DE2705353A1

DE2705353A1 - Thermisch beanspruchtes waermeleitendes bauteil oder entsprechender bauteilquerschnitt

Info

Publication number: DE2705353A1
Application number: DE19772705353
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Buchner
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1977-02-09
Filing date: 1977-02-09
Publication date: 1978-08-10
Also published as: GB1585741A; FR2380422A1; FR2380422B1; DE2705353C2; US4224980A; JPS5399108A

Description

Daimler-Bens Aktiengesellschaft
Stuttgart-Unterturkheim

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1.2.77

Thermisch beanspruchtes wärmeleitendes Bauteil oder entsprechender Bautei!querschnitt

Die Erfindung betrifft ein thermisch beanspruchtes wäi
leitendes Bauteil oder einen entsprechenden Bauteilquerschnitt Mit eine· sich i· Bauteil bzw. Bauteilquerschnitt wahrend des Betriebes ausbildenden Temperaturgefälle*

Thermische Vorsänge sollen meist bei einer optimalen Betriebs temperatür der beteiligten Maschinen oder Aggregate· teile ablaufen. Insbesondere bei Wärmekraftmaschinen treten während der Warmlaufphase Verluste an Wärmeenergie,
schädliche Abgasentwicklungen und auch aggressiv wirksame Kondensationen der Abgase auf . Aus diesen Gründen und
noch anderen ist es daher erwünscht» daß die thermisch be· anspruchten Bauteile von Verbrennungskraftmaschinen möglichst rasch,ausgehend von einem Kaltstart,ihre Betriebstemperatur erreichen und diese Temperatur beibehalten. Da· bei kann es erforderlich oder auch zulässig sein, daß bestimmte Partien einzelner Bauteile eine höhere Beharrung»-

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temperatur arraichan ala andara Partien desselben Bauteilaa bsw. dereelben Maachina. Ea ist bekannt, durch geeignete Verketoffauavahl oder durch geeignete Verbundkonetruktion von schlechtwarmeleitenden Materialien bzw. Luftapaltan und gutwärmeleitenden Materialien bestimmte Temperaturprofile in einer Maschine bzw. in deren Bauteilen während dea Maachinenbetriebes herbeizuführen. Zwar kann mit derartigen Maßnahmen auch ein raachea Aufheizen von Maschinenteilen während der Wamlaufphaae erreicht werden; durch die Anordnung von schlechtleitenden überzügen oder Zwischenschichten wird Jedoch zugleich auch daa Temperaturniveau an der betreffenden Stelle angehoben, was durchaus eine unerwünschte ab«r in Kauf genommene Erscheinung ist.

Aufgab· der Erfindung 1st es. Maßnahmen anzugeben, die ein möglichst rasches Aufheizen ι von Maechinenbauteilen während einer Varmlaufphaae ermöglichen, ohne damit zugleich auch da* Temperaturniveau der Beharrungstemperatur anzuheben. Dieae Aufgab· wird erfindungsgemäO durch die kennzeichnenden Merkmal· von Anspruch 1 gelöst.

Di· eingelagert· Schicht aus Metallhydrid, die hermetisch und vor allen Dingen wasserstoffdiffusionsdicht verschlossen sein muO, und ein gewisses Porenvolumen enthalten sollte, stellt ein geschlossen·· System dar, welches vollreversibel je nach Temperaturzustand zwischen zwei verschiedenen Eigenschaften d·· Stoff··, nämlich einerseits Metall und andererseits Metallhydrid veränderbar ist. Wird Vaseerstoff in Metallen und d«r*n Legierungen eingebaut, so erfolgt die Bindung metal-

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11 sell, d. h. jedee Wa · «erst of fa to« gibt sein Elektron an da· Leitfähigkeitsband in der Kristallstruktur dos Metall·· ab, wobei di· Il«ktron»ndicht· im Leitfähigkeit«band bis zur vollatändlgen Sättigung die··· Band·· zunimmt. Ia vollbe-•etsten Leitfähigkeit»band ist di· Elektronenbeweglichkeit Null bzw. stark vermindert. Dadurch wird das elektrisch und hinsichtlich Wärme leitfähige Metall aufgrund das Wasserstoff «inbau· und dar Umwandlung in «in Hydrid zu einem elektrlachen und hinsichtlich der Wärme nicht oder schlecht leitenden Stoff. Durch Desorption d·· Vaeserstoffs aus de« Hydrid kann di· ursprünglich· Leitfähigkeit des Metalles wieder hergestellt werden. Der Einbau des Wasserstoffs in die Kristallstruktur d·· Metall·· ist ein e xothormer Vorgang ι die/eetaings«nergie für den Wasserstoff wird dar Umgebung entsogen. In kalten Zustand ist der im geschlossenen Syate· enthaltene Wasserstoff weltestgehend zu Metallhydrid gebunden. In kaltes Zustand stellt also der eingelagerte Stoff einen Wärsiai sola tor dar. Da dar Wasserstoff den Poren voll·tändig «ntsogen ist, liegt in ihnen nahezu vollständige· Vakuuai vor* so daß auch «in· konvektive Wärmeübertragung in den Porenräuaen nahezu ausgeschlossen ist. Durch Wärmezufuhr wird der Wasserstoff aus der Kristallstruktur wi«d*r freigesetzt und gelangt in gasförmigem Zustand in di· Poren, in denen sich «in relativ hoher Gasdruck J· nach Temperatur der eingelagerten Schicht ausbildet. Bei hohen Temperaturen der eingelagerten Schicht liegt also wieder ein die Wärme gut leitendes Metall vor und in den Poren befindet sich «in unter einem Druck stehendes Gas, wodurch auch «in· relativ gute konv«ktiv· Wärmeübertragung möglich iat.

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Di· Erfindung ist anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausfuhrungsbeispiele nachfolgend noch kurz erläutert ι dabei zeigen:

PIeT* 1 einen Querschnitt durch die Zylinderkopfpartie einer selbstzündenden Hubkolben-Brennkraftmaschine,

Flg. 2 den erfindungsgemäO ausgestatteten Vorkammerein-•atz der Brennkraftmaschine nach Fig. 1,

Fig· 3 einen Schichtlademotor mit erfindungsgemäO auegestatte tesi Brennkammer·insatz,

Fig. h eine ebene zus Einbau in ein Aggregat geeignete erfindungsgemäO ausgestattete Trennwand zwischen Raunen unterschiedlicher Temperatur,

Fig. 5 einen stark vergrößerten Querschnitt durch den porösen Aufbau der eingelagerten Schicht

Flg. 6 den grundsätzlichen Verlauf der Druck/Temperatur-Kennlinie von Metallhydriden unterschiedlicher Art und

Fig. 7 ein anderes AusfUhrungsbeispiel einer Trennwand zwischen Räumen unterschiedlicher Temperatur.

Der in Fig. 1 dargestellte Vorkammer-Dieselmotor 1 weist einen Motorblock 2 mit Laufbuchse k und einen Zylinderkopf 3 auf. Der in der Laufbuchse oszillierende Kolben 5 begrenzt nach unten hin den Arbeitsraum 6. Um die Laufbuchse herum ist ein Vaesermantel 7 im Motorblock zur Wärmeabfuhr angeordnet} la Zylinderkopf sind Vasserräume 8 vorgesehen. Im

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Zylinderkopf ist ain durch antaprachand geforate wasβargekUhlt· Wandungen 11 das Zylinderkopfe· geschaffener Aufnah« meraum 9 für ainan Vorkammereinsatz Io vorgesehen. Die Vorkammer besteht aua eine* Kugelraum 13 mit eine« sich tua Hauptbrennrauai 6 aratreckenden Hals 12, der mit des Brennraum 6 Ubar überströmbohrungen in Verbindung steht. Dar Vorkammereinaatz iat im Zylinderkopf durch eine Befestigungsschraube 15 gehalten, in die auch das Einspritzventil lU eingeschraubt, iat.

Dar Vorkammereineatz, der in Fig. 2 vergrößert dargestellt iat» ist draiachalig aufgebaut. Er weist zunächst eine Innenwand 16 auf, dia flaschenähnliche Gestalt hat und zur Bildung daa Kugelraunes 13 mit einem Einsatz zur Bildung dar Kugel raumrück wand 17 versehen ist. Die KugelraumrUckwand tragt an ihrer Außenseite einen Flansch 18, an dam die innere Stirnaeite der inneren Wand 16 verschweißt ist (Schweißnaht 22a). Konzentrisch um die innere Wand iat unter Belassung eines etwa äquidietanten Hohlraumes eine Außenwand 2o angeordnet, die mit ihrer inneren Stirnseite ebenfalla an dem Flansch 18 gasdicht verschweißt iat. Der Zwischenraum zwischen den beiden Wänden 16 und 2o ist mit porösem Metallhydrid gefüllt. An der äußeren Stirnseite iet die äußere Wand mit der inneren ebenfalls gaadicht verschweißt - Schweißnaht 22b. Die Vandungsmaterialien 16 und 2o müssen aus wasserstoff-diffusionsdichtem Werkstoff sein.

Die Herstellung des Vorkammereinaatzes könnte etwa folgendermaßen erfolgent Die beiden Wände 16 und 2o werden zunächst konzentriach an dam Flansch 18 der Kugelraum-

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rückwand 17 angeschweißt. Di· äußer· Wand 2o ist an ihr·· äußeren Stirnende gemäß der atrichlierten Darateilung 2k zunMchat axial gradeaua verlaufend ausgebildet. Dadurch iat ein Ringepalt zwischen den beiden Wänden geachaffen, durch den ein Metallhydridpulver in den Zwischenraum eingefüllt und eingestampft werden kann. Durch den Spalt kann ein ringförmiger Steaφel zua Zusammenpressen der Füllung eingeführt werden. Daa ganze wird dann unter Preaaung in •in·· Ofen auf Sintertemperatüren geglüht, wobei die Körner der Füllung zusammenaintern und einen riß- und spaltfreien Verbund geben, der Jedoch noch ein gewisses porenvolumen aufweiat. Im Anachluß an daa Sintern wird der axial Uberatehende äußere Rand 2k in die in vollen Linien dargestellte Stellung eingebördelt und die Schweißnaht 22b angebracht. Die Abkühlung nach dem Sintern sollte in einer Vaaaeratoffatmoaphäre erfolgen, ao daß eich in der Sinterachicht ein Metallhydrid auabildet. Zur Bildung der Schweißnaht 22b aollte ein Verfahren auagewählt werden, daa mögliche t wenig Wärme in daa Werketück hineinträgt, ao daß das Metallhydrid nicht wieder verfällt. Wenigstens kur vor Vollendung der Schweißnaht 22b aollte das Porenvolumen evakuiert werden. Zweckmäßigerweise wird die Schweißnaht 22b al· llektronenatrahlachweißung unter Vakuum auageführt, weil dabei aowohl daa Porenvolumen der Sinterachicht evakuiert wird - die Schweißung muß unter Vakuum ausgeführt werden -, al· auch der Wärmeeintrag bei der Schweißung äußeret niedrig iat.

Die Wirkungsweise der eingelagerten Schicht 21 in dem Vorkammerelnaatz iat nun kurz folgende. In kaltem Zuatand iat die Schicht hydridlert und somit ein sehr schlechter Wärme-

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leiter. Beim Start d·· Dieselmotor· wird die Innenwandung d·· Vorka—reinaatze· Io wegen ihrer geringen Ma··· durch di· Kompressionswärme der verdichteten Luft auch ohn· Starthilfe vie s. B. Verglühen «ehr raach angewärmt; ein Abfluß der eingetragenen Wärme wird durch die nichtleitende Schicht verhindert. Da· Startverhalten eine· Vorkammer-Dieselmotors ■it eine« solcherart auegebildeten Vorknmmsrolnsatz wird auch ohne Starthilfe ähnlich gut «ein wie da· eine· direkteinspritzenden Dieselmotors. Ist der Vorkammereinsatz dann einmal nach einer kurzen Fahr·trecke gut durchgewärmt, verliert »ich aufgrund der thermischen Zersetzung des Hydride die wärmeisolierende Wirkung der Schicht 211 d. h. der Vorkammereinaatz Io wird vom Zylinderkopf bzw. der Wandung 11 her lsi Üblicher Weise gekühlt und auf Betriebstemperatur gehalten.

Aa Beispiel des in Fig. 3 dargestellten Schichtlademotor· sind weitere Möglichkeiten der Anwendung des Erfindungsgedankens aufgezeigt. Der Motor 3o besteht ebenfalls im wesentlichen aue Motorblock 31 mit Laufbüh·· 33 und Kolben 3k sowie Zylinderkopf 32. Der Kolben schließt einen Hauptbrennraum 35 abι außerdem ist im Zylinderkopf noch eine Zttndkammer 36 angeordnet» die aus einem ZUndkammeroberteil 37 und aus einem ZUndkaamerunterteil 38 gebildet ist. Hauptbrennraum und ZUndkammer stehen untereinander Über einen ZUndkanal 39 in Verbindung. An der ZUndkammer ist die Zündkerze Uo und ein Einspritzventil <»1 zur Anreicherung des Gemisches in der ZUndkammer auf etöchiometrische Werte angeordnet.

Die ZUndkammer ist in separate Teile, nämlich Ober- und Unterteil getrennt, um diese Teile einzeln doppelwandig aua-

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führen zu können ait einer eingelagerten Sinterschicht 42b •ua Natallhydrid. Dia baidan Wandungsteile dee Ober- oder dea Unterteiles, nämlich der äußere Wandungsteil und der innere Wandungsteil sind Über rein axial verlaufende vorzugaweise zylindrische Trennflachen gegeneinander getrennt. Diea hat den Vorteil, daß während des Sinterns durch axialea Zusammenpressen der beiden Wände eines Teiles ein Druck auf daa Sintermaterial ausgeübt werden kann. Dadurch kommt «in Inniger Kornverbund und ein inniger Verbund des Sintermaterials «it de« Wandungawerkstoff zustande. Die Abkühlung dea fertiggeainterten Werkstückes sollte wiederum in einer Wasserstoff atmosphäre erfolgen, damit sich in der Sinterachicht ein Metallhydrid auabilden kann. Anschließend können die Trennflächen zwischen der Außenwandung und der Innenwandung der Teile an den äußerlich zugänglichen Stellen mittels einer Elektronenatrahlachweißung hermetisch dicht geschweißt werden, bei der nicht nur in vorteilhafter Weise daa Porenvolumen in der Sinterschicht evakuiert wird, sondern bei der auch besonders wenig Wärme in daa Werkstück eingetragen wird.

Zur Bildung der im ZUndkammereineatz eingelagerten Schicht 42a bsw. 42b kann ein Hochtemperatur-Metallhydrid verwandt werden, welches erst bei Temperaturen im Bereich von 4oo bia 6oo Grad im Metall und Wasserstoff zersetzt ist, weil die Betriebetemperatür derartiger Eineätze relativ hoch iat.

Am Beiapiel des Motors Jo nach Fig. 3 ist auch noch die Möglichkeit aufgezeigt, die Laufbuchse 33 mit einer eingelagerten Schicht 45 zur rascheren Aufheizung der Laufbuchse bei Inbetriebnahme des Motors zu versehen. Hierzu ist die Laufbuchse 33 aus einer äußeren Büchse 43 und einer inneren Büch-

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se 44 gebildet, welche Büchsen an j· einem Ende einen radialen Bund 47*. an der inneren Büchse 44 und 47b an der äußeren Büchse 43 aufweisen. Mit Hilfe dieser Bunde ist es möglich, eine in den Zwischenraum eingefüllte Körnung aus Metallhydrid fest· zustampfen und auch wahrend des Sinterns unter Preßdruck zu halten. Sintern» Abkühlen unter Wasserstoffatmosphäre und Verschließen des Hohlraumes unter Vakuum (Schweißnähte 46) ist ebenfalls in der geschilderten Weise vorzunehmen. Zur Bildung der in der Laufbuchse 33 eingelagerten Schicht 45 ist ein Metallhydrid mit einem etwas niedrigeren Temperaturniveau auszuwählen* weil das Temperaturniveau der Laufbuchse bei betriebswarmem Motor niedriger ist als das der ZUndkammer 36. für die innere und äußere Wandung 44 bzw. 43 der Laufbuchse müssen Werkstoffe ausgewählt werden, die thermisch belastbar₍ korrosionsfest und vor allen Dingen wasserstoff-diffusionsdicht sind. Sofern der Werkstoff für die innere Wandung kk nicht von Hause aus gute Gleiteigenschaften mit sich bringt* müßte er zumindest geeignet sein, daß auf galvanischem Wege eine Gleitschicht aufgetragen werden kann.

Die Wirkungsweise der Einlagerung der Sinterschicht bei ZUndkammer und Laufbuchse ist nun kurz folgende ι In kaltem Zustand liegt in der Schicht 42a, 42b und 45 Jeweils Metallhydrid vor, d. h. in den Poren der Silberschicht liegt Vakuum an und der Wasserstoff ist voll in das Metall eingebunden. In diesem Zustand kann die Sinterschicht Wärme nur sehr echleoht leiten; sie wirkt wie ein Keramikstoff. Nach Inbetriebnahm· des Motors aus kaltem Zustand braucht der Motor lediglich die Innenwandung 44 der Laufbuchse 33 und die Innenwandungsteile der Zündkammer zu erwärmen. Diese Teile haben eine relativ

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geringe Masse und eine dementsprechend geringe WarneSpeicherkapazität, so daß sie sehr rasch z. B. nach relativ wenigen Arbeitstakten bereits ihre Betriebstemperatur erreichen. Die Verbrennungsabgase eines solchen Motors sind also schon nach relativ kurzer Fahrstrecke so zusammengesetzt wie bei einen betriebswanaesi Motor. Ein Abfließen der Wärme aus der inneren Wandung kk der Laufbuchse an das Kühlwasser bzw. von den inneren Wandungsteilen der Zlindkammer wird durch die eingelagerte zunächst noch in Metallhydridfonn vorliegende und in diesen Zustand wämeisollerende Schicht k5 bzw. 42a, b verhindert. Es könnt zu einer leichten Ubererwärnung der den Wärmezutritt unmittelbar ausgesetzten Wandungsteile. Hierdurch wird die eingelagerte Schicht erhitzt und dabei/In den Schichtmaterial eingelagerte Wasserstoff in das Porenvolumen freigesetzt, wodurch die Schicht in den rein metallischen Zustand übergeht und gut wärmeleitend wird. Hierdurch kann die Wärme ungehindert durch den gesamten Querschnitt der mehrlagig aufgebauten Laufbuchse 33 bzw. des Zundkamnereinsatzes an das Kühlwasser abfließen. Solange das Kühlwasser noch kalt ist, wird von der Außenseite her auf die eingelagerte Schicht ein abkühlender und somit ein was ears toffbindender Einfluß auf die eingelagerte Schicht ausgeübt, wodurch eine Tendenz in Richtung auf geringere Leitfähigkeit entsteht. Die Rückbildung des Schichtwerkstoffes in rein netallischen Zustand geht also in Abhängigkeit von der Vaasererwämung vor sich. Die eingelagerte Metallhydridschicht übt also einen gewissen selbststeuernden Effekt auf den WMmehaushalt des Motors aus. Hierdurch können bisher übliche Mittel oder Maßnahnen zur Einsteuerung optimaler Wassertemperatüren an Brennkraftmaschinen entbehrlich werden. Es aei hier noch der Vollständigkeit halber angemerkt, daß die Ein-

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·1η·Γ Metallhydridschicht in di· Laufbuchse oder sonstig· Teil· von Motoren nicht nur bei Wasserkühlung des Motors sondern auch bei Luftkühlung ohne weiteres und Bit den gleichen Vorteilen abglich ist.

In Fig. k ist ein Wandelement 50 ait eingelagerter Metallhydridechicht 58 dargestellt, welches zum Einbau in Wärmetauschern od. dgl. geeignet ist. Das Wandelement ist aus einer ersten Blechhaut 51 und einer zweiten Blechhaut 52 gebildet. In die Bleche sind Noppen 53 eingedruckt, die die Bleche auf gegenseitige definierte Distanz halten. Damit die Distanz der Bleche sowohl bei äußerem Überdruck als auch bei innerem Überdruck gewährleistet ist, sind die Bleche im Bereich der Noppen durch eine Punkt sch we ißting $k miteinander verbunden. Der Zwischenraum zwischen den Blechen ist mit einer Sinterschicht 58 aus Metallhydridkörnern aufgefüllt. Der Preßdruck beim Komprimieren der Körnung und für das Pressen beim Sintern kann durch Zusammendrücken der Bleche zwischen zwei entsprechend großflächig ausgebildeten Stempeln aufgebracht werden. Die Blechkanten sind ringsum hermetisch verschlossen, wozu entweder eine SpitznahtschwelDung 57 (in Fig. k links) oder eine Bördelnaht 55 mit VerschweiOung 56 der Bördelkante angebracht werden kann. Das Abkühlen nach dem Sintern erfolgt auch hier zweckmäßigerweise in einer Wasserstoffatmosphäre zur Bildung der Metallhydride. Zumindest das letzte TelIstück vor dem endgültigen hermetischen Verschluß des von den Blechen 51 und 52 eingeschlossenen Zwischenraumes sollte unter Vakuum bei möglichst geringem Wärmeeintrag in das Werkstück erfolgen.

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Der Werkstoff zur Bildung der eingelagerten Schicht 58 muß entsprechend dem Verwendungszweck der Platte 5° ausgewählt werden» d. h. der Temperaturbereich, in dem die Zersetzung des Metallhydridee zu Wasserstoff und Metall stattfindet, muß zwischen der Abkühlungetemperatür bzw. der Sperrtemperatur der Wand und der Betriebstemperatur bzw. der Wärmedurchgangs tempera tür des Wandelementes .50 liegen. Unterhalb der Abkühlung»- bzw. Sperrtemperatur hat das Wandelement 50 >*hr schleftte Wärmeleiteigenschaften, oberhalb der Betriebstemperatur bzw. Wärmedurchgangstemperatur hat es normale metallische Wärmeleiteigenschaften. Nach dem Vorbild der Fig. k lassen eich natürlich nicht nur ebene Platten sondern auch gewölbte Schalen oder Rohre erstellen. Die Anwendung solcher Wandelemente ist in allen solchen Fällen zweckmäßig, in denen ein Wärmeaustausch an gewisse Temperaturschwellwerte des wärmeabgebenden Mediums gekoppelt sein soll.

Die Flg. 5 zeigt in stark vergrößerter Form einen Ausschnitt eines Querschnittes durch eine poröse Sinterschicht, wie sie zur Bildung der eingelagerten Schicht angestrebt wird. In den Verbund dieser Schicht sind Körner 60 an den zunächst losen Kontaktstellen bei nahezu schmelzflussigem Zustand unter Druck und Hitze an diesen Stellen 62 flächig miteinander verschweißt. Zwischen den Körnern verbleiben Poren 6i, die zur Aufnahme von Wasserstoff in gasförmigem Zustand dienen und die in hydridiertem Zustand der Körner 60 evakuiert sind. Aufgrund der Verschmelzung der Körner im Sinterverbund sind diese gut wärmeleitend miteinander verbunden. Der Sinterverbund selber als ganzes ist spalt- und reißfrei ι letztere würden - Im metallischen Zustand der Körner - eine gute Wärmeleitung behindern. Auch an den Kontaktstellen des Sinterver-

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bund·a nit dea angrenzenden wasaeretoffdichten Wandungsaaterial koaat bei geaeinsaaer Versinterung «in Ineinanderlaufen der Körner ait dea Wandungematerial, also ein guter Wärmekontakt zuatand·.

Ia Druck/Teaperatur-Diagramm d*r Pig. 6 ist der grundaatcliche Verlauf der Kennlinien verschiedener hydridierbarer Metalle bzw. Metallegierungen eingetragen. Der Verlauf und die Lage dieser Kennlinien und der ihnen zugeordneten Metalle ist bekannt. Man auD nun zur Bildung einer solchen erfindungsgemäOen eing«lag«rt«n Schicht in einem die Kennlinien der verschiedenen Metalle enthaltenden Diagrama auf der Teaperaturachse di· beiden Grenzwerte für die Raue- oder AbkUhlungstemperatur T_ und die Betriebstemperatur T- abgreifen und sich eine zwischen diesen beiden Werten liegende Kennlinie bzw. den entsprechenden Werkstoff heraussuchen. Hochteaperaturhydride sind z. B. Magnesiumnickelhydrid (Mg₂NiH₁₁) .Magnesium-oder Titanhydride (MgHJTiH₂). Ein Niederteaperaturhydrid wäre z. B. Titaneisenhydrid.

In Fig. 7 ist ein weiteres Wandelement 65 dargestellt, welches - abgesehen von der Füllung seines Inneren - weitgehend ait dea nach Fig. 1» Übereinstimmt. Bezüglich der Übe reins tiaaungen sind die gleichen alt einem hochgestellten Strich versehenen Bezugszahlen verwendet worden und es wird in soweit auf die Beschreibung zu Fig. k verwiesen. Ia Unterschied η Fig. k weist das Wandelement 65 evakuierten weltgehend alt nichts erfüllten Hohlraum 66 auf. Dieser evakuierte Hohlraum stellt eine gute Wttrmebarriere für den WärmefIuO 67 dar, waa durch das eteile TemperaturgefalIe 69 links veranschaulicht sein sollt dieses gilt für evakuierten Zustand de· Hohlraumes 66. An einer Stelle des Wandelementes ist - dea Warme-

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fluß 67 ausgesetzt - ein scheibenförmiger, formbeständiger Preßling oder Sinterkörper aus Metallhydridkörnern angeordnet. Dieser Körper wird vor dem Zusammenschweißen der Blechteile 51* und 52· durch die Punktschweißungen $k* lose zwischen die Blechteile gelegt. In hydridiertetn Zustand stellt dieser Körper einen schlechten Wärmeleiter dar. Dieser Preßoder Sinterkörper dient als Vaseerstoffspender, der bei Erhitzung durch den WärmefIuD 67 Wasserstoff freisetzt und damit den Hohlraum 66 erfüllt. In gasgeftilltem Zustand ist die WärmeUbertragungsfähigkeit des Hohlraumes aufgrund von Gaskonvektion wesentlich größer als in evakuiertem Zustand* Diese erhöhte WärmeUbertragungsfähigkeit soll durch das weniger steile Temperaturgefälle 7o veranschaulicht werden, welches für gasgefüllten Zustand des Hohlraumes gilt· Di· Wärmeleitfähigkeit des Preß- oder Sinterkörper 68 nimmt durch die Dehydrierung ebenfalls zu, was durch das relativ flache Temperaturprofil 71 verdeutlicht ist. Bei nachlassendem Wärmefluß und Abkühlung der Wand wird der zuvor freigesetzte Wasserstoff wieder in dem Körper 68 gebunden und dadurch der Hohlraum 66 evakuiert. Er erlangt dadurch wieder die guten wärmedämmenden Eigenschaften. Dieses plattenförmige Wandelement 65 kann natürlich, ebenso wie das nach Fig. k, in allen möglichen dem Anwendungsfall angepaßten Krümmungen und Konturen ausgestaltet werden. Eine Ausgestaltungsvariante ist auch die, bei der die distanzhaltenden Noppen 53 oder 53' durch kleine zugfest zwischen die Platte 51 und 52 bzw. 51 ' und 52* eingelötete oder eingesinterte tablettenförmige Sinterkörper aus Metallhydrid ersetzt sind. Bei einer solchen Ausbildung des Wandelementes nach Fig. 7 könnte eventuell auf einen gesonderten Körper 68 als Wasserstoffspender verzichtet werden, weil die vielen dietanzhaltenden Sinterkörper auch In

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soweit die Punktion dee Vasseretoffspenders übernehmen könnten. Vttraebriicken an den Noppenetellen wären dadurch fans vermieden.

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Claims

- >β" - Paim 11 J99A <? T Π Γ ~ Γ /. .' ι..· -■ ο ο Ansprüche

1.!Thermisch beanspruchtes wärmeleitendes Bauteil oder entsprechender Bauteilquerschnitt mit einem sich im Bauteil bzw. Bauteilquerschnitt während des Betriebes ausbildenden Temperaturgefälle, dadurch gekennzeichnet , daß quer zum Temperaturgefälle (23) in dem Bauteil bzw. Bauteilquerschnitt (lo, 37, 38, 33· 5< >) wenigstens eine Schicht (21, 42a, b, h$, 58) aus Metallhydrid wasserstoffdicht wärmeleitend eingelagert ist.

2. Bauteil oder Bauteilquerschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (21, 42a, b, 45, 58) Poren (6i) aufweist.

3. Bauteil oder Bautei!querschnitt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht spalt- oder rißfrei ist.

k. Bauteil oder Bauteilquerschnitt nach Anspruch 1, 2 oder 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus zusammeBgesinterten Metallhydridkömerns (60) besteht.

5. Bauteil oder Bauteilquerschnitt nach einem der Ansprüche 2 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß das Porenvolumen etwa fünf bis Io Prozent des Schicht-Volumens beträgt.

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6. Bauteil oder Bauteilquerschnitt, deren Temperatur zwischen einer Betriebstemperatur und einer Ruhetemperatur bei Nichtbetrieb veränderlich ist, nach einem der Ansprüche 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß das Metallhydrid der Schicht derart ausgewählt ist, daß bei Betriebstemperatur (T_R) der Wasserstoff wenigstens annähernd vollständig freigesetzt und bei Ruhetemperatur (T_R) wenigstens annähernd vollständig gebunden ist.

7· Brennkraftmaschine mit Brennraum, deren Wandungen bereichsweise aufgrund von sich bereichsweise erstreckender Verbundkonstruktion der Wandung eine geringere Wärmedurchgangszahl aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an den bei Maschinenstart rasch aufzuheizenden Stellen der Brennräume (12/13 oder 35, 36) in die Brennraumwandung (Io bzw. 37, 38, 33) wasserstoffdicht und wärmeleitend ein· Schicht (21 bzw. 42a, b, k$) aus porösem aber spalt- oder riOfreiem Metallhydrid eingelagert ist.

8. Thermisch beanspruchtes wärmeleitendes Bauteil oder entsprechender Bauteilquerschnitt mit einem sich im Bauteil bzw. Bauteilquerschnitt während des Betriebes ausbildenden Teaperaturgefälle, dadurch gekennzeichnet» daß quer zum Temperaturgefälle (69· 7o, 71) in den Bauteil bzw. Bauteilquerschnitt (65) ein evakuierter Hohlraum (66) vorgesehen ist, an den ein als dem Wärmefluß (67) ausgesetztes Metallhydrid ausgebildeter Wasserstoffspender (68) angeschlossen ist (Fig. 7).

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