Die Erfindung betrifft einen durch Wärme beaufschlagten Teil einer Kolbenbrennkraftmaschine mit Kühlung durch eine Mehrzahl in einer Strömung einer Kühlflüssigkeit geschalteter Kühlbohrungen.
Eine Kühlung von durch Wärme beaufschlagten Teilen von Kolbenbrennkraftmaschinen mit der Hilfe von Kühlbohrungen ist bereits aus der schweizerischen Patentschrift 210 886 bekannt. Nach diesem Patent können z.B. Zylinderbüchsen oder Zylinderköpfe an den am meisten, mechanisch und durch Wärmespannungen beanspruchten Teilen mit Kühibohrungen versehen werden, die möglichst nahe an der Wand angeordnet sind, die durch Wärme beaufschlagt wird. So ist es bekannt, in der Wand von Zylinderbüchsen an ihrem an den Zylinderkopf anschhessenden Ende Kühlbohrungen auszubilden, die an einen Verteilkanal und an einen Sammelkanal für die Kühlflüssigkeit parallel zueinander angeschlossen sind.
Nun ist es auf fertigungstechnischen Gründen in den meisten Fällen nicht möglich, den Durchmesser der Kühibohrungen kleiner als einen bestimmten Grenzwert auszubilden. Dadurch ergeben sich in vielen Fällen, insbesondere bei einer Parallelschaltung der Kühlbohrungen in der Strömung des Kühlmittels, verhältnismässig niedrige Strömungsgeschwindigkeiten des Kühlmittels in den Kühlbohrungen, so dass die Gefahr von Ablagerungen von Verunreinigungen aus dem Kühlmittel entsteht. Ausserdem besteht die Gefahr einer un gleichmässigen Verteilung des Kühlmittelstromes auf die einzelnen Kühlbohrungen, was zu einer ungleichmässigen Kühlung des betreffenden Teiles, z.B. einer Zylinderbüchse, führen könnte.
Die Erfindung hat die Schaffung eines Teiles zum Ziel, bei welchem die genannten Nachteile vermieden werden und eine gleichmässige Kühlung einer durch Wärme beaufschlagten Wand ohne die Gefahr von Ablagerungen und mit einer Verbesserung des Wärmeüberganges in das Kühlmittel möglich ist.
Der erfindungsgemässe Teil, durch welchen dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass in den Kühlbohrungen Führungskörper zur Führung der Strömung der Kühlflüssigkeit entlang der Wände der Kühlbohrungen angeordnet sind.
Durch den Führungskörper kann der Strömungsquerschnitt verkleinert und/oder die Länge des Strömungspfades der Kühlflüssigkeit vergrössert werden.
Dadurch wird in beiden Fällen gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit und der Strö mungswiderstand der einzelnen Kühlbohrungen vergrössert. Das führt einerseits zu einer Verbesserung des Wärmeüberganges zwischen Ider Wand der Kühlbohrung und der Kühlflüssigkeit und zur Verminderung der Gefahr der Bildung von Ablagerungen und andererseits bei einer Parallelschaltung zu einer Vergleichmässigung der Aufteilung der Strömung der Kühlflüssigkeit auf die einzelnen Kühlbohrungen.
Nach der einfachsten Ausführungsform kann der Führungskörper ein koaxial mit der Bohrung angeordneter Körper mit rundem Querschnitt sein, der mit der Wand der Kühl'bohrung einen ringförmigen Strömungskanal 'bildet. Bei dieser Atusführungsform können die Führungskörper einfache Zu schnitte von stabförmigem Material sein, die auf eine geeignete Weise, z.B. durch quer zur ihrer Achse verlaufende Stifte, in Iden Kühl bohrungen zentriert und befestigt sind.
Es ist jedoch auch möglich, den Führungskörper mit schraubenlinienformtigen Kanälen für die Kühlflüs sigkeit auszubilden, wobei sie entweder aus flachem, stabförmigem Material bestehen können, das schrauben llinienförmig um seine Längsachse verdreht ist oder einen zylindrischen Kern mit mindestens einer schraubenlinienförmigen Rippe aufweisen können. Auf diese Weise wird neben einer Verengung des Querschnittes, die insbesondere im letzteren uFall ausgeprägt ist, noch eine Verlängerung des Strömungspfades des Kühlmittels entlang des Führungskörpers erzielt.
Eine besonders ein fache und wirksame Austührungsform wird dadurch erhalten, dass eine runde Stange, die den Kern bildet, mit einer Wicklung aus einem schranbenlinienförmig gewundenen Draht mit ebenfalls rundem Querschnitt versehen wird. Eine derartige Ausführungsform des Führungskörpers hat zudem den Vorteil, dass sie eine mlirrimtale Auflagefläche an der Wand der Bohrung, theoretisch eine Linienberührung, aufweist und damit einen bestmöglichen Zutritt der Kühlflüssigkeit zur Wand der Bohrung gestattet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt eines Zylinders einer Kol benbrennkraftmaschine mit Bohrungskühlung der Zylinderbüchse, die
Fig. 2-5 Details der Kühlbohrungen mit Führungs- körpern aus der Fig. 1 in grösserem Massstab und die
Fig. 6-9 die Schnitte VI-IX aus den Fig. 2 bis 5.
In der Fig. 1 ist ein Teil' eines Zylinderblocks 1 dargestellt, in welchem sich eine Zylinderbüchse 2 befindet. Die Bolhrung Sder Zylinderbüchse 2 ist durch einen Zylinderkopf 3 verschlossen. In der Bohrung der Zylinderbüchse 2 ist ein Kolben 4 beweglich.
Das dem Zylinderkopf zugewandte Ende der Zylinderbüchse ist mit Kühlbohrungen 5 versehen, denen Kühlflüssigkeit aus einem Kühlraum 6 zugeführt wird, der sich zwischen dem Zylinderblock 1 und der Zylin derbüchse 2 befindet. An die oberen Enden der Kühlbohrungen 5 schliessen sich radiale Anschlussbohrungen 7 an, die nach aussen in einen Sammelkanal 8 eines Sammelringes 9 führen. Dem Sammeiring 9 wird die Kühlflüssigkeit durch Verbindungsrohre 9' entnommen, welche sie in den Zylinderkopf 3 leiten.
In den Kühlbohrungen 5 sind Führungskörper 10 angeordnet (siehe auch Fig. 2 und 6), die die Form einer Stange mit rundem Querschnitt haben, so dass zwischen der Bohrung 5 und dem Führungskörper 10 ein ringförmiger Strömungskanal 11 entsteht. Die Zentrierung des Führungskörpers 10 in Ider Kühlbohrung 5 kann z.B. durch radiale Stifte 12 erfolgen, die durch Bohrungen des Verdrängungskörpers durchgeführt sind und sich gegen die Wand der Kühlbohrung 5 abstützen.
Nach den Fig. 3 und 7 ist in jeder Kühlbohrung 5 ein Führungskörper 20 eingelegt, der die Form eines schraubenlinienförmig um seine Längsachse verdrehten 'Stückes von flacheren, stabförmigem Material hat. Der Führungskörper 20 bewirkt e'inerseits eine Verengung des Strömungsquerschnittes der Bohrung 5, hauptsächlich jedoch eine Verlängerung des Strömungspfades der Kühlflüssigkeit. Dadurch wird in der bereits erwäha- ten Weise einerseits die Strömungsgeschwindigkeit der Kühl'flüssigkeit, andererseits der Strömungswiderstand der einzelnen Bohrungen 5 erhöht
Die Fig.
4 und 8 zeigen einen Führungskörper, der eine Kombination der Merkmale der Ausführungsfor- men nach den Fig. 2, 6 und 3, 7 aufweist. Nach den Fig. 4 und 8 ist in Ider Bohrung 5 ein Führungskörper 30 angeordnet, der einen zylindrischen, zentralen Teil 31 mit schrauberdlinienförmigen Rippen 32 aufweist.
Bei dieser Ausführungsform' wird die Verlängerung des Strömungspfades nach den Fig. 4 und 5 mit der Verengung des Strömtungsquerschnittes nach den Fig. 2 und 3 kombiniert.
Die Fig. 5 und 9 zeigen schliesslich eine Ausführungsform des Führungskörpers, welche die gleiche Wir kung wie die Ausführungsform nach den Fig. 4 und 8 hat, jedoch leichter herstellbar ist und sim Betrieb gewisse Vorteile aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist in Ider Bohrung 5 ein tFührungskörper 40 mit einem zy lindrischen Teil 41 angeordnet, um welchen schraubenlinienförmig ein runder Draht 42 gewickelt ist. Der Draht 42 kann auf eine beliebige Weise, z.B. durch Lötstellen, mit dem zentralen Teil 41 verbunden sein.
Er kann jedoch auch nur frei in der Bohrung 5 eingelegt sein und den zentralen Teil 41 umschliessen.
Obwohl für gdie Herstellung der VerdTängungskör- per in erster Linie an metallische Stangen bzw. Stäbe gedacht ist, ist es in gewissen Fällen ohne weiteres mög lich, auch solche aus nichtmetallischen Materialien, wie z.B. aus Kunststoffen, zu verwenden.