DE102021120984B3 - Crankcase for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse (1) für eine Verbrennungskraftmaschine (2), aufweisend- zumindest einen Zylinder (3) mit einem Zylinderzentrum (4) und mit einer Lauffläche (5) für einen Kolben (6); und- zumindest einen Kühlmantel (7) zum Kühlen der Lauffläche (5) des Zylinders (3), wobei der Kühlmantel (7) umfasst:- zumindest einen Ringkanal (8,9,10), von welchem um das Zylinderzentrum (4) ein Umlaufweg (11) gebildet ist, und- zumindest einen zu dem Ringkanal (8,9,10) quer ausgerichteten Stichkanal (12,13) mit einem Zentrumsbereich (14), wobei der Ringkanal (8,9,10) im Betrieb mit Kühlmittel versorgbar ist, und wobei der Ringkanal (8,9,10) und der Stichkanal (12,13) mittels einer Ausbuchtung (15) miteinander verbunden sind. Das Kurbelgehäuse (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtung (15) in relativer Anordnung zu dem Stichkanal (12,13) derart ausgeführt ist, dass zwischen:- dem Zentrumsbereich (14) des Stichkanals (12,13) und- einem Ringabschnitt (16,17) des Ringkanals (8,9,10) mit einem Umlaufabstand von mindestens 30° des Umlaufwegs (11) zu dem Zentrumsbereich (14) des Stichkanals (12,13) eine freie Sichtlinie (18) gebildet ist.Mit dem hier vorgeschlagenen Kurbelgehäuse ist eine Reinigungsdüse zum Entfernen von Material eines verlorenen Kerns derart platzierbar, dass die Reinigungsflüssigkeit tief in einen Ringkanal eindringen kann und die Reinigung damit vereinfacht ist.The invention relates to a crankcase (1) for an internal combustion engine (2), having at least one cylinder (3) with a cylinder center (4) and with a running surface (5) for a piston (6); and- at least one cooling jacket (7) for cooling the running surface (5) of the cylinder (3), the cooling jacket (7) comprising:- at least one annular channel (8,9,10), of which around the cylinder center (4). circulation path (11) is formed, and at least one branch duct (12,13) aligned transversely to the annular duct (8,9,10) and having a central region (14), the annular duct (8,9,10) being operated with coolant can be supplied, and wherein the ring channel (8,9,10) and the branch channel (12,13) are connected to one another by means of a bulge (15). The crankcase (1) is primarily characterized in that the bulge (15) is arranged in relation to the branch duct (12,13) in such a way that between: - the central area (14) of the branch duct (12,13) and- a ring section (16,17) of the ring channel (8,9,10) with a circumferential distance of at least 30° of the circular path (11) to the central area (14) of the branch channel (12,13) a free line of sight (18) is formed. With the crankcase proposed here, a cleaning nozzle for removing material from a lost core can be placed in such a way that the cleaning liquid can penetrate deep into an annular channel and cleaning is thus simplified.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse für eine Verbrennungskraftmaschine, eine Verbrennungskraftmaschine mit einem solchen Kurbelgehäuse, eine Gussform für ein solches Kurbelgehäuse, sowie ein Reinigungsverfahren für ein solches Kurbelgehäuse.The invention relates to a crankcase for an internal combustion engine, an internal combustion engine with such a crankcase, a mold for such a crankcase, and a cleaning method for such a crankcase.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, in einem Kurbelgehäuse die Laufflächen (gegebenenfalls Bestandteil separater Laufbuchsen) eines Zylinders einer Verbrennungskraftmaschine zu kühlen. Dabei sind eine Mehrzahl von Ringkanälen vorgesehen, welche zum Leiten eines Kühlmittels eingerichtet sind und in dem Kurbelgehäuse möglichst eng bei der Lauffläche angeordnet diese umgeben. Das Kurbelgehäuse ist mittels Gießen, beispielsweise aus Aluminium, hergestellt. Ein solcher Ringkanal muss dazu mit einem verlorenen (beispielsweise Sand- oder Salz-) Kern erzeugt werden. Der verlorene Kern wird nach dem Gießvorgang wieder entfernt. Dabei ist sicherzustellen, dass keine Kernreste in dem Ringkanal verbleiben, weil sonst der hydraulische Querschnitt des Ringkanals gemindert und/oder das Kühlmittel verschmutzt und die mechanischen Teile im Kühlkreislauf (beispielsweise Pumpe und/oder Ventile) beschädigt werden können. Derzeit wird dies mit Rütteln und Spülen und gegebenenfalls mit Ultraschallreinigung, sowie mit einem nachgelagerten Prüfungsschritt sichergestellt.It is known from the prior art to cool the running surfaces (possibly part of separate liners) of a cylinder of an internal combustion engine in a crankcase. In this case, a plurality of ring channels are provided, which are set up for conducting a coolant and are arranged in the crankcase as closely as possible to the running surface and surround the running surface. The crankcase is made by casting, for example from aluminium. Such a ring channel must be created with a lost (e.g. sand or salt) core. The lost core is removed again after the casting process. It must be ensured that no core residues remain in the ring channel, otherwise the hydraulic cross section of the ring channel is reduced and/or the coolant is contaminated and the mechanical parts in the cooling circuit (e.g. pump and/or valves) can be damaged. This is currently ensured with shaking and rinsing and, if necessary, with ultrasonic cleaning, as well as with a subsequent test step.
Aus der
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Weiterhin ist aus der
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.Proceeding from this, the object of the present invention is to at least partially overcome the disadvantages known from the prior art. The features according to the invention result from the independent claims, for which advantageous configurations are shown in the dependent claims. The features of the claims can be combined in any technically meaningful way, whereby the explanations from the following description and features from the figures can also be used for this purpose, which include additional configurations of the invention.
Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse für eine Verbrennungskraftmaschine, aufweisend
- - zumindest einen Zylinder mit einem Zylinderzentrum und mit einer Lauffläche für einen Kolben; und
- - zumindest einen Kühlmantel zum Kühlen der Lauffläche des Zylinders, wobei der Kühlmantel umfasst:
- - zumindest einen Ringkanal mit einem hydraulischen Durchmesser, von welchem um das Zylinderzentrum ein Umlaufweg gebildet ist, und
- - zumindest einen zu dem Ringkanal quer ausgerichteten Stichkanal mit einem Zentrumsbereich und mit jeweils einem hydraulischen Durchmesser,
wobei der Ringkanal und der Stichkanal mittels einer Ausbuchtung miteinander verbunden sind, und
wobei der hydraulische Durchmesser des Ringkanals kleiner als 35% des hydraulischen Durchmessers des Stichkanals ist.The invention relates to a crankcase for an internal combustion engine
- - At least one cylinder with a cylinder center and with a running surface for a piston; and
- - at least one cooling jacket for cooling the running surface of the cylinder, the cooling jacket comprising:
- - at least one annular channel with a hydraulic diameter, from which a circulation path is formed around the center of the cylinder, and
- - at least one branch channel aligned transversely to the annular channel with a central area and each with a hydraulic diameter,
wherein the ring channel and the branch channel are connected to one another by means of a bulge, and
wherein the hydraulic diameter of the ring canal is less than 35% of the hydraulic diameter of the branch canal.
Das Kurbelgehäuse ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtung in relativer Anordnung zu dem Stichkanal derart ausgeführt ist, dass zwischen:
- - dem Zentrumsbereich des Stichkanals und
- - einem Ringabschnitt des Ringkanals mit einem Umlaufabstand von mindestens 30° des Umlaufwegs zu dem Zentrumsbereich des Stichkanals eine freie Sichtlinie gebildet ist.
- - the central area of the branch canal and
- - A clear line of sight is formed in a ring section of the ring channel with a circumferential distance of at least 30° of the circumferential path to the central region of the branch channel.
In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.Unless explicitly stated otherwise, ordinal numbers used in the description above and below only serve to clearly distinguish them and do not reflect any order or ranking of the designated components. An ordinal number greater than one does not mean that another such component must necessarily be present.
Das hier vorgeschlagene Kurbelgehäuse ist beispielsweise hinsichtlich seiner Funktion identisch mit einem konventionellen Kurbelgehäuse, und bevorzugt hinsichtlich seiner Baugröße und Anschlüsse kompatibel mit einer im Übrigen konventionellen Verbrennungskraftmaschine. Das Kurbelgehäuse ist mittels einer Gussform urgeformt, welche (abgesehen von den hier genannten Besonderheiten) bevorzugt konventionell ausgeführt und benutzbar ist, und/oder beispielsweise wie unten näher erläutert ausgeführt ist. Das Kurbelgehäuse umfasst bevorzugt eine sogenannte Performance-Kühlung für die Lauffläche des betreffenden Zylinders. Die Lauffläche ist konzentrisch zu dem Zylinderzentrum angeordnet und erstreckt sich parallel zu dem Zylinderzentrum. Das Kurbelgehäuse umfasst dazu einen oder eine Mehrzahl von Zylindern für eine entsprechende Anzahl von Kolben, welche sich bei einem Arbeitsgang im Betrieb in dem korrespondierenden Zylinder auf und ab bewegen. Für einen gut abgedichteten Betrieb ist eine Lauffläche in dem Zylinder mit geeigneter Oberflächeneigenschaft (beispielsweise Rauigkeit und Ebenheit) geschaffen. In einer Ausführungsform ist die Lauffläche von einer in den Zylinder eingeführten Laufbuchse gebildet. Bevorzugt ist die Lauffläche mit dem übrigen Kurbelgehäuse einstückig gebildet.The crankcase proposed here is, for example, identical in terms of its function to a conventional crankcase, and preferably compatible with an otherwise conventional internal combustion engine in terms of its size and connections. The crankcase is primarily formed by means of a casting mold which (apart from the special features mentioned here) is preferably designed and usable in a conventional manner and/or is designed, for example, as explained in more detail below. The crankcase preferably includes what is known as performance cooling for the running surface of the relevant cylinder. The tread is concentric with the cylinder center and extends parallel to the cylinder center. For this purpose, the crankcase comprises one or a plurality of cylinders for a corresponding number of pistons, which move up and down in the corresponding cylinder during a work step during operation. A running surface is created in the cylinder with suitable surface properties (e.g. roughness and flatness) for a well-sealed operation. In one embodiment, the running surface is formed by a liner inserted into the cylinder. The running surface is preferably formed in one piece with the rest of the crankcase.
Der Kühlmantel für die Lauffläche ist innerhalb des und integral mit dem Kurbelgehäuse gebildet, sodass ein möglichst guter Wärmeübergang, beispielsweise mittels einer möglichst geringen Wandstärke zwischen dem kühl-wirksamen Anteil des Kühlmantels und der Lauffläche gebildet ist. Der Kühlmantel umfasst zumindest einen Ringkanal, bevorzugt eine Mehrzahl von Ringkanälen. Der (zumindest eine) Ringkanal ist über eine separate Versorgungsleitung und/oder einen Stichkanal versorgbar. Eine solche separate Versorgungsleitung ist beispielsweise ein sogenannter Zulauftrichter. Der Ringkanal ist zumindest über einen Teilabschnitt um die Lauffläche und somit um das Zylinderzentrum umlaufend, beispielsweise nach radial-außen versetzt konzentrisch oder oval, gebildet. Von dem Ringkanal ist ein Teil des kühl-wirksamen Anteils des Kühlmantels gebildet oder der kühl-wirksame Anteil des Kühlmantels ist einzig von dem Ringkanal gebildet. Der Ringkanal ist in einer Ausführungsform in einer Ebene gebildet, zu welcher das Zylinderzentrum lotrecht ausgerichtet ist. Alternativ ist ein solcher Ringkanal zu dem Zylinderzentrum geneigt, und verläuft beispielsweise Gewinde-artig um die Lauffläche. In einer Ausführungsform sind die Ringabschnitte des Ringkanals über einen Umlaufweg nicht in einer mathematisch konstanten Ebene. Die Ebene des Ringkanals wird in der weiteren Betrachtung daher als eine solche Fläche betrachtet, in welcher die weiter unten beschriebene freie Sichtlinie liegt.The cooling jacket for the running surface is formed inside and integrally with the crankcase, so that the best possible heat transfer is formed, for example by means of the smallest possible wall thickness, between the cooling-effective portion of the cooling jacket and the running surface. The cooling jacket comprises at least one ring channel, preferably a plurality of ring channels. The (at least one) ring channel can be supplied via a separate supply line and/or a branch channel. Such a separate supply line is, for example, a so-called feed funnel. The ring channel is formed at least over a partial section around the running surface and thus around the center of the cylinder, for example offset radially outward concentrically or ovally. A part of the effective cooling portion of the cooling jacket is formed by the annular channel, or the effective cooling portion of the cooling jacket is formed solely by the annular channel. In one embodiment, the ring channel is formed in a plane to which the center of the cylinder is aligned perpendicularly. Alternatively, such an annular channel is inclined towards the center of the cylinder and runs, for example, in a thread-like manner around the running surface. In one embodiment, the annular portions of the annular channel are not in a mathematically constant plane over a circular path. The plane of the annular canal is therefore considered in further consideration as such a surface in which the free line of sight described further below lies.
In einer Ausführungsform ist der Stichkanal als Durchgangsloch für eine Verschraubung des Kurbelgehäuses in einer Verbrennungskraftmaschine eingerichtet. Alternativ oder zusätzlich weist in einer Ausführungsform der Stichkanal zumindest eine der folgenden Eigenschaften auf:
- - der Stichkanal erstreckt sich entlang (bevorzugt parallel zu) der Erstreckung des Zylinderzentrums beziehungsweise der Zylinderachse;
- - der Stichkanal weist einen Querschnitt auf, welcher größer ist als, bevorzugt mindestens doppelt so groß ist wie, das Doppelte der Summe der Strömungsquerschnitte der Ringkanäle;
- - der Stichkanal erstreckt sich (entlang der Erstreckung des Zylinderzentrums beziehungsweise der Zylinderachse) über die gleich-gerichtete Erstreckung des zumindest einen Ringkanals;
- - der Stichkanal erstreckt sich durch das Kurbelgehäuse hindurch;
- - der Stichkanal ist unmittelbar nach dem Urformen und nach dem Entfernen des zum Bilden des Stichkanals eingesetzten Kerns nach außen offen;
- - der Stichkanal ist vor der Inbetriebnahme des Kurbelgehäuses in einer Verbrennungskraftmaschine mittels eines Dichtmittels, beispielsweise mittels eines separaten Verdrängungskörpers verschlossen, und damit nicht als Versorgungsleitung für den zumindest einen Ringkanal eingerichtet;
- - der Stichkanal ist mit seinem Querschnitt derart angeordnet, dass der gesamte Stichkanal oder zumindest sein Zentrumsbereich sich nicht mit einer (theoretischen, kontinuierlichen) Fortsetzung des zumindest einen Ringkanals überlappt, bevorzugt den zumindest einen Ringkanal tangiert;
- - mittels der Ausbuchtung der Zentrumsbereich (oder der gesamte Stichkanal) und der Ringkanal mit einem ergänzenden Volumen verbunden sind.
- - The branch channel extends along (preferably parallel to) the extension of the cylinder center or the cylinder axis;
- - The branch channel has a cross section which is greater than, preferably at least twice as large as, twice the sum of the flow cross sections of the ring channels;
- - The branch channel extends (along the extension of the cylinder center or the cylinder axis) over the same-directed extension of the at least one annular channel;
- - The branch channel extends through the crankcase;
- - The branch channel is open to the outside immediately after the primary shaping and after the removal of the core used to form the branch channel;
- - Before the crankcase is started up in an internal combustion engine, the branch channel is closed by means of a sealant, for example by means of a separate displacement body, and is therefore not set up as a supply line for the at least one annular channel;
- - the cross-section of the branch channel is arranged in such a way that the entire branch channel or at least its central area does not overlap with a (theoretical, continuous) continuation of the at least one ring channel, preferably touches the at least one ring channel;
- - by means of the bulge, the central area (or the entire branch canal) and the ring canal are connected to an additional volume.
Der Stichkanal und der Ringkanal sind bei der hier vorgeschlagenen Ausführungsform miteinander verbunden, beispielsweise strömungsverbunden oder im Einsatz von einem (später eingeführten) separaten Verdrängungskörper in dem Stichkanal (nahezu oder vollständig fluidundurchlässig) voneinander getrennt.In the embodiment proposed here, the branch channel and the ring channel are connected to one another, for example fluidly connected or, when used, separated from one another (almost or completely fluid-impermeable) by a separate displacement body (introduced later) in the branch channel.
Damit Kernreste zuverlässig und mit geringem Aufwand entfernbar sind, ist hier vorgeschlagen, dass der Querschnitt (in einer Schnittebene quer zu dem Zylinderzentrum des entsprechenden Zylinders) des Stichkanals derart angeordnet ist, dass eine freie Sichtlinie, also eine gerade Linie ohne Schnittpunkte mit der Struktur des Kurbelgehäuses, zwischen einem Ringabschnitt des Ringkanals und dem Stichkanal gebildet ist. Der betreffende Ringabschnitt ist über einen Umlaufweg des Ringkanals zu einem Zentrumsbereich des betreffenden Stichkanals mit einem Umlaufabstand von mindestens 30° [dreißig Grad von 360°] beabstandet. Der Zentrumsbereich des Stichkanals ist ein von quer, beispielsweise senkrecht, zu der Ebene des Ringkanals frei zugänglicher Bereich in dem Kurbelgehäuse mit einem derart ausreichenden Querschnitt, dass ein starres Endoskop mit zumindest einer in die Ebene des Ringkanals ausrichtbaren Sichtöffnung (beispielsweise einer Kameralinse) und/oder eine Reinigungsdüse mit zumindest einer in die Ebene des Ringkanals ausrichtbaren Düsenöffnung beschädigungsfrei (und bevorzugt ohne erforderliche materialabnehmende Nacharbeit des Stichkanals nach dem Entformen aus der Gussform) einführbar ist. Der Zentrumsbereich ist innerhalb des Stichkanals, aber nicht zwangsläufig koaxial zu einem Symmetriezentrum des Stichkanals angeordnet. In einer Ausführungsform ist der Zentrumsbereich Ringkanal-seitig tangential zu einem Querschnitt beziehungsweise zu einem Segment des Querschnitts des Ringkanals angeordnet. In einer Ausführungsform weist der Zentrumsbereich einen Berührungspunkt oder eine Schnittmenge mit der genannten Ausbuchtung auf.So that core remains can be removed reliably and with little effort, it is proposed here that the cross section (in a cutting plane transverse to the cylinder center of the corresponding cylinder) of the puncture channel is arranged in such a way that a free line of sight, i.e. a straight line without intersections with the structure of the Crankcase is formed between an annular portion of the annular channel and the branch channel. The annular section in question is spaced at a circumferential distance of at least 30° [thirty degrees of 360°] from a central area of the branch duct in question via a circumferential path of the annular channel. The central area of the puncture channel is an area in the crankcase that is freely accessible from transversely, for example perpendicularly, to the plane of the annular channel and has such a sufficient cross section that a rigid endoscope with at least one viewing opening (for example a camera lens) that can be aligned in the plane of the annular channel and/or or a cleaning nozzle with at least one nozzle opening that can be aligned in the plane of the ring channel can be inserted without damage (and preferably without the need for material-reducing reworking of the branch channel after demoulding from the mold). The central area is arranged within the stub channel, but not necessarily coaxially to a center of symmetry of the stub channel. In one embodiment, the central area is arranged on the annular channel side tangentially to a cross section or to a segment of the cross section of the annular channel. In one embodiment, the central area has a point of contact or an intersection with said bulge.
Die Ausbuchtung ist eine den Ringkanal bei dem betreffenden Stichkanal hin zu dem Stichkanal erweiternde Struktur, wobei das entsprechende Kernvolumen oder ein Teil dieses Kernvolumens in einer Ausführungsform Teil des (ersten) Kerns für den betreffenden Ringkanal beziehungsweise für alle Ringkanäle gemeinsam ist. In einer anderen Ausführungsform ist das Kernvolumen für die Ausbuchtung oder ein Teil dieses Kernvolumens von dem (zweiten) Kern des Stichkanals gebildet. In einer Ausführungsform ist das Kernvolumen für die Ausbuchtung zumindest zu einem Teil ein separater weiterer Kern.The bulge is a structure that widens the ring channel at the branch channel in question towards the branch channel, with the corresponding core volume or a part of this core volume being part of the (first) core for the ring channel in question or for all ring channels in common in one embodiment. In another embodiment, the core volume for the bulge or part of this core volume is formed by the (second) core of the puncture channel. In one embodiment, the core volume for the bulge is at least in part a separate further core.
Von der Ausbuchtung ist zwischen dem betreffenden Stichkanal und dem Ringkanal eine lokale Querschnittserweiterung quer zu der Ebene des Ringkanals mit radialer Erstreckung bezogen auf das Zylinderzentrum gebildet. Infolge der geeigneten Ausführung der Ausbuchtung ist zwischen dem Zentrumsbereich des betreffenden Stichkanals und von dort aus weit in den Ringkanal hinein, nämlich um mindestens 30°-Umlaufweg, eine freie Sichtlinie gebildet. In einer Ausführungsform ist die freie Sichtlinie definiert von einem Punkt innerhalb des Zentrumsbereichs (bevorzugt auf dem Außenrand des Zentrumsbereichs) mit einem Abstand, dessen Betrag mindestens dem halben (hydraulischen) Durchmesser des zumindest einen Ringkanals entspricht, von einem dem Ringkanal nächsten Punkt angeordnet ist. Dieser nächste Punkt, von welchem der Abstand radial oder senkrecht zu seiner Tangente zu dem Zentrumsbereich ausgerichtet ist, ist bevorzugt ein Punkt auf einer Tangente des Zentrumsbereichs, welche einer (theoretischen, kontinuierlichen) Fortsetzung des zumindest einen Ringkanals am nächsten ist und parallel zu einer Tangente zu dieser Fortsetzung bei einem gemeinsamen Radius (senkrecht auf beiden Tangenten), des Zentrumsbereichs beabstandet ist. Es sei darauf hingewiesen, dass der Start des Umlaufwegs hier auf einen (beliebigen, bevorzugt Einlass-seitigen Rand-) Punkt in dem Zentrumsbereich definiert ist. In einer Betrachtung des Ringkanals in einem zwei-dimensionalen Polar-Koordinatensystem ist der Ringabschnitt (beziehungsweise der Endwinkel), zu welchem die freie Sichtlinie gebildet ist, beispielsweise bei absolut 80° bis 100° zu einer (beliebigen) Bezugslinie (beispielsweise einer Abszisse) angeordnet und der besagte Punkt des Zentrumsbereichs bei (einem Startwinkel von) absolut etwa 45° bis 50° angeordnet. In einer Ausführungsform ist mittels eines starren Endoskops, welches in den Stichkanal wie oben erwähnt eingeführt wird, eine freie Sicht zum Überprüfen der Vollständigkeit der Reinigung, eine gegebenenfalls gewünschte Prüfung mit geringem Aufwand möglich. In einer Ausführungsform ist eine Reinigungsflüssigkeit wie oben erwähnt aus einer Düsenöffnung einer (in den Stichkanal eingeführten) Reinigungsdüse so weit einbringbar, dass Kernreste des (ersten) Kerns des Ringkanals zuverlässig entfernbar sind. Eine aus der Düsenöffnung ausgespritzte Reinigungsflüssigkeit ist tief (entlang eines Umlaufwegs) in den Ringkanal, wegen geringer Umlenkung des Düsenstrahls mit wenig gedämpftem oder ungedämpftem Impuls, einbringbar. Bevorzugt ist dieses Reinigungsverfahren derart zuverlässig, dass eine Nachkontrolle (beispielsweise mittels Endoskop und/oder Ultraschall) überflüssig ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind neben dem Einbringen von Reinigungsflüssigkeit mittels der oben beschriebenen Reinigungsdüse keine weiteren Maßnahmen zum Entfernen von Kernresten aus dem Ringkanal notwendig. From the bulge, a local widening of the cross section is formed between the branch channel in question and the ring channel, transversely to the plane of the ring channel, with a radial extent relative to the center of the cylinder. As a result of the suitable design of the bulge, a clear line of sight is formed between the central area of the branch channel in question and from there far into the ring channel, namely by at least a 30° circular path. In one embodiment, the free line of sight is defined by a point within the central area (preferably on the outer edge of the central area) at a distance the amount of which corresponds to at least half the (hydraulic) diameter of the at least one ring channel, from a point closest to the ring channel. This closest point, from which the distance is aligned radially or perpendicular to its tangent to the central area, is preferably a point on a tangent of the central area, which is a (theoretical, continuous) continuation of the at least one annular channel closest and parallel to a tangent is spaced from this continuation at a common radius (perpendicular to both tangents) of the center region. It should be noted that the start of the circulation path is defined here at an (arbitrary, preferably inlet-side edge) point in the center area. In a view of the ring channel in a two-dimensional polar coordinate system, the ring section (or the end angle) to which the free line of sight is formed is, for example, at an absolute angle of 80° to 100° to a (any) reference line (for example an abscissa). and said point of the center region is located at (a starting angle of) about 45° to 50° absolute. In one embodiment, a rigid endoscope, which is inserted into the puncture channel as mentioned above, allows a clear view for checking the completeness of the cleaning, a possibly desired check with little effort. In one embodiment, a cleaning liquid as mentioned above can be introduced from a nozzle opening of a cleaning nozzle (inserted into the branch duct) to such an extent that core residues of the (first) core of the annular duct can be reliably removed. A cleaning liquid ejected from the nozzle opening is deep (along a circulating path) into the annular passage because of small ger deflection of the jet with little damped or undamped impulse, can be introduced. This cleaning method is preferably so reliable that a follow-up check (for example by means of an endoscope and/or ultrasound) is superfluous. In a preferred embodiment, apart from introducing cleaning liquid by means of the cleaning nozzle described above, no further measures for removing core residues from the ring channel are necessary.
In einer Ausführungsform ist der Stichkanal unmittelbar angrenzend (mit einem Berührungspunkt, also tangential) an den Querschnitt des Ringkanals oder der Querschnitt des Stichkanals überschneidend mit dem Querschnitt des Ringkanals angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist dann die Ausbuchtung als reine Übergangskehle zwischen dem Ringkanal und dem betreffenden Stichkanal gebildet.In one embodiment, the branch channel is arranged directly adjacent (with a point of contact, ie tangentially) to the cross section of the ring channel or the cross section of the branch channel overlaps with the cross section of the ring channel. In this embodiment, the bulge is then formed purely as a transition channel between the ring channel and the relevant branch channel.
Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass der Ringkanal nicht zwangsläufig, sondern lediglich bevorzugt, umlaufend gestaltet ist. Alternativ ist der Ringkanal nur ein Teil eines geschlossenen Rings oder setzt sich aus einer Mehrzahl von solchen Teilen, beispielsweise vier Teilen, zusammen, wobei von einer Versorgungsleitung und/oder von dem Stichkanal der Zulauf oder der Ablauf für das Kühlmittel für den jeweiligen Ringkanal gebildet ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen zwei Stichkanälen (oder bei einer nicht umlaufenden Ausführungsform des Ringkanals endseitig des Ringkanals) eine Versorgungsleitung als Ablauf beziehungsweise Zulauf für das Kühlmittel vorgesehen. Beispielsweise ist eine solche Versorgungsleitung bei vier gleichmäßig verteilten Stichkanälen mittig zwischen zwei Stichkanälen angeordnet, beispielsweise bei exakt oder etwa 45° [fünfundvierzig Grad von 360°] des Umlaufwegs des Ringkanals, wenn der Umlaufabstand der Stichkanäle exakt oder etwa 90° beträgt.Furthermore, it should be pointed out that the ring channel is not necessarily, but only preferably, designed to be circumferential. Alternatively, the annular duct is only part of a closed ring or is composed of a plurality of such parts, for example four parts, with a supply line and/or the branch duct forming the inlet or outlet for the coolant for the respective annular duct . In an advantageous embodiment, a supply line is provided between two branch ducts (or at the end of the annular duct in the case of a non-circular embodiment of the annular duct) as an outlet or inlet for the coolant. For example, with four evenly distributed branch ducts, such a supply line is arranged centrally between two branch ducts, for example at exactly or approximately 45° [forty-five degrees of 360°] of the circulation path of the ring duct if the circumferential spacing of the branch ducts is exactly or approximately 90°.
Hier ist weiterhin vorgeschlagen, dass der hydraulische Durchmesser des Ringkanals kleiner als 35%, bevorzugt kleiner als 25%, des hydraulischen Durchmessers des Stichkanals ist.It is further proposed here that the hydraulic diameter of the ring channel is less than 35%, preferably less than 25%, of the hydraulic diameter of the branch channel.
Bei dieser Ausführungsform ist ein Ringkanal mit einem besonders geringen hydraulischen (zweiten) Durchmesser ausführbar, wobei sich dennoch mittels eines effizienten und kostengünstigen Reinigungsverfahrens (wie beispielsweise vorhergehend und/oder nachfolgend beschrieben) sicherstellen lässt, dass Kernreste des verlorenen (ersten) Kerns aus dem betreffenden Ringkanal ausreichend, bevorzugt vollständig, entfernbar sind. Je geringer der hydraulische (zweite) Durchmesser des Ringkanals ist, desto größer ist die Effizienz der Wärmeübertragung. Der dem entgegenstehende Strömungswiderstand ist bei den üblichen Abmessungen diesem Effekt gegenüber bei Wasser beziehungsweise einer Wasser-Frostschutz-Mischung als Kühlmittel gering oder sogar vernachlässigbar. Ein solcher hydraulischer Durchmesser des Ringkanals beträgt beispielsweise weniger als 7 mm [sieben Millimeter], bevorzugt weniger als 5 mm.In this embodiment, a ring channel with a particularly small hydraulic (second) diameter can be executed, whereby an efficient and cost-effective cleaning process (as described above and/or below, for example) can still be used to ensure that core residues of the lost (first) core are removed from the relevant Ring channel sufficiently, preferably completely, are removable. The smaller the hydraulic (second) diameter of the annular channel, the greater the heat transfer efficiency. The opposing flow resistance is low or even negligible with the usual dimensions compared to this effect with water or a water-antifreeze mixture as the coolant. Such a hydraulic diameter of the ring channel is, for example, less than 7 mm [seven millimeters], preferably less than 5 mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kurbelgehäuse für eine Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, aufweisend
- - zumindest einen Zylinder mit einem Zylinderzentrum und mit einer Lauffläche für einen Kolben; und
- - zumindest einen Kühlmantel zum Kühlen der Lauffläche des Zylinders, wobei der Kühlmantel umfasst:
- - zumindest einen Ringkanal, von welchem um das Zylinderzentrum ein Umlaufweg gebildet ist, und
- - zumindest einen zu dem Ringkanal quer ausgerichteten Stichkanal mit einem Zentrumsbereich,
- - dem Zentrumsbereich des Stichkanals und
- - einem Ringabschnitt des Ringkanals mit einem
Umlaufabstand von mindestens 30° des Umlaufwegs zu dem Zentrumsbereich des Stichkanals eine freie Sichtlinie gebildet ist.
- - At least one cylinder with a cylinder center and with a running surface for a piston; and
- - at least one cooling jacket for cooling the running surface of the cylinder, the cooling jacket comprising:
- - at least one ring channel, from which a circulation path is formed around the center of the cylinder, and
- - at least one branch channel aligned transversely to the ring channel with a central area,
- - the central area of the branch canal and
- - A clear line of sight is formed in a ring section of the ring channel with a circumferential distance of at least 30° of the circumferential path to the central region of the branch channel.
Das Kurbelgehäuse ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stichkanal und dem Ringkanal von der Ausbuchtung eine Übergangskehle gebildet ist,
wobei die Übergangskehle einen Kehlenradius aufweist, welcher gleich dem oder kleiner als dreimal der hydraulische Durchmesser des Stichkanals ist.The main feature of the crankcase is that a transition channel is formed by the bulge between the branch channel and the ring channel,
wherein the transition fillet has a fillet radius equal to or less than three times the hydraulic diameter of the stub channel.
Eine Übergangskehle ist ein sanfter Übergang zwischen dem Querschnitt des betreffenden Stichkanals und dem Querschnitt des Ringkanals. Ein solcher sanfter Übergang ist bevorzugt gerundet, andernfalls an eine Rundung angenähert. Eine solche Rundung weist einen Kehlenradius auf, welcher nicht zwangsläufig konstant ist. In einer nicht-konstanten Ausführungsform des Kehlenradius ist der maximale Abschnittradius als der Kehlenradius bezeichnet. Der Kehlenradius ist gemäß diesem Vorschlag sehr klein, wobei zugleich aufgrund der vorteilhaften relativen Lage des Stichkanals zu dem Ringkanal ein geringer Strömungswiderstand und eine freie Sichtlinie (beispielsweise für ein unmittelbares Einspritzen einer Reinigungsflüssigkeit) aus dem Stichkanal in den Ringkanal ermöglicht ist. Der hydraulische Durchmesser ist wie allgemein definiert ein theoretischer Teilmengen-Kreis eines Querschnitts mit beliebiger Form, mithilfe dessen sich das strömungsmechanische Verhalten mit den gängigen Berechnungsmodellen bestimmen lässt. Dabei sind beispielsweise von Ecken in dem Querschnitt bedingte Strömungswiderstände und Totwasserzonen zumindest näherungsweise berücksichtigt.A transition valley is a smooth transition between the cross-section of the relevant branch canal and the cross-section of the annular canal. Such a smooth transition is preferably rounded, otherwise approximated to a rounding. Such a rounding has a fillet radius which is not necessarily constant. In a non-constant embodiment of the throat radius, the maximum section radius is referred to as the throat radius. The throat radius is very small according to this proposal, while at the same time due to the partial relative position of the branch channel to the ring channel, a low flow resistance and a free line of sight (for example, for a direct injection of a cleaning liquid) from the branch channel into the ring channel is made possible. As is generally defined, the hydraulic diameter is a theoretical subset circle of a cross-section of any shape, with the help of which the flow-mechanical behavior can be determined with the usual calculation models. In this case, for example, flow resistances and dead water zones caused by corners in the cross section are at least approximately taken into account.
Mit anderen Worten wird ein Kurbelgehäuse für eine Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, aufweisend
- - zumindest einen Zylinder mit einem Zylinderzentrum mit einer Lauffläche für einen Kolben; und
- - zumindest einen Kühlmantel zum Kühlen der Lauffläche des Zylinders, wobei der Kühlmantel umfasst:
- - zumindest einen Ringkanal mit einem hydraulischen Durchmesser, von welchem um das Zylinderzentrum ein Umlaufweg gebildet ist, und
- - zumindest einen zu dem Ringkanal quer ausgerichteten Stichkanal mit einem Zentrumsbereich und mit jeweils einem hydraulischen Durchmesser,
- - der hydraulische Durchmesser des Ringkanals kleiner
als 35% des hydraulischen Durchmessers des Stichkanals ist, und/oder - - zwischen dem Stichkanal und dem Ringkanal von der Ausbuchtung eine Übergangskehle gebildet ist, wobei die Übergangskehle einen Kehlenradius aufweist, welcher gleich dem oder kleiner als dreimal der hydraulische Durchmesser des Stichkanals ist..
- - At least one cylinder with a cylinder center with a running surface for a piston; and
- - at least one cooling jacket for cooling the running surface of the cylinder, the cooling jacket comprising:
- - at least one annular channel with a hydraulic diameter, from which a circulation path is formed around the center of the cylinder, and
- - at least one branch channel aligned transversely to the annular channel with a central area and each with a hydraulic diameter,
- - the hydraulic diameter of the annular canal is less than 35% of the hydraulic diameter of the branch canal, and/or
- - a transition groove is formed between the branch canal and the annular canal by the bulge, the transition groove having a groove radius which is equal to or less than three times the hydraulic diameter of the branch canal.
Zumindest eine der Düsenöffnungen einer in den Zentrumsbereich des Stichkanals eingeführten Reinigungsdüse ist in dem Stichkanal derart ausrichtbar, dass zwischen:
- - der betreffenden eingeführten Düsenöffnung und
- - einem Ringabschnitt des Ringkanals mit einem
Umlaufabstand von mindestens 30° des Umlaufwegs zu der betreffenden eingeführten Düsenöffnung eine freie Sichtlinie gebildet ist.
- - the nozzle orifice introduced in question and
- - A free line of sight is formed in a ring section of the ring channel with a circumferential distance of at least 30° of the circulation path to the relevant introduced nozzle opening.
Das hier vorgeschlagene Kurbelgehäuse ist beispielsweise (nahezu) identisch mit dem zuvor beschriebenen Kurbelgehäuse, wobei eine Ausbuchtung lediglich bevorzugt gebildet ist. Es wird auf die oben genannten Definitionen, soweit sie hier zutreffen, Bezug genommen und es gelten hier aufgeführte Merkmale und Erläuterungen zumindest für eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorhergehenden Beschreibung.The crankcase proposed here is, for example, (virtually) identical to the crankcase described above, with a bulge only preferably being formed. Reference is made to the definitions given above, insofar as they apply here, and the features and explanations given here apply at least to a preferred embodiment according to the preceding description.
Der Zentrumsbereich des Stichkanals ist bei dieser Ausführungsform des Kurbelgehäuses ein von quer, beispielsweise senkrecht, zu der Ebene des Ringkanals frei zugänglicher Bereich mit einem derart ausreichenden Querschnitt, dass eine Reinigungsdüse mit zumindest einer in die Ebene des Ringkanals ausrichtbaren Düsenöffnung beschädigungsfrei (und bevorzugt ohne erforderliche materialabnehmende Nacharbeit des Stichkanals nach dem Entformen aus der Gussform) einführbar ist. Der Zentrumsbereich ist innerhalb des Stichkanals, aber nicht zwangsläufig koaxial zu einem Symmetriezentrum des Stichkanals angeordnet. In einer Ausführungsform ist der Zentrumsbereich Ringkanal-seitig tangential zu einem Querschnitt beziehungsweise zu einem Segment des Querschnitts des Ringkanals angeordnet. In einer Ausführungsform weist der Zentrumsbereich einen Berührungspunkt oder eine Schnittmenge mit der optionalen Ausbuchtung auf.In this embodiment of the crankcase, the center area of the branch duct is an area that is freely accessible from across, for example perpendicularly, to the plane of the ring duct and has such a sufficient cross section that a cleaning nozzle with at least one nozzle opening that can be aligned in the plane of the ring duct can be used without damage (and preferably without the required material-reducing rework of the puncture channel after demoulding from the mold) can be introduced. The central area is arranged within the stub channel, but not necessarily coaxially to a center of symmetry of the stub channel. In one embodiment, the central area is arranged on the annular channel side tangentially to a cross section or to a segment of the cross section of the annular channel. In one embodiment, the center region has a point of contact or intersection with the optional bulge.
Infolge der geeigneten Anordnung des Zentrumsbereichs relativ zu dem betreffenden Stichkanal ist von dort aus weit in den Ringkanal hinein, nämlich um mindestens 30°-Umlaufweg, eine freie Sichtlinie gebildet. Bei einem vollständig umlaufenden Ringkanal und einer Mehrzahl von Stichkanälen entspricht der Umlaufabstand etwas weniger als, exakt der oder mehr als der Hälfte des jeweiligen Umlaufabstands zwischen zwei Stichkanälen, zwischen welchen der betreffende (Anteil des) Ringkanal(s) angeordnet ist. Bei beispielsweise vier gleichmäßig verteilten (beispielsweise mit 90°-Umlaufabstand angeordneten) Stichkanälen reicht die freie Sichtlinie in einer vorteilhaften Ausführungsform bis beispielsweise 40°-Umlaufweg, oder sogar 50°-Umlaufweg, oder mehr. Es sei darauf hingewiesen, dass der Start des Umlaufwegs hier auf die Düsenöffnung definiert ist. In einer Betrachtung des Ringkanals in einem zwei-dimensionalen Polar-Koordinatensystem ist der Ringabschnitt (beziehungsweise der Endwinkel), zu welchem die freie Sichtlinie gebildet ist, beispielsweise bei absolut 80° bis 100° zu einer (beliebigen) Bezugslinie (beispielsweise einer Abszisse) angeordnet und die Düsenöffnung bei (einem Startwinkel von) absolut etwa 45° bis 50°. Eine Reinigungsflüssigkeit ist somit aus einer Düsenöffnung einer (in den Stichkanal eingeführten) Reinigungsdüse so weit einbringbar, dass Kernreste des (ersten) Kerns des Ringkanals zuverlässig entfernbar sind. Eine aus der Düsenöffnung ausgespritzte Reinigungsflüssigkeit ist tief (entlang eines Umlaufwegs) in den Ringkanal und wegen geringer Umlenkung des Düsenstrahls mit wenig gedämpftem oder ungedämpftem Impuls einbringbar. In einer Ausführungsform ist wie oben erläutert ein starres Endoskop mit den oben beschriebenen Vorteilen einsetzbar. Bevorzugt ist dieses Reinigungsverfahren derart zuverlässig, dass eine Nachkontrolle überflüssig ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind weitere Maßnahmen zum Entfernen von Kernresten aus dem Ringkanal nicht notwendig.As a result of the suitable arrangement of the central area relative to the branch channel in question, a clear line of sight is formed from there far into the ring channel, namely by at least a 30° circular path. In the case of a completely circumferential ring channel and a plurality of branch channels, the circumferential distance corresponds to slightly less than, exactly or more than half the respective circumferential distance between two branch channels, between which the relevant (part of) the ring channel(s) is arranged. For example, with four evenly distributed branch channels (for example arranged with a 90° circumferential spacing), the free line of sight in an advantageous embodiment extends up to, for example, a 40° circumferential path, or even a 50° circumferential path, or more. It should be noted that the start of the circulation path is defined here as the nozzle opening. In a view of the ring channel in a two-dimensional polar coordinate system, the ring section (or the end angle) to which the free line of sight is formed is, for example, at an absolute angle of 80° to 100° to a (any) reference line (for example an abscissa). and the nozzle opening at (a starting angle of) about 45° to 50° absolute. A cleaning liquid can thus be introduced from a nozzle opening of a cleaning nozzle (inserted into the branch duct) to such an extent that core residues of the (first) core of the annular duct can be reliably removed. One from the The cleaning fluid sprayed out from the nozzle opening can be introduced deep (along a circulation path) into the ring channel and, because of the low deflection of the nozzle jet, with little damped or undamped impulse. In one embodiment, as explained above, a rigid endoscope can be used with the advantages described above. This cleaning method is preferably so reliable that a follow-up check is not necessary. In a preferred embodiment, further measures for removing core residues from the ring channel are not necessary.
Mit anderen Worten wird ein Kurbelgehäuse für eine Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, aufweisend
- - zumindest einen Zylinder mit einem Zylinderzentrum mit einer Lauffläche für einen Kolben; und
- - zumindest einen Kühlmantel zum Kühlen der Lauffläche des Zylinders, wobei der Kühlmantel umfasst:
- - zumindest einen Ringkanal mit einem hydraulischen Durchmesser, von welchem um das Zylinderzentrum ein Umlaufweg gebildet ist, und
- - eine Mehrzahl von zu dem Ringkanal quer ausgerichteten Stichkanälen mit jeweils einem Zentrumsbereich und mit jeweils einem hydraulischen Durchmesser,
wobei der Ringkanal einen zweiten Ringabschnitt aufweist, von welchem von einem zweiten Startwinkel der relativen Lage eines zweiten der Stichkanäle aus bis zu einem zweiten Endwinkel bei dem Scheitelbereich des Ringkanals ebenfalls eine ringwärts gekrümmte Kurvenbahn gebildet ist, und
wobei der erste Ringabschnitts und der zweiten Ringabschnitts mittels des Scheitelbereichs miteinander verbunden sind und wobei:
- - der hydraulische Durchmesser des Ringkanals kleiner
als 35% des hydraulischen Durchmessers des Stichkanals ist, und/oder - - zwischen dem Stichkanal und dem Ringkanal von der Ausbuchtung eine Übergangskehle gebildet ist, wobei die Übergangskehle einen Kehlenradius aufweist, welcher gleich dem oder kleiner als dreimal der hydraulische Durchmesser des Stichkanals ist.
- - At least one cylinder with a cylinder center with a running surface for a piston; and
- - at least one cooling jacket for cooling the running surface of the cylinder, the cooling jacket comprising:
- - at least one annular channel with a hydraulic diameter, from which a circulation path is formed around the center of the cylinder, and
- - a plurality of branch channels aligned transversely to the ring channel, each with a central area and each with a hydraulic diameter,
wherein the ring channel has a second ring section, from which a curved path likewise curved in the ring direction is formed from a second starting angle of the relative position of a second of the branch channels up to a second end angle at the apex area of the ring channel, and
wherein the first ring portion and the second ring portion are connected to each other by means of the apex region and wherein:
- - the hydraulic diameter of the annular canal is less than 35% of the hydraulic diameter of the branch canal, and/or
- - Between the branch channel and the ring channel, a transition groove is formed by the bulge, the transition groove having a groove radius which is equal to or less than three times the hydraulic diameter of the branch channel.
Zwischen dem jeweiligen Stichkanal und dem Scheitelbereich des jeweiligen Ringabschnitts des Ringkanals ist eine freie Sichtlinie gebildet.A clear line of sight is formed between the respective branch channel and the apex area of the respective annular section of the annular channel.
Das hier vorgeschlagene Kurbelgehäuse ist beispielsweise (nahezu) identisch mit dem zuvor beschriebenen Kurbelgehäuse, wobei eine Ausbuchtung lediglich bevorzugt gebildet ist. Es wird auf die oben genannten Definitionen, soweit sie hier zutreffen, Bezug genommen und es gelten hier aufgeführte Merkmale und Erläuterungen zumindest für eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorhergehenden Beschreibung.The crankcase proposed here is, for example, (virtually) identical to the crankcase described above, with a bulge only preferably being formed. Reference is made to the definitions given above, insofar as they apply here, and the features and explanations given here apply at least to a preferred embodiment according to the preceding description.
Der gebildete Umlaufabstand, über welchen eine freie Sichtlinie gebildet ist, ist bei der hier aufgezeigten Ausführungsform abhängig von dem Umlaufabstand zwischen den benachbarten Stichkanälen. Der Umlaufabstand ist also unter Umständen über einen geringeren als einen 30°-Umlaufweg gebildet. Der notwendige minimale Umlaufabstand entlang des Umlaufweg des Ringkanals ist zudem von der Beschaffenheit und Form des Scheitelbereichs abhängig. In einer Ausführungsform ist der Scheitelbereich lediglich ein (theoretischer) Punkt in dem Umlaufweg des Ringkanals. Dann schneiden sich die jeweiligen Sichtlinien in diesem Punkt. In einer Ausführungsform ist der Scheitelbereich ein (theoretischer) Flächenabschnitt (in der betreffenden Ebene) in dem Umlaufweg des Ringkanals. Dann müssen sich die beiden Sichtlinien nicht schneiden oder zumindest deren Gerade nicht schneiden, bevor diese Gerade eine Wandung des Ringkanals schneidet. In einer Ausführungsform schließt sich an zumindest einen der Scheitelbereiche eine Versorgungsleitung für den betreffenden Ringkanal an. Beispielsweise ist der Scheitelbereich in seiner Flächenausdehnung von einer Form und der Abmessung des Anschlusses der Versorgungsleitung an den betreffenden Ringkanal definiert.The circumferential distance formed, over which a free line of sight is formed, is dependent on the circumferential distance between the adjacent branch channels in the embodiment shown here. The revolving distance is thus possibly formed over a less than 30° revolving path. The necessary minimum circulation distance along the circulation path of the ring channel is also dependent on the nature and shape of the apex area. In one embodiment, the apex area is only a (theoretical) point in the circulation path of the annular channel. Then the respective lines of sight intersect at this point. In one embodiment, the apex area is a (theoretical) surface section (in the relevant plane) in the circulation path of the annular channel. The two lines of sight then do not have to intersect, or at least their straight lines do not have to intersect before this straight line intersects a wall of the ring channel. In one embodiment, at least one of the apex areas is adjoined by a supply line for the annular channel in question. For example, the surface area of the apex area is defined by a shape and the dimensions of the connection of the supply line to the ring channel in question.
Die Ringabschnitte erstrecken sich zwischen einem jeweiligen Startwinkel und einem jeweiligen Endwinkel, welche auf das Zylinderzentrum der Lauffläche bezogen sind. Die Ringabschnitte bilden eine ringwärts gekrümmte Kurvenbahn, wobei gegenläufige Krümmungen und/oder Knicke in dem Verlauf der Kurvenbahn möglich sind, soweit diese die freie Sichtlinie nicht beeinträchtigen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine solche ringwärts gekrümmte Kurvenbahn parallel zu dem zu kühlenden Bereich der Lauffläche des Zylinders ausgerichtet. Ein Umlaufabstand, wie er beispielsweise oben genannt ist, ist beispielsweise die Differenz von dem Startwinkel und dem jeweiligen Endwinkel des betreffenden Ringabschnitts. Diese Winkel sind auf eine (beliebige) Bezugslinie (beispielsweise eine Abszisse eines zwei-dimensionalen Koordinatensystems) referenziert, wobei die Bezugslinie durch das Zylinderzentrum verläuft. Beispielsweise ist die Bezugslinie in einer Betrachtung von oben (das heißt axial entlang des Zylinderzentrums) die Abszisse eines zwei-dimensionalen beziehungsweise zylindrischen Polar-Koordinatensystems. Der Startwinkel ist in einer Ausführungsform zu einer Linie, welche jeweils einen Schnittpunkt mit dem Zylinderzentrum und mit dem Symmetriezentrum des betreffenden Stichkanals bildet, definiert. In einer anderen Ausführungsform ist der Startwinkel zu einer Linie, welche einen Schnittpunkt mit dem Zylinderzentrum und den Querschnitt, bevorzugt den wie oben definierten Zentrumsbereich, des betreffenden Stichkanals schneidet, definiert. Mit einem Zentrumsbereich zum Aufnehmen einer Reinigungsdüse und/oder eines Endoskops (vergleiche oben) ist von der besagten Linie des Startwinkels ein Schnittpunkt mit der jeweiligen Düsenöffnung beziehungsweise Sichtöffnung gebildet. Die Linie des Endwinkels bildet einen Berührungspunkt mit dem oder schneidet den Scheitelbereich des betreffenden Ringabschnitts.The ring sections extend between a respective start angle and a respective end angle, which are related to the cylinder center of the tread. The ring sections form a curved path that is curved in the ring direction, with opposing curvatures and/or kinks being possible in the course of the curved path, insofar as these do not impair the free line of sight. In a preferred embodiment, such an annular curved path is aligned parallel to the area of the running surface of the cylinder that is to be cooled. A circumferential distance, as mentioned above, for example, is, for example, the difference between the start angle and the respective end angle of the relevant ring section. These angles are referenced to an (arbitrary) reference line (e.g. an abscissa of a two-dimensional coordinate system), the reference line passing through the center of the cylinder. For example, the Reference line when viewed from above (ie axially along the cylinder center) the abscissa of a two-dimensional or cylindrical polar coordinate system. In one embodiment, the starting angle is defined as a line that forms an intersection with the center of the cylinder and with the center of symmetry of the branch channel in question. In another embodiment, the starting angle is defined with respect to a line which intersects a point of intersection with the center of the cylinder and the cross section, preferably the center area as defined above, of the relevant branch channel. With a central area for accommodating a cleaning nozzle and/or an endoscope (see above), an intersection point with the respective nozzle opening or viewing opening is formed by said line of the starting angle. The line of the end angle makes a point of contact with or intersects the apex of the relevant ring section.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform eines Kurbelgehäuses mit zumindest zwei der zuvor genannten kennzeichnenden Merkmalen vorgeschlagen, wobei bevorzugt der Kühlmantel zumindest einen vollständig um das Zylinderzentrum umlaufenden Ringkanal umfasst,
wobei besonders bevorzugt vier Stichkanäle vorgesehen sind und zumindest zwei der, bevorzugt die vier, Stichkanäle mittels des vollständig um das Zylinderzentrum umlaufenden Ringkanals miteinander verbunden sind.It is also proposed in an advantageous embodiment of a crankcase with at least two of the aforementioned characterizing features, with the cooling jacket preferably comprising at least one ring channel running completely around the center of the cylinder,
Four branch channels are particularly preferably provided and at least two of the branch channels, preferably the four, are connected to one another by means of the annular channel running completely around the center of the cylinder.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein umlaufend geschlossener Kühlring von dem zumindest einen vollständig umlaufenden Ringkanal gebildet, womit eine große Kühlfläche und damit wiederum eine sehr gute Kühlleistung erzielbar ist. Damit sind lange Umlaufwege geschaffen, welche sich aber mit der hier vorgeschlagenen vorteilhaften relativen Lage des Stichkanals zu dem Ringkanal dennoch ausreichend gut und kostengünstig reinigen lassen.In a preferred embodiment, a cooling ring that is closed all the way around is formed by the at least one completely encircling ring channel, with which a large cooling surface and thus in turn a very good cooling capacity can be achieved. This creates long circulation paths, which can nevertheless be cleaned sufficiently well and inexpensively with the advantageous position of the branch channel relative to the ring channel proposed here.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind vier Stichkanäle zumindest einem vollständig umlaufenden Ringkanal, bevorzugt allen Ringkanälen, zugeordnet. Damit sind diejenigen für das hier beschriebene Reinigungsverfahren relevanten Umlaufwege von jedem der Stichkanäle kurz ausführbar, beispielsweise bei gleichmäßiger Verteilung der Stichkanäle über den Umfang des Zylinders auf maximal 50° [fünfzig Grad], oder sogar 40° oder weniger, beschränkbar. In einer Ausführungsform, bei welcher eine Mehrzahl von Ringkanälen entlang der Erstreckung eines Stichkanals angeordnet sind (vergleiche nachfolgende Beschreibung), ist nicht zwangsläufig, sondern lediglich bevorzugt, jeder der Stichkanäle über einen gemeinsamen Ringkanal (bevorzugt alle Ringkanäle) verbunden.In a preferred embodiment, four branch channels are assigned to at least one completely surrounding ring channel, preferably all ring channels. In this way, those circulation paths relevant for the cleaning method described here can be made short from each of the branch channels, for example if the branch channels are distributed evenly over the circumference of the cylinder, they can be limited to a maximum of 50° [fifty degrees], or even 40° or less. In one embodiment, in which a plurality of ring channels are arranged along the extension of a branch channel (compare the description below), it is not mandatory but merely preferred that each of the branch channels is connected via a common ring channel (preferably all ring channels).
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Kurbelgehäuses vorgeschlagen, dass der Zentrumsbereich des Stichkanals derart in dem Querschnitt des Stichkanals angeordnet ist, dass eine Strahllinie aus dem Zentrumsbereich tangential ausgerichtet ist zu:
- - einer radial-äußeren Wandung bei dem stichkanal-seitigen Einlass des Querschnitts des Ringkanals, und
- - einer radial-inneren Wandung mit einem Umlaufabstand zu dem Zentrumsbereich des
Stichkanals von mindestens 30°, bevorzugtvon 40°, des Umlaufwegs.
- - a radially outer wall at the branch channel-side inlet of the cross-section of the annular channel, and
- - A radially inner wall with a peripheral distance from the center area of the branch channel of at least 30°, preferably 40°, of the peripheral path.
Der Ringkanal weist einen Querschnitt auf, welcher nicht zwangsläufig konstant ist. Beispielsweise ist der Querschnitt bei dem (Stichkanal-seitigen) Einlass, welcher sich an den Stichkanal anschließt, erweitert, beispielsweise mittels der Ausbuchtung beziehungsweise einer Übergangskehle (vergleiche unten). Der Querschnitt des Ringkanals ist in einer Radialebene, durch welche sich das Zylinderzentrum in dem Zylinder quer verlaufend, also schneidend, bevorzugt lotrecht, erstreckt, und somit quer zu dem Querschnitt des Stichkanals ausgerichtet. Der tangentiale Verlauf der Strahllinie des Zentrumsbereichs liegt radial-außerhalb des Zentrumsbereichs. Die Strahllinie des Zentrumsbereichs verläuft insofern tangential, als sie die Wandungen des Ringkanals zumindest an den benannten zwei Stellen (beim Einlass und bei dem genannten Umlaufweg), sowie über den gesamten Verlauf zwischen den genannten zwei Stellen, nicht schneidet. Die Strahllinie entspringt in einem beliebigen (beispielsweise Rand-) Punkt in dem Zentrumsbereich des Stichkanals, beispielsweise bei einer Reinigungsdüse bei der jeweiligen Düsenöffnung beziehungsweise bei einem Endoskop bei der jeweiligen Sichtöffnung. Die Strahllinie entspricht in einer vorteilhaften Ausführungsform der zuvor definierten Sichtlinie.The annular channel has a cross section which is not necessarily constant. For example, the cross section at the (branch channel-side) inlet, which adjoins the branch channel, is widened, for example by means of the bulge or a transition groove (compare below). The cross section of the annular channel is in a radial plane through which the cylinder center in the cylinder extends transversely, that is to say intersecting, preferably perpendicularly, and is thus aligned transversely to the cross section of the branch channel. The tangential course of the beam line of the center area lies radially outside of the center area. The jet line of the central area runs tangentially insofar as it does not intersect the walls of the annular channel at least at the two points mentioned (at the inlet and at the circulation path mentioned) and over the entire course between the two points mentioned. The jet line originates at any (for example edge) point in the central area of the branch channel, for example in the case of a cleaning nozzle at the respective nozzle opening or in the case of an endoscope at the respective viewing opening. In an advantageous embodiment, the beam line corresponds to the previously defined line of sight.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Strahllinie des Zentrumsbereichs nicht allein einen mathematischen Querschnitt von null, sondern eine geringe Querschnittsausdehnung auf, wobei eine, bezogen auf das Zylinderzentrum des Zylinders, radial-äußere Seite der (volumen-aufweisenden) Strahllinie des Zentrumsbereichs die radial-äußere Wandung und eine radial-innere Seite der (volumen-aufweisenden) Strahllinie des Zentrumsbereichs die radial-innere Wandung tangiert. Auch die Bezeichnungen der Wandungen des Ringkanals als radial-äußere Wandung und radial-innere Wandung sind auf das Zylinderzentrum bezogen.In a preferred embodiment, the jet line of the center region not only has a mathematical cross-section of zero, but rather a small cross-sectional extent, with a radially outer side of the (volume-having) jet line of the center region being the radially outer Wall and a radially inner side of the (volume-having) beam line of the center region is tangent to the radially inner wall. The designations of the walls of the ring channel as radially outer wall and radially inner wall are also related to the center of the cylinder.
Der Zentrumsbereich ist beispielsweise von der Größe einer Reinigungsdüse bestimmt, sodass also eine Ausspritzrichtung einer Düsenöffnung entlang der Strahllinie des Zentrumsbereichs ausgerichtet unmittelbar in den Ringkanal richtbar ist. Der Zentrumsbereich ist kleiner als der Querschnitt des Stichkanals, sodass bei dieser Ausführungsform eine Reinigungsdüse mit Spiel in den betreffenden Stichkanal einführbar ist. In einer Ausführungsform ist der Zentrumsbereich im Vergleich zu einem kreisförmigen Querschnitt des Stichkanals beziehungsweise einem größten Zentrumsbereich, welcher in dem Querschnitt des Stichkanals platzierbar ist, um maximal 25 % [fünfundzwanzig Prozent], bevorzugt um maximal 10 %, kleiner. Der Stichkanal ist damit mit einem geringen hydraulischen Durchmesser also mit einem geringen Platzbedarf ausführbar, während zugleich eine (relativ große) Reinigungsdüse einführbar ist. Und mit dieser Reinigungsdüse ist zugleich ein großer Ringabschnitt des Ringkanals, nämlich mindestens 30° [dreißig Grad von 360°], bevorzugt mindestens 40° bis zu 50°, des Umlaufwegs des Ringkanals (ausgehend von dem betreffenden Stichkanal ohne Umlenkung des Düsenstrahls) erreichbar. In einer bevorzugten Ausführungsform erreicht eine Strahllinie, also in diesem Ausführungsbeispiel ein Düsenstrahl (beziehungsweise zumindest dessen Kernstrahl) einer Reinigungsdüse, den gesamten Ringabschnitt des Ringkanals zwischen dem betreffenden Stichkanal und einer Versorgungsleitung beziehungsweise bis zu dem Bereich, welcher von einem anderen Stichkanal aus erreichbar ist, beispielsweise ein Scheitelbereich des betreffenden Ringabschnitts.The central area is determined, for example, by the size of a cleaning nozzle, so that a jetting direction of a nozzle opening is aligned along the jet line of the central area tet can be directed directly into the ring channel. The central area is smaller than the cross section of the branch channel, so that in this embodiment a cleaning nozzle can be introduced into the relevant branch channel with play. In one embodiment, the center area is smaller by a maximum of 25% [twenty-five percent], preferably by a maximum of 10%, compared to a circular cross section of the puncture channel or a largest central area that can be placed in the cross section of the puncture channel. The branch channel can thus be designed with a small hydraulic diameter, ie with a small space requirement, while at the same time a (relatively large) cleaning nozzle can be inserted. And with this cleaning nozzle, a large ring section of the ring channel, namely at least 30° [thirty degrees of 360°], preferably at least 40° up to 50°, of the circular path of the ring channel (starting from the relevant branch channel without deflecting the jet) can be reached. In a preferred embodiment, a jet line, i.e. in this exemplary embodiment a nozzle jet (or at least its core jet) from a cleaning nozzle, reaches the entire annular section of the annular channel between the relevant branch channel and a supply line or up to the area which can be reached from another branch channel. for example an apex area of the relevant ring section.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Kurbelgehäuses vorgeschlagen, dass von dem Kühlmantel eine Mehrzahl von entlang der Erstreckung des Zylinders zueinander versetzt angeordneten Ringkanälen umfasst ist.It is further proposed in an advantageous embodiment of the crankcase that the cooling jacket comprises a plurality of annular ducts which are offset relative to one another along the extension of the cylinder.
Bei dieser Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Ringkanälen bei je einem Zylinder versetzt, bevorzugt parallel, zueinander entlang der Erstreckung des Zylinders, und damit bevorzugt entlang der Erstreckung des Stichkanals angeordnet. In einer Ausführungsform sind die Ringkanäle zumindest teilweise (außerhalb des Stichkanals) untereinander verbunden. Mit der Mehrzahl von Ringkanälen wird eine große Kühlfläche bei der Lauffläche des Zylinders erzielt, wobei zugleich das Strömungsvolumen gering und die Effizienz der Wärmeübertragung groß ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind einige der, bevorzugt alle, Ringkanäle mittels eines gemeinsamen Stichkanals, bevorzugt einer Mehrzahl von Stichkanälen, miteinander verbunden, wobei besonders bevorzugt weiterhin zumindest eine gemeinsame Versorgungsleitung für einige der, bevorzugt alle, Ringkanäle vorgesehen ist.In this embodiment, a plurality of annular ducts are arranged offset, preferably parallel, to one another along the extension of the cylinder, and thus preferably along the extension of the branch duct, for each cylinder. In one embodiment, the ring channels are at least partially interconnected (outside the branch channel). With the plurality of annular channels, a large cooling surface area is achieved on the running surface of the cylinder, while at the same time the flow volume is small and the heat transfer efficiency is high. In a preferred embodiment, some of the, preferably all, ring ducts are connected to one another by means of a common branch duct, preferably a plurality of branch ducts, with at least one common supply line being particularly preferably provided for some, preferably all, of the ring ducts.
In einer Ausführungsform sind von einer Mehrzahl von Ringkanälen zumindest zwei außerhalb von anderen Leitungsanschlüssen (wie beispielsweise einer Versorgungsleitung und einem Stichkanal) miteinander, bevorzugt strömungsgünstig, verbunden.In one embodiment, at least two of a plurality of annular ducts are connected to one another, preferably in a streamlined manner, outside of other line connections (such as, for example, a supply line and a branch duct).
In einer Ausführungsform ist zwischen zwei Stichkanälen eine Versorgungsleitung, bevorzugt etwa mittig entlang des Umlaufwegs der Ringkanäle und/oder bevorzugt sind insgesamt zwei Versorgungsleitungen, vorgesehen.In one embodiment, a supply line is provided between two branch channels, preferably approximately in the middle along the circulation path of the annular channels and/or preferably a total of two supply lines are provided.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - ein Kurbelgehäuse nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung;
- - eine Kurbelwelle;
- - eine der Anzahl der Zylinder des Kurbelgehäuses entsprechende Anzahl von mit der Kurbelwelle kraftübertragend verbundenen und auf der Lauffläche des jeweiligen Zylinders bewegbaren Kolben; und
- - einen Zylinderkopf zum Verschließen des zumindest einen Zylinders und damit Bilden einer entsprechenden Anzahl von Zylinderräumen und zur Aufnahme einer Kraftstoffeingabeeinheit und einer Zündeinheit, sowie umfassend einen Lufteinlass und einen Abgasauslass.
- - a crankcase according to an embodiment as described above;
- - a crankshaft;
- - A number of pistons, which corresponds to the number of cylinders in the crankcase and are connected in a force-transmitting manner to the crankshaft and can be moved on the running surface of the respective cylinder; and
- - A cylinder head for closing the at least one cylinder and thus forming a corresponding number of cylinder chambers and for accommodating a fuel input unit and an ignition unit, and comprising an air inlet and an exhaust gas outlet.
Die Verbrennungskraftmaschine ist bevorzugt funktional konventionell ausgeführt und ersetzend für eine konventionelle Verbrennungskraftmaschine einsetzbar. Die Kurbelwelle nimmt das Drehmoment auf, welches mittels der Kraftstoffzündung in dem Zylinderraum als Kraft von dem Kolben auf die Kurbelwelle abgegeben wird. Der Zylinderraum ist allseitig geschlossen, wobei von dem Kolben entsprechend eine zylinder-axial bewegliche Wand des Zylinderraums gebildet ist. Zylinder-axial oberhalb, also abgewandt von der Kurbelwelle, ist der Zylinderraum von dem Zylinderkopf abgeschlossen, wobei der Zylinderkopf je Zylinder mehrere im Betrieb verschlossene oder verschließbare Öffnungen aufweist. Diese Öffnungen sind für den Lufteinlass (gegebenenfalls im Vergaser angereichert mit Kraftstoff bei einem Ansaugmotor), den Abgasauslass jeweils mit Ventilen versehen, welche beispielsweise über eine Nockenwelle angesteuert sind. Weiterhin sind Öffnungen für eine Zündeinheit, beispielsweise eine Zündkerze, und gegebenenfalls für eine Kraftstoffeingabeeinheit, beispielsweise ein Einspritzventil bei einem Direkteinspritzer vorgesehen, wobei diese bevorzugt von der jeweiligen Einheit selbst gedichtet dauerhaft verschlossen sind.The internal combustion engine preferably has a conventional functional design and can be used as a substitute for a conventional internal combustion engine. The crankshaft absorbs the torque, which is delivered as a force from the piston to the crankshaft by means of the fuel ignition in the cylinder chamber. The cylinder chamber is closed on all sides, with a cylinder-axially movable wall of the cylinder chamber being correspondingly formed by the piston. Cylinder-axially above, ie facing away from the crankshaft, the cylinder chamber is closed off by the cylinder head, with the cylinder head having a plurality of openings that are closed or can be closed during operation for each cylinder. These openings are provided with valves for the air intake (possibly enriched with fuel in the carburetor in the case of an aspirated engine) and the exhaust gas outlet, which valves are controlled, for example, via a camshaft. Furthermore, openings are provided for an ignition unit, for example a spark plug, and optionally for a fuel input unit, for example an injection valve in a direct injection engine, these preferably being permanently sealed by the respective unit itself.
Die hier vorgeschlagene Verbrennungskraftmaschine weist eine Kühlstruktur für die Zylinder mit gleicher oder besserer Kühlleistung bei zugleich geringeren Fertigungskosten auf.The internal combustion engine proposed here has a cooling structure for the cylinders with the same or better cooling capacity while at the same time lower production costs.
In einer Ausführungsform umfasst der Zylinderkopf weiterhin zumindest eine Zuleitung für Kühlmittel für den Kühlmantel, wobei bevorzugt diese zumindest eine Zuleitung mit zumindest einem Stichkanal verbunden ist.In one embodiment, the cylinder head also includes at least one feed line for coolant for the cooling jacket, with this at least one feed line preferably being connected to at least one branch duct.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Gussform für ein Kurbelgehäuse nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung vorgeschlagen, wobei
die Hohlform des zumindest einen Ringkanals von einem verlorenen ersten Kern vorgehalten ist,
wobei bevorzugt die Hohlform des zumindest einen Stichkanals von einem gelagerten, besonders bevorzugt verlorenen, zweiten Kern vorgehalten ist.According to a further aspect, a crankcase casting mold according to an embodiment as described above is proposed, wherein
the hollow shape of the at least one ring channel is maintained by a lost first core,
the hollow shape of the at least one branch channel preferably being maintained by a mounted, particularly preferably lost, second core.
Die Gussform ist zum Erzeugen des hierin beschriebenen Kurbelgehäuses eingerichtet. Die Gussform bildet das Negativ des Kurbelgehäuses und somit ist der Ringkanal als positiv, hier als Hohlform bezeichnet, gebildet. Gleiches gilt für den Stichkanal. Weil die notwendige Ausrichtung und Form des Ringkanals für eine Wiederentnahme des Positivs (also ersten Kerns) ungeeignet ist, muss dieses Positiv als verlorener (erster) Kern ausgebildet sein. Der verlorene Kern ist beispielsweise aus verpresstem, verklebtem und/oder beschichtetem Sand oder Salz gebildet. Der verlorene Kern wird in die (bevorzugt wiederholt benutzbare, also dauerverwendbare) Gussform eingesetzt. Beim Gießvorgang wird dann dort ein (zunächst mit dem verlorenen (ersten) Kern gefüllter) Hohlraum entsprechend dem gewünschten Ringkanal gebildet. Dieser Hohlraum wird freigegeben, sobald der verlorene erste Kern zerstört und ausgebracht ist. Das Material des verlorenen ersten Kerns ist bevorzugt wiederverwendbar für einen neuen verlorenen ersten Kern. Trotz des nachteiligen Nachbearbeitungsschritts ist mit der hier vorgeschlagenen Gussform, sowie mit dem hier vorgeschlagenen Reinigungsverfahren (vergleiche vorhergehende und nachfolgende Beschreibung) der Ringkanal einfach und kostengünstig von Kernresten befreibar.The mold is configured to create the crankcase described herein. The mold forms the negative of the crankcase and thus the ring channel is formed as a positive, referred to here as a hollow mold. The same applies to the branch canal. Because the necessary orientation and shape of the ring channel is unsuitable for removing the positive (that is, the first core) again, this positive must be designed as a lost (first) core. The lost core is formed, for example, from pressed, glued and/or coated sand or salt. The lost core is inserted into the (preferably repeatedly usable, i.e. permanently usable) casting mold. During the casting process, a cavity (initially filled with the lost (first) core) is then formed there in accordance with the desired ring channel. This cavity will be released once the lost first core is destroyed and deployed. The material of the lost first core is preferably reusable for a new lost first core. Despite the disadvantageous post-processing step, with the casting mold proposed here and with the cleaning method proposed here (compare the previous and following description), the ring channel can be freed from core residues easily and inexpensively.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Kern von einem, bevorzugt einer Mehrzahl von, zweiten Kern(en) (bevorzugt unmittelbar) gehalten, wobei der zweite Kern zum Bilden des gewünschten Hohlraums für den betreffenden Stichkanal eingerichtet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Kern eines Stichkanals ebenfalls ein verlorener Kern.In an advantageous embodiment, the first core is held (preferably directly) by one, preferably a plurality of, second core(s), the second core being set up to form the desired cavity for the puncture channel in question. In a preferred embodiment, the second core of a branch channel is also a lost core.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Reinigungsverfahren für ein Kurbelgehäuse nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung vorgeschlagen, welches
bevorzugt mittels einer Gussform nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung gegossen ist, wobei das Reinigungsverfahren ausschließlich die folgenden Schritte umfasst:
- a. in einen Stichkanal Eintauchen einer Reinigungsdüse mit zumindest einer Düsenöffnung zum Einspritzen von einer Reinigungsflüssigkeit; und
- b. mittels Einspritzen von Reinigungsflüssigkeit aus der Reinigungsdüse, Ausspülen von Kernresten aus zumindest dem an den betreffenden Stichkanal angrenzenden 30°-Umlaufweg des zumindest einen Ringkanals, bevorzugt zugleich aller Ringkanäle zumindest eines Zylinders.
is preferably cast by means of a mold according to an embodiment as described above, wherein the cleaning process exclusively comprises the following steps:
- a. a cleaning nozzle with at least one nozzle opening for injecting a cleaning liquid is immersed in a branch channel; and
- b. by injecting cleaning liquid from the cleaning nozzle, rinsing out core residues from at least the 30° circulation path of the at least one ring channel, preferably all ring channels of at least one cylinder, adjacent to the branch channel in question.
Das hier vorgeschlagene Reinigungsverfahren ist besonders einfach und kostengünstig ausführbar, wobei in einer Ausführungsform das Reinigungsverfahren für jeden oder eine geringere Anzahl der Stichkanäle jeweils einmal ausgeführt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist keine 100 %-Prüfung notwendig, sondern eine Stichproben-Prüfung bei einer Qualitätssicherung ausreichend.The cleaning method proposed here can be carried out in a particularly simple and cost-effective manner, with the cleaning method being carried out once for each or a smaller number of branch channels in one embodiment. In a preferred embodiment, a 100% test is not necessary, but a random test during quality assurance is sufficient.
In Schritt a. wird eine Reinigungsdüse in den (bevorzugt exakt geraden) Stichkanal eingetaucht und damit die zumindest eine Düsenöffnung, bevorzugt zwei Düsenöffnungen, relativ zu dem zumindest einen Ringkanal in der zylinder-axialen Höhe und in der für ein effizientes Ausspülen erforderliche Winkellage überführt. Gleichzeitig mit dem oder anschließend an das Eintauchen wird über die zumindest eine Düsenöffnung eine Reinigungsflüssigkeit ausgegeben und in Schritt b. (nach Schritt a.) in den betreffenden Ringabschnitt (des an den Stichkanal angeschlossenen Ringkanals) eingespritzt. In einer Ausführungsform wird dabei zugleich eine Vielzahl von Ringkanälen behandelt, beispielsweise die gegebenenfalls zylinder-axial zueinander versetzt angeordnete Mehrzahl von Ringkanälen.In step a. a cleaning nozzle is immersed in the (preferably exactly straight) branch channel and thus the at least one nozzle opening, preferably two nozzle openings, is transferred relative to the at least one ring channel in the cylinder-axial height and in the angular position required for efficient flushing. Simultaneously with or subsequent to the immersion, a cleaning liquid is dispensed via the at least one nozzle opening and in step b. (after step a.) injected into the ring section in question (of the ring channel connected to the branch channel). In one embodiment, a multiplicity of ring channels is treated at the same time, for example the multiplicity of ring channels that are optionally arranged offset relative to one another in the cylinder-axial direction.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind zugleich in mehrere Stichkanäle jeweils eine Reinigungsdüse eingetaucht und führen Schritt b. aus, womit ein Ausspülen, bevorzugt über die Versorgungsleitung des betreffenden Ringkanals, besonders effizient ist. In einer Ausführungsform wird der Schritt b. von den gleichzeitig eingetauchten Reinigungsdüsen zumindest zeitweise zueinander versetzt ausgeführt, sodass sich der Impuls der einander entgegengerichteten Düsenstrahle nicht gegenseitig verringert.In a preferred embodiment, a cleaning nozzle is immersed into a plurality of branch channels at the same time and carries out step b. out, which means that flushing out, preferably via the supply line of the annular channel in question, is particularly efficient. In one embodiment, step b. carried out at least temporarily offset from one another by the cleaning nozzles that are immersed at the same time, so that the momentum of the nozzle jets directed in opposite directions does not mutually reduce.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
-
1 : eine Mehrzahl von Kühlmänteln eines Kurbelgehäuses in einer Draufsicht; -
2 : ein Ausschnitt einer Gussform für ein Kurbelgehäuse in einer schematischen Ansicht; -
3 : eine Schnittansicht eines Kurbelgehäuses in einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Kurbelwelle; und -
4 : ein Flussdiagramm für ein Reinigungsverfahren.
-
1 : a plurality of cooling jackets of a crankcase in a plan view; -
2 : a section of a casting mold for a crankcase in a schematic view; -
3 1: a sectional view of a crankcase in an internal combustion engine with a crankshaft; and -
4 : a flowchart for a purification process.
In
In dieser Ausführungsform umfasst jeder Kühlmantel 7 vier Stichkanäle 12,13, welche hier umlaufend gleichmäßig-verteilt an jeweils einen (beispielsweise mindestens zwei) Ringkanal 8 des Kühlmantels 7 angeschlossen sind. Die Stichkanäle 12,13 erstrecken sich in die Blattebene hinein (vergleiche
In der gezeigten Ausführungsform umfasst der Kühlmantel 7 (optional zwei) Versorgungsleitungen 47, welche jeweils in Umlaufrichtung (bezogen auf das Zylinderzentrum 4) mittig zwischen zwei Stichkanälen 12,13 positioniert sind, für den Ablauf (oder Einlauf) des Kühlmittels. Der Ringkanal 8 weisen einen Querschnitt auf, welcher nicht zwangsläufig konstant ist. Der Querschnitt ist bei dem (stichkanal-seitigen) Einlass 30, welcher sich an den Stichkanal 12,13 anschließt, mittels einer Ausbuchtung 15 (hier optional als Übergangskehle 31 gebildet) erweitert. Die Übergangskehle 31 ist ein sanfter Übergang zwischen dem Querschnitt des Stichkanals 12,13 und dem Querschnitt des Ringkanals 8. Ein solcher sanfter Übergang ist in diesem Ausführungsbeispiel gerundet. Hier weist die Rundung einen Kehlenradius 32 auf, welcher etwas kleiner als ein (hydraulischer) erster Durchmesser 33 des Stichkanals 12,13 ist.In the embodiment shown, the cooling
Bei dem rechts dargestellten Kühlmantel 7 ist in dem darstellungsgemäß oberen rechten Stichkanal 12 ein Zentrumsbereich 14 eingezeichnet. Dieser Zentrumsbereich 14 entspricht beispielsweise einer (gegebenenfalls gleich großen) Reinigungsdüse 19 mit (optional) zwei Düsenöffnungen 20,21, aus welchen jeweils Reinigungsflüssigkeit 45 in die angeschlossenen Ringabschnitte 16,17 einspritzbar ist. Weiterhin ist darstellungsgemäß unten rechts ein Zentrumsbereich 14 des dortigen Stichkanals 13 dargestellt, welcher ebenfalls einer Reinigungsdüse 19 mit (optional) einer einzigen (ersten) Düsenöffnung 20 entspricht, aus welcher wiederum Reinigungsflüssigkeit 45 in den ersten Ringabschnitt 16 einspritzbar ist. Es ist aus der Überschneidung der Düsenstrahle aus der zweiten Düsenöffnung 21 der oberen rechten Reinigungsdüse 19 und aus der ersten Düsenöffnung 20 der unteren rechten Reinigungsdüse 19 ersichtlich, dass die beiden über einen (gemeinsamen) Scheitelbereich 26 miteinander strömungsverbundenen Ringabschnitte 16,17 mit den in die betreffenden Stichkanäle 12,13 eingeführten Reinigungsdüsen 19 zuverlässig von Kernresten befreibar sind. Bei dem oberen rechten Zentrumsbereich 14 (beziehungsweise der dortigen Reinigungsdüse 19) ist die freie Sichtlinie 18 (beziehungsweise die Strahllinie 27) ausgehend aus diesem Zentrumsbereich 14 eingezeichnet, welche (optional) etwa symmetrie-mittig in dem Düsenstrahl der zweiten Düsenöffnung 21 verläuft. Diese Sichtlinie 18 tangiert eine radial-äußere Wandung 28 (beim stichkanal-seitigen Einlass 30) und eine radial-innere Wandung 29 (beim Scheitelbereich 26) des betreffenden (ersten) Ringabschnitts 16 des Ringkanals 8. Bei der gezeigten Ausführungsform ist (optional) die radial-innere Wandung 29 von dem betreffenden Stichkanal 12 aus erst mit einem Umlaufabstand von etwa 30°-Umlaufweg 11 des Ringkanals 8 tangiert. Der erste Startwinkel 22 und der zweite Startwinkel 23 sind jeweils bei einer möglichen Düsenöffnung 20,21 definiert und auf die gezeigte (beliebige) Bezugslinie 48 bezogen. Diese betragen hier etwa ±40°. Der erste Endwinkel 24 und der zweite Endwinkel 25 betragen auf die gezeigte (beliebige) Bezugslinie 48 bezogen etwa ±10°. Daraus ergibt sich der oben angegebene Umlaufabstand als Differenz aus dem Startwinkel 22,23 und dem jeweiligen Endwinkel 24,25. Der verbleibende Scheitelbereich 26 zwischen den beiden Endwinkeln 24,25 wird (bevorzugt im Kernbereich, entsprechend der Strahllinie 27, umlenkungsfrei) von dem Düsenstrahl erreicht, jedenfalls mit einem ausreichenden Reinigungsdruck um vorhandene Kernreste zu entfernen.In the case of the cooling
In
In
In
In Schritt b. (nach Schritt a.) wird in den betreffenden Ringabschnitt 16,17, des an den Stichkanal 12,13 angeschlossenen Ringkanals 8,9,10, eingespritzt. In einer Ausführungsform wird dabei zugleich eine Mehrzahl von Ringkanälen 8,9,10 behandelt, beispielsweise die gegebenenfalls zylinder-axial zueinander versetzt angeordnete Mehrzahl von Ringkanälen 8,9,10 (vergleiche
Mit dem hier vorgeschlagenen Kurbelgehäuse ist eine Reinigungsdüse zum Entfernen von Material eines verlorenen Kerns derart platzierbar, dass die Reinigungsflüssigkeit tief in einen Ringkanal eindringen kann und die Reinigung damit vereinfacht ist.With the crankcase proposed here, a cleaning nozzle for removing material from a lost core can be placed in such a way that the cleaning liquid can penetrate deep into an annular channel and cleaning is thus simplified.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kurbelgehäusecrankcase
- 22
- Verbrennungskraftmaschineinternal combustion engine
- 33
- Zylindercylinder
- 44
- Zylinderzentrumcylinder center
- 55
- Laufflächetread
- 66
- KolbenPistons
- 77
- Kühlmantelcooling jacket
- 88th
- erster Ringkanalfirst ring canal
- 99
- zweiter Ringkanalsecond ring canal
- 1010
- dritter Ringkanalthird ring canal
- 1111
- Umlaufweg der Ringkanälecirculation path of the ring canals
- 1212
- erster Stichkanalfirst branch canal
- 1313
- zweiter Stichkanalsecond branch channel
- 1414
- Zentrumsbereichcenter area
- 1515
- Ausbuchtungbulge
- 1616
- erster Ringabschnittfirst ring section
- 1717
- zweiter Ringabschnittsecond ring section
- 1818
- Sichtlinieline of sight
- 1919
- Reinigungsdüsecleaning nozzle
- 2020
- erste Düsenöffnungfirst nozzle opening
- 2121
- zweite Düsenöffnungsecond nozzle opening
- 2222
- erster Startwinkelfirst starting angle
- 2323
- zweiter Startwinkelsecond starting angle
- 2424
- erster Endwinkelfirst end angle
- 2525
- zweiter Endwinkelsecond end angle
- 2626
- Scheitelbereichcrown area
- 2727
- Strahlliniebeam line
- 2828
- radial-äußere Wandungradial-outer wall
- 2929
- radial-innere Wandungradial inner wall
- 3030
- stichkanal-seitiger Einlassbranch-side inlet
- 3131
- Übergangskehletransition throat
- 3232
- Kehlenradiusthroat radius
- 3333
- (erster) Durchmesser des Stichkanals (first) diameter of the branch canal
- 3434
- (zweiter) Durchmesser des Ringkanals(second) diameter of the annular canal
- 3535
- Kurbelwellecrankshaft
- 3636
- Zylinderkopfcylinder head
- 3737
- Zylinderraumcylinder space
- 3838
- Kraftstoffeingabeeinheitfuel input unit
- 3939
- Zündeinheitignition unit
- 4040
- Lufteinlassair intake
- 4141
- Abgasauslassexhaust outlet
- 4242
- Gussformmold
- 4343
- (erster) Kern der Ringkanäle(first) core of the ring canals
- 4444
- (zweiter) Kern eines Stichkanals(second) core of a branch canal
- 4545
- Reinigungsflüssigkeitcleaning fluid
- 4646
- Radius des ZentrumsbereichsRadius of the center area
- 4747
- Versorgungsleitungsupply line
- 4848
- Bezugslinie (Abszisse)reference line (abscissa)
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020129556.1 | 2020-11-10 | ||
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---|---|
DE102021120984B3 true DE102021120984B3 (en) | 2022-02-03 |
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ID=79300413
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DE102021120984.6A Active DE102021120984B3 (en) | 2020-11-10 | 2021-08-12 | Crankcase for an internal combustion engine |
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Country | Link |
---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |