Anordnung zur Flüssigkeitskühlung des Kolbens einer Kolbenbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Flüs- sigkeitskühlung des Kolbens einer Kolbenbrennkraft maschine mit gegen das Kurbelgehäuse abgedich teter Kammer, in welche im Kolben befestigte Lauf rohre eingeführt sind, von denen eines mit einem in der Kammer befestigten Einspritzrohr für die Zufuhr des iKühlmittels versehen ist und das andere der Ableitung des Kühlmittels dient.
Bei den bekannten Anordnungen dieser Art, die sich im wesentlichen bewährt haben., bestehen ge wisse Schwierigkeiten mit der Abdichtung der Lauf rohre gegenüber der Kammer bzw. dem Innenraum der Maschine. Es kann nach längerem Betrieb vor kommen, dass Wasser aus dem Inneren des Lauf rohres und der Kammer in den Innenraum des Mo tors, z. B. den Kurbelraum, gelangt, was nachteilige Auswirkungen auf den .Motor hat.
Die Erfindung erstrebt eine Ausbildung einer Kühlanordnung der erwähnten Art, bei welcher der Austritt von. Wasser in den Innenraum des Motors verunmöglicht wird, wodurch eine bedeutende Ver besserung der an sich bewährten Kühlanordnung erzielt wird.
Die erfindungsgemässe Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Laufrohr für die Ableitung des Kühlmittels ein in der Kammer befestigtes, mit einer besonderen Ab11'ussleitung versehenes Ablauf rohr angeordnet ist.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeich nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispie les erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Teilschnitt eines Motors mit der erfindungsgemässen Flüssigkeitskühlung, Fig.2 in vergrössertem Massstab einen Schnitt des Kolbens der Kühlanordnung, Blickrichtung A in Fig. 1, Fig. 3 das Ende des Ablaufrohres aus Fig. 2 in weiter vergrössertem Massstab, Fig.4 das Ende des Einspritzrohres, aus Fig.2 im gleichen Massstab wie Fig. 3.
Der in Fig.l abgebildete Motor weist einen Zylinder 1, einen Kolben 2 mit einem Hohlraum 3, eine Kolbenstange 4 mit Kreuzkopf 5 sowie ein Kurbelgehäuse 6 auf. Zwischen dem Zylinder 1 und dem Kurbelgehäuse 6 befindet sich ein Luftraum 7, welcher durch eine Trennwand 8 vom Kurbelgehäuse getrennt ist. Die Kolbenkühlung erfolgt mit Hilfe von Laufrohren 9, 10, die gleichen Durchmesser haben können, von denen in dieser Ansicht nur eines sichtbar ist.
Die Laufrohre 9, 10 führen durch eine Dichtung 11 in eine im Kurbelgehäuse 5 dich tend befestigte Kammer 12, welche mit einer Rohr leitung 13 für die Zufuhr des Kühlmittels, in diesem Falle Wasser, und mit Rohrleitungen 14, 15 für den Rücklauf des Kühlmittels versehen ist. Die Rohr leitungen 14, 15 sind mit Schaugläsern 16, 17 ver sehen.
Die Fig. 2, welche einen vergrösserten Ausschnitt des Motors nach Fig. 1 in Blickrichtung A dar stellt, zeigt den Kolben. 2 mit den Laufrohren 9, 10, der Dichtung 11, der Trennwand 8 und der Kammer 12. Im Laufrohr 9 für die Zufuhr des Kühlmittels ist ein Einspritzrohr 20 angeordnet, das mit einem Anschluss an die Rohrleitung 13 versehen ist. Die Kammer 12 selbst ist an die Rohrleitung 15 ange schlossen. Im Laufrohr 10 für die Ableitung des Kühlmittels ist erfindungsgemäss ein Ablaufrohr 21 angeordnet, das an die Rohrleitung 14 (Fig. 1) an geschlossen ist.
Die Kammer 12 ist durch ein Rohr 22 mit dem Luftraum ausserhalb des Motors ver bunden.
In Fig. 3 ist in vergrössertem Massstab das Ende des Ablaufrohres 21 aus Fig. 2 dargestellt. Die Ein- trittsöffnung des Ablaufrohres weist einen Durch messer D auf, der nur um ein geringes Mass kleiner ist als der innere Durchmesser L des Laufrohres 10. Das Ablaufrohr 21 ist in der Nähe seines Endes mit einer Führungsbüchse 23 versehen, welche als Führung des Endes des Ablaufrohres im Laufrohr 7 dient und gleichzeitig in gewissem Masse den Zwi schenraum zwischen Ablaufrohr 21 und Laufrohr 10 verschliesst. Die Büchse 23 ist aus Material mit guten Laufeigenschaften, vorzugsweise aus Kunst stoff, hergestellt.
Wegen der grossen Elastizität von Kunststoff ist dabei, wie gezeichnet, eine Ausführung möglich, bei welcher die ganze Büchse 23 aus einem Stück besteht, mit einem Längsschlitz 24 versehen ist und in einer Ausnehmung 25 im Ablaufrohr ge lagert ist. Die Anbringung der Büchse 23 erfolgt da bei durch Ausdehnung des Schlitzes 24 über den Durchmesser der Ausnehmung 25, Überziehen der Büchse über diesen Durchmesser, worauf die Büchse in ihre ursprüngliche Form zurückgeführt wird.
In Fig. 4 ist im gleichen Massstab das Ende des Spritzrohres 20 dargestellt. Dieses ist mit einer ein geschraubten Düse 30 versehen, deren Austritts öffnung den Durchmesser d hat. Das Einspritzrohr ist ähnlich wie das Ablaufrohr 22 mit Hilfe einer Büchse 31 im Laufrohr 7 geführt. Die Büchse 31 kann in diesem Falle jedoch umgeschlitzt sein.
Während des Betriebes spritzt ein Strahl von durch die Rohrleitung 13 zugeführtem Wasser aus der Düse 30 durch das Laufrohr 9 gegen den Boden des Kolbens 2. Das auf diese Weise in den Hohl raum 3 des Kolbens eingeführte Wasser planscht während der Kolbenbewegung im Hohlraum 3 auf und ab. Ein Teil des planschenden Wassers wird fortlaufend durch -das Laufrohr 10 abgeführt, wobei ein Grossteil dieses abgeführten Wassers in das Ab- Iaufrohr 21 gelangt und aus diesem durch die Rohr leitung 12 geführt wird. Nur ein kleiner Teil des Wassers strömt entlang der Wand des Laufrohres 10 zwischen diesem und der Büchse 23 hindurch und gelangt in den unteren Teil der Kammer 10, von wo dieses durch die Rohrleitung 15 abgeleitet wird.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung eines besonderen Ablaufrohres, welches den Grossteil des aus dem Kolben überlaufenden Wassers direkt der Rohrleitung 14 zuführt, wird eine grössere Ansamm lung von Wasser und die Bildung eines Wasser spiegels im unteren Teil der Kammer 12 vermieden. Es kann daher durch die Bewegung der Laufrohre kein Zerspritzen von Wasser in der Kammer 12 ent stehen, welches bei der bisherigen Ausführung nach einem Nachlassen der Dichtwirkung der Dichtungen 11 .die Gefahr von. Wasseraustritt aus der letzteren zur Folge hat. Es wird somit durch die erfindungs gemässe Ausbildung der Kühlanordnung unter allen Umständen jeglicher Austritt von Wasser in den Innenraum des Motors vermieden.
Zur einwandfreien Funktion der erfindungsge mässen Anordnung ist es erforderlich, dass der Ein trittsquerschnitt (Durchmesser D) des Ablaufrohres 21 nur um ein geringes Mass kleiner ist als der innere Querschnitt des Laufrohres 10. Auch muss dieser Eintrittsquerschnitt mindestens doppelt so gross sein wie der Austrittsquerschnitt (Durchmesser d) des Spritzrohres. In der Praxis wird der Querschnitt des Ablaufrohres aus Sicherheitsgründen jedoch viel grösser gemacht und beträgt z. B. das Vier- bis Achtfache des Austrittsquerschnittes des Spritzroh res.
Es versteht sich, dass die beiden Laufrohre 9, 10, die im dargestellten Beispiel in eine gemeinsame Kammer 10 führen, auch getrennte Kammern, von denen jedem der Rohre eine zugeordnet ist, auf weisen können. In diesem Falle müsste jede der Kammern eine eigene Ableitung 15 aufweisen.
Arrangement for liquid cooling of the piston of a piston internal combustion engine The invention relates to an arrangement for liquid cooling of the piston of a piston internal combustion engine with a chamber sealed against the crankcase, into which barrel tubes fixed in the piston are inserted, one of which has an injection tube fixed in the chamber the supply of the coolant is provided and the other serves to discharge the coolant.
In the known arrangements of this type, which have essentially proven. There are ge certain difficulties with the sealing of the barrel pipes against the chamber or the interior of the machine. It can happen after prolonged operation that water from the interior of the barrel and the chamber in the interior of the Mo sector, for. B. the crankcase, which has a detrimental effect on the .Motor.
The invention seeks to provide a cooling arrangement of the type mentioned, in which the exit of. Water is made impossible in the interior of the engine, whereby a significant improvement in the proven cooling arrangement is achieved.
The arrangement according to the invention is characterized in that an outlet pipe, which is fastened in the chamber and provided with a special outlet line, is arranged in the running pipe for the discharge of the coolant.
The invention is explained using a Ausführungsbeispie les shown schematically in the drawing voltage.
1 shows a partial section of a motor with the liquid cooling according to the invention, FIG. 2 on an enlarged scale a section of the piston of the cooling arrangement, viewing direction A in FIG. 1, FIG. 3 the end of the drain pipe from FIG. 2 on a further enlarged scale , FIG. 4 the end of the injection tube, from FIG. 2 on the same scale as FIG. 3.
The engine shown in Fig.l has a cylinder 1, a piston 2 with a cavity 3, a piston rod 4 with a cross head 5 and a crankcase 6. Between the cylinder 1 and the crankcase 6 there is an air space 7 which is separated from the crankcase by a partition 8. The piston is cooled with the aid of running tubes 9, 10, which can have the same diameter, only one of which is visible in this view.
The running pipes 9, 10 lead through a seal 11 in a crankcase 5 you tend attached chamber 12, which is provided with a pipe line 13 for the supply of coolant, in this case water, and pipes 14, 15 for the return of the coolant is. The pipe lines 14, 15 are seen with sight glasses 16, 17 ver.
FIG. 2, which shows an enlarged section of the engine according to FIG. 1 in viewing direction A, shows the piston. 2 with the running pipes 9, 10, the seal 11, the partition 8 and the chamber 12. An injection pipe 20, which is provided with a connection to the pipeline 13, is arranged in the running pipe 9 for the supply of the coolant. The chamber 12 itself is connected to the pipeline 15 is. In the running pipe 10 for the discharge of the coolant, a drain pipe 21 is arranged according to the invention, which is closed to the pipe 14 (Fig. 1).
The chamber 12 is connected by a pipe 22 with the air space outside the engine.
In FIG. 3, the end of the drain pipe 21 from FIG. 2 is shown on an enlarged scale. The inlet opening of the drain pipe has a diameter D which is only slightly smaller than the inner diameter L of the running pipe 10. The drain pipe 21 is provided near its end with a guide bush 23, which serves as a guide for the end the drain pipe in the running pipe 7 is used and at the same time to a certain extent the inter mediate space between the drain pipe 21 and running pipe 10 closes. The sleeve 23 is made of material with good running properties, preferably made of plastic.
Because of the great elasticity of plastic, an embodiment is possible, as shown, in which the whole sleeve 23 consists of one piece, is provided with a longitudinal slot 24 and ge is superimposed in a recess 25 in the drain pipe. The attachment of the sleeve 23 takes place there by expanding the slot 24 over the diameter of the recess 25, coating the sleeve over this diameter, whereupon the sleeve is returned to its original shape.
In Fig. 4 the end of the spray tube 20 is shown on the same scale. This is provided with a screwed nozzle 30 whose outlet opening has the diameter d. Similar to the drain pipe 22, the injection pipe is guided in the running pipe 7 with the aid of a bush 31. The sleeve 31 can, however, be slotted around in this case.
During operation, a jet of water supplied through the pipeline 13 splashes out of the nozzle 30 through the barrel 9 against the bottom of the piston 2. The water introduced in this way into the cavity 3 of the piston splashes up during the piston movement in the cavity 3 and from. A part of the splashing water is continuously discharged through the running pipe 10, with a large part of this discharged water reaching the discharge pipe 21 and from there being guided through the pipe 12. Only a small part of the water flows along the wall of the running pipe 10 between the latter and the bush 23 and reaches the lower part of the chamber 10, from where it is diverted through the pipeline 15.
The inventive arrangement of a special drain pipe, which supplies the majority of the water overflowing from the piston directly to the pipe 14, a greater accumulation of water and the formation of a water level in the lower part of the chamber 12 is avoided. There can therefore be no splashing of water in the chamber 12 as a result of the movement of the running pipes, which in the previous version, after a decrease in the sealing effect of the seals 11. Water leakage from the latter. It is thus avoided under all circumstances any leakage of water into the interior of the engine by the fiction, contemporary design of the cooling arrangement.
In order for the arrangement according to the invention to function properly, the inlet cross-section (diameter D) of the drain pipe 21 is only slightly smaller than the inner cross-section of the running pipe 10. This inlet cross-section must also be at least twice as large as the outlet cross-section ( Diameter d) of the spray tube. In practice, however, the cross section of the drain pipe is made much larger for safety reasons and is z. B. four to eight times the outlet cross-section of the Spritzroh res.
It goes without saying that the two running tubes 9, 10, which in the example shown lead into a common chamber 10, can also have separate chambers, one of which is assigned to each of the tubes. In this case, each of the chambers would have to have its own discharge 15.