erhebliche Vereinfachung erzielt, wobei überdies noch die Nachteile einer Verbindung bloss durch Stumpfschweissen vermieden werden. Durch die Grösse der Berührungsfläche und die Qualität der Berührung der miteinander verbundenen Teile ist die erfindungsgemässe Verbindung allen in diesem Zusammenhang bisher bekannten Verbindungsarten hinsichtlich des Wärmeüberganges weit überlegen.
Zumindest im gleichen Ausmass ist aber auch die mechanische
Verbindung zwischen den Teilen sichergestellt.
Bei der erfindungsgemässen Ausbildung kann der Vorkammereinsatz auf einfache Weise den jeweiligen Anforderungen hinsichtlich des Wärme fluss es, der Wärmeausdehnung und der Festigkeitseigenschaften angepasst werden. Wärmespannungen im Einsatz selbst können durch geeignete Kombination der Werkstoffe schrittweise abgebaut werden. Die Werkstoffe der einzelnen Teile des Vorkammereinsatzes können dabei jeweils so gewählt werden, dass die Vorkammerspitze den auftretenden extremen thermischen Belastungen vollkommen gewachsen ist und der thermisch weniger beanspruchte Oberteil des Vorkammereinsatzes für eine ausreichende Wärmeableitung gegen die ihn umschliessenden Teile des Zylinderkopfes sorgt.
Der Oberteil kann zweckmässig aus einem Werkstoff mit dem Zylinderkopf angepasster Wärmeausdehnung bestehen, wodurch auch ein Lockerwerden des Vorkammereinsatzes im Zylinderkopf vermieden wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann mindestens einer der Teile des Vorkammereinsatzes aus Sintermaterial bestehen, wobei gegebenenfalls die Verbindung der Teile in der Sinterform erfolgt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, diese Verbindung auf andere Weise herzustellen. Insbesondere wenn le- diglich der Oberteil des Vorkammereinsatzes aus Sintermaterial besteht, kann die aus anderem Werkstoff hergestellte Vorkammerspitze auch durch Schrumpfen und nachträgliches Bördeln mit dem Oberteil verbunden sein. Bei der Verwendung von Sintermaterial ergeben sich weitere Möglichkeiten, den einzelnen Teilen des Vorkammereinsatzes die gewünschten Eigenschaften und Formen zu geben.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können schliesslich die Teile des Vorkammereinsatzes an ihren Berührungsflächen mittels einer zur Verbesserung des Wärmeüberganges zwischen den Teilen des Vorkammereinsatzes dienenden dünnen Lotschicht metallisch verbunden sein. Das Aufbringen der Lotschicht geschieht dabei z. B. durch Galvanisieren, Metallspritzen od. dgl.
Die Lotschicht hat hiebei keine Befestigungsfunktion zu erfüllen, zu der sie bei den auftretenden Kräften und Temperaturen auch gar nicht ge- eignet wäre, sondern sie dient zum Verbessern des Wärmeüberganges zwischen den benachbarten Flächen der Teile des Einsatzes, wobei von den ausgezeichneten Wärmeleitungseigenschaften des Lotes und von seiner Bildsamkeit Gebrauch gemacht wird, um allfällige mikroskopische Hohlräume in der Berührungsfläche zwischen Vorkammerspitze und dem übrigen Vorkammereinsatz, die trotz des Schrumpfens sowie trotz des Bördeln oder Stauchens bestehen blieben, auszufüllen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt dargestellt.
Der Vorkammereinsatz besteht aus einem Oberteil 1 und einer Vorkammerspitze 2, die mittels eines zylindrischen Fortsatzes 3 in eine Bohrung des Oberteiles 1 eingesetzt ist. Der Oberteil 1 sitzt längs der Flächen 3 und 4 wärmeleitend im Zylinderkopf und besteht aus einem zunderfesten Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit und einer Wärmeausdehnung, die zweckmässig jener des Zylinderkopfes annähernd entspricht, während die Vorkammerspitze 2 aus einem Werkstoff hoher Hitzebeständigkeit, z. B. Nimonic, hergestellt ist.
Die Vorkammerspitze 2 enthält die Ausblaskanäle 6, die die Vorkammer 7 mit dem Zylinderraum verbinden. Um trotz der für die Wärmeableitung von der Vorkammerspitze 2 gegen den Oberteil 1 und somit gegen den Zylinderkopf vorgesehenen grossen Materialstärke der Vorkammerspitze 2 die Ausblaskanäle 6 zur Verminderung der Drosselverluste kurz genug ausführen zu können, münden die Kanäle 6 in trichterförmige Ansenkungen oder Anfräsungen 8 an der Aussenseite der Vorkammerspitze 2. Die thermisch höchst beanspruchten Teile des Vorkammereinsatzes, nämlich die Ränder der Anfräsungen 8 und die Stirnfläche 9, bestehen somit aus besonders hitzebeständigem Werkstoff.
<Desc/Clms Page number 3>
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der vom Oberteil 1 umschlossene, die Vorkammer 7 bildende Hohlraum gegen die Vorkammerspitze 2 zu abgesetzt und geht in eine Bohrung mit kleinerem Durchmesser über, in welcher die Vorkammerspitze 2 mit ihrem zylindrischen Fortsatz 3 eingesetzt ist. Die Verbindung zwischen dem Oberteil 1 und dem Fortsatz 3 der Vorkammerspitze ist dabei durch Schrumpfen und nachträgliches Bördeln des über die Bohrung hinausreichenden oberen Endes 10 des Fortsatzes 3 hergestellt. In der Zeichnung ist das obere Ende 10 des Fortsatzes 3 vor dem Bördeln mit strichpunktierten Linien angedeutet. Das Bördeln kann mit Hilfe eines nicht gezeichneten Pressstempels in in kaltem oder schmiedewarmem Zustand erfolgen.
An Stelle des gezeichneten allmählichen Überganges zwischen dem vom Oberteil 1 umschlossenen, die Vorkammer 7 bildenden Hohlraum und der den zylindrischen Fortsatz 3 der Vorkammerspitze 2 aufnehmenden Bohrung kann auch ein stufenförmiger Absatz oder eine kegelig verlaufende Übergangsfläche zur Abstützung des gebördelten oberen Endes 10 des Fortsatzes 3 vorgesehen sein. Wie bereits ausgeführt wurde, kann die Verbindung der beiden Teile ebenso auch auf eine andere Weise erfolgen ; wesentlich dabei ist, dass zwischen den einander berührenden Flächen ein guter Wärmeübergang gewährleistet ist und an jeder wichtigen Stelle des Kammereinsatzes eine dem Zylinderkopf angepasste Wärmeausdehnung bei entsprechender Hitzebeständigkeit verwirklicht werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorkammereinsatz für Brennkraftmaschinen, bestehend aus mindestens einem die Vorkammerspitze mit den Ausb1askanälenentha1tenden Teil aus einem Werkstoff hoher Hitzebeständigkeit, und einem Oberteil aus einem Werkstoff guter Wärmeleitfähigkeit, wobei der vom Oberteil umschlossene und die Vorkammer bildende Hohlraum gegen die Vorkammerspitze zu vorzugsweise unter Bildung eines stufenförmigen Absatzes der Innenfläche des Oberteiles in eine Bohrung mit kleinerem Durchmesser Ubergeht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammerspitze mit einem zylindrischen oder leicht konischen Fortsatz (3) in die den Übergang des Hohlraumes (7) des Vorkammereinsatzes gegen die Vorkammerspitze (2) bildende Bohrung eingesetzt und mit dem Oberteil (i), z.
B. durch Schrumpfen und nachträgliches Bördeln oder Stauchen des über die Bohrung hinausreichenden oberen Endes (10) des Fortsatzes, gut wärmeleitend verbunden ist.