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Luftgekühlte Brennkräftmäschine .Die Erfindung bezieht sich auf eine
luftgekühlte Brennkraftmaschine, insbesondere Einspritzbrennkrafänaschine, mit einem
an der Kurbelwelle sitzenden Abtriebsglied und einem zwischen demselben und dem
Kurbelgehäuse liegenden, zur -Kurbelwelle koaxialen Druckluft-Kühlgebläse, . welches
die Luft durch Öffnungen eines das Abtriebsglied umgebenden Kurbelgehäuseteiles
und durch einen zwischen Abtriebsglied und Gebläserad konzentrisch zur Kurbelwelle
liegenden Ansaugkanal saugt und durch am Zylinder und Zylinderkopf vorgesehenen
Kühlluftführungen fördert.
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Bei einer bekannten Brennkraftmaschine mit Luftkühlung hat man bereits
vorgeschlagen; den Kühlluft-Austritt an die der Brennkraftmaschine zugewandte Rückseite
des Schwungrades zu verlegen. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß bei den
meisten Brennkraftmaschinen der dort frei verfügbare Querschnitt sehr gering ist,
so daß hier nur ein beschränkter Durchlaßquerschnitt für die Kühlluft erreichbar
ist.
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An einer gebläsegekühlten Brennkraftmaschine mit einem auf dem dem
Schwungrad abgewandten Ende der Kurbelwelle vorgesehenen Hilfsantrieb wurde bereits
die Anordnung vorgeschlagen,.daß zur Kühlung der Brennkraftmaschine wahlweise entweder
ein Radialgebläse mit einem an die Schwungradseite des Kurbelgehäuses anflanschbaren,
zugleich als Spiralgehäuse ausgebildeten Schwungradgehäuse und zugehörigen Kühlluftverkleidungen
sowie einem auf das Schwungrad aufsetzbaren, dessen Außendurchmesser wesentlich
übersteigenden Gebläserad Verwendung findet, wobei in diesem Falle die Abtriebsmöglichkeit
für den Hilfsantrieb am vorderen Ende der Kurbelwelle zwar vorhanden ist, aber ungenutzt
bleibt, oder ein von dem Hilfsantrieb angetriebenes, am Vorderende der Brennkraftmaschine
gelagertes Axialgebläse mit zugehörigen Kühlluftverkleidungen, wobei das Radialgebläserad
fortgelassen und das Spiralgehäuse durch ein dein Schwungrad im Durchmesser angepaßtes
Schwungradgehäuse ersetzt ist. Auch eine solche Bauart befriedigt nicht ganz, weil
hier das Gebläse immer noch in axialer Richtung einen besonders großen Einbauraum
beansprucht und somit bei raumgedrängten Brennkraftmaschinen nicht anwendbar ist.
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Außerdem ist eine Brennkraftmaschine mit Druckluft-Gebläse bekannt,
bei welcher die Kühlluft durch am Umfang des Kurbelgehäuses verteilte Öffnungen
angesaugt und durch Leitschaufeln umgelenkt zum Gebläserad geführt wird. Die Leitschaufeln
sind dabei an zylindrischen, zwischen Gebläserad und Abtriebsglied liegenden Leitblechen
vorgesehen. Diese Anordnung hat jedoch wiederum den .Nachteil, daß infolge der zwischengeschalteten
zylindrischen Leitbleche die Kurbelwelle um ein beträchtliches Maß verlängert werden
muß.
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Es ist. nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieseNachteile der
bekanntenBauarten zu vermeiden. Erfindungsgemäß ist der Ansaugkanal begrenzt durch
eine annähernd senkrecht zur Kurbelwellenachse stehende Fläche des Abtriebsgliedes,
eine dieser Fläche zugewandte, mit ihr annähernd parallel verlaufende Fläche einer
die Gebläseschaufeln abdeckenden Platte und durch eine die Fläche des Abtriebsgliedes
mit der die Schaufeln tragenden Fläche des Gebläserades verbindende Zylinderfläche
des Abtriebsgliedes. Diese erfindungsgemäße Anordnung ermöglichtes, das Gebläserad
ohne Verlängerung der Kurbelwelle unterzubringen, so daß sich eine äußerst kurze
Bauart der Brennkraftmaschine ergibt. Da die Kühlluft am Umfang der Abtriebsglied-Umwandung
angesaugt wird, ist die äußere stirnseitige Abtriebsglied-Kupplungsfläche unmittelbar
und in voller Ausdehnung zum Aufspannen des Abtriebsorgans vom durch die Kurbelwelle
getriebenen Aggregates benutzbar, und diese Kupplungsfläche bleibt auch von Schmutz-
und Sandeinwirkung verschont.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Abtriebsglied als
ein an der Kurbelwelle sitzendes Schwungrad ausgebildet, das an seiner dem Ansaugkanal
gegenüberliegenden Stirnseite mindestens eine Kupplungsfläche zum Festspannen des
Aggregat-Antriebsorgans, z. B. einer Fahrzeug-Kupplungsscheibe, aufweist und an
seiner anderen Stirnseite die Fläche, die Zylinderfläche sowie eine Aufspannfläche
trägt, an welcher das Gebläserad befestigt ist. Diese Bauart ergibt eine stabile
und außerordentlich einfache Anordnung des Kühlluft-Gebläses und schafft darüber
hinaus die Möglichkeit, die Kühlluft-Einlaßöffnungen an die den jeweiligen Betriebsbedingungen
günstigste
Stelle zu legen. Zu diesem Zweck werden bei der bevorzugten Bauart der Erfindung
die die Kühlluft in den Ansaugkanal einlassenden Öffnungen in dem das Schwungrad
umgebenden Kurbelgehäuse gleichmäßig am Umfang desselben verteilt, wobei diejenigen
Öffnungen, die an einer für den Kühllufteintritt ungeeigneten Umfangsstelle des
Kurbelgehäuses liegen, durch Abdeckmittel verschlossen sind. Als Abdeckmittel kann
dabei ein an das Kurbelgehäuse anschraubbares Abdeckblech dienen.
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Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Brennkraftmaschine
in Seitenansicht mit teilweisem Schnitt durch das Gebläse, und F i g. 2 einen Längsschnitt
durch das Gebläse nach Fig. 1.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine einzylindrige
Einspritzbrennkraftmaschine bekannter Bauart dargestellt, welche in der Hauptsache
ein Kurbelgehäuse 1, einen Zylinder 2 und einen Zylinderkopf 3 umfaßt. Diese Teile
sind z. B. aus Leichtmetall gefertigt und durch nicht dargestellte Mittel, beispielsweise
Zuganker, miteinander festgespannt. Die vom Kolben der Brennkraftmaschine angetriebene
Kurbelwelle 4 ist mit Hilfe von Wälzlagern 5 im Kurbelgehäuse 1 drehbar gelagert
und trägt an ihrem freien Ende ein als Abtriebsglied dienendes gußeisernes Schwungrad
6. Eine Spannmutter 7 und ein Keil 8 sichern den Festsitz und die
Mitnahme des Schwungrades 6 durch das kegelige Ende der Kurbelwelle 4.
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Falls die Brennkraftmaschine als Antriebsquelle für ein Fahrzeug,
z. B. einen Traktor, dienen soll, so wird das Kurbelgehäuse 1 mit seinem das Schwungrad
6 umgebenden stirnseitigen Flansch 1 a an einer entsprechenden Gegenfläche eines
in F. i g. 2 nur strichpunktiert angedeuteten Fahrzeuggestells 9 befestigt, während
das im Fahrzeug vorgesehene Antriebsorgan, z. B. eine Kupplungsscheibe
10, mit dem Schwungrad 6 lösbar zu verbinden ist. Das Schwungrad trägt zu
diesem Zweck eine Kupplungsfläche 6 a und einige Gewindelöcher 6 b.
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Die Kühlung der Brennkraftmaschine erfolgt mittels eines Kühlluft-Stromes,
welcher durch ein koaxial zur Kurbelwelle liegendes und von ihr angetriebenes Gebläse
erzeugt und mittels Kühlluft-Führungen zu den heißen Stellen des Zylinders und des
Zylinderkopfes geblasen wird. Dieses Kühlluft-Druckgebläse ist in nachstehend beschriebener
Art gestaltet.
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Das Schwungrad 6 ist durch eine vorspringende Wandung 1 b des Kurbelgehäuses
1 am Umfang teilweise abgedeckt. In dieser Wandung sind mehrere Einlaßöffnungen
1 c vorgesehen, welche die Außenluft in einen Ansaugkanal 11 eintreten lassen, der
das Ende der Kurbelwelle 4 ringförmig umgibt und im Querschnitt gebildet wird durch
eine annähernd senkrecht zur Kurbelwellenachse stehende Leitfläche 11 a an der Rückseite
des Schwungrades 6, eine Gegenleitfläche 11 b an einem mit dem Schwungrad 6 durch
Schrauben 12a verbundenen Gebläserad 12 und eine im wesentlichen zylindrisch gestaltete
Umlenkfläche 11 c, welche ebenfalls an der Rückseite des Schwungrades 6 liegt und
die Leitflächen 11 a und 11 b miteinander verbindet.
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Das Gebläserad 12 weist auf der dem Schwungrad 6 zugewandten Seite
die Gebläse-Förderschaufeln 12 b bekannter Form auf. Aus diesem Grunde ist sie mit
den Schaufeln 12 b aus einem Leichtmetall-Gußstück gefertigt. Am Kopf der Schaufeln
12 b ist eine z. B. aus Tiefziehblech hergestellte Deckplatte 13 befestigt, vorzugsweise
mit - Hilfe von Nieten 13 a angenietet. Die Teile 12,12 b 'und 13 bilden den die
Kühlluft fördernden Gebläse-Rotor. An der Rückseite des Gebläserades 12 ist im Kurbelgehäuse
1 ein Ringraum 14 vorgesehen, welcher durch ein mit dieser Platte fest verbundenes
Zahnritzel 12 c, an dem z. B. ein Anlasser-Ritzel angreift, gegen die Kurbelwelle
zu abgeschlossen ist. Dieser Ringraum 14 ist am Umfang bei 14 b spiralförmig
gestaltet bzw. erweitert und nach oben gegen den Zylinder 2 zu an der Stelle
14 a geöffnet. Oberhalb der Ausblase-Öffnung 14 a ist ein kappenförmiges
Kühlluft-Leitblech 15 in bekannter und daher nicht näher dargestellter Art und Weise
befestigt, welches den Zylinder 2 und den Zylinderkopf 3 umgibt und den Kühlluft-Strom
an die heißen Stellen der Maschine lenkt. Das Leitblech 15 ist zu einer Seite offen
oder weist dort einen Spalt auf, durch welchen die verbrauchte Luft nach dem Kühlvorgang
wieder ins Freie austritt.
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Die Kühlluft wird durch die Öffnungen 1 c im Gehäuse 1 in Richtung
der Pfeile A in das Innere des Gebläses eingelassen und durch die Leitfläche 11
a radial nach innen, also gegen die Kurbelwellenachse zu geleitet. Durch die Umlenkfläche
11 b, welche die innere Begrenzung des Saugraumes 11 bildet, erfolgt eine Umlenkung
des Kühlluftstromes in die Gegenrichtung, so daß dieser Strom dann annähernd radial
nach außen der Beschaufelung 12 b des Gebläserades zuströmt. Die Pfeile S deuten
diese Umlenkung des Kühlluftstromes innerhalb des Ansaugkanals 11 an. Die vom Gebläserad
angesaugte und weitergeförderte Kühlluft gelangt dann aus der Beschaufelung 12 bin
Richtung der Pfeile B in den Ringraum 14 und wird von hier aus in Richtung der Pfeile
C gegen die heißen Stellen der Maschine (Brennkammer im Zylinder, Auspuff des Zylinderkopfes)
geblasen. In Richtung des Pfeiles D tritt die verbrauchte Kühlluft aus dem durch
das Leitblech 15 umgebenen Raum wieder ins Freie.
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Um eine bessere Kühlwirkung zu erreichen, sind am Umfang des Zylinders
2 und des Zylinderkopfes 3 mehrere Kühlrippen 2 a bzw. 3 a angebracht. Der Zylinderkopf
3 weist im Innern außerdem einen zwischen den Ventilsitzen liegenden Kühlkanal 3
b auf, in welchem ebenfalls einige Kühlrippen 3 c vorgesehen sind.
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Die erfindungsgemäße Anordnung des Kühlluft-Gebläses bringt zunächst
den wesentlichen Vorteil, daß die Kühlluft nur vom Umfang des das Gebläse umgebenden
Gehäuses 1 her radial angesaugt wird. Damit ist die dem Antriebsglied des Aggregats
zugewandte Seite des Schwungrades, also die in F i g. 2 rechts liegende Stirnseite
desselben, vollkommen frei und kann ganz zur Bildung der Kupplungsfläche herangezogen
werden. Diese Kupplungsfläche kann dadurch außerdem dicht an die Lagerung der Kurbelwelle
herangerückt werden. Die Ausbildung der Einlaßöffnungen am Umfang des Gebläses bringt
den weiteren Vorzug, daß der Einlaßquerschnitt ohne zusätzlichen Raumbedarf sehr
groß bemessen werden kann. Durch diese Vergrößerung des Einlaßquerschnittes werden
auch die geringfügigen, durch Reibung an den rotierenden Leitflächen des Saugraumes
entstehenden Verluste in der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlluftstromes kompensiert,
so daß auf
diese Weise der Gesamtdurchsatz der Kühlluft durch die
Brennkraftmaschine nicht verringert, sondern im Gegenteil vergrößert wird.
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Der Einlaßquerschnitt für das Gebläse ist so reichlich, daß am Umfang
der Wandung 1 b ein Abdeckblech 16 mittels Schrauben 16 a angebracht werden kann,
welches einige der Einlaßöffnungen 1 c abdeckt. Auf diese Weise ergibt sich eine
vorteilhafte weitere Anwendungsmöglichkeit, welche darin besteht, daß das Ansaugen
der Kühlluft von einer unerwünschten Seite verhindert wird. Zu diesem Zweck sind
am Umfang der Wandung 1 c mehrere Gewindelöcher für Schrauben 16 a
vorgesehen, so daß man das Abdeckblech 16 in beliebige Winkelstellung in bezug auf
die Gebläseachse einstellen und in dieser Einstellage befestigen kann. In der Zeichnung
ist beispielsweise ein Ansaugen der Kühlluft durch das Abdeckblech 16 von unten
verhindert, so daß annähernd nur von oberhalb die Kühlluft in den Saugraum
11 des Gebläses eintreten kann. Eine Verschmutzung oder Verstopfung der Kühlluft-Einlässe
von unten her, wie es bei Fahrzeugen häufig der Fall ist, kann hier somit nicht
eintreten.
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An Stelle eines segmentförmigen Abdeckbleches könnte man auch einen
Abdeckring verwenden, dessen eine Hälfte ganz geschlossen, die andere dagegen mit
einem großen Einlaßschlitz versehen ist. Dieser Abdeckring kann ander Wandung 1
c drehbar und mittels Schrauben in der eingestellten Lage feststellbar sein. Der
geschlossene Teildes Abdeckringes verhindert -wie das Abdeckblech 16 - den Kühllufteintritt
an der unerwünschten Stelle, während sein großer Einlaßschlitz mehrere Einlaßöffnungen
1 c ganz freigibt.