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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0030035 , eingereicht am 14. März 2014, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mitaufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen einen Motorblock (z.B. einen Zylinderblock) und insbesondere einen Motorblock, welcher in der Lage ist die Kühlleistung und die Kraftstoffeffizienz eines Motors (z.B. eines Verbrennungsmotors) mittels Formens einer Wärmesenke in einem (Kühl-)Wassermantel, welcher innerhalb des Motorblocks bereitgestellt ist, zu verbessern.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Ein Fahrzeugverbrennungsmotor ist überall auf der Welt darauf ausgerichtet eine Kraftstoffeffizienz und eine Leistung mittels Erhöhens einer Kühleffizienz eines Kühlsystems davon zu verbessern. In einem Fall des Erhöhens einer Ausgabe(menge) einer (Kühl-)Wasserpumpe oder einer Kühlwassermenge, um die Kühleffizienz zu verbessern, ist ein Problem dahingehend vorhanden, dass die Kraftstoffeffizienz des Verbrennungsmotors verschlechtert ist, da ein Antriebsdrehmoment erhöht ist und eine zusätzliche Last (z.B. eine Antriebsbelastung) auf den Verbrennungsmotor aufgebracht ist. Andererseits ist in einem Fall des Absenkens der Ausgabe(menge) der (Kühl-)Wasserpumpe oder der Kühlwassermenge, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, ein Problem dahingehend vorhanden, dass die Kühlleistung des Verbrennungsmotors verschlechtert ist.
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Ein HPDC (Druckguss, z.B. ein Kokillen-Druckguss), welcher ein Verfahren des Herstellens eines typischen/herkömmlichen Motorblocks (z.B. eines Zylinderblocks) ist, hat eine Schwierigkeit beim Herstellen eines Motorblocks, der unterschiedliche, gemischte Materialien aufweist, unter Verwendung eines (Gieß-)Kerns aufgrund der Art, mit welcher Hochdruck an/in einer Gussform während des Gießens des Motorblocks angewendet wird. Wenn jedoch ein Salz(gieß)kern (bzw. ein (Festkörper-)Gusskern aus Salz) bei dem / im HPDC angewendet wird, ist es zu erwarten, dass der Motorblock, welcher unterschiedliche, gemischte Materialien aufweist, hergestellt wird (bzw. werden kann).
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Die in diesem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung“ offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollen nicht als eine Bestätigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der dem Fachmann schon bekannt ist.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet einen (Verbrennungs-)Motorblock (z.B. einen Zylinderblock) bereitzustellen, welcher in der Lage ist gleichzeitig eine Kühleffizienz und eine Kraftstoffeffizienz mittels zusätzlichen Formens/Bildens (z.B. zumindest) einer (z.B. einzelnen) Wärmesenke in einem Kühlwassermantel zu verbessern.
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Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung können mittels der folgenden Beschreibung verstanden werden und werden deutlich mit Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Ebenfalls ist es für den Fachmann, welchen die vorliegende Erfindung betrifft, klar, dass die Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung mittels der Vorrichtung, wie sie (hier) beansprucht ist und Kombinationen davon, realisiert werden können.
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In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen Motorblock (z.B. einen Zylinderblock), welcher einen Kühlwassermantel aufweist zum Halten eines Verbrennungsmotors auf/bei einer angemessenen Temperatur während eines Betriebs davon, eine Mehrzahl von Zylindern (z.B. Kolbenlaufbuchsen)(welche z.B. zusammen einem Mehrfachzylinder bilden), welche innerhalb des Motorblocks geformt sind, sodass eine Anzahl von Kolben jeweilig in die Zylinder eingesetzt sind (bzw. sein können), und (z.B. zumindest) eine (z.B. einzelne) Wärmesenke auf, welche im Kühlwassermantel geformt ist, der bereitgestellt ist, um Seitenflächen der Mehrzahl von Zylindern (bzw. des Mehrfachzylinders) zu umgeben/umschließen.
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Die Wärmesenke kann an einem Abschnitt einer Oberseite (z.B. von Oberseiten) der Mehrzahl von Zylindern (bzw. des Mehrfachzylinders) geformt sein, die Wärmesenke kann eine Bandgestalt haben und kann kontinuierlich entlang einer Breitenrichtung (welche z.B. eine Richtung ist, entlang welcher die Zylinder aneinandergereiht sind) der Mehrzahl von Zylindern (bzw. des Mehrfachzylinders) geformt sein, die Wärmesenke kann eine Krümmung / einen Bogen (z.B. einen Krümmungsverlauf/Bogenverlauf) haben, welche/r entlang von Flächen der Zylinder geformt ist, und kann gekrümmt/gebogen sein, sodass eine Rechteck-Konkav-Konvex-Struktur (z.B. eine rechteckförmige Wellenstruktur und/oder z.B. eine Struktur kontinuierlich aneinandergereihter und wechselnd ausgerichteter Rechteck/Trapez/Bogen/Dreieck-Profile) kontinuierlich entlang der Breitenrichtung der Mehrzahl von Zylindern (bzw. des Mehrfachzylinders) geformt ist, und der Kühlwassermantel kann geformt sein, um in der Lage zu sein mit (zumindest) einem (weiteren) Kühlwassermantel (z.B. fluidmäßig) zu kommunizieren, welcher an Zylinderköpfen (z.B. einem Zylinderkopf) bereitgestellt ist, die (bzw. der) oberhalb der Zylinder angebracht sind (z.B. ist).
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Der Kühlwassermantel kann in einen ersten Kühlwassermantel, welcher Seiten der Zylinder in/entlang der Breitenrichtung davon umschließt/umgibt, und in einen zweiten Kühlwassermantel aufgeteilt sein, welcher die anderen Seiten der Zylinder in/entlang der Breitenrichtung davon umschließt/umgibt, ein Einlass kann lang gestreckt geformt sein, durch welchen Kühlwasser von einer Seite des ersten Kühlwassermantels ausgehend zu dem / in den Kühlwassermantel eingeführt wird, ein Auslass kann lang gestreckt geformt sein, durch welchen das Kühlwasser im Kühlwassermantel von einer Seite des zweiten Kühlwassermantels (z.B. von einer Seite des zweiten Kühlwassermantels, welche zur Einlassseite des ersten Kühlwassermantels korrespondiert oder z.B. von einer Seite des zweiten Kühlwassermantels, welche zur Einlassseite des ersten Kühlwassermantels gegenüberliegend ist) ausgehend ausgegeben wird, und die Wärmesenke kann in jedem vom ersten und vom zweiten Kühlwassermantel geformt sein.
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Der Kühlwassermantel und die Wärmesenke können voneinander unterschiedliche Materialien haben, und die Wärmesenke kann gleichzeitig mit dem Kühlwassermantel unter Verwendung eines Salzkerns gegossen werden.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Motorblock gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine Querschnittansicht, welche einen Hauptteil des Motorblocks von 1 zeigt.
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Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Merkmalen darstellen, welche die Grundprinzipien der Erfindung aufzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, unter anderem z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
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Durchgehend in den zahlreichen Figuren der Zeichnung bezeichnen Bezugszeichen in den Figuren die gleichen oder wesensgleichen Teile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüchen definiert, enthalten sein können.
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Die 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Motorblock gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die 2 ist eine Querschnittansicht, welche einen Hauptteil des Motorblocks von 1 zeigt.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, weist der Motorblock (z.B. der Zylinderblock) gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welcher einen Kühlwassermantel 100 aufweist zum Halten eines Verbrennungsmotors bei/auf einer angemessenen Temperatur während eines Betriebs davon, eine Mehrzahl von Zylindern 200, welche innerhalb des Motorblocks geformt sind, sodass eine Anzahl von Kolben jeweilig in die Zylinder 200 eingesetzt ist, und eine Wärmesenke 300 auf, welche im Kühlwassermantel 100 geformt ist, der bereitgestellt ist, um Seitenflächen der Mehrzahl von Zylindern (bzw. des Mehrfachzylinders) 200 zu umgeben/umschließen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Wärmesenke 300 an einem Abschnitt einer Oberseite (z.B. von Oberseiten) der Mehrzahl von Zylindern (bzw. des Mehrfachzylinders) 200 geformt. Die Wärmesenke 300 hat eine Bandgestalt und ist kontinuierlich entlang der Breitenrichtung der Mehrzahl von Zylindern (bzw. des Mehrfachzylinders) 200 geformt.
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In diesem Fall hat die Wärmesenke 300 eine Krümmung, welche entlang von Flächen der Zylinder 200 geformt ist, und hat einen abgesetzten/stufenförmigen Querschnitt, welcher eingerichtet ist mittels Gekrümmt-Seins, sodass eine Rechteck-Konkav-Konvex-Struktur (z.B. eine rechteckförmige Wellenstruktur) kontinuierlich geformt ist.
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Da die Wärmesenke 300 den abgesetzten/stufenförmigen Querschnitt hat, ist ein Wärmetransfer(ober)flächenbereich davon maximiert, sodass ein Wärmetransfer von der Wärmesenke 300 zum Kühlwasser hin maximiert ist.
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Darüber hinaus ist der Kühlwassermantel 100 geformt, um in der Lage zu sein mit einem Kühlwassermantel zu kommunizieren, welcher für/an Zylinderköpfen bereitgestellt ist, die oberhalb der Zylinder 200 angebracht sind. Der Kühlwassermantel 100 ist in einen ersten Kühlwassermantel 110, welcher Seiten der Zylinder 200 in einer Breitenrichtung davon umschließt, und in einen zweiten Kühlwassermantel 120 aufgeteilt, welcher die anderen Seiten der Zylinder 200 in der Breitenrichtung davon umgibt.
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Ein Einlass I ist lang gestreckt geformt, durch welchen hindurch Kühlwasser von einer Seite des ersten Kühlwassermantels 110 ausgehend in den Kühlwassermantel 100 eingeführt wird, und ein Auslass O ist lang gestreckt geformt, durch welchen hindurch das Kühlwasser im Kühlwassermantel 100 von einer Seite des zweiten Kühlwassermantels 120 ausgehend ausgegeben wird.
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Das heißt, Kühlwasser wird durch den Einlass I hindurch in den ersten Kühlwassermantel 110 eingeführt, wird zum (bzw. im) Kühlwassermantel durch den ersten Kühlwassermantel 110 hindurch bewegt, und wird dann durch den lang gestreckten Auslass O vom zweiten Kühlwassermantel 120 ausgehend ausgegeben.
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Die Wärmesenke 300 ist in jedem vom ersten und vom zweiten Kühlwassermantel 110 und 120 geformt, um maximal Wärme zu erhalten, welche in einer Brennkammer (z.B. einem Brennraum) B erzeugt wird, und zwar (ist die Wärmesenke) in einem Raum zwischen dem obersten Ende von jedem der Zylinder 200 und dem (damit) assoziierten Zylinderkopf (geformt) (bzw. im besagten Raum wird Wärme von der Brennkammer B erzeugt).
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Die Wärme, welche zur Wärmesenke 300 transferiert wird, wird zum (z.B. in) das Kühlwasser (z.B. hinein) transferiert, welches sich zwischen dem (bzw. im) Kühlwassermantel 100 und einem weiteren Kühlwassermantel bewegt (z.B. vom ersten in den zweiten Kühlwassermantel bewegt), und wird dann zur Außenseite (z.B. des Verbrennungsmotors / des Fahrzeugs) mittels eines Kühlsystems transferiert.
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Der Motorblock, welcher die obige Konfiguration gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat, wird hergestellt, sodass der Kühlwassermantel 100 (bzw. eine Kühlwassermantelbegrenzungswand) und die Wärmesenke 300 voneinander unterschiedliche Materialien haben, um mehr Wärme zur Wärmesenke 300 zu transferieren. Das heißt, in der vorliegenden Erfindung wird ein Material ausgewählt, sodass die Wärmesenke 300 einen Wärmetransferkoeffizienten hat, welcher größer ist als (der) des Kühlwassermantels 100 (bzw. der Kühlwassermantelbegrenzungswand).
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Darüber hinaus ist der Motorblock der vorliegenden Erfindung hergestellt, sodass die Wärmesenke 300 gleichzeitig mit dem Kühlwassermantel 100 unter Verwendung eines Salzkerns gegossen wird (bzw. werden kann).
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Da der Motorblock gegossen wird, sodass die Wärmesenke 300 im Kühlwassermantel 100 unter Verwendung des Salzkerns geformt wird, kann der Motorblock, an/auf welchen die Techniken der vorliegenden Erfindung anwendet sind, ohne bedeutende Änderung in einer Produktionslinie des Motorblocks gemäß dem entsprechenden Gussverfahren hergestellt werden. Deshalb kann es möglich sein Produktionskosten zu reduzieren und eine Produktivität zu steigern.
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Darüber hinaus, da die Wärmesenke 300 in einem Innenraum des Kühlwassermantels 100 ohne Beschränkungen einer Installationsposition geformt werden kann, kann die Wärmesenke 300 in der Nähe der Hochtemperaturbrennkammer oder in einem Teil geformt sein, in welchem / für welchen eine Kühlung stark ausgeführt werden muss. Folglich kann die Kühlung lokal (stark) ausgeführt werden und eine Kühleffizienz kann gesteigert werden.
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Letztendlich kann es in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung möglich sein die Kühlleistung ohne eine Steigerung in einer (Förder-)Kapazität einer (zusätzlichen) (Kühl-)Wasserpumpe zu verbessern und deshalb kann die Kraftstoffeffizienz eines Verbrennungsmotors verbessert werden.
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In Übereinstimmung mit einem Motorblock gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann es möglich sein die Kühleffizienz des Motorblocks ohne Erhöhen einer Kapazität einer Wasserpumpe oder einer Kühlwassermenge zu verbessern.
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Darüber hinaus kann es möglich sein die Kühleffizienz mittels Anbringens einer Wärmesenke, zu welcher relativ signifikant Wärme transferiert wird, an einem Teil(abschnitt) zu verbessern. Das heißt, es kann möglich sein eine Brennkammer intensiv zu kühlen.
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Darüber hinaus, da die Wärmesenke gleichzeitig mit einem Kühlwassermantel (bzw. einer Kühlwassermantelbegrenzungswand) mittels eines Salzkernverfahrens gegossen wird, kann die Wärmesenke einfach geformt werden.
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Darüber hinaus, da die Kühleffizienz ohne ein Erhöhen einer zusätzlichen (Motor-)Last zum Zirkulieren von Kühlwasser verbessert wird, kann die Kraftstoffeffizienz eines Verbrennungsmotors verbessert werden.
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Darüber hinaus, da die Wärmesenke im Kühlwassermantel ohne eine bedeutende Änderung in einem Gussverfahren zur Herstellung eines existierenden Motorblock(typ)s geformt werden kann, kann die vorliegende Erfindung einfach darauf angewendet werden und kann eine hohe Produktivität haben.
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Zur Erleichterung der Erklärung und zur genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „ober(e)“, „unter(e)“, „inner(e)“ und „außen/äußere“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf Positionen dieser Merkmale, welche in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben.
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Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2014-0030035 [0001]
