DE1193303B

DE1193303B - Fluessigkeitskuehltes housing for rotary piston machines, especially internal combustion engines

Info

Publication number: DE1193303B
Application number: DEC23592A
Authority: DE
Inventors: Dr Max Bentele; Charles Jones; Ferdinand P Sollinger
Original assignee: Curtiss Wright Corp
Current assignee: Curtiss Wright Corp
Priority date: 1960-03-29
Filing date: 1961-03-08
Publication date: 1965-05-20

Description

Flüssigkeitsgekühltes Gehäuse für Rotationskolbenmaschinen, insbesondere -Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein flüssigkeitsgekühltes Gehäuse für Rotationskolbenmaschinen, insbesondere -Brennkraftmaschinen, dessen Mantel zusammen mit Seitenteilen einen Innenraum begrenzt, in welchem ein Kolben exzentrisch drehbar gelagert ist, wobei das Gehäuse einen Einlaß- und einen Auslaßstutzen für das Kühlmittel und der Mantel eine Mehrzahl von parallel zur Drehachse angeordneten Kühlflüssigkeitskanälen aufweist.Liquid-cooled housing for rotary piston machines, in particular Internal combustion engines The invention relates to a liquid-cooled housing for rotary piston machines, especially internal combustion engines, the jacket together delimits an interior space with side parts in which a piston is eccentrically rotatable is mounted, the housing having an inlet and an outlet connection for the coolant and the jacket has a plurality of cooling liquid channels arranged parallel to the axis of rotation having.

Durch entsprechende Anordnung von Kanälen und Steuerfenstern können derartige Maschinen als Motoren, Pumpen oder Brennkraftmaschinen betrieben werden. Die Erfindung ist besonders nützlich bei Rotationskolbenmaschinen, die als Brennkraftmaschinen betrieben werden sollen, und sie wird im folgenden in bezug auf eine solche beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf diese spezielle Anwendung beschränkt.By arranging channels and control windows accordingly, you can such machines are operated as motors, pumps or internal combustion engines. The invention is particularly useful in rotary piston engines that are used as internal combustion engines are to be operated, and it is described below in relation to such. However, it is not limited to this particular application.

Derartige Rotationskolben-Brennkraftmaschinen weisen einen Einlaßkanal für die Zuführung von Frischgas zu den Arbeitskammern, einen Auslaßkanal für diese Kammern und Zündmittel auf, so daß in den Arbeitskammern ein Arbeitsverfahren durchgeführt werden kann, welches die vier Takte des Ansaugens, Verdichtens, Expandierens und Ausschiebens einschließt. Bei solchen Brennkraftmaschinen ist die Wärmezufuhr zu dem Gehäuse, die von der Verbrennung herrührt, über den Umfang des Gehäuses nicht gleichmäßig, denn die verschiedenen Phasen des Arbeitsverfahrens finden stets jeweils an denselben Stellen des Gehäuses statt. Daraus ergibt sich, daß der Teil des Gehäuses, in dem die Verbrennung stattfindet, wesentlich stärker erwärmt wird als andere Teile des Gehäuses. In ähnlicher Weise ist auch bei anderen Maschinen, beispielsweise Expansionsmaschinen, die Wärmezufuhr über den Umfang des Gehäuses nicht gleichmäßig.Such rotary piston internal combustion engines have an inlet channel for the supply of fresh gas to the working chambers, an outlet channel for them Chambers and ignition means on, so that a working process is carried out in the working chambers can be, which the four strokes of suction, compression, expansion and Includes pushing out. In such internal combustion engines, the heat supply is closed the casing resulting from the combustion does not extend beyond the circumference of the casing evenly, because the different phases of the work process always take place in each case in the same places on the housing. It follows that the part of the housing in which the combustion takes place, is heated considerably more than other parts of the housing. Similar is the case with other machines, for example Expansion machines, the heat supply over the circumference of the housing is not uniform.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Flüssigkeitskühlsystem für das Gehäuse zu schaffen, welches mit einfachen Mitteln eine Anpassung der Kühlung an den an jeder Stelle des Gehäuses auftretenden Wärmeeinfall ermöglicht und dadurch trotz der großen Schwankung der Wärmezufuhr zu dem Gehäuse die Temperaturunterschiede in dem Gehäuse entlang seines Umfangs verringert, so daß die thermischen Beanspruchungen und Verzüge, denen das Gehäuse im Betrieb ausgesetzt ist, relativ gering werden.The invention has the task of providing a liquid cooling system to create for the housing, which with simple means an adaptation of the cooling at the incidence of heat occurring at every point of the housing and thereby despite the large variation in the heat input to the housing, the temperature differences in the housing is reduced along its circumference, so that the thermal stresses and distortions to which the housing is subjected in operation become relatively small.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch'gelöst, daß sich die im Mantel angeordneten Kanäle von Seite zu Seite des Mantels, also axial durch den Mantel hindurch, erstrecken und ihre Enden mit in den Seitenteilen des Gehäuses vorgesehenen Hohlräumen in Verbindung stehen, welche die Kanäle zu Gruppen zusammenfassen, in denen die Kanäle parallel geschaltet sind, und daß ein Hohlraum mit dem Einlaßstutzen und ein anderer mit dem Auslaßstutzen in Verbindung steht und die übrigen Hohlräume als Umkehrkanäle ausgebildet sind, welche die Gruppen von parallelgeschalteten Kanälen hintereinanderschalten.According to the invention, this object is achieved in that the im Jacket arranged channels from side to side of the jacket, so axially through the Coat through, and extend their ends with in the side parts of the housing provided cavities are connected, which combine the channels into groups, in which the channels are connected in parallel, and that a cavity with the inlet port and another communicates with the outlet port and the remaining cavities are designed as reversing channels, which the groups of parallel-connected channels switch one after the other.

Durch die Anzahl der in einer Gruppe zusammengefaßten Kanäle und durch die Anzahl und Anordnung der hintereinandergeschalteten Kanalgruppen läßt sich in jedem Bereich des Gehäuses eine den örtlichen Verhältnissen entsprechende Flüssigkeitsströmung erzielen, so daß die Erwärmung des Gehäuses über seinen Umfang im wesentlichen gleich ist.By the number of channels combined in a group and by the number and arrangement of the channel groups connected in series can be found in a liquid flow corresponding to the local conditions in each area of the housing achieve so that the heating of the housing over its circumference is essentially the same is.

Wird die Erfindung bei Rotationskolben-Brennkraftmaschinen verwendet, so ist es zweckmäßig, die Kanalgruppen derart hintereinanderzuschalten, daß die Kühlflüssigkeit zuerst die Kanäle nahe dem einen Ende des Bereiches des Gehäuses, in dem die Verbrennung stattfindet, und dann fortschreitend die anderen Kanalgruppen über den Bereich, in dem die Verbrennung stattfindet, bis zu einem Bereich, in dem eine verhältnismäßig geringe Wärmezufuhr erfolgt und in dem der Hohlraum, der mit dem Auslaßstutzen in Verbindung steht, angeordnet ist, durchströmt. Auf diese Weise wird neben einer guten Wärmeabführung auch eine wirksame Wärmeverteilung im Gehäuse erzielt.If the invention is used in rotary piston internal combustion engines, so it is useful to connect the channel groups one behind the other in such a way that the Coolant first the channels near one end of the area of the housing, in which the combustion takes place, and then progressively the other groups of channels about the area in which the Combustion takes place up to one Area in which there is a relatively low supply of heat and in which the Cavity, which is in communication with the outlet port, is arranged, flows through. In this way, in addition to good heat dissipation, there is also an effective heat distribution achieved in the housing.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung haben die Kanäle einer Gruppe, die im Bereich relativ großer Wärmezufuhr zum Gehäuse angeordnet sind, einen geringeren Gesamtströmungsquerschnitt als die Kanäle einer im Bereich relativ geringer Wärmezufuhr angeordneten Gruppe, um eine höhere Strömungsgeschwindigkeit durch den heißen Bezirk zu erreichen, wodurch die Wirksamkeit der Kühlung verstärkt wird. Außerdem kann für einen Kühlmittelkanal mit gegebenem Strömungsquerschnitt die Wirksamkeit der Kühlung durch Vergrößerung seiner wärmeabgebenden Oberfläche verstärkt werden.According to a further proposal of the invention, the channels have one Group, which are arranged in the area of relatively large heat supply to the housing, one smaller total flow cross-section than the channels one in the area relatively smaller Heat supply arranged group to allow a higher flow rate through the hot district, thereby increasing the effectiveness of the cooling. In addition, for a coolant channel with a given flow cross-section, the effectiveness the cooling can be increased by increasing its heat-emitting surface.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine entlang Linie 1-1 in Fig.2. F i g. 2 einen Längsschnitt entlang Linie 2-2 in F i g. 1, F i g. 3 eine Explosionszeichnung des Gehäuses, teilweise geschnitten, und F i g. 4 ein Polardiagramm, welches die Wärmeverteilung im Manteldes Gehäuses zeigt.An embodiment of the invention is described below with reference to the Drawings described. It shows F i g. 1 shows a cross section through a rotary piston internal combustion engine along line 1-1 in Figure 2. F i g. 2 shows a longitudinal section along line 2-2 in FIG G. 1, Fig. 3 is an exploded view of the housing, partially in section, and F i g. 4 is a polar diagram showing the heat distribution in the shell of the housing.

In F i g. 1 und 2 ist die Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit 10 bezeichnet. Das Gehäuse 12 besteht aus zwei Seitenteilen 22 und 24 und einem Mantel 26, die durch Bolzen 27 miteinander verbunden sind und einen Innenraum 14 begrenzen, in welchem ein mehreckiger Kolben 16 drehbar angeordnet ist. Der Mittelpunkt des Gehäuses ist mit 18, derjenige des Kolbens mit 20 bezeichnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Innenfläche des Mantels 26 die Form einer zweibogigen Epitrochoide.In Fig. 1 and 2, the rotary piston internal combustion engine is denoted by 10. The housing 12 consists of two side parts 22 and 24 and a jacket 26, which are connected to one another by bolts 27 and delimit an interior space 14 in which a polygonal piston 16 is rotatably arranged. The center of the housing is denoted by 18, that of the piston is denoted by 20. In the illustrated embodiment, the inner surface of the jacket 26 has the shape of a double-arched epitrochoid.

Der Kolben 16 hat Stirnflächen 28 und 30, die den Seitenteilen des Gehäuses gegenüberliegen, und Ecken 32, die an der mehrbogigen Innenfläche des Mantels 26 entlanggleiten, wodurch drei Arbeitskammern 34 gebildet werden, deren Volumina sich bei einer Relativbewegung des Kolbens zum Gehäuse ändern.The piston 16 has end faces 28 and 30 which lie opposite the side parts of the housing, and corners 32 which slide along the multi-arched inner surface of the jacket 26 , whereby three working chambers 34 are formed, the volumes of which change when the piston moves relative to the housing.

Im Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 12 feststehend, während der Kolben 16 über ein Lager 58 drehbar auf dem Exzenter 36 einer Welle 38 angeordnet ist, die durch Lager 39 in den Seitenteilen 22, 24 gelagert ist. Im Betrieb führt der Kolben 16 in Pfeilrichtung eine planetenartig kreisende Bewegung um die Achse 18 des Gehäuses aus.In the exemplary embodiment, the housing 12 is stationary, while the piston 16 is rotatably arranged via a bearing 58 on the eccentric 36 of a shaft 38 which is supported by bearings 39 in the side parts 22, 24. During operation, the piston 16 executes a planet-like circular movement around the axis 18 of the housing in the direction of the arrow.

Im Seitenteil 24 ist ein Einlaßkanal 40 vorgesehen, der die Arbeitskammern mit Frischgas versorgt. Ein Auslaßkanal 42 ist im Mantel 26 vorgesehen. Diese Kanäle sind auf gegenüberliegenden Seiten einer Anschlußstelle 43 der Bogen der Mantelinnenfläche vorgesehen. Eine Zündkerze 44 ist ebenfalls im Mantel 26 nahe der anderen Anschlußstelle 45 angeordnet. Wie ersichtlich, bilden die Anschlußstellen 43 und 45 Stellen geringsten Abstandes der Mantelinnenfläche von der Mittelachse 18 des Gehäuses.In the side part 24 there is an inlet channel 40 which supplies the working chambers with fresh gas. An outlet channel 42 is provided in the jacket 26 . These channels are provided on opposite sides of a connection point 43 of the arch of the inner surface of the jacket. A spark plug 44 is also arranged in the jacket 26 near the other connection point 45. As can be seen, the connection points 43 and 45 form the smallest spacing between the inner surface of the jacket and the central axis 18 of the housing.

Die einzelnen Arbeitskammern 34 sind in bekannter Weise durch am Kolben 16 angeordnete Radialdichtungen 50, Axialdichtungen 52 und diese verbindende, ebenfalls axialbewegliche Dichtbolzen 54 voneinander abgedichtet.The individual chambers 34 are sealed in known manner by piston 16 disposed on the radial seals 50, axial seals 52 and connecting them, also axially movable sealing bolt 54 from one another.

Im Betrieb durchläuft jede Arbeitskammer 34 einen normalen Viertaktprozeß. Um die Relativbewegung des Kolbens zum Gehäuse festzulegen, ist ein Getriebe vorgesehen, welches sich aus einem am Kolben 16 befestigten Hohlrad 46 und einem am Gehäuse befestigten Ritzel 48 zusammensetzt. Im Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis der Durchmesser der Zahnräder 46 und 48 3.-2. Im Betrieb der Maschine finden die einzelnen Takte des Arbeitsverfahrens, das in jeder Arbeitskammer durchgeführt wird, stets an derselben Stelle des Gehäuses statt. So wird für jede Arbeitskammer die Versorgung mit Frischgas durch den Einlaßkana140, die Zündung durch die Zündkerze 44 und der Ausschub der verbrannten Gase durch den Auslaßkanal 42 bewirkt. Daraus ergibt sich, daß die Wärmezufuhr zu dem Gehäuse 12 nicht über dessen ganzen Umfang gleich, sondern im Bereich der Zündkerze 44 am größten ist. Die tatsächliche Wärmeverteilung ergibt sich aus dem Polardiagramm (F i g. 4), wobei die Größe der Wärmezufuhr pro Flächeneinheit an jedem Punkt der Innenfläche des Mantels 26 dem radialen Abstand zwischen diesem Punkt und der Kurve 70 entspricht. Wie sich aus der Kurve 70 in F i g. 4 ergibt, erhöht sich die Wärmezufuhr zum Mantel 26 plötzlich nahe eines Punktes 72. Ein Vergleich der F i g. 1 und 4 ergibt, daß dieser Punkt 72 ungefähr der Lage des nacheilenden Endes einer Arbeitskammer 34 entspricht, wenn in dieser Kammer die Zündung erfolgt ist. Ausgehend von dem Punkt 72 steigt die Wärmezufuhr im Uhrzeigersinn ungefähr bis zu einem Punkt 74 und fällt dann langsam wieder ab, so daß am Auslaßkana142 die Wärmezufuhr pro Flächeneinheit wieder sehr klein ist. Vom Einlaßkanal 40 im Uhrzeigersinn bis zum Punkt 72 ist die Wärmezufuhr am geringsten.In operation, each working chamber 34 goes through a normal four-stroke process. In order to determine the relative movement of the piston to the housing, a transmission is provided which is composed of a ring gear 46 fastened to the piston 16 and a pinion 48 fastened to the housing. In the exemplary embodiment, the ratio of the diameters of the gears 46 and 48 is 3.-2. When the machine is in operation, the individual cycles of the work process, which is carried out in each work chamber, always take place at the same point on the housing. Thus, for each working chamber, the supply of fresh gas is effected through the inlet duct 140, the ignition through the spark plug 44 and the expulsion of the burnt gases through the outlet duct 42. It follows that the heat supply to the housing 12 is not the same over its entire circumference, but is greatest in the area of the spark plug 44. The actual heat distribution results from the polar diagram (FIG. 4), the size of the heat input per unit area at each point on the inner surface of the jacket 26 corresponding to the radial distance between this point and the curve 70. As can be seen from curve 70 in FIG. 4, the heat input to the jacket 26 suddenly increases near a point 72. A comparison of FIGS. 1 and 4 shows that this point 72 corresponds approximately to the position of the trailing end of a working chamber 34 when the ignition has taken place in this chamber. Starting from the point 72, the heat supply increases in a clockwise direction approximately to a point 74 and then slowly decreases again, so that at the outlet channel 142 the heat supply per unit area is again very small. From the inlet channel 40 clockwise to point 72, the heat supply is lowest.

Es ist ersichtlich, daß die Kühlungsanforderungen für das Gehäuse 12 über dessen Umfang beträchtlich schwanken. Um eine ausreichende Kühlung des Gehäuses zu erreichen und Temperaturunterschiede über dessen Umfang zu verringern, wird eine Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser, durch Kanäle im Gehäuse 12 zirkuliert, wie dies im folgenden beschrieben wird.It can be seen that the cooling requirements for the housing 12 vary considerably around its circumference. In order to achieve sufficient cooling of the housing and to reduce temperature differences over its circumference, a cooling liquid, for example water, is circulated through channels in the housing 12 , as will be described below.

Die Anordnung der Kühlflüssigkeitskanäle im Gehäuse 12 läßt sich am besten aus F i g. 3 ersehen. Wie gezeigt, ist das Seitenteil 24 mit Hohlräumen 86, 88 und 90 versehen, welche durch Zwischenwände 80, 82 und 84 voneinander getrennt sind. Der Hohlraum 86 weist einen Einlaßstutzen 92 für die Zuführung von Kühlflüssigkeit auf, und der Hohlraum 90 hat einen Auslaßstutzen 94. In gleicher Weise ist das Seitenteil 22 mit zwei durch Zwischenwände 96, 98 voneinander getrennten Hohlräumen 100 und 102 versehen. Im Mantel 26 sind Kanäle 106, 112, 118 und 124 angeordnet, die parallel zueinander und zur Mittelachse 18 verlaufen und durch die Hohlräume in den Seitenteilen gruppenweise hintereinandergeschaltet sind.The arrangement of the coolant channels in the housing 12 can best be seen from FIG. 3 see. As shown, the side part 24 is provided with cavities 86, 88 and 90 which are separated from one another by partition walls 80, 82 and 84. The cavity 86 has an inlet connector 92 for the supply of cooling liquid, and the cavity 90 has an outlet connector 94. In the same way, the side part 22 is provided with two cavities 100 and 102 separated from one another by partitions 96, 98 . In the jacket 26 channels 106, 112, 118 and 124 are arranged, which run parallel to one another and to the central axis 18 and are connected in groups in series through the cavities in the side parts.

Die Kühlflüssigkeit wird unter Druck durch eine nicht gezeigte Pumpe durch den Einlaßstutzen 92 zugeführt, füllt den Hohlraum 86 im Seitenteil 24 und fließt durch die Öffnungen 104 in die erste Gruppe von Kanälen 106 im Mantel 26. Diese erste Gruppe ist ungefähr im Bereich des Punktes 72 (F i g. 4) an der Innenfläche des Mantels 26 angeordnet, wo die Wärmezufuhr wesentlich wird. Die Kühlflüssigkeit fließt durch die Kanäle 106 und dann durch die Öffnungen 108 in den Hohlraum 100 im Seitenteil 22. Aus diesem Hohlraum 100 fließt die Kühlflüssigkeit durch die Öffnungen 110 in den Mantel zurück und durch die zweite Gruppe von Kanälen 112 und die Öffnungen 114 in den nächsten Hohlraum 88 des Seitenteiles 24. Aus diesem Hohlraum 88 strömt die Kühlflüssigkeit durch die Öffnungen 116, die Kanäle 118 und die Öffnungen 120 in den Hohlraum 102 des Seitenteils 22 und schließlich von hier aus durch die Öffnungen 122, durch die vierte Gruppe von Kanälen 124 und die Öffnungen 126 in den Auslaßhohlraum 90 im Seitenteil 24. Aus dem Hohlraum 90 wird die Kühlflüssigkeit durch den Auslaßstutzen 94 abgeführt und nach Durchlaufen eines Kühlers wieder dem Einlaßstutzen 92 zugeführt.The cooling liquid is supplied under pressure by a pump (not shown) through the inlet connection 92, fills the cavity 86 in the side part 24 and flows through the openings 104 into the first group of channels 106 in the jacket 26. This first group is approximately in the region of the point 72 (Fig. 4) located on the inner surface of the shell 26 where the heat input becomes essential. The cooling liquid flows through the channels 106 and then through the openings 108 into the cavity 100 in the side part 22. From this cavity 100 the cooling liquid flows back through the openings 110 into the jacket and through the second group of channels 112 and the openings 114 in the Next cavity 88 of the side part 24. From this cavity 88 the cooling liquid flows through the openings 116, the channels 118 and the openings 120 into the cavity 102 of the side part 22 and finally from here through the openings 122, through the fourth group of channels 124 and the openings 126 into the outlet cavity 90 in the side part 24. The cooling liquid is discharged from the cavity 90 through the outlet connector 94 and, after passing through a cooler, is fed back to the inlet connector 92.

Wie ersichtlich, sind die Gruppen von Kanälen 106, 112, 118 und 124 im Mantel 26 durch die Hohlräume in den Seitenteilen hintereinandergeschaltet, so daß die Kühlflüssigkeit zwischen den Seitenteilen 22 und 24 hin- und herfließt, wobei sich die Strömungsrichtung in jeder Gruppe von Kanälen umkehrt. Mit Ausnahme der Einlaß- und Auslaßhohlräume 86 und 90 ist jeder Hohlraum mit zwei Gruppen von Kanälen verbunden, so daß die Kühlflüssigkeit aus einer Gruppe in den Hohlraum und aus diesem in die andere Gruppe fließt. Es ist weiter ersichtlich, daß die Kühlflüssigkeit das Gehäuse im Uhrzeigersinn durchströmt, ausgehend von einer Stelle nahe des Punktes 72, an welchem die große Wärmezufuhr zum Gehäuse beginnt, bis zum anderen Ende des Bereichs großer Wärmezufuhr nahe des Auslaßkanals 42. Die Kühlflüssigkeit strömt also von den heißen Zonen zu den kühleren Zonen des Gehäuses. Selbstverständlich könnte die Anordnung auch so getroffen werden, daß die Kühlflüssigkeit die heißen Zonen in der anderen Richtung durchströmt, also im Bereich des Auslaßkanals 42 eintritt und im Bereich der Stelle 72 austritt.As can be seen, the groups of channels are 106, 112, 118 and 124 connected in series in the jacket 26 through the cavities in the side parts, so that the cooling liquid flows back and forth between the side parts 22 and 24, the direction of flow reversing in each group of channels. With the exception of the inlet and outlet cavities 86 and 90, each cavity has two groups of Channels connected so that the cooling liquid from a group into the cavity and from this flows into the other group. It can also be seen that the cooling liquid flows through the housing in a clockwise direction, starting from a point near the point 72, at which the great supply of heat to the housing begins, to the other end of the Area of great heat input near the outlet channel 42. The cooling liquid flows So from the hot zones to the cooler zones of the housing. Of course the arrangement could also be made so that the coolant is hot Zones in the other direction flows through, so enters in the area of the outlet channel 42 and exits in the area of point 72.

Es ist möglich, das Kühlsystem so zu entwerfen, daß nur ein geringer Temperaturanstieg der Kühlflüssigkeit erfolgt, wenn sie das Gehäuse 12 durchströmt, in welchem Falle die Strömungsrichtung und die Anordnung des Einlaß- und Auslaßstutzens relativ zur Lage des Bereichs großer Wärmezufuhr weniger wichtig wird.It is possible to design the cooling system so that only a small one The temperature of the cooling liquid increases when it flows through the housing 12, in which case the direction of flow and the arrangement of the inlet and outlet connections becomes less important relative to the location of the area of great heat input.

Die Kühlwirkung eines Kühlflüssigkeitskanals kann durch Verringerung seines Strömungsquerschnittes auf Grund der daraus resultierenden größeren Strömungsgeschwindigkeit oder bei gegebenem Strömungsquerschnitt durch Vergrößerung des Umfangs des Querschnittes vergrößert werden. Aus diesem Grunde sollte ein Kühlflüssigkeitskanal zur Erzielung einer großen Kühlwirkung einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt bei großem Umfang des Querschnittes und zur Erzielung einer verhältnismäßig geringen Kühlwirkung einen großen Querschnitt bei kleinem Umfang des Querschnittes haben.The cooling effect of a coolant channel can be reduced by reducing its flow cross-section due to the resulting greater flow velocity or with a given flow cross-section by increasing the circumference of the cross-section be enlarged. For this reason, a coolant channel should be used to achieve a large cooling effect a relatively small cross-section with a large circumference of the cross-section and to achieve a relatively low cooling effect have a large cross-section with a small circumference of the cross-section.

Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse weist die Gruppe von Kanälen 112, die im Bereich der größten Wärmezuführung liegt, einen relativ geringen Strömungsquerschnitt auf. Dies ist ersichtlich aus der verhältnismäßig kleinen Anzahl von Kanälen 112 in dieser Gruppe. Im Gegensatz dazu hat die Gruppe von Kanälen 124 im Bereich der geringsten Wärmezufuhr einen Gesamtströmungsquerschnitt, der verhältnismäßig groß ist, wie sich aus der größeren Anzahl von Kanälen in dieser Gruppe ergibt. Der Gesamtströmungsquerschnitt jeder der übrigen beiden Gruppen von Kanälen 106 und 118 liegt zwischen demjenigen der Gruppe 124 und der Gruppe 112. Da die Gruppen 106, 112, 118 und 124 hintereinandergeschaltet sind, ist die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit durch die Gruppe 112 mit kleinem Querschnitt am größten und durch die Gruppe 124 mit großem Querschnitt am kleinsten. Demzufolge hat, von der Strömungsgeschwindigkeit aus betrachtet, die Kühlflüssigkeit ihre größte Kühlwirkung im Bereich der Gruppe 112, wo die Wärmezufuhr am größten ist, und ihre kleinste Kühlwirkung im Bereich der Gruppe 124, wo die Wärmezufuhr am geringsten ist. Die Gruppe von Kanälen 112 im Bereich der größten Wärmezuführung ist außerdem so geformt, daß sie eine verhältnismäßig große wärmeabstrahlende Oberfläche aufweist, verglichen mit ihrem Strömungsquerschnitt, indem jeder einzelne Kanal 112 verhältnismäßig eng ist. Im Gegensatz dazu sind wenigstens einige der Kanäle 124 im Bereich geringer Wärmezufuhr relativ weit.Taking these findings into account, the group of channels 112, which is in the region of the greatest heat input, has a relatively small flow cross-section. This can be seen from the relatively small number of channels 112 in this group. In contrast to this, the group of channels 124 in the region of the lowest heat input has a total flow cross-section which is relatively large, as is evident from the larger number of channels in this group. The total flow cross-section of each of the remaining two groups of channels 106 and 118 lies between that of group 124 and group 112. Since groups 106, 112, 118 and 124 are connected in series, the flow rate of the cooling liquid through group 112 with a small cross-section is greatest and smallest by the group 124 with a large cross-section. As a result, viewed from the flow velocity, the cooling liquid has its greatest cooling effect in the area of group 112, where the heat supply is greatest, and its smallest cooling effect in the area of group 124, where the heat supply is least. The group of channels 112 in the region of the greatest heat supply is also shaped in such a way that it has a relatively large heat-radiating surface compared to its flow cross-section in that each individual channel 112 is relatively narrow. In contrast, at least some of the channels 124 are relatively wide in the low heat input region.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung der Kühlmittelkanäle werden große Temperaturunterschiede im Gehäuse 12 trotz der außerordentlich großen Ungleichheit der Wärmezufuhr vermieden. Dadurch werden thermische Beanspruchungen und Verzüge im Gehäuse 12 verringert. Außerdem erfordert das Kühlsystem mit seinen hintereinandergeschalteten Gruppen von Kanälen nur eine relativ geringe Flüssigkeitsmenge und sind die Kühlmittelkanäle so groß, daß sie einfach hergestellt werden können und keine Verstopfungen zu befürchten sind.The inventive arrangement and design of the coolant channels large temperature differences in the housing 12 are avoided despite the extremely large inequality of the heat supply. This reduces thermal stresses and distortions in the housing 12 . In addition, the cooling system with its series-connected groups of channels requires only a relatively small amount of liquid and the coolant channels are so large that they can be easily produced and no blockages are to be feared.

Die hintereinandergeschalteten Gruppen von Kanälen 106, 112 und 118 für den Bereich großer Wärmezufuhr weisen keine plötzliche Richtungsänderung auf. Dadurch sind Stellen vermieden, an denen die Geschwindigkeit des Kühlmittels gering ist oder zu Null wird, und es wird somit jede Ansammlung von Dampf in den Kanälen sofort durch die Flüssigkeitsströmung wegbefördert.The cascading groups of channels 106, 112 and 118 for the area of high heat input do not show any sudden change in direction. This avoids places where the speed of the coolant is low is or becomes zero, and thus there will be any accumulation of steam in the ducts immediately carried away by the liquid flow.

Die Hohlräume 102 und 90 in den beiden Seitenteilen 22 und 24 und die Kühhnittelkanäle 124 im Mantel 26 erstrecken sich über einen Teil des Gehäuses 12, welcher den Bereich einschließt, in welchem eine verhältnismäßig kalte Ladung in die Maschine eingesaugt wird. In diesem Bereich werden die Wände des Gehäuses verhältnismäßig kalt bleiben. Die verhältnismäßig warme Kühlflüssigkeit in den Hohlräumen 102 und 90 und in den Kanälen 124 erwärmt jedoch diesen Bezirk des Gehäuses, wodurch eine weitere Verringerung der Temperaturunterschiede im Gehäuse erzielt wird.The cavities 102 and 90 in the two side parts 22 and 24 and the coolant channels 124 in the jacket 26 extend over a part of the housing 12 which encloses the area in which a relatively cold charge is sucked into the machine. In this area the walls of the housing will remain relatively cold. The relatively warm cooling liquid in the cavities 102 and 90 and in the channels 124, however, heats this area of the housing, as a result of which a further reduction in the temperature differences in the housing is achieved.

Die Wände 130 zwischen den einzelnen Kühlmittelkanälen 106, 112, 118 und 124 wirken als Rippen, welche die Innen- und die Außenwand 132 und 134 des Mantels 26 miteinander verbinden. Die Außenwand 134 hat stets eine im wesentlichen gleichförmige Temperatur, denn sie ist verhältnismäßig weit von der Seite, auf welcher die Wärme zugeführt wird, entfernt. Demzufolge wird durch die Außenwand 134 über die Rippen 130 das Profil der Innenwand 132, unabhängig von gewissen Temperaturunterschieden entlang ihres Umfangs, aufrechterhalten. Es sei darauf hingewiesen, daß die Innenwand 132 des Mantels 26 in jedem durch die Mittelachse 18 verlaufenden Schnitt die gleiche Wandstärke über die ganze axiale Breite aufweist. Auch dieses Merkmal dient dazu, thermische Beanspruchungen und Verzüge der Innenwand 132 zu verringern.The walls 130 between the individual coolant channels 106, 112, 118 and 124 act as ribs which connect the inner and outer walls 132 and 134 of the jacket 26 to one another. The outer wall 134 always has a substantially uniform temperature because it is relatively far away from the side on which the heat is supplied. As a result, the profile of the inner wall 132 is maintained by the outer wall 134 via the ribs 130, regardless of certain temperature differences along its circumference. It should be pointed out that the inner wall 132 of the jacket 26 has the same wall thickness over the entire axial width in each section running through the central axis 18. This feature also serves to reduce thermal stresses and distortions on the inner wall 132.

In gleicher Weise sind die äußeren und inneren Wände der hohlen Seitenteile 22 und 24 außer durch die Zwischenwände durch Rippen 136 verbunden, wobei die verhältnismäßig kühlen Außenwände der Seitenteile dazu beitragen, die Innenwände eben zu halten. Die Bolzen 27, welche den Mantel 26 und die Seitenteile 22, 24 zusammenhalten, durchdringen einige der Kanäle im Mantel. Dabei kann die Kühlflüssigkeit gleichzeitig diese Bolzen kühlen, wodurch Wärmedehnungen der Bolzen vermieden werden. Hohle Paßstifte 128, die um einige der Bolzen 27 angeordnet sind, dienen dazu, die Gehäuseteile 22, 24 und 26 genau passend zusammensetzen zu können. Zwischen den Stiften 128 und ihren Bolzen 27 besteht ein ausreichender Spalt zum Durchströmen von Kühlflüssigkeit.Similarly, the outer and inner walls of the hollow side panels 22 and 24 are connected by ribs 136 in addition to the intermediate walls, the relatively cool outer walls of the side panels helping to keep the inner walls level. The bolts 27, which hold the jacket 26 and the side parts 22, 24 together, penetrate some of the channels in the jacket. At the same time, the cooling liquid can cool these bolts, thereby avoiding thermal expansion of the bolts. Hollow dowel pins 128, which are arranged around some of the bolts 27, are used to be able to assemble the housing parts 22, 24 and 26 with an exact fit. There is a sufficient gap for cooling liquid to flow through between the pins 128 and their bolts 27.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, einen Einlaßkanal im Seitenteil 22 und/oder im Mantel 26 zusätzlich oder an Stelle des Einlaßkanals 40 anzuordnen, und in gleicher Weise könnte ein Auslaßkanal in einem oder beiden Seitenteilen 22, 24 zusätzlich oder an Stelle des Auslaßkanals 42 angeordnet werden. Dadurch würde die Wärmeverteilung im Gehäuse, wie sie aus F i g. 4 ersichtlich ist, nicht wesentlich verändert werden, und es wäre somit die gleiche Anordnung von Kühlmittelkanälen mit den gleichen Vorteilen anwendbar.The invention is not limited to the illustrated embodiment. For example, it is possible to arrange an inlet channel in the side part 22 and / or in the jacket 26 in addition to or instead of the inlet channel 40 , and in the same way an outlet channel could be arranged in one or both side parts 22, 24 in addition to or instead of the outlet channel 42 . This would reduce the heat distribution in the housing, as shown in FIG. 4 cannot be changed significantly, and the same arrangement of coolant channels could thus be used with the same advantages.

Claims

Claims: 1. Liquid-cooled housing for rotary piston machines, in particular internal combustion engines, the jacket of which, together with side parts, delimits an interior space in which a piston is eccentrically rotatably mounted, the housing having an inlet and an outlet nozzle for the coolant and the jacket having a plurality of parallel has cooling liquid channels arranged to the axis of rotation, characterized in that the channels (106, 112, 118, 124 ) extend from side to side of the jacket (26) and their ends with cavities (86, 88) provided in the side parts (22, 24) , 90, 100, 102) are in communication, which combine the channels into groups in which the channels are connected in parallel, and that a cavity (86) with the inlet connection (92) and another (90) with the outlet connection (94 ) is in connection, and the remaining cavities (88, 100, 102) are designed as reversing channels, which the groups of parallel-connected = th channels one behind the other switch.

2. Liquid-cooled housing for rotary piston internal combustion engines according to claim 1, characterized in that the channel groups (106, 112, 118, 124) are connected in series with the aid of the reversing channels (88, 100, 102) in such a way that the cooling liquid first passes through the channels (106 ) near one end of the area of the housing in which the combustion takes place, and then progressing the other channel groups (112, 118, 124) over the area in which the combustion takes place to an area in which a relatively low heat input takes place and in which the cavity (90), which is connected to the outlet connection (94), is arranged, flows through.

3. Liquid-cooled housing according to claim 1 or 2, characterized in that the channels (106 or 112, 118) of a group which is arranged in the region of a relatively large heat input to the housing, have a smaller total flow cross-section than the channels (124) of an im Group arranged in a relatively low heat supply area. Documents considered: German Patent No. 448 044; French Patent No. 769 228; "VDI Zeitschrift", Vol. 102 (1960), No. 8, pp. 293 to 322; Book v. Sass: "Construction and Operation of Diesel Machines", 1948, p. 323.