DE1956121A1

DE1956121A1 - Kolbenkuehlung fuer Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit abstellbaren Spritzduesen

Info

Publication number: DE1956121A1
Application number: DE19691956121
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Howe
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1969-11-07
Filing date: 1969-11-07
Publication date: 1971-05-27
Also published as: US3709109A; GB1313156A; FR2061433A5

Description

klöckner-humboldt-deutzag-köln 5 Köln-Deutz, den 27.Okt. 1969

D 69/59 - TP So/B

Kolbenkühlung für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit abstellbaren Spritzdüsen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kolbenkühlung von Hubkolbenbrennkraftmaschinen, bei der ein Schmierölstrahl gerichtet und dosiert gegen die Unterseite des Kolbenbodens bzw. in einen Kühlkanal des Kolbens gespritzt wird.

Bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen, insbesondere bei solchen mit Ölkühlung, ergibt sich mit steigender spezifischer Leistung und Drehzahl besonders aber bei Aufladung die Notwendigkeit, den Kolben zu kühlen. Diese Kühlung erfolgt bei kleinen und mittelgroßen Maschinen durch Schmieröl, welches aus einer Düsenöffnung gegen die Unterseite des Kolbens gespritzt wird. Eine noch wirksamere Kühlung des Kolbens wird dadurch erreicht, daß der gerichtete Ölstrahl von einer in Längsrichtung des Kolbens verlaufenden Auffangbohrung in einen radialen Ringkanal im Kolbenboden geleitet wird und schließlich über eine Austrittsbohrung abfließt. Da die Kolbenkühlung nur bei Hochleistungsmaschinen notwendig ist, sich dagegen bei Maschinen des gleichen Typs mit gedrosselter Leistung erübrigt, ergeben sich je nach Leistungseinstellung unterschiedliche Ausrüstungen der Maschine. So ist z.B- mit der Kolbenkühlung gleichseitig ein Ölkühler oder, aofern dieser bereits vorhanden ist, ein größerer Ölkühler erforderlich, um die zusätzlich an das Schmiermittel abgegebene Wärme abzuführen.

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Bei Einbaumotoren die in Großserien gefertigt werden, ist "bei der Fabrikation und Leistungsabnahme der spätere Verwendungszweck und die hierauf abgestimmte Leistung und Ausrüstung nicht immer bekannt. Die Maschinen werden aus diesem Grunde zunächst in einer Art Einheitsausführung zusammengebaut mit gleicher Leistung eingestellt, und bei Bekanntwerden des Verwendungszweckes nötigenfalls umgerüstet und die Leistung entsprechend neu eingestellt. Damit eine notwendige Umrüstung einfach in der Handhabung und mit einfachen Mitteln durchzuführen ist, und zwar ohne daß ein Eingriff in das Maschineninnere notwendig wird, sollten die hiervon betroffenen Teile gait zugänglich außen an der Maschine ab- oder angebaut werden können. Damit ergibt sich auch die Notwendigkeit, je nach Bedarf, die Kolbenkühlung durch einfache Handhabung außen an der Maschine wirksam oder unwirksam zu machen.

Es ist bekannt bei Hochleistungsmaschinen eine Kolbenkühlung anzuweden, die fest montiert und nicht abstellbar ist. Wird eine solche Maschine aufgrund ihres Verwendungszweckes mit einer gedrosselten Leistungseinstellung betrieben die keine Kolbenkühlung erfordert, so muß dieses bereite bei der !Fabrikmontage bekannt sein, damit die Einrichtung für die Kolbenkühlung gegebenenfalls nicht eingebaut wird. Nachteilig ist hierbei, daß die Fabrikation nach im voraus festgelegten Ausführungsformen ausgerichtet werden muß, die eine spätere Umrüstung, weil mit zu hohen Kosten verbunden, nicht erlaubt.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, durch einfache Handhabung die Kolbenkühlung je nach Bedarf wirksam oder unwirksam zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der den Kolben kühlende Schmierölstrahl unterbrochen oder durch Richtungsänderung unwirksam gemacht werden kann_o Die Unterbrechung des Schmierölstrahls erfolgt dabei zweckmäßig durch Absperrorgane, beispielsweise ein Ventil, Eahn oder sonstige Absperreinrichtungen. Die Absperreinrichtung ist dabei vor jeder Einzeldüse in deren Zulaufkanal oder aber im Diisekörper selbst angeordnet. Sie kann jedoch ebenso am Anfang einer Verteilerleitung liegen, von der die einzelnen Zuflußleitungen für die Düsen ausgehen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Ölzuführungsbohrung im Düsenkörper durch einen in diesen hineinragenden Zapfen verschlossen ist, der durch eine Verschlußschraube in seiner Lage gehalten wird oder mit dieser verbunden ist. Eine weitere sehr einfache Ausführungsform ergibt sich dadurch, daß der Düsenkörper drehbar im Maschinengehäuse gelagert ist und durch Drehen in zwei verschiedene Rasterstellungen die Kolbenkühlung durch Änderung der Spritzpichtung wirksam oder unwirksam gemacht werden kann. Zur Verringerung von Schaumbildung in der Schmierölwanne ist der austretende Schmierölstrahl in der Unwirksamkeitsstellung des Dtisenkörpers so gerichtet, daß er unter flachem Winkel auf eine Wand des Maschinengehäuses auftrifft. Damit der jeweils

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eingestellte Betriebszustand nachprüfbar ist, wird vorgeschlagen, daß die Einstellung der Kolbenkühlung von außen erfolgt, und die wahlweise an- oder abgestellte Kolbenkühlung durch eine außen an der Maschine sichtbare Markierung erkennbar ist.

Der Vorteil der je nach Bedarf leicht an- oder abzustellenden Kolbenkühlung liegt in der einheitlichen Ausrüstung von Groß- W serien gleicher Maschinen, die sonst in kleinere Serien aufgespalten würden und damit erhebliche Mehrkosten in der Auftragssteuerung verursachen wurden. Ferner gestattet es die leichte Zugängliohkeit der Einstellung, die Maschinen auf Vorrat zu fertigen und erst bei Bekanntwerden des Verwendungszweckes die notwendige Einstellung vorzunehmen, wobei gegebenenfalls der Ölkühler ganz entfallen oder gegen einen mit kleinerer Leistung ausgetauscht werden kann, was gleichzeitig eine beachtliche Kostenersparnis ergibt.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung im Prinzip dargestellt.

Die Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch Kolben, Zylinder und die Spritzdüse für die Kolbenkühlung einer luftgekühlten Brennkraftmaschine.

Die Abb. 2 zeigt die in Abb. 1 dargestellte Verschlußschraube in der Draufsicht.

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Die Abb. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Spritzdüse für die Kolbenkühlung ähnlich dem in Abb. 1.

Die Abb. 4 zeigt die in Abb. 3 dargestellte Verschlußschraube' in der Draufsicht.

Die Abb. 5 zeigt einen Längsschnitt durch einen Kolben, Zylinder und die Spritzdüse für die Kolbenkühlung einer luftgekühlten Brennkraftmaschine.

Die Abb. 6 zeigt die in Abb. 5 dargestellte Spritzdüse in der Draufsicht.

In Abb. 1 ist ein Kolben 1 in seiner unteren Totpunktlage in einem Eippenzylinder 2 dargestellt. Der Rippenzylinder 2 sitzt auf einem Maschinengehäuse 3 und ragt mit dem unteren nicht verrippten Teil in die zentrierende Bohrung des Masctinengehäuses 3· Eine Spritzdüse 4, deren Austrittsbohrung 5 so gerichtet ist, daß sie in eine Auffangbohrung 6 des Kolbens 1 spritzt, ist mit dem Maschinengehäuse 3 durch Preßsitz verbunden und durch eine halbrunde Blechschal_e 7 in ihrer Lage zusätzlich fixiert. Die mit einer Verschlußschraube 8 mit Dichtung 9 verschlossene Gewindebohrung 10 dient zur Montage der Spritzdüse 4. Die ölzufuhr für die Spritzdüse 4 erfolgt durch eine Bohrung 11 im Masohinengehäuse 3« Sie ist

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durch das Kugelventil 12, 13 druckabhängig. Der gerichtete ölstrahl 14 gelangt durch die Auffangbohrung 6 in einen im Kolbenboden radial umlaufenden Ringkanal15» dessen Mündung in einer Austrittsbohrung hier nicht dargestellt ist.

In Abb. 2 .ist die in Abb. 1 dargestellte Verschlußschraube 8 in der Draufsicht gezeigt. Sie trägt keinerlei Markierung oder Kennzeichnung, womit ausgesagt ist, daß der ölzufluß zur Spritzdüse frei ist.

In Abb. 3 ist die Spritzdüse 4 mit einem Verschlußstopfen 16, der in die Ölzulaufbohrung 17 hineinragt, verschlossen. Der Verschlußstopfen 16 ist durch die Verschlußschraube 18 gegen Herausfallen gesichert.

In Abb« 4 ist die in Abb. 3 dargestellte Verschlußschraube 18 in der Draufsicht gezeigt. Sie hat eine gut sichtbare Markierung 191 womit ausgesagt ist, daß der ölzufluß zur Spritzdüse gesperrt ist.

In Abb. 5 ist der Kolben 1 in seiner unteren Totpunktlage im Rippenzylinder 2 dargestellt. Der Rippenzylinder 2 sitzt auf dem Masohinengehäuse 3 und ragt mit dem unteren nicht verrippten Teil in die zentrierende Bohrung des Maschinengehäuses 3* Sine Spritzdüse 4» deren Austrittsbohrung 5 so gerichtet ist, daß sie in die Auffangbohrung 6 des Kolbens 1 spritzt,

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ist im Maschinengehäuse 3 mittels Gewinde 24 drehbar gelagert. Der gerichtete ÖLstrahl aus der Spritzdüse 4 gelangt durch die Auffangbohrung 6 in einen im Kolbenboden radial verlaufenden Ringkanal 15» dessen Mündung in einer Austrittsbohrung hier nicht dargestellt ist. Der bolzenartige mehrteilige Düsenkörper 20 mit Schlitzkopf 21 ist von außen in das Maschinengehäuse 3 eingeführt und dichtet den ölkanal 11 mittels Gummiring 9 nach außen ab. Die Lagefixierung des Schlitzkopfes 21 erfolgt durch eine kleinere Sicherungsschraube 22, die in eine axial verlaufende Nut 23 am Umfang des Schlitzkopfes 21 eingreift. Durch eine zweite, um 90 ° versetzte Nut 23 am Umfang des Schlitzkopfes 21 wird eine Stellung der Austrittsbohrung 5 und damit eine Spritzrichtung 14 erreicht, die die Kolbenkühlung unwirksam macht. Die Ölzufuhr für die Austrittsbohrung 5 erfolgt durch die Bohrung 11 im Maschinengehäuse 3· Sie ist durch das Kugelventil 12, 13 druckabhängig.

In Abb. 6 ist der in Abb. 5 dargestellte Düsenkörper 20 mit Schlitzkopf 21 in der Draufsicht gezeigt. Die Nuten 23 am Umfang des Schlitzkopfes 21 zur Lagefixierung lassen zwei um 90 ° gedrehte Stellungen zu, wobei die Schlitzrichtung gleichzeitig die Spritzrichtung 14 der Düse anzeigt.

Da die in Abb. 6 sichtbare Schlitzstellung wie auch die in Abb. 4 sichtbare Punktmarkierung nur einen indirekten Aufschluß

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über die Einstellung der Kolbenkühlung geben, muß diese wie auch andere notwendige Einstellungen an der Maschine in der Bedienungsanleitung entsprechend erläutert werden.

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Claims

5 Köln-Deutζ, den 27.Okt. 1969 D 69/59 - TP So/B Patentansprüche

1. J Vorrichtung zur Kolbenkühlung von Hubkolbenbrennkraft— maschinen, bei der ein Schmierölstrahl gerichtet und dosiert gegen die Unterseite des Kolbenbodens bzw. in einen Kühlkanal des Kolbens gespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kolben (1) kühlende Schmierölstrahl (14) unterbrochen oder durch Richtungsänderung unwirksam gemacht werden kann,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ölzuführung zur Spritzdüse (4) durch eine Absperreinrichtung unterbrochen werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ölzufuhr zu den Spritzdüsen (4) durch einen Hahn oder Ventil unterbrochen werden kann*

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzuführungsbohrung (17) im Diisenkörper (4) durch einen in diesen hineinragenden Zapfen (16) verschlossen ist, der durch eine Verschlußschraube (18) in seiner Lage gehalten wird oder mit dieser verbunden ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (4) drehbar im Maschinengehäuse (3) gelagert ist und durch Drehen in zwei verschiedene Easterstellungen die Kolbenkühlung durch Änderung der Spritz - Richtung (14) wirksam oder unwirksam gemacht werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichne,t daß der austretende Schmierölstrahl (14) in der Unwirksamkeitsstellung des Diisenkörpers (4) unter einem flachen Winkel auf eine Wand des Maschinengehäuses (3) auftrifft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 Ms 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Kolbenkühlung von außen erfolgt und die wahlweise an- oder abgestellte Kolbenkühlung durch eine außen apfäer Maschine sichtbare Markierung (19» 23) erkennbar ist.

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