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Die Erfindung betrifft einen Motorblock mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wobei der Motorblock einen Kühlkanal mit einem Kühlschlitz für ein Kühlmittel zwischen Zylinderbohrungen aufweist. Ferner betrifft die Erfindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 und 7 eine Zylinderkopfdichtung für solch einen Motorblock. Die Zylinderkopfdichtung weist einen schlitzförmigen Durchlass für den Kühlschlitz auf. Die Erfindung betrifft weiter einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8 mit solch einem Motorblock und solch einer Zylinderkopfdichtung und einem Zylinderkopf.
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Die
DE 10 2016 214 224 A1 offenbart einen gattungsgemäßen Motorblock. Allerdings weist der Kühlschlitz der
DE 10 2016 214 224 A1 einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Dadurch ist beidseits zum Mittenabschnitt eine vollkommen ebene bzw. plane Kontur des Schlitzgrundes ausgestaltet, die rechtwinklig zum Verbindungskanal verläuft. Der Verbindungskanal dient zur fluidleitenden Verbindung des Kühlmittelkanals mit dem Kühlschlitz der
DE 10 2016 214 224 A1 , wobei die Verbindungskanäle unterschiedliche Durchmesser haben können.
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In einem Zylinderblocksteg eines Motorblocks der WO 2012 / 120 345 A1 sind zwei getrennt voneinander ausgebildete Kühlkanäle vorgesehen, die jeweils durch zwei V-förmig zueinander ausgerichtete Bohrungen ausgebildet sind. Die beiden Kühlkanäle bilden somit zwei voneinander getrennte, kreisrunde Bohrkanäle, wobei die beiden Kühlkanäle vollkommen symmetrisch zueinander ausgestaltet sind.
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Die
DE 10 2005 027 462 A1 offenbart einen Zylinderblock, bei welchem mehrere Wassermäntel um die Zylinderbuchse angeordnet sind. Diese bilden Fluiddurchgänge, die sich zur Zirkulation des Kühlmittels kanalförmig im Zylinderblock erstrecken und an einer Innenseite des Zylinderblocks miteinander gekoppelt sind.
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Ein Motorblock der
EP 1 116 871 A2 weist ein Kühlwassermantel auf, bei dem sich ein Abschnitt V-förmig in den Steg zwischen die Zylinderbohrungen erstreckt. In diesem Bereich bildet der Kühlwassermantel eine Kühltasche, sodass der Kühlwassermantel in dem Abschnitt in einem Querschnitt eine P-förmige Gestalt bildet.
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Die
US 5,558,048 offenbart einen Verbrennungsmotor, der einen Kühlmittelkreislauf beinhaltet, der eine Kühlstruktur im Zylinderkopf und einen Kühlkanal in einem Motorblock aufweist, wobei der Motorblock zumindest einen Zylinderblocksteg aufweist, in dem ein Kühlschlitz angeordnet ist. Dabei ist im Zylinderkopf ein Auslauf angeordnet, der mit dem zylinderkopfseitigen Kühlmittelbereich in Verbindung steht. Der Kühlschlitz ist zirkulär gestaltet. Auch die Zusammenfassung der
JP 5 141307 A offenbart einen Kühlschlitz.
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Die
DE 10 2005 033 338 A1 betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Motorblock, mit mehreren nebeneinander angeordneten Zylinderbohrungen und einem Zylinderkopf. Der Zylinderkopf schließt den Motorblock an einer Oberfläche ab, wobei eine Zylinderkopfdichtung dazwischen angeordnet ist. Jeweils rechts und links der Zylinderbohrungen ist ein erster Hauptflüssigkeitsraum angeordnet, welcher der Kühlung der Zylinderbohrungen und dem Kühlmitteltransport dient. Im Bereich der Oberfläche des Motorblocks ist ein erster Kühlflüssigkeitszwischenraum angeordnet, der in einem Stegbereich zwischen zwei Zylinderbohrungen ausgeformt ist. Ein zweiter Kühlflüssigkeitszwischenraum ist im Zylinderkopf angeordnet. Der zweite Kühlmittelzwischenraum steht über mindestens einer Öffnung mit dem ersten Kühlflüssigkeitszwischenraum in Fluidverbindung, sodass die Kühlung im Bereich des Zylindersteges und der Zylinderkopfdichtung wesentlich verbessert werden soll.
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Die
EP 0 197 365 A2 offenbart einen Motorblock mit einer Kühleinrichtung in Stegen zwischen benachbarten Zylinderbohrungen. Die Kühleinrichtung wird durch ein Gießverfahren hergestellt. Die Zylinderbohrungen sind von einem Kühlwassermantel umgeben, der mit der Kühleinrichtung in Verbindung steht.
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Die
EP 1 217 198 B1 lehrt die Kühlung eines Zylindersteges, indem sich mindestens ein Wasserkanal ausschließlich auf einer Seite einer vertikalen Achse durch das Zentrum des Zylindersteges erstreckt.
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Die
EP 1 698 770 A1 befasst sich mit dem Split-Cooling-System, wobei der Kühlmittelkreislauf des Motorblocks und des Zylinderkopfs getrennt angesteuert werden. Bei einem Split-Cooling-System sind der Motorblock und der Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors getrennt voneinander mit einem Kühlmittelkreislauf ausgestattet. So können der Zylinderkopf, der thermisch vor allem durch die Brennraum- und Kanalwände mit der Verbrennungsluft gekoppelt ist, und der Motorblock, der thermisch vor allem mit den Reibstellen gekoppelt ist, unterschiedlich gekühlt werden. Dadurch wird der Zylinderkopf des Verbrennungsmotors in der Warmlaufphase gekühlt. Der Kühlmittelkreislauf des Zylinderkopfs ist dabei in unterschiedliche Bereiche unterteilt. Dies ermöglicht ein regelbares thermisches Verhalten, insbesondere des Zylinderkopfes. Der Motorblock kann durch seinen separaten Kühlkreislauf später gekühlt werden, sodass der Motorblock schneller auf die erforderliche Betriebstemperatur geführt werden kann.
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Die
EP 1 375 857 A lehrt eine Kühlvorrichtung für einen Verbrennungsmotor. Die Kühlvorrichtung weist mehrere Kühlzellen in einem Zylinderkopf auf, die voneinander getrennt sind und von einer Kühlflüssigkeit durchflossen werden können. Die Kühlvorrichtung weist weiter mindestens erste und zweite Mittel zur Regelung der Durchflussmenge auf, wobei die Mittel an mindestens eine erste Kühlzelle des Zylinderkopfes und an mindestens eine zweite Kühlzelle des Zylinderkopfes angeschlossen sind. Die ersten und zweiten Mittel sind in der Lage, die Menge an Kühlflüssigkeit zu regeln, die jeweils durch jede erste Kühlzelle und durch jede zweite Kühlzelle fließt.
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Bei der
EP 2 325 453 B1 , der
EP 2 309 114 B1 und der
EP 2 322 785 A1 ist ein Verbrennungsmotor offenbart, der einen Kühlmittelkreislauf aufweist. Der Kühlmittelkreislauf ist in einen motorblockseitigen Kühlmittelbereich und in einen zylinderkopfseitigen Kühlmittelbereich aufgeteilt. Der Motorblock weist zumindest einen Zylinderblocksteg auf, indem ein Kühlschlitz angeordnet ist. Der Kühlschlitz ist einfach ausgebildet und weist einen konkaven Schlitzgrund auf. Der Schlitzgrund hat lediglich einen Tiefpunkt, der in etwa im Bereich einer mittleren Längsachse des Zylinderblockstegs angeordnet ist. Am Zylinderblocksteg laufen dabei Kühlkanäle links und rechts vorbei, wobei die Kühlkanäle eine sich in Richtung des Zylinderkopfs verjüngende Form aufweisen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor mit einem Motorblock und einer Zylinderkopfdichtung bereitzustellen, dessen Zylinderblocksteg robust ausgebildet ist und gleichzeitig einen ausreichenden Kühlmittelfluss vom Motorblock in den Zylinderkopf und/oder in entgegengesetzter Richtung ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch einen Motorblock nach dem erfindungsgemäßen Anspruch 1 gelöst. Ferner löst die Aufgabe eine Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 6 oder 7. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Der erfindungsgemäße Motorblock weist wenigstens zwei Zylinderbohrungen auf. Die Zylinderbohrungen sind vorzugsweise parallel zueinander ausgebildet. Sie sind zu einer Oberfläche hin geöffnet und erstrecken sich ausgehend von dieser Oberfläche in den Motorblock hinein. Zwischen den Zylinderbohrungen ist ein Zylinderblocksteg angeordnet. Der Zylinderblocksteg erstreckt sich ebenfalls von der Oberfläche aus in den Motorblock hinein. Weiter ist ein Kühlkanal neben den Zylinderbohrungen und dem Zylinderblocksteg ausgebildet. Der Kühlkanal verläuft wenigstens auf einer Seite neben den Zylinderbohrungen und dem Zylinderblocksteg, und weist im Motorblock und/oder Zylinderkopf einen Zufluss und einen Abfluss auf. Insbesondere ist der Kühlkanal an der Oberfläche offen und erstreckt sich taschenartig in den Motorblock. Solch ein Kühlkanal stellt vorzugsweise einen Kühlmittelmantel, wenn der mit Kühlmittel gefüllt ist, bereit, welcher die Zylinderbohrungen und den Zylinderblocksteg umgibt. In den Zylinderblocksteg ist ein Kühlschlitz ausgeformt, der sich entlang der Oberfläche in den Zylinderblocksteg zwischen den Zylinderbohrungen erstreckt. Der Kühlschlitz ist taschenförmig ausgebildet und weist einen Schlitzgrund auf, der vorzugsweise geschlossen ist. Der Schlitzgrund ist am der Oberfläche beanstandeten Ende des Kühlschlitzes angeordnet. Der Kühlschlitz ist quer, vorzugsweise senkrecht, zu einer die Mittelpunkte der Zylinderbohrungen verbindende Achse ausgerichtet. Der Zylinderblocksteg variiert in seiner Breite entlang des Kühlschlitzes. Seitlich ist der Kühlschlitz mit dem Kühlkanal fluidverbunden. Der Schlitzgrund kann dabei in den Kühlkanal übergehen. In den Kühlschlitz sind zwei Vertiefungen ausgebildet, die in dem Schlitzgrund ausgeformt sind. Die beiden Vertiefungen sind durch eine Erhebung am Schlitzgrund voneinander separiert. Die Erhebung ist in etwa mittig entlang des Kühlschlitzes angeordnet. Dabei ist die Erhebung im Bereich des Orts des Zylinderblockstegs angeordnet, der entlang der die Mittelpunkte der Zylinderbohrungen verbindende Achse am dünnsten ist. Entlang des dazu ausgerichteten Kühlschlitzes sind neben der Achse die beiden Vertiefungen angeordnet. Der Übergang des Kühlschlitzes in den Kühlkanal erfolgt vorzugsweise in Bereichen des Zylinderblockstegs, die breiter sind als die dünnste Stelle des Zylinderblockstegs, die im Kühlschlitz die Erhebung aufweist. Durch die mittig angeordnete Erhebung im Bereich des dünnsten Abschnittes des Zylinderblockstegs wird die Stabilität des Zylinderblockstegs erhöht. Insbesondere im Bereich der Oberfläche wird durch diese erfindungsgemäße Maßnahme die Robustheit des Zylinderblockstegs verbessert. Gleichzeitig wird ein ausreichend großer Kühlmittelstrom durch die beiden Vertiefungen in den Kühlkanal gewährleistet.
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Vorteilhafter Weise können die beiden Vertiefungen gleich tief in den Zylinderblocksteg ausgeformt sein. Der jeweilige Tiefpunkt der Vertiefungen kann am Schlitzgrund gleichweit von der Oberfläche beanstandet sein. Dadurch wird eine ausgewogene Kühlmittelverteilung erreicht. Alternativ ist auch eine unterschiedliche Tiefe möglich, um gegebenenfalls kühltechnischen Voraussetzungen des Motorblocks gerecht zu werden.
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Die Kontur des Schlitzgrundes im Bereich der Vertiefungen kann bezüglich einer Spiegelachse, die vertikal durch die Erhebung ausgerichtet ist, wenigstens teilweise symmetrisch sein. Dadurch wird erreicht, dass die Vertiefungen wenigstens abschnittsweise symmetrisch zueinander sind, und gleiche oder ähnliche Strömungseigenschaften für ein Kühlmittel aufweisen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung kann die erste Vertiefung am Ort ihres Tiefpunkts im Kühlkanal münden, während die zweite Vertiefung mit einem Abschnitt ihrer Kontur im Kühlkanal mündet, der höher liegt als ihr Tiefpunkt. Somit kann die zweite Vertiefung ein sackförmiges Minimum bilden, während die erste Vertiefung an ihrem tiefsten Punkt in den Kühlkanal übergeht. Somit wird eine effiziente und den Voraussetzungen des Motorblocks angepasste Kühlung erreicht. Der Kühlkanal umsäumt vorzugsweise in geschlossener Weise die Zylinderbohrungen mit dem dazwischen angeordneten Zylinderblocksteg. Somit mündet der Kühlschlitz an zwei gegenüberliegenden Seiten des Zylinderblockstegs in dem Kühlkanal.
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Für die Ausbildung der Tiefpunkte sind im Wesentlichen zwei vorteilhafte Alternativen möglich. Zum einen kann ein Tiefpunkt punktuell ausgebildet sein, und die Vertiefung beispielsweise kreisabschnittförmig ausgeformt sein. Erfindungsgemäß kann zum anderen der Tiefpunkt langgestreckt ausgebildet sein, sodass die Vertiefung wannenförmig ausgeformt ist. Die wannenförmige Vertiefung weist am Tiefpunkt eine Gerade auf, die vorzugsweise parallel zur Oberfläche ausgerichtet ist. Durch diese Alternativen wird eine hocheffiziente Kühlung des Motorblocks gewährleistet.
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Eine weitere vorteilhafte Alternative beinhaltet eine Erhebung innerhalb des Kühlschlitzes, die sich bis zur Oberfläche hin erstreckt. Dabei weist die Erhebung insbesondere einen dreieckförmigen Querschnitt auf. Die Spitze der Erhebung kann an der Oberfläche enden. Es ist auch denkbar, dass die Erhebung an der Oberfläche eine Fläche bildet, die in der Oberfläche liegt.
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Alternativ dazu kann die Erhebung unterhalb der Oberfläche enden. Die Spitze der Erhebung ist bei dieser zweiten Alternative zwischen der Oberfläche und dem Tiefpunkt angeordnet. Bei beiden Alternativen kann die Spitze spitzig oder mit einem Radius ausgeführt sein. Die verschiedenen Ausführungen der Alternativen ermöglichen es, die Kühlmittelströmung und die Robustheit des Zylinderblockstegs im Bereich der Oberfläche optimal anzupassen.
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Vorzugsweise wird der Kühlschlitz durch ein spanendes Verfahren gefertigt. Beispielsweise wird der Motorblock gegossen und mittels eines Scheibenfräsers oder eines Sägeblattes in den Zylinderblocksteg eingeschnitten. Der Kühlschlitz mit seinen beiden Vertiefungen weist wenigstens abschnittsweise den Radius des Schneidwerkzeugs auf. Denkbar ist, dass jede Vertiefung kreisabschnittförmig ausgeformt ist, und insgesamt den Radius des Schneidwerkzeugs aufweisen kann.
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Erfindungsgemäß ist eine Zylinderkopfdichtung für den Motorblock vorgesehen. Die Zylinderkopfdichtung bildet im Wesentlichen die Oberfläche des Motorblocks ab, von der aus sich die Zylinderbohrungen, der Zylinderblocksteg und der Kühlschlitz in den Motorblock erstrecken. Die vorteilhafte Zylinderkopfdichtung weist zwei Ausführungsformen auf.
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Die erste Ausführungsform der Zylinderkopfdichtung hat einen schlitzförmigen Durchlass zwischen zwei Ausnehmungen für Zylinderbohrungen, wobei der schlitzförmige Durchlass in seiner Längsrichtung zweigeteilt ist. Der schlitzförmige Durchlass ist durch eine zu seiner Längsrichtung quergerichteten Steg zweigeteilt. Die Zylinderkopfdichtung ist an die Oberfläche des Motorblocks angepasst, die einen Kühlschlitz mit einer Erhebung in einem Zylinderblocksteg aufweist, wobei die Erhebung bis zur Oberfläche reicht und an der Oberfläche vorzugsweise eine Fläche ausbildet. Wenn die Zylinderkopfdichtung auf die Oberfläche gelegt wird, ist der quergerichtete Steg auf der Erhebung angeordnet, und der schlitzförmige Durchlass verläuft entlang des Kühlschlitzes. Vorzugsweise entsprechen die Umrisse der Öffnungen des Kühlschlitzes der Form des schlitzförmigen Durchlasses.
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Die zweite Ausführungsform der Zylinderkopfdichtung ist für einen Motorblock vorgesehen, dessen Kühlschlitz eine Erhebung aufweist, die nicht bis zur Oberfläche reicht. Der schlitzförmige Durchlass in der Zylinderkopfdichtung ist durchgehend und nicht zweigeteilt. Sein Umriss entspricht insbesondere dem Umriss der Öffnung des Kühlschlitzes auf der Oberfläche.
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Der schlitzförmige Durchlass beider Ausführungsformen der Zylinderkopfdichtung ermöglicht es einem Kühlmittel von dem Motorblock in einen auf den Motorblock gesetzten Zylinderkopf und/oder in entgegengesetzter Richtung zufließen.
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Ein Verbrennungsmotor wird erfindungsgemäß mit dem Motorblock und der Zylinderkopfdichtung ausgestattet. Dabei wird die Zylinderkopfdichtung auf der Oberfläche des Motorblocks angeordnet und ein Zylinderkopf auf die Zylinderkopfdichtung gesetzt. Somit ist die Zylinderkopfdichtung zwischen Motorblock und Zylinderkopf angeordnet. Der Zylinderkopf weist eine Kühlstruktur auf, die schlitzförmig ausgeführt ist und nach dem Aufsetzen auf dem schlitzförmigen Durchlass der Zylinderkopfdichtung angeordnet ist. Nun sind der Kühlschlitz mit zwei Vertiefungen, der zweigeteilte oder durchgehende schlitzförmige Durchlass der Zylinderkopfdichtung und die schlitzförmige Kühlstruktur des Zylinderkopfes aufeinandergestapelt und eine Fluidverbindung zwischen Kühlschlitz und Kühlstruktur durch die Zylinderkopfdichtung hergestellt. Somit kann ein Kühlmittel von Motorblock in den Zylinderkopf oder umgekehrter Richtung fließen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
- 1 einen Verbrennungsmotor mit einem Motorblock, einem Zylinderkopf und einer Zylinderkopfdichtung,
- 2 den Motorblock mit einem Kühlschlitz mit zwei Vertiefungen,
- 3 einen Schnitt durch den Verbrennungsmotor im Bereich des Kühlschlitzes,
- 4 einen Schnitt durch einen alternativen Verbrennungsmotor im Bereich des Kühlschlitzes,
- 5 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor im Bereich des Kühlschlitzes,
- 6 eine Zylinderkopfdichtung mit einem zweigeteilten Durchlass für ein Kühlmittel, und
- 7 eine Zylinderkopfdichtung mit einem durchgehenden Durchlass für ein Kühlmittel.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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In 1 ist ein Schnitt durch einen Verbrennungsmotor 40 gezeigt, der einen Motorblock 10, einen Zylinderkopf 41 und eine Zylinderkopfdichtung 32 aufweist. Die Zylinderkopfdichtung 32 ist zwischen dem Zylinderkopf 41 und dem Motorblock 10 angeordnet. Der Motorblock 10 weist eine Oberfläche 14 auf, auf der die Zylinderkopfdichtung 32 aufgesetzt ist. Auf der Zylinderkopfdichtung 32 ist wiederum der Zylinderkopf 41 angeordnet.
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Die Zylinderkopfdichtung 32 bildet im Wesentlichen die Oberfläche 14 ab. Ein Kühlschlitz 20, der in einem Zylinderblocksteg 18 in dem Motorblock 10 ausgebildet ist, ist ungefähr mittig auf der Oberfläche 14 angeordnet. Über dem Kühlschlitz 20 ist eine Kühlstruktur 42 des Zylinderkopfes 41 positioniert. Der Zylinderkopfdichtung 32 ist ein Durchlass 34 im Bereich der Kühlstruktur 42 und dem Kühlschlitz 20 ausgeformt. Es ist eine Fluidverbindung zwischen der Kühlstruktur 42 und dem Kühlschlitz 20 durch die Zylinderkopfdichtung 32 ausgebildet. Ein Kühlmittel kann somit von dem Kühlschlitz 20 in die Kühlstruktur 42 und umgekehrt fließen.
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Eine Draufsicht auf die Oberfläche 14 ist in 2 gezeigt. In 2 ist ein Ausschnitt der Oberfläche 14 abgebildet, wobei zwei Zylinderbohrungen 12 in der Oberfläche 14 ausgeformt sind. Die Zylinderbohrungen 12 erstrecken sich in den Motorblock 10. Zwischen den Zylinderbohrungen 12 ist der Zylinderblocksteg 18 ausgebildet. Entlang einer Mittelachse 46, die die Mittelpunkte der Zylinderbohrungen 12 verbindet, ist der Zylinderblocksteg 18 am dünnsten ausgeführt. Diese Stelle 19 des Zylinderblockstegs 18 ist ungefähr mittig entlang des Zylinderblockstegs 18 positioniert.
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Die Zylinderbohrungen 12 und der Zylinderblocksteg 18 sind von einem Kühlkanal 16 für ein Kühlmittel umsäumt, der im Bereich des Zylinderblockstegs 18 eingezogen ist. Dadurch formt der Kühlkanal 16 die Umrisse der Zylinderbohrungen 12 und des Zylinderblockstegs 18 nach. Der Kühlkanal 16 ist mit einem Zufluss und einem Abschluss für das Kühlmittel im Motorblock 10 und/oder im Zylinderkopf 41 verbunden.
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In dem Zylinderblocksteg 18 ist ein Kühlschlitz 20 ausgebildet. Der Kühlschlitz 20 erstreckt sich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel quer, insbesondere senkrecht, zur Mittelachse 46. Der Kühlschlitz 20 weist zwei Vertiefungen 241, 242 auf, die links und rechts neben einer Erhebung 26 angeordnet sind. Die Erhebung 26 ist beispielhaft mittig im Zylinderblocksteg 18 positioniert. Bevorzugt ist die Erhebung 26 an der dünnsten Stelle 19 des Zylinderblockstegs 18 ausgebildet, und führt zu einer Versteifung des Zylinderblockstegs 18. Die erste schlitzförmige Vertiefung 241 ist in dem Zylinderblocksteg 18 durch einen spanendes Verfahren wie einem Scheibenfräser oder einer Säge ausgeformt. Dabei ist die erste Vertiefung 241 in Querrichtung zur Mittelachse 46 länger als die zweite Vertiefung 242. Dies ist insbesondere der Fall, da der Kühlkanal 16 auf der Seite der zweiten Vertiefung 242 im Bereich des Zylinderblockstegs 18 weiter in diesen eingezogen ist, sodass eine dreieckige Struktur 48 mit einer zum Kühlschlitz 20 gerichteten Spitze ausgebildet ist. Der Kühlschlitz 20 und somit beide Vertiefungen 241, 242 stehen in Fluidverbindung mit dem Kühlkanal 16.
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In 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Verbrennungsmotors 40 aus 1 abgebildet, wobei der Ausschnitt den Bereich um den Kühlschlitz 20 zeigt. Der Kühlkanal 16 ist taschenförmig von der Oberfläche 14 aus in vertikaler Richtung in den Motorblock 10 hinein ausgeformt. Der Kühlkanal 16 bildet einen Kühlmittelmantel um die Zylinderbohrungen 12 und Zylinderblockstegen 18. Der Kühlschlitz 20 ist zwischen dem linksseitigen und dem rechtzeitigen Kühlkanal 16 angeordnet. Die erste Vertiefung 241 ist in der Zeichnungsebene links neben der Erhebung 26 ausgebildet, und weist eine kreisabschnittförmige Kontur 28 auf. Die Kontur 28 ist mittels dem spanenden Verfahren gefertigt, und weist den Radius des spannenden Werkzeugs auf. Die Kontur 28 der ersten Vertiefung 241 weist einen ersten Tiefpunkt 301 auf. Der erste Tiefpunkt 301 ist punktuell ausgebildet. Die Verbindung der ersten Vertiefung 241 zum Kühlkanal 16 erfolgt seitlich, wobei der äußerste Teil der Kontur 28 in den Kühlkanal 16 übergeht und höher liegt als der erste Tiefpunkt 301.
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Auf der in der Zeichnungsebene rechten Seite der Erhebung 26 ist die zweite Vertiefung 242 angeordnet. Die zweite Vertiefung 224 weist ebenfalls den Radius des Schnittwerkzeugs auf. Der Tiefpunkt 302 der zweiten Vertiefung 242 ist gleich tief wie der erste Tiefpunkt 301. Der Übergang von der zweiten Vertiefung 242 in den Kühlkanal 16 erfolgt direkt am zweiten Tiefpunkt 302. Bezüglich der Erhebung 26 sind die beiden Vertiefungen 241, 242 wenigstens abschnittsweise symmetrisch. Insbesondere sind sie von der Erhebung 26 ausgehend bis zu den Tiefpunkten 301, 302 symmetrisch.
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Die Erhebung 26 erstreckt sich von dem Schlitzgrund 22 aus bis zu Oberfläche 14, an der es eine Fläche 27 ausbildet. Die Fläche 27 liegt in der Ebene der Oberfläche 14. Auf der Oberfläche ist die Zylinderkopfdichtung 32 positioniert. Oberhalb der Zylinderkopfdichtung 32, ist der Zylinderkopf 41 mit der Kühlstruktur 42 angeordnet, wie in 1 gezeigt ist. Die Kühlstruktur 42 ist ein Schlitz, der sich konkav in den Zylinderkopf 41 erstreckt. Die Kühlstruktur 42 weist einen wannenförmigen Querschnitt auf, dessen tiefster Punkt lang gestreckt ist. Dadurch erstreckt sich die Kühlstruktur 42 wenigstens über ein Teil des Kühlschlitzes 20 des Motorblocks 10. In der Zeichnungsebene links von der Erhebung 26 überdeckt die Kühlstruktur 42 der 3 die erste Vertiefung 241 vollständig, während in der Zeichnungsebene rechts von der Erhebung 26, die zweite Vertiefung 242 nur zum Teil bedeckt ist. Die Kühlstruktur 42 des Zylinderkopfes kann an zylinderkopfseitigen Kühlkanäle 50 angeschlossen sein. Alternativ kann die Kühlstruktur 42 lediglich einen sackartigen Schlitz bilden, ohne weitere Fluidverbindungen in den Zylinderkopf 41 hinein.
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In 4 ist ein Kühlschlitz 20 offenbart, der die gleiche Kontur 28 wie der Kühlschlitz 20 aus 3 aufweist. Jedoch sind in 4 anstelle der Kühlstruktur 42 aus 3 vertikale und vorzugsweise zylindrische Bohrungen 44 ausgebildet, die sich von der Oberfläche 14 aus nach oben in den Zylinderkopf 41 erstrecken. Dort sind sie an Kühlkanälen 50 im Zylinderkopf 41 angeschlossen.
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Ein erfindungsgemäßer Kühlschlitz 20 ist in 5 dargestellt. Der Kühlschlitz 20 weist in jeder der beiden Vertiefungen 241, 242 einen lang gestreckten Tiefpunkt 301, 302 auf. Daher weisen die Vertiefungen 241, 242 einen wannenförmigen Querschnitt auf. Dieser erfindungsgemäße Kühlschlitz 20 der 5 kann mit den Kühlstrukturen 42 der 3 und 4 kombiniert werden. Der erfindungsgemäße Kühlschlitz 20 kann ebenfalls durch ein spanendes Verfahren mittels eines Schneidwerkzeugs gefertigt werden. Jedoch muss hier das Schneidwerkzeug entlang der lateralen Richtung des Zylinderblockstegs 18 verfahren werden, um die lang gestreckten Tiefpunkte 301, 302 zu erlangen. Die Tiefpunkte 301, 302 sind bezogen zur Oberfläche 14 gleich tief. Der Übergang der Vertiefungen 241, 242 in den Kühlkanal 16 ist genauso wie in 3 ausgebildet. Eine Vertiefung, insbesondere die erste Vertiefung 241 geht direkt aus dem lang gestreckten Tiefpunkt 301 in den Kühlkanal 16 über, während die Kontur 28 der zweiten Vertiefung 242 nach dem Tiefpunkt 301 erst wieder ansteigt bevor sie in den Kühlkanal 16 übergeht.
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Die Erhebung 26 des erfindungsgemäßen Kühlschlitzes 20 erstreckt sich nicht bis zur Oberfläche 14, sondern endet innerhalb des Kühlschlitzes 20. Die Spitze 27 der Erhebung 26 ist zwischen den Tiefpunkten 301, 302 und der Oberfläche 14 angeordnet.
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Die Zylinderkopfdichtung 32 insbesondere für die Ausführungsformen der 3 und 4 ist in 6 abgebildet. Die Zylinderkopfdichtung 32 weist Ausnehmungen 38 für die Zylinderbohrungen 12 auf. Zwischen den Ausnehmungen 38 ist ein schlitzförmiger Durchlass 34 abgebildet. Der schlitzförmige Durchlass 34 der 6 ist zweigeteilt. Er weist einen ersten Teildurchlass 351 und einen zweiten Teildurchlass 352 auf, die durch einen zu Längsrichtung des Durchlasses 34 quergerichteten Steg 33 getrennt sind. Damit bildet die Zylinderkopfdichtung im Wesentlichen die Oberfläche 14 des Motorblocks 10 der 3 und 4 ab. Der Durchlass 34 ist zwischen der Kühlstruktur 42 und dem Kühlschlitz 20 angeordnet, wobei die Fläche 27 der Erhebung 26 unterhalb des Stegs 33 positioniert ist. Dadurch wird eine Fluidverbindung in dem Verbrennungsmotor 40 zwischen dem Kühlschlitz 20 und Kühlstruktur 42 hergestellt. Die Zylinderkopfdichtung 32 der 6 kann auch für den Kühlschlitz 20 der 5 verwendet werden.
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In 7 ist eine Zylinderkopfdichtung 32 abgebildet, die vorzugsweise bei dem erfindungsgemäßen Kühlschlitz 20 der 5 zum Einsatz kommt. Der Durchlass 34 ist in seiner Längsrichtung durchgehend ausgebildet. Er ist also nicht zweigeteilt, wie es in 6 zu sehen ist. Somit kann das Kühlmittel ungehindert durch den Durchlass 34 fließen, wenn die Erhebung unterhalb der Oberfläche 14 endet, wie es in 5 gezeigt ist. Die Zylinderkopfdichtung 32 der 7 kann jedoch auch für die Ausführungsformen der 3 und 4 verwendet werden.
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Durch die Form und Größe des Durchlasses 34 wird der Druckunterschied im Zylinderkopf 41 und im Motorblock 10 gesteuert. Dadurch wird der Fluss des Kühlmittels in und aus dem Kühlschlitz 20 durch den Durchlass 34 aufgrund des Druckunterschiedes gesteuert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Motorblock
- 12
- Zylinderbohrung
- 14
- Oberfläche des Motorblocks
- 16
- Kühlkanal
- 18
- Zylinderblocksteg
- 19
- dünnste Stelle im Zylinderblocksteg
- 20
- Kühlschlitz
- 22
- Schlitzgrund
- 241
- erste Vertiefung
- 242
- zweite Vertiefung
- 26
- Erhebung
- 27
- Spitze der Erhebung
- 28
- Kontur
- 301
- erster Tiefpunkt
- 302
- zweiter Tiefpunkt
- 32
- Zylinderkopfdichtung
- 33
- quergerichteter Steg im Durchlass
- 34
- schlitzförmiger Durchlass
- 351
- erster Teildurchlass
- 352
- zweiter Teildurchlass
- 36
- Fluidverbindung
- 38
- Ausnehmungen für Zylinderbohrungen
- 40
- Verbrennungsmotor
- 41
- Zylinderkopf
- 42
- Kühlstruktur im Zylinderkopf
- 44
- Bohrungen als Kühlstruktur im Zylinderkopf
- 46
- Mittelachse
- 48
- dreieckige Struktur
- 50
- Zylinderkofpseitiger Kühlkanal
