DE2734254A1 - Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einer in einem maschinengestell eingesetzten zylinderlaufbuchse - Google Patents

Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einer in einem maschinengestell eingesetzten zylinderlaufbuchse

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Description

A IrQKiD 5000 Köln 80, den 27. Juli 1977 Unsere Zeichen: D 77/50 AG-XP N/Ro
Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einer in einem Maschinengestell eingesetzten Zylinderlaufbuchse
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mi"t zumindest einer Zylinderlaufbuchse, die in einem Maschinengestell eingesetzt ist, mit diesem einen Kühlwasserraum bildet und am oberen Ende mittels eines axialen und ggf. radialen Bundes auf dem Maschinengestell aufliegt.
Im Bereich des Bundes der Zylinderlaufbuchse, an die sich der Zylinderkopf anschließt, fällt aufgrund der Verbrennung eine sehr große ltfärmemenge an. Gerade in diesem Bereich.ost es jedoch aus Festigkeitsgründen nicht möglich, einen hinreichend großen Wassermantel vorzusehen. Um die Wärmeabfuhr zu verbessern, hat man den Laufbuchsenbund mit Bohrungen , durch die Kühlwasser strömt, bzw. verschiedenartigen Kühlringen versehen. Diese Maßnahmen sind aufwendig, mit hohen Kosten verbunden und let2Ö.ich doch nicht zufriedenstellend, da der hoch belastete Bundbereich dadurch in seiner Festigkeit erheblich beeinträchtigt wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese Nachteile zu beheben und eine gute Wärmeabfuhr, gerade im oberen dem Bunde benachbarten Bereich der Laufbuchse zu schaffen, wobei die Festigkeit der Zylinderlaufbuchse nicht beeinträchtigt werden soll. Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung dadurch, daß die Zylinderlaufbuchse mit einem im wesentlichen mantelförmig ausgebildeten Y.rärmerohr in Wirkverbindung steht, das vom Kühlwasser raum bis an bzw. in den Bund reicht, wobei das Wärmerohr in seinem Innern Mittel, z.B. eine Kapillarstruktur, aufweist, die einen Transport des flüssigen Wärmeträgers auch gegen die Schwerkraft entlang dos Zylinderrohres ermöglichen.
809886/03*9
r Jiii/I
Klöckner-Humboldt-DeutzAG iiALuU Lu^' - 4 - 27 07
D 77/50
Das Wärmerohr kann einstückig niantelförniig ausgebildet sein und die Zylinderlaufbuchse umschließen. Für die Ausbildung des Wärnerohres ist es vorteilhaft, wenn mehrere teilmanteiförmige Wärmerohrsektoren vorgesehen sind, die aneinandergereiht die Zylinderlaufbuchse umschließen. Aufgrund des bzw. der mantelförmig die Zylinderlaufbuchse umgebenden Wärmerohre kann die insbesondere im Bereich des Bundes anfallende Wärmemenge in einen Bereich des Kühlv/asserraumes gefördert v/erden, in dem die Wärme aufgrund der größeren laufend erneuerten Wassermenge abgeführt werden kann. Durch diese Ausgestaltung wird der gesamte Umfang der Zylinderlaufbuchse gleichmäßig gekühlt, so daß keine V.'ärmespannungsprobleme entstehen. Auch die durch Temperaturdifferenzen hervorgerufene Relativbewegung zwischen Bund und Maschinengestell wird dadurch wesentlich verringert. Je nach Einsatzbereich kann es erforderlich sein, mehrere V/ärmer Ohrringe, die wiederum aus einem einzigen mantelförmigen Wärmerohr oder mehreren teilmantelförmigen WärmerohrSektoren bestehen, in Längsrichtung des Zylinderrohres hintereinander anzuordnen.
Wärmerohre als solche sind, beispielsweise durch die Abhandlung von M. Groll und D. Keser "Das Wärnerohr - ein neuartiges Bauelement in der Wärme- und Kältetechnik", die Kälte Nr. 6/1974, Seiten 210 bis 224, bekannt. Die dort beschriebenen Wärmerohre sind als stabförmige Hohlkörper ausgebildet, die luftleer und zum Teil mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, wobei die Flüssigkeit an dem einen Ende durch Wärmezufuhr verdampft und a:n anderen Ende bei Wärmeabgabe kondensiert. Es ist auch bekannt, die Innenwandung dieser Rohre mit einer Kapillarstruktur auszukleiden, so daß der Wärmeträger gegen die Schwerkraft transportiert werden kann. Gemäß der Abhandlung werden diese Rohre Jedoch in der Heizung und Klimatechnik für Wärmetauscher vorgeschlagen und auf einem ganz anderen Gebiet angewandt. Die Abhandlung £ibt daher keine Hinweise zur Lösung der zuvor geschilderten Probloma-
809886/03*9
Wöckner4kjn*okft-DeutzA3 Δ&.L\Ufu{!*& - 5 - 27.07.1977
D 77/50
tik, da auch die durch die Abhandlung bekannten Wärmerohre bei Brennkraftmaschinen keine Anwendung finden können.
Gemäß einer v/eiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Wand der Zylinderlaufbuchse zumindest einen manteiförmigen Hohlraum aufweist, der als Wärmerohr ausgebildet ist. Da die Zylinderlaufbuchse von innen erwärmt wird und in ihrem äußeren Bereich mit dem Kühlwasser in Verbindung steht, ist es vorteilhaft, wenn der mittlere Durchmesser des Hohlraumes, der als Wärmerohr ausgebildet ist, im Bundbereich geringer ist und sich in Richtung des größer v/erdenden Kühlwasserraumes vergrößert und damit näher am Kühlwasser angeordnet ist. Der Hohlraum kann durch die Zylinderlaufbuchse selbst und eine diese umgebende Hülse gebildet sein, die dichtend miteinander verbunden sein müssen, um den Bedingungen des Wärmerohres zu entsprechen. Die Verbindung zv/ischen Hülse und Zylinderlaufbuchse kann dabei z.B. durch Elektronenstrahlschweißung hergestellt sein, da diese in Vakuum augeführt wird, so daß die Evakuierung des Hohlraumes entsprechend der Erfordernis des V.rärmerohres dadurch gleichzeitig erfolgt.
Zur v/eiteren Erläut.erung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine Zylinderlaufbuchse, ein Maschinengestell und ein erfindungsgemäßes mantelförmiges Wärmerohr,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Zylinderlaufbuchse und das Wärmerohr gemäß der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch ein Maschinengestell und eine Zylinderlaufbuchse; mit mehreren teilnantrlförmi. en Y/änaerohren, die in zwei Värmerohrrincen hintereinander angeordnet sind,
0RIQINAL4NSPECTED
Klöckner-Humboldt-DeutzAG ΔΟλΙΛ^Ο) - 6 - 27.07.1977
D 77/50
Fig. 4 einen Guerschnitt durch die Zylinderlaufbuchse und die unteren l/ärmer ohr sekt or en gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 einen Teillängsschnitt durch ein Maschinengestell und eine Zylinderlaufbuchse, wobei die Zylinderlaufbuchse einen als V/ärmerohr ausgebildeten Hohlraum aufweint, und
Fig. 6 einen Teillängsschnitt gemäß Fig. 5, wobei der Hohlraun von der Zylinderlaufbuchse und einer Hülse gebildet v/ird.
In den Fig. 1-6 ist mit 1 ein nicht näher dargestelltes Maschinengestell einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bezeichnet, in der Zylinderlaufbüchsen 2 mittels eines Bundes 3 eingesetzt sind. An den Bund 3 der Zylinderlaufbuchse 2 schließt sich ein nur zum Teil abgebildeter Zylinderkopf 4 an, der über nicht dargestellte Zuganker mit dem Maschinengestell 1 verschraubt ist. Zvischen dem Maschinengsstell 1 und der Zylinderlaufbuchse 2 ist ein mit 5 bezeichneter Kühlwasserraum vorgesehen, in den, nicht dargestellt, Kühlmittel ein- und ausfließen kann.
In den Fig. 1 und 2 ist der obere Bereich der Zylinderlaufbuchse 2 von einem einstückigen, manteiförmigen Wärmerohr 6 umgeben, das vom Kühlwasserraum 5 bis in den Bund 3 reicht.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und A sind zv.ei V.ärr.eiohrringe 7 und 8 vorgesehen, die aus einzelnen teilmantelförr.igen Wärmerohrsektoren 9 zusammengesetzt sind.
Beim AusfühEungsbeispiel gemäß Fig. 5 woist die Zylinderlaufbuchse einen Kohlraum 10 auf, der als V.'ärmerohr ausgebildet ist und dessen mittlerer Durchmesser sich vom Zylinderlaufbucii^en-
809886/0349
OWQINAL INSPECTED
L vLL\i\LmiJ _ y « 27-.07.1977
D 77/50
bund 3 in Richtung des Kühlwasserraumes 5 erweitert, so daß der Hohlraum im Bereich des Bundes nahe an' der Innern/and und irn Bereich des KüMA/asserraumes nahe an der Außenwand angeordnet ist, ν/οdurch die Tenperaturdifferenz innerhalb des Hohlraumes und damit des Viäremrohres erhöht wird. Der Hohlraum 10 kann in gleicher w'eise wie der in folgenden in Fig. 6 beschriebene Hohlraum hergestellt sein.
Der in Fig. 6 mit 10a bezeichnete Hohlraum, der ebenfalls als Wärmerohr ausgebildet ist, ist durch die Zylinderlaufbuchse 2 und eine Hülse 11 gebildet, die miteinander z.B. durch Elektronenstrahl schweißung verbunden sind. Damit der Hohlraum sich weit in den Bereich des Bundes 3 erstrecken kann, hat die Hülse eine bundartige Auflage, mit der die Zylinderlaufbuchse im Maschinengestell eingesetzt ist.
Selbstverständlich kann der Hohlraum 10 oder 10a bzw. die Warnerohre 6 und 9 bzw. die Värmerohrringe 7 und B so ausgebildet sein, daß die gesamte Länge der Zylinderlaufbuchse als Wärmerohr ausgebildet ist, so daß dann die maximale Temperaturdifferenz zwischen der heißesten Stelle der Zylinderlaufbuchse und dem kühlsten Wasser ausgenutzt werden kann.
Durch die Ausgestaltung und Anordnung der Y.'ärmerohre um die Zylinderlaufbuchse ist es möglich, die Wärme isotherm über die Zvlinderlaufbuchse zu verteilen.
809886/0349

Claims (7)

  1. »oöckner+iumboidi-DeuizAG Δ&. L ^[Ai LJJ 5ΟΟΟ Köln 80, den 27. Juli 1977
    Unsere Zeichen: D 77/50 AG-XP N/Ro
    Patentansprüche
    ii J Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einer nassen Zylinderlaufbuchse, die in einem Maschinengestell eingesetzt ist, mit diesem einen Kühlwasserraum bildet und am oberen Ende mittels eines axialen und ggf. radialen Eundes auf dem Maschinengestell aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlaufbuchse (2) mit einem im "wesentlichen manteiförmig ausgebildeten Wärmerohr (6 bis 10a) in ».'irkverbindung steht, das vom Kühlv/asserraum (5) bis an bzw. in den Bund (3) reicht, wobei das V/ärmerohr (6 bis 10a) in seine Innern Mittel, z.B. eine Kapillarstruktur, aufweist, die einen Transport des flüssigen Wärmeträgers auch gegen die Schwerkraft entlang der Zylinderlaufbuchse (2) ermöglichen.
  2. 2. Iftibkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr (6) einstückig, mantelförmig ausgebildet ist und die Zylinderlaufbuchse (2) umschließt.
  3. 3· Ihabkolbenbrennki-aftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder
    2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere teilmantelförmige Y/ärmerohrsektoren (9) vorgesehen sind, die aneinandergereiht die Zylinderlaufbuchse (2) umschließen.
  4. 4. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
    3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere WärmerOhrringe (7,8) in Längsrichtung der Zylinderlaufbuchse (2) hintereinander angeordnet sind.
    809886/0349
    ORIGINAL INSPECTED
    Klöckner-Humbokft-DeutzAG ZAk*"AL «ifcU/ - 2 - 27.07.1977
    D 77/50
  5. 5. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die V.'and der Zylinderlaufbuchse (2) zumindest einen r.antelförnigen Hohlraum (10,1Oa) aufweist, der als vrärmerohr ausgebildet ist.
  6. 6. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der mittlere Durchmesser des Hohlraumes (10) in Richtung auf den Bund (3) hin stetig oder sprungartig verringert.
  7. 7. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 oder
    6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (1Oa) durch die Zylinderlaufbuchse (2) und eine diese umgebende Hülse (11) gebildet ist, die dichtend miteinander verbunden sind.
    809886/0349 BAD ORIGINAL
DE19772734254 1977-07-29 1977-07-29 Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einer in einem maschinengestell eingesetzten zylinderlaufbuchse Withdrawn DE2734254A1 (de)

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