DE10242544A1

DE10242544A1 - Luftpresserzylinderkopf

Info

Publication number: DE10242544A1
Application number: DE2002142544
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. Noll; Walter Dipl.-Ing. Gotre; Stefan Dipl.-Ing. Löser (FH)
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-14
Also published as: DE10242544B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftpresserzylinderkopf, der bei verbesserter Kühlung die Druckverluste in Grenzen hält und fertigungstechnisch mit geringem Arbeitsaufwand herstellbar ist. Der Luftpresserzylinderkopf weist einen Saug- und einen Druckraum auf, wobei ein Saugventil und ein Druckventil über einen Zylinder-Kompressionsraum eine Verbindung zwischen dem Saug- und Druckraum herstellen. Der die verdichtete Luft führende Druckluftraum ist von einem Kühlmittelraum umgeben, derart, daß Druckluftraum 11 und Kühlmittelraum 10 spiralförmig, konzentrisch zueinander verlaufend ausgebildet sind und beide durch eine Schottwand 12 voneinander getrennt sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftpresserzylinderkopf gemäß dem Gattungsbegriff.

Aus DE 28 26 744 C2 ist ein Luftpresserzylinderkopf mit Wasserkühlung bekannt. Der luftführende Druckraum ist durch Schottwände vom flüssigkeitsführenden Kühlmittelraum getrennt. Die Stege sollen zum Zwecke besserer Kühlung zu einer Umlenkung der Luftführung führen. Nachteil einer derartigen Kühlung ist darin zu sehen, daß hohe Druckverluste bei vergleichsweise schlechter Kühlung auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß sich bei verbesserter Kühlung die Druckverluste in Grenzen halten und die Kühlung fertigungstechnisch mit geringem Arbeitsaufwand herstellbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1.

Durch die spiralförmig in Kanälen geführte Druckluft wird eine vorzügliche Kühlung bei geringem Druckverlust erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen 2 bis 9 zu entnehmen.

Als besonders vorteilhaft ist nach den Ansprüchen 8 und 9 die Herstellung aller Teile des Luftpresserzylinderkopfes durch Druckguß anzusehen. Dies führt zu einer kostengünstigen Massenfertigung.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Luftpresserzylinderkopfes ist an Hand von Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
1 einen Längsschnitt durch einen Luftpresserzylinderkopf mit Druckluft- und Kühlmittelraum
2 eine Ansicht eines Mittelteils
3 einen Schnitt III-III durch das Mittelteil des Luftpresserzylinderkopfes mit spiralförmig verlaufendem Druckluft- und Kühlmittelraum
4 einen Schnitt IV-IV durch das Mittelteil
5 eine Ansicht des Mittelteils von der Zylinderseite gesehen
1 zeigt im Längsschnitt einen Luftpresserzylinder 1 mit einem Luftpresserzylinderkopf 2. Der Luftpresserzylinderkopf 2 besteht aus einem Unterteil 3, einem Mittelteil 4 und einem Oberteil 5. Das Unterteil 3 ist als Ventilplatte ausgebildet und nimmt einen Druckraum 6, einen Saugraum 7, sowie das Druckventil 8 und das Saugventil 9 auf.
Das Mittelteil 4 dient der Kühlung. Das Mittelteil 4 enthält einen Kühlmittelraum 10 und einen Druckluftraum 11. Beide sind durch eine Schottwand 12 voneinander getrennt. Erfindungsgemäß sind der Kühlmittelraum 10 für die Kühlwasserführung und der Druckluftraum 11 für die Luftführung spiralförmig und konzentrisch zueinander verlaufend ausgebildet.
Die Druckluft aus dem Druckraum 6 tritt über eine Öffnung 14 (5) in das Mittelteil 4 und in den Druckluftraum 11 ein und über den Druckluftdruckstutzen 15 ( 3) aus.
Das Kühlwasser wird aus dem Zylinder über eine Zulaufbohrung 16 im Unterteil 3 und eine Verteilerbohrung 17 im Mittelteil dem Kühlmittelraum 10 zugeführt und über eine Bohrung 18 im Oberteil 5 und einen Austrittsstutzen 19 abgeführt.
Daraus resultiert durch lange Verweilzeit eine gute Kühlung bei geringem Druckverlust.
Kühlwasser und Druckluft können vorteilhafterweise im Gegenstrom geführt werden. Eine Führung im Gleichstrom ist selbstverständlich nicht ausgeschlossen.
Kühlmittelraum 10 und Druckluftraum 11 können in konstanter Breite ausgeführt sein. Um Konstantdruck zu erzielen ist es aber denkbar den Querschnitt des Druckluftraums 11 über die Breite und/oder die Höhe zu variieren.
Das Mittelteil 4 wird durch das Oberteil 5 verschlossen. Das Mittelteil 4 kann mittels einer Zentralschraube 13 zwischen Ober- und Unterteil 5, 3 eingespannt werden. Die Zentralschraube 13 wird dabei in eine Sacklochbohrung 13a im Unterteil 3 eingeschraubt. Die Trennflächen zwischen Mittelteil 4 und dem Oberteil 5 einerseits und zwischen Mittelteil 4 und dem Unterteil 3 andererseits können mit Flüssigdichtung bzw. vorzugsweise Siebdrucktechnik oder mit Stahlsickendichtung abgedichtet werden.
Oberteil 5, Mittelteil 4 und Unterteil 3 werden mittels der Zentralschraube 13 vormontiert und als bauliche Einheit auf den Luftpresserzylinder 1 aufgesetzt. Durch eine nicht dargestellte Verschraubung wird die bauliche Einheit auf dem Luftpresserzylinder 1 befestigt.
In vorteilhafter Weise können Oberteil 5, Mittelteil 4 und Unterteil 3 im Druckgußverfahren hergestellt werden. Dies wirkt sich besonders in der Massenfertigung günstig auf die Herstellungskosten aus.
Es ist auch denkbar das Mitteilteil 4 und das Oberteil 5 zu einem gemeinsamen Oberteil 5 zusammenzufassen, welches den Druckluftraum 11 und den Kühlmittelraum 10 mit Schottwand 12 enthält. Auf eine zeichnerische Darstellung wird verzichtet.
2 zeigt eine stirnseitige Ansicht des Mittelteils 4 mit einem Druckluftdruckstutzen 15.
Ein Schnitt III-III durch das Mittelteil 4 ist in 3 dargestellt. Die Druckluft tritt über das Druckventil 8 (1) sowie eine Öffnung 14 im Unterteil 3 (5) in den Druckluftraum 11 ein und durchläuft das Mittelteil 4 spiralförmig und tritt am Druckluftdruckstutzen 15 aus. Das Kühlwasser tritt über die Zulaufbohrung 16 im Unterteil 3 (1) und eine Verteilerbohrung 17 in den Kühlmittelraum 10 ein. Durch die Schottwand 12 vom Druckluftraum 11 getrennt wird das Kühlwasser im Kühlmittelraum 10 geführt. Dies kann vorteilhafterweise im Gegenstrom erfolgen.
Durch das Vermeiden schroffer Umlenkungen ist ohne weiteres einzusehen, daß übermäßige Druckverluste vermieden werden. Die Wärmeübertragung ist aber wegen der langen Verweilzeit und der großen wärmetauschenden Oberfläche sehr günstig.
In 4 ist im Schnitt IV-IV nochmals das Mittelteil 4 dargestellt. Das Kühlwasser tritt, durch Pfeilrichtung angedeutet, von der Zulaufbohrung 16 im Unterteil 3 und die Verteilerbohrung 17 in den Kühlmittelraum 10 ein. Der Austritt der Druckluft erfolgt nach dem Durchlaufen des Druckluftraumes 11 über den Druckluftdruckstutzen 15.
Eine Draufsicht auf das Mittelteil 4 von der Zylinderseite her gesehen zeigt 5. Über Öffnung 14 tritt die durch Verdichtung erhitzte Luft in den Druckluftraum 11 (3) ein. Kühlwasser wird dem Kühlmittelraum 10 (1, 3) von einem Wassermantel des Zylinders über die Zulaufbohrung 16 zugeführt.

Claims

Luftpresserzylinderkopf mit einem Saug- und einem Druckraum, wobei ein Saugventil und ein Druckventil über einen Zylinder-Kompressionsraum eine Verbindung zwischen dem Saug- und Druckraum herstellen, wobei ein die verdichtete Luft führender Druckluftraum von einem Kühlmittelraum umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daßDruckluftraum (11) und Kühlmittelraum (10) spiralförmig, konzentrisch zueinander verlaufend ausgebildet sind und beide durch eine Schottwand (12) voneinander getrennt sind.
Luftpresserzylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus einem Oberteil (5), einem Mittelteil (4) und einem Unterteil (3) besteht, und daß das Mittelteil (4) den Druckluftraum (11) und den Kühlmittelraum (10) aufnimmt.
Luftpresserzylinderkopf nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (3) einen Saugraum (7), einen Druckraum (6), ein Druckventil (8), ein Saugventil (9), sowie eine Zulaufbohrung (16) für den Übertritt von Kühlwasser aus dem Zylinder über eine Verteilerbohrung (17) in den Kühlmittelraum (10) des Mittelteiles (4) aufweist.
Luftpresserzylinderkopf nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (5) eine Bohrung (18) und einen Austrittsstutzen (19) für den Kühlwasseraustritt aufweist.
Luftpresserzylinderkopf nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Unterteil (3), Mittelteil (4) und Oberteil (5) durch eine Zentralschraube (13) zu einer baulichen Einheit vormontiert werden.
Luftpresserzylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus einem Unterteil (3) und einem Oberteil (5) gebildet wird, daß das Oberteil (5) den Kühlmittelraum (10) und den Druckluftraum (11) aufnimmt, daß die Schottwand (12) Bestandteil des Oberteils (5) ist und daß Oberteil (5) und Unterteil (3) durch die Zentralschraube (13) zu einer baulichen Einheit vormontiert werden.
Luftpresserzylinderkopf nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel und die Druckluft im Kühlmittelraum (10) und im Druckluftraum (11) im Gegenstrom geführt werden.
Luftpresserzylinderkopf nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Unterteil (3), Mittelteil (4) und Oberteil (5) in Druckgußtechnik gefertigt sind.
Luftpresserzylinderkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Unterteil (3) und Oberteil (5) in Druckgußtechnik gefertigt sind.