DE102017223465A1

DE102017223465A1 - piston cooling

Info

Publication number: DE102017223465A1
Application number: DE102017223465.2A
Authority: DE
Inventors: Holtel Jochen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-06-27
Also published as: WO2019122058A1; EP3728809B1; EP3728809A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenkühldüse (1) mit einem Zylindergehäuse (2), mit einem Kolben (3) und mit einer Feder (10), wobei der Kolben (3) in dem Zylindergehäuse (2) verschiebbar entgegen dem Druck eines Drucköls angeordnet ist, wobei der Kolben (3) mittels der Feder (10) gegen einen Ventilsitz (5) vorgespannt ist, wobei der Ventilsitz (5) mit einem Kolbenkopf (6) zusammenwirkt, wobei stromabwärts des Ventilsitzes (5) ein Hohlraum ausgebildet ist, wobei ausgehend von dem Hohlraum (4) eine Querleitung (7) sich zumindest teilweise im Kolben (3) erstreckt, wobei die Querleitung (7) in einen Längsleitung (8) mündet.Die Kolbenkühldüse (1) ist dadurch verbessert, dass der Kolben (3) einen Schaft (14) aufweist, wobei die Längsleitung (8) sich innerhalb des Schaftes (14) erstreckt, wobei der Schaft (14) von der Feder (10) umgriffen ist, wobei der Schaft (14) eine Öffnung (13) in einem Bodenteil (12) durchgreift.The invention relates to a piston cooling nozzle (1) having a cylinder housing (2), a piston (3) and a spring (10), the piston (3) being displaceably arranged in the cylinder housing (2) against the pressure of a pressure oil, the piston (3) being biased against a valve seat (5) by means of the spring (10), the valve seat (5) cooperating with a piston head (6), wherein a cavity is formed downstream of the valve seat (5), starting from the lateral cavity (4) extends at least partially into the piston (3), the transverse line (7) discharging into a longitudinal line (8). The piston cooling nozzle (1) is improved in that the piston (3) has a Shaft (14), wherein the longitudinal line (8) extends within the shaft (14), wherein the shaft (14) of the spring (10) is embraced, wherein the shaft (14) has an opening (13) in a bottom part (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenkühldüse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a piston cooling nozzle having the features of the preamble of patent claim 1.

Kolbenkühldüsen werden über einen Versorgungskanal mit Öl versorgt. Die Kolbenkühldüse weist dabei ein Ventil auf, das so eingestellt ist, dass eine Einspritzung im Leerlauf bei niedriger Drehzahl, bei einer geringen Fördermenge der Ölpumpe nicht aktiv ist. Die Kolbenkühldüse weist einen mittels einer Feder vorgespannten Kolben auf, der entgegen der Federkraft von einem Drucköl beaufschlagt wird. Übersteigt der Öldruck einen Öffnungsdruck, so fließt das Drucköl durch die Kolbenkühldüse und wird an die Motorkolben gespritzt.Piston cooling nozzles are supplied with oil via a supply channel. The piston cooling nozzle has a valve which is set so that an injection at idle at low speed, with a small flow rate of the oil pump is not active. The piston cooling nozzle has a spring-biased piston, which is acted upon by a pressure oil counter to the spring force. If the oil pressure exceeds an opening pressure, the pressure oil flows through the piston cooling nozzle and is injected to the engine pistons.

Im Stand der Technik ist der Einsatz von Kolbenkühldüsen mit einem Kugelventil bekannt. Diese haben den Nachteil, dass bei steigendem Öffnungsdruck der Volumenstrom sinken kann. Kugelventile können den Nachteil haben, dass sie zur Schwingungsanregung neigen.In the prior art, the use of piston cooling nozzles with a ball valve is known. These have the disadvantage that with increasing opening pressure of the volume flow can decrease. Ball valves may have the disadvantage that they tend to vibration excitation.

Aus der DE 10 2011 007 605 A1 ist ein Ölversorgungssystem für einen Hubkolben-Verbrennungsmotor bekannt. Die Zufuhr von Öl zu mehreren Kolbenkühldüsen wird durch druckbetriebene Ventile gesteuert, die so ausgelegt sind, dass die Ventile bei einem vordefinierten Öffnungsdruck öffnen. Der von einer Pumpe gelieferte Öldruck wird so gesteuert, dass der Öldruck entweder während eines Betriebs des Motors, der keine Kolbenkühlung erfordert, unter diesem vordefinierten Öffnungsdruck bleibt oder über dem vordefinierten Öffnungsdruck liegt, wenn eine Kolbenkühlung erforderlich ist. Das jeweilige druckbetriebene Ventil weist ein Gehäuse auf, das eine Zylinderkammer begrenzt, in der ein Kolben gleitend angeordnet ist. Eine Feder wirkt auf ein Ende des Kolbens, um den Kolben in eine Ventilgeschlossen-Position vorzuspannen, wobei der Kolben einen Auslass blockiert und dadurch verhindert, dass Öl von einem Einlass das druckbetriebene Ventil zu einem Auslass passiert und dann zu einer oder mehreren nicht gezeigten Kolbenkühldüsen weiter geleitet wird. Wenn der Druck in dem Einlass einen vorbestimmten Ventilöffnungsdruck übersteigt, reicht der Druck des auf den Kolben wirkenden Öls aus, um den Kolben entgegen der Wirkung der Feder zu verschieben, um dadurch den Ölfluss von dem Einlass zu dem Auslass zu öffnen und den Ölfluss zu einer oder mehreren Kolbenkühldüsen zu gestatten. Das Gehäuse weist einen seitlichen Auslass und einen seitlichen Einlass auf. In der Geschlossen-Stellung blockiert die Mantelfläche des Kolbens den Auslass. In der geöffneten Stellung wird der Kolben soweit verschoben, dass der Kolben den Auslass freigibt und so den Einlass und Auslass verbindet. In einer weiteren Ausführungsform des druckbetriebenen Ventils weist das druckbetriebene Ventil ein Ventilglied in Form einer Kugel auf, die gleitend gestützt wird. Eine Feder wirkt auf die Kugel derart, dass sie in eine geschlossene Position vorgespannt wird, wobei die Kugel einen Einlass blockiert und dadurch verhindert, dass Öl das Ventil zu einem Auslass passiert und dann zu den Kolbenkühldüsen weiterläuft. Hierbei weist die Zylinderkammer ein sich in Längsrichtung mittig erstreckenden Einlass auf, der in eine Zylinderkammer trichterförmig mündet. Diese trichterförmige Mündung bildet ein Ventilsitz, wobei die Kugel durch eine Feder in der Geschlossen-Stellung gegen den Ventilsitz bzw. gegen die trichterförmige Mündung gedrückt wird. Ferner weist die Zylinderkammer an der entgegengesetzten Stirnseite mittig einen Auslass auf.From the DE 10 2011 007 605 A1 An oil supply system for a reciprocating internal combustion engine is known. The supply of oil to multiple piston cooling nozzles is controlled by pressure operated valves designed to open the valves at a predefined opening pressure. The oil pressure delivered by a pump is controlled so that either during operation of the engine that does not require piston cooling, the oil pressure remains below that predetermined opening pressure or above the predefined opening pressure when piston cooling is required. The respective pressure-operated valve has a housing defining a cylinder chamber in which a piston is slidably disposed. A spring acts on an end of the piston to bias the piston to a valve closed position, the piston blocking an outlet thereby preventing oil from an inlet from passing the pressure operated valve to an outlet and then to one or more piston cooling nozzles, not shown is passed on. When the pressure in the inlet exceeds a predetermined valve opening pressure, the pressure of the oil acting on the piston is sufficient to displace the piston against the action of the spring, thereby opening the oil flow from the inlet to the outlet and the oil flow to one or more piston cooling nozzles. The housing has a side outlet and a side inlet. In the closed position, the lateral surface of the piston blocks the outlet. In the open position, the piston is displaced so far that the piston releases the outlet and thus connects the inlet and outlet. In another embodiment of the pressure operated valve, the pressure operated valve includes a valve member in the form of a ball which is slidably supported. A spring acts on the ball such that it is biased to a closed position, the ball blocking an inlet thereby preventing oil from passing the valve to an outlet and then continuing to the piston cooling nozzles. In this case, the cylinder chamber has a longitudinally extending in the middle inlet, which opens into a cylinder chamber funnel-shaped. This funnel-shaped mouth forms a valve seat, wherein the ball is pressed by a spring in the closed position against the valve seat or against the funnel-shaped mouth. Furthermore, the cylinder chamber at the opposite end face in the middle of an outlet.

Aus der DE 602 14626 T2 ist eine Kolbenkühldüse bekannt. Die Kolbenkühldüse ermöglicht es, ein Öl gegen den Boden eines Kolbens zu spritzen oder gegen einen Tunnel des Kolbens. Die Kolbenkühldüse enthält ein Ventil, das erst ab einem bestimmten Öffnungsdruck öffnet. Anstatt eines Kugelventils wird hierbei ein Kolbenventil eingesetzt, das Nachteile von Kugelventilen vermeiden soll. Nachteile von Kugelventilen sollen eine Oszillation und eine Vibration sein. Ein Düsenkörper weist eine axiale Durchgangsbohrung auf, in die eine röhrenförmige Hülse mit axialer Bohrung spielfrei eingreift. Ein Kolben weist einen Verschlusskopf auf, der in Aufwärtsrichtung der Strömung des Öls ausgerichtet ist, um wahlweise gegen einen ringförmigen Verschluss anzuliegen, der einstückig mit dem Düsenkörper ausgebildet ist und eine Sitzbohrung aufweist, die von dem Öl durchquert wird. Ferner ist eine spiralförmige Druckfeder axial zwischen einem einstückig mit dem Düsenkörper ausgebildeten Boden und einer stromabwärtigen Fläche des Kolbens abgestützt, um den Kolben in stromaufwärtiger Richtung gegen den ringförmigen Verschlusssitz zu drücken. Der Kolben ist bei seiner Verschiebung entlang der Längsachse geführt, was das Risiko der Oszillation und der Instabilität vermeidet, so dass die Düse eine größere Haltbarkeit und einen geringeren Verschleiß als ein Kugelventil aufweist. Der Kolben ist der röhrenförmigen Hülse geführt. Die röhrenförmige Hülse weist ein in radialer Richtung weisendes Loch auf, das unmittelbar stromabwärts des ringförmigen Verschlusssitzes liegt, um das Fluid radial zu einer oder mehreren Umfangspassagen zu leiten, die zwischen der Außenfläche der röhrenförmigen Hülse und der Fläche der axialen Durchgangsbohrung des Düsenkörpers vorhanden ist/sind. Die Umfangspassagen sind zum axialen Leiten des Öls bis zu einer radialen Fluidpassage angepasst. Das Öl wird hierbei somit radial abgeleitet. In einer weiteren Ausgestaltung zwischen einem stromabwärtigen Abschnitt mit seitlicher zylindrischer Führungsfläche und dem Verschlusskopf eine ringförmige äußere Ausnehmung vorhanden, die mit der Wand der Führungsbohrung einen ringförmigen Sitz bildet, der über radiale Bohrungen des Kolbens mit einer axialen Bohrung des Kolbens kommuniziert, die stromabwärts zur axialen Durchgangsbohrung des Körpers offen ist, welche das Öl bis zu einer radialen Fluidpassage in den Düsenkörper leitet. Das Öl tritt dabei in eine Kammer des Körpers ein, in der die Feder angeordnet ist. Das Öl umströmt dabei die Feder und tritt durch eine Durchgangspassage durch den Boden in eine weitere Kammer ein, von der radial nun das Öl weitergeleitet wird.From the DE 602 14626 T2 a piston cooling nozzle is known. The piston cooling nozzle makes it possible to inject an oil against the bottom of a piston or against a tunnel of the piston. The piston cooling nozzle contains a valve, which opens only from a certain opening pressure. Instead of a ball valve in this case a piston valve is used to avoid the disadvantages of ball valves. Disadvantages of ball valves should be an oscillation and a vibration. A nozzle body has an axial through hole into which a tubular sleeve with axial bore without play engages. A piston has a closure head which is oriented in the upward direction of the flow of the oil to selectively abut against an annular closure, which is integrally formed with the nozzle body and having a seat bore which is traversed by the oil. Further, a helical compression spring is axially supported between a bottom integrally formed with the nozzle body and a downstream surface of the piston to urge the piston in the upstream direction against the annular closure seat. The piston is guided in its displacement along the longitudinal axis, which avoids the risk of oscillation and instability, so that the nozzle has a greater durability and less wear than a ball valve. The piston is guided the tubular sleeve. The tubular sleeve has a radially directed hole located immediately downstream of the annular closure seat for directing the fluid radially to one or more circumferential passages existing between the outer surface of the tubular sleeve and the axial through bore surface of the nozzle body. are. The circumferential passages are adapted to axially direct the oil to a radial fluid passage. The oil is thus derived radially. In a further embodiment between a downstream portion with lateral cylindrical guide surface and the closure head an annular outer recess is provided which forms an annular seat with the wall of the guide bore, which via radial bores of Piston communicates with an axial bore of the piston, which is open downstream to the axial through-hole of the body, which directs the oil to a radial fluid passage in the nozzle body. The oil enters a chamber of the body, in which the spring is arranged. The oil flows around the spring and enters through a passage passage through the soil in a further chamber from which radially now the oil is forwarded.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese gattungsbildende Kolbenkühldüse zu verbessern.The invention is based on the object to improve this generic type piston cooling nozzle.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun durch Kolbenkühldüse mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object of the invention is now achieved by Kolbenkühldüse with the features of claim 1.

Der Kolben ist in dem Zylindergehäuse verschiebbar entgegen dem Druck eines Drucköls angeordnet, wobei der Kolben mittels der Feder gegen einen Ventilsitz vorgespannt ist. Der Kolben weist einen Kolbenkopf auf, wobei der Kolbenkopf mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Der Kolben weist eine Querleitung auf, wobei die Querleitung mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Längsleitung in Verbindung steht. Die Längsrichtung entspricht der Verschieberichtung des Kolbens. Querrichtungen sind quer zur Längsrichtung angeordnet. Die Querleitung kann insbesondere sich senkrecht, d.h. radial im Kolben erstrecken. Die sich in Längsrichtung erstreckende Längsleitung ist einem Schaft des Kolbens ausgebildet. Die Querleitung ist insbesondere stromabwärts einer Ventilfläche des Kolbenkopfes ausgebildet, wobei die Ventilfläche am Kolbenkopf mit dem Ventilsitz zusammenwirkt. Der Kolbenkopf begrenzt dabei mit dem Zylindergehäuse einen Ringraum, wobei die Querleitung sich insbesondere in Radialrichtung von dem Ringraum aus bis zu der zentralen Längsleitung im Schaft erstreckt.The piston is slidably disposed in the cylinder housing against the pressure of a pressure oil, wherein the piston is biased by the spring against a valve seat. The piston has a piston head, wherein the piston head cooperates with a valve seat. The piston has a transverse line, wherein the transverse line is in communication with a longitudinally extending longitudinal line. The longitudinal direction corresponds to the displacement direction of the piston. Transverse directions are arranged transversely to the longitudinal direction. In particular, the transverse line may be perpendicular, i. extend radially in the piston. The longitudinally extending longitudinal conduit is formed in a shaft of the piston. The transverse line is in particular formed downstream of a valve surface of the piston head, wherein the valve surface on the piston head cooperates with the valve seat. The piston head delimits with the cylinder housing an annular space, wherein the transverse line extends in particular in the radial direction from the annular space up to the central longitudinal line in the shaft.

Der Schaft erstreckt sich durch eine Öffnung in einem Bodenteil des Zylindergehäuses hindurch. Eine Ausspritzöffnung am Schaftende ragt dabei im montierten Zustand der Kolbenkühldüse in den Innenraum des Kurbelgehäuses und ist vorzugsweise in Richtung der Motorkolben orientiert. Wenn nun das Drucköl den Kolben in Längsrichtung verschiebt, so wird auch somit der Schaft in Längsrichtung auf die Motorkolben zu bewegt. Dadurch, dass der Längskanal entsprechend lang, nämlich durch ein Bodenteil hindurchragend, ausgebildet ist, entsteht eine laminare Strömung, die das Strahlbild verbessert. Das Strahlbild ist hierdurch stärker konzentriert, wodurch der Strahl im Wesentlichen punktförmig auf den Kolbenboden auftreffen kann.The shaft extends through an opening in a bottom part of the cylinder housing. An ejection opening at the shaft end protrudes in the mounted state of the piston cooling nozzle into the interior of the crankcase and is preferably oriented in the direction of the engine pistons. Now, if the pressure oil shifts the piston in the longitudinal direction, so also the shaft is moved in the longitudinal direction of the engine pistons. Due to the fact that the longitudinal channel is correspondingly long, namely projecting through a bottom part, a laminar flow is created which improves the spray pattern. As a result, the spray pattern is more concentrated, as a result of which the jet can strike the piston crown in a substantially point-like manner.

Es sind keine weiteren Leitungen zur Weiterleitung des Durcköls nötig, dadurch dass die Kolbenkühldüse mit dem Schaft in Richtung des Motorkolbens ausgerichtet ist. Hierdurch ist der Aufbau vereinfacht. Die Kolbenkühldüse ist im montierten Zustand in einer Aufnahme eines Kurbelgehäuses angeordnet. Die Kolbenkühldüse wird dabei in Art einer Patrone in eine zylindrische Aufnahme eingeschoben. Die Montage ist vereinfacht.There are no further lines for forwarding the Durcköls necessary, characterized in that the piston cooling nozzle is aligned with the shaft in the direction of the engine piston. As a result, the structure is simplified. The piston cooling nozzle is arranged in the mounted state in a receptacle of a crankcase. The piston cooling nozzle is inserted in the manner of a cartridge in a cylindrical receptacle. The assembly is simplified.

Durch die gewählte Bauart der Kolbenkühldüse werden Schwingungsanregungen vermieden. Die Parameter Öffnungsdruck und Strömungsgeschwindigkeit können variiert werden, ohne dass der Volumenstrom reduziert ist. Strömungsverluste sind reduziert. Der Parameter Öffnungsdruck kann über die Wahl der Kennlinie der Feder variiert werden. Die Strömungsgeschwindigkeit kann über die Wahl des Querschnitts der Austrittsöffnung gewählt werden.The selected type of piston cooling nozzle vibration excitations are avoided. The parameters opening pressure and flow velocity can be varied without the volume flow being reduced. Flow losses are reduced. The parameter opening pressure can be varied by selecting the characteristic of the spring. The flow rate can be selected by choosing the cross section of the outlet opening.

Schwingungsanregungen sind insbesondere dadurch vermieden, dass der Kolben eine Schulter aufweist, wobei der Kolben mittels der Schulter innerhalb des Zylindergehäuses geführt ist. Die Schulteraußenfläche ist zylindrisch ausgebildet. Der Kolbenkopf weist einen kleineren Durchmesser als die Schulter auf. Der Kolbenkopf weist einen größeren Durchmesser als der Schaft auf.Vibration excitations are avoided in particular by the fact that the piston has a shoulder, wherein the piston is guided by means of the shoulder within the cylinder housing. The shoulder outer surface is cylindrical. The piston head has a smaller diameter than the shoulder. The piston head has a larger diameter than the shaft.

Eine Vorteilhafte Strömungscharakteristik ist dadurch realisiert, dass der Kolbenkopf kuppelförmig ausgebildet ist und der Ventilsitz durch eine kreisförmige Öffnung gebildet ist. Hierdurch kann der Kolbenkopf gut vom Öl umströmt werden.An advantageous flow characteristic is realized in that the piston head is dome-shaped and the valve seat is formed by a circular opening. As a result, the piston head can be well flowed around by the oil.

Die Querleitung erstreckt sich im Kolbenkopf, was den Vorteil hat, dass hier die Wandstärke groß ist und so die Stabilität des Kolbens nicht beeinträchtigt wird.The transverse line extends in the piston head, which has the advantage that here the wall thickness is large and so the stability of the piston is not affected.

Das Drucköl wird beim Austritt aus der Kolbenkühldüse dadurch weiter beschleunigt, dass die Längsleitung zu einer Ausspritzöffnung hin verjüngt ausgebildet ist. Alternativ kann die Längsleitung einen konstanten Querschnitt aufweisen, wobei der Querschnitt im Hinblick auf die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit gewählt wird.The pressure oil is further accelerated at the exit from the piston cooling nozzle in that the longitudinal line is tapered towards an ejection opening. Alternatively, the longitudinal conduit may have a constant cross-section, the cross-section being selected with regard to the desired flow rate.

Der Schaft ist von einer Feder umgriffen ist. Die Feder ist sicher gegen Verkanten dadurch abgestützt, dass die Feder an einem Anschlag in einem ringförmigen Hohlraum im Bereich der Schulter abgestützt ist. Die Schulter weist dabei einen Wandabschnitt auf, der das Ende der Feder radial umgibt. Hierdurch wird das Ende der Feder zentriert gehalten. Ferner weist die Kolbenkühldüse ein Bodenteil auf, wobei die Feder insbesondere zum einen am Bodenteil und zum anderen an einer Anschlagsfläche im Bereich der Schulter abgestützt ist. Das Bodenteil kann einen die Feder radial zentriert haltenden Wandabschitt aufweisen. Es ist möglich, die Zentrierung der Feder durch den Schaft alleine vorzunehmen. Das Bodenteil kann einen zylindrischen Wandabschnitt aufweisen, der die Feder radial zentriert hält und die Feder außen umgibt. Eine einfache Herstellung der Kolbenkühldüse ist unter anderem dadurch erreicht, dass das Bodenteil durch eine Umbördelung eines Randes des Zylindergehäuses gehalten ist.The shaft is surrounded by a spring. The spring is securely supported against tilting in that the spring is supported on a stop in an annular cavity in the region of the shoulder. The shoulder has a wall portion which radially surrounds the end of the spring. As a result, the end of the spring is kept centered. Furthermore, the piston cooling nozzle on a bottom part, wherein the spring is supported in particular on the ground part and on the other to a stop surface in the region of the shoulder. The bottom part may have a spring radially centered holding Wandabschitt. It is possible to perform the centering of the spring by the shaft alone. The bottom part can be a cylindrical Have wall portion which holds the spring radially centered and surrounds the spring outside. A simple production of the piston cooling nozzle is achieved, inter alia, that the bottom part is held by a flanging of an edge of the cylinder housing.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die eingangs beschriebene Kolbenkühldüse in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

1 in einer schematischen längsgeschnittenen Darstellung eine Kolbenkühldüse mit einer Ventilanordnung, wobei die Ventilanordnung in einer geschlossenen Stellung dargestellt ist, und
2 in einer schematischen längsgeschnittenen Darstellung die Kolbenkühldüse aus 1, wobei die Ventilanordnung in einer geöffneten Stellung angeordnet ist.

There are now a variety of ways to design the piston cooling nozzle described above in an advantageous manner and further. For this purpose, reference may first be made to the claims subordinate to claim 1. In the following, a preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing and the associated description. In the drawing shows:

1 in a schematic longitudinal sectional view of a piston cooling nozzle with a valve assembly, wherein the valve assembly is shown in a closed position, and
2 in a schematic longitudinal sectional view of the piston cooling nozzle 1 wherein the valve assembly is disposed in an open position.

In 1 ist eine Kolbenkühldüse 1 dargestellt. Die Kolbenkühldüse 1 weist ein zylindrisches Zylindergehäuse 2 auf. In dem Zylindergehäuse 2 ist ein Kolben 3 in Längsrichtung verschiebbar angeordnet. Die Kolbenkühldüse 1 und insbesondere der Kolben 3 sind von einem Drucköl beaufschlagbar, was hier durch die Pfeile (nicht näher bezeichnet) angedeutet ist.In 1 is a piston cooling nozzle 1 shown. The piston cooling nozzle 1 has a cylindrical cylinder housing 2 on. In the cylinder housing 2 is a piston 3 slidably disposed in the longitudinal direction. The piston cooling nozzle 1 and in particular the piston 3 are acted upon by a pressure oil, which is indicated here by the arrows (not specified).

Das Zylindergehäuse 2 weist nun an einer Stirnseite einen Boden mit einem Ventilsitz 5 auf, wobei der Ventilsitz in einen Hohlraum 4 mündet, sofern der Kolben 3 sich in der offenen Stellung befindet (vgl. 2). Der Ventilsitz 5 wirkt mit einem Kolbenkopf 6 zusammen. Der Kolbenkopf 6 ist insbesondere domförmig oder kuppelförmig ausgebildet. Der Ventilsitz 5 ist als mittige Öffnung, insbesondere als Bohrung, in dem Boden des Zylindergehäuses 2 ausgebildet.The cylinder housing 2 now has at one end face a bottom with a valve seat 5 on, with the valve seat in a cavity 4 opens, provided the piston 3 is in the open position (cf. 2 ). The valve seat 5 acts with a piston head 6 together. The piston head 6 is in particular dome-shaped or dome-shaped. The valve seat 5 is as a central opening, in particular as a bore, in the bottom of the cylinder housing 2 educated.

Der Ventilkopf 6 geht von dem kuppelförmigen Bereich in einen insbesondere zylindrischen Bereich über, wobei zwischen diesem zylindrischen Bereich und der Innenwandung des Zylindergehäuses ein Ringraum verbleibt. Wenn das Drucköl durch den Ventilsitz 5 in den Hohlraum 4 eintritt, so gelangt es ebenfalls in diesen Ringraum. In axialer Richtung ist dieser Ringraum durch eine Schulter 9 begrenzt. Die Schulter 9 weist ebenfalle eine zylindrische Umfangsfläche auf, wobei der Kolben 3 mittels dieser zylindrischen Umfangsfläche an der Innenwandung des Zylindergehäuses 2 geführt ist. Der Durchmesser der Schulter 9 ist größer als der Durchmesser des stromaufwärts liegenden Kolbenkopfes 6.The valve head 6 goes from the dome-shaped region in a particular cylindrical region, wherein between this cylindrical portion and the inner wall of the cylinder housing an annular space remains. When the pressure oil through the valve seat 5 in the cavity 4 enters, it also enters this annulus. In the axial direction of this annulus is through a shoulder 9 limited. The shoulder 9 Also has a cylindrical peripheral surface, wherein the piston 3 by means of this cylindrical peripheral surface on the inner wall of the cylinder housing 2 is guided. The diameter of the shoulder 9 is greater than the diameter of the upstream piston head 6 ,

Der Kolben 3 weist nun eine Querleitung 7 auf, die sich ausgehend von dem Ringraum durch die zylindrische Umfangsfläche des Kolbenkopfes 6 bis in eine sich in Längsrichtung erstreckende Längsleitung 8 erstreckt. Insbesondere sind zwei radial erstreckende Querleitungen 8 vorhanden, die bei der Herstellung durch eine Bohrung gebildet werden.The piston 3 now has a cross line 7 extending from the annular space through the cylindrical peripheral surface of the piston head 6 into a longitudinally extending longitudinal line 8th extends. In particular, there are two radially extending transverse lines 8th present, which are formed in the production through a hole.

Die zentrale Längsleitung 8 erstreckt sich innerhalb eines Schaftes 14 des Kolbens 3. Dieser Schaft 14 weist einen kleineren Durchmesser als der Kolbenkopf 6 und auch als der Durchmesser der Schulter 9 auf. Der Schaft 14 ist von einer Feder 10, insbesondere einer Spiralfeder 10 umgriffen, die einerseits an einer Federanschlagsfläche 11 in einer ringförmigen Aufnahme im Bereich der Schulter 9 abgestützt ist und zum anderen an einem Bodenteil 12, das das Zylindergehäuse 2 verschließt. Sowohl das Bodenteil 12 als auch die Schulter 9 weisen dabei zylindrische Wandabschnitte auf, die die Enden der Feder zentriert halten bzw. umgreifen.The central longitudinal line 8th extends within a shaft 14 of the piston 3 , This shaft 14 has a smaller diameter than the piston head 6 and also as the diameter of the shoulder 9 on. The shaft 14 is from a spring 10 , in particular a spiral spring 10 embraced, on the one hand on a spring stop surface 11 in an annular receptacle in the area of the shoulder 9 is supported and on the other to a bottom part 12 that the cylinder housing 2 closes. Both the bottom part 12 as well as the shoulder 9 have cylindrical wall sections, which keep the ends of the spring centered or embrace.

Der Längskanal 8 verjüngt sich zu einer Spitze bzw. Ausspritzöffnung 15 des Schaftes 14 hin, so dass hier die Strömungsgeschwindigkeit des Drucköls zunimmt und das Drucköl mit höherer Geschwindigkeit ausgespritzt werden kann. Der Schaft 14 durchgreift eine Öffnung 13 im Bodenteil 12. Zwischen dem Schaft 14 und der Öffnung 13 verbleibt ein kleiner Spalt, durch den Öl, das in den Raum der Feder 10 gelangt ist ebenfalls in das Kurbelgehäuse austreten kann.The longitudinal channel 8th tapers to a tip or ejection opening 15 of the shaft 14 so that here the flow velocity of the pressure oil increases and the pressure oil can be injected at a higher speed. The shaft 14 reaches through an opening 13 in the bottom part 12 , Between the shaft 14 and the opening 13 a small gap remains, through the oil that flows into the space of the spring 10 passes is also able to escape into the crankcase.

Mit der hier dargestellten Kolbenkühldüse 1 können die Parameter Öffnungsdruck und Strömungsgeschwindigkeit variiert werden, ohne dabei den Volumenstrom zu reduzieren. Strömungsverluste, die beispielsweise über bei einem Kugelventil auftreten, werden vermieden.With the piston cooling nozzle shown here 1 For example, the parameters opening pressure and flow velocity can be varied without reducing the flow rate. Flow losses that occur, for example, in a ball valve are avoided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kolbenkühldüsepiston cooling
22: Zylindergehäusecylinder housing
33: Kolbenpiston
44: Hohlraumcavity
55: Ventilsitzvalve seat
66: Kolbenkopfpiston head
77: Querleitungcross line
88th: Längsleitunglongitudinal line
99: Schultershoulder
1010: Federfeather
1111: Anschlag für die Feder in einem ringförmigen Hohlraum im Bereich der SchulterStop for the spring in an annular cavity in the region of the shoulder
1212: Bodenteilthe bottom part
13 13: Öffnung im BodenteilOpening in the bottom part
1414: Schaftshaft
1515: Ausspritzöffnungejection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011007605 A1 [0004]
DE 60214626 T2 [0005]

Claims

Piston cooling nozzle (1) with a cylinder housing (2), with a piston (3) and with a spring (10), wherein the piston (3) in the cylinder housing (2) is displaceably arranged against the pressure of a pressure oil, wherein the piston ( 3) by means of the spring (10) is biased against a valve seat (5), wherein the valve seat (5) with a piston head (6) cooperates, wherein downstream of the valve seat (5) is formed a cavity, starting from the cavity (4 ) a transverse line (7) extends at least partially in the piston (3), wherein the transverse line (7) opens into a longitudinal line (8), characterized in that the piston (3) has a shaft (14), wherein the longitudinal line ( 8) extends within the shaft (14), wherein the shaft (14) of the spring (10) is embraced, wherein the shaft (14) passes through an opening (13) in a bottom part (12).

Piston cooling nozzle after Claim 1 , characterized in that the piston (3) has a shoulder (9), wherein the piston (3) by means of the shoulder (9) within the cylinder housing (2) is guided.

Piston cooling nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the piston head (6) is dome-shaped and the valve seat (5) is formed by a circular opening.

Piston cooling nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the transverse line (7) extends in the piston head (6).

Piston cooling nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal line (8) is tapered towards an ejection opening (15).

Piston cooling nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the spring (10) is supported on a stop (11) in an annular cavity in the region of the shoulder (9).

Piston cooling nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the spring (10) on the bottom part (12) is supported.

Piston cooling nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom part (12) has a spring radially centered holding Wandabschitt.

Piston cooling nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom part (12) by a beading of an edge of the cylinder housing (2) is held.

Internal combustion engine with at least one engine piston and with a piston cooling nozzle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston cooling nozzle (1) is aligned with the shaft (14) in the direction of the engine piston.

Internal combustion engine according to the preceding claim, characterized in that the piston cooling nozzle (1) is arranged in a receptacle of a crankcase.