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Befestigung von Armaturen an Wandungen, die große Temperaturunterschiede
gegen ihre Umgebung aufweisen. Bei allen Maschinen oder Apparaten, welche gegen
die Umgebung erhebliche Temperaturunterschiede besitzen, bietet noch gegenwärtig
die Anbringung irgendwelcher Armaturen o. dgl. gewisse Schwierigkeiten, z. B. bei
Kältemaschinen wegen der Durchbrechung der Wärmeisolation und bei Verbrennungskraftmaschihen
wegen der mit der Anbringung von Armaturen verbundenen Verkleinerung der Kühlfläche
und Herbeiführung von Wäimestauungen sowie
bei allen Gußteilen wegen
der schlechten Materialverteilung, die das Gießen erschwert und verteuert. Diese
Nachteile wirken naturgemäß auch auf die Armaturen selbst nachteilig ein.
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Vorliegende Erfindung bezweckt nun, einerseits den Wärmezutritt zu
den Armaturen möglichst zu verringern und andererseits die Wärmeableitung zu verbessern.
Erreicht wird dies durch möglichst kleine Flächenberührung zwischen beispielsweise
Motorenzylinder und Zündkerze und möglichst große Kühlflächen bzw. möglichst ungehinderten
Zutritt des Kühlmittels zu Armaturen.
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Um die durch vorliegende Erfindung etreichten Verbesserungen darzustellen,
ist in Abb. i als Ausführungsbeispiel der gewohnten Art eine Zündkerze an einem
wassergekühlten Motor dargestellt.
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Die Kerze i sitzt mit ihrem Gewindezapfen 2 in einer Verschraubung
3, wie sie gewöhnlich über den Ventilen an Verbrennungskraftmaschinen angebracht
ist. Die Verschraubung 3 ist ihrerseits eingeschraubt in das Auge q. des Zylinders,
welches dessen Außenwand 5 und Innenwand 6 miteinander verbindet. Der Durchmesser
solcher Augen muß mit Rücksicht auf ein mögliches Versetzen beim Gießen besonders
groß angenommen werden. Besonders verhängnisvoll für Zündkerzen ist der Umstand,
daß die Wärme des Verbrennungsraumes in breiter Fläche in die Verschraubung eintritt,
so daß deren Temperatur häufig höher ist als die Temperatur der Kerze. Selbst wenn
die Verschraubung eine niedrigere Temperatur hat als die Kerze, ist die Wärmeableitung
aus dieser erschwert, da das Gewinde eine Unterbrechung des Wärmeflusses bildet.
Die von dem in den Verbrennungsraum hineinmündenden Teil der Kerze aufgenommene
Wärme kann also nur sehr unvollkommen durch die Verschraubung 3 und das Auge q.
an das Kühlwasser abgegeben werden. Die Folge ist Überhitzung der Kerze, welche
schädlich auf ihre Funktion und Lebensdauer sowie auch durch Selbstzündungen schädlich
auf den Gang und die Betriebssicherheit des Motors einwirkt.
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Außerdem verursacht das Auge in seiner Materialanhäufung Saugstellen
und Lunkerungen sowie gefährliche Materialspannungen, da Innen- und Außenwand sich
nicht unabhängig voneinander dehnen können, und erschwert außerdem das Gießen, weil
besondere Kernlöcher vorhanden sein müssen.
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Vorliegende Erfindung vermeidet nun alle diese Nachteile dadurch,
daß alle Verstärkungen oder Augen.für das Anbringen von Armaturen nicht mehr unmittelbar
auf dem Wandungsteil, der die abweichende Temperatur hat, angebracht sind, sondern
bei doppelwandigen Gegenständen auf der Außenwand sitzen und bei einfachwandigen
von Rippen, Stegen oder Warzen getragen werden. Die betreffenden Armaturen werden
mit ihrem inneren Ende nur an die Innenwand dicht angepreßt, die an dieser Stelle
nötigenfalls nur geringfügig verstärkt zu sein braucht, um eine Bearbeitung zu ermöglichen.
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Infolge des Fortfalls der bis auf die Innenwand geführten Verstärkungen
oder Augen wird das Gießen erleichtert, Kernlöcher «erden erspart, weil die Bohrungen
für die Armaturen als Kernlöcher dienen, Materialspannungen können nicht mehr auftreten
und endlich wird auch am Material selbst gespart.
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Besondere Bedeutung hat vorliegende Erfindung bei der Herstellung
von Motorenzylindern aus Leichtmetall, da bei solchen die Wärmeausdehnung besonders
groß ist und die Ausführbarkeit durch die bisher üblichen Materialanhäufungen überhaupt
in Frage gestellt ist. Außerdem ist die. durch vorliegende Erfindung erzielbare
Materialersparnis wichtig, wobei außer der Verminderung des Stückgewichtes eine
noch größere Ersparnis durch Vermeiden von Fehlgüssen erzielt wird. Ein erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel ist in Abb. 2 dargestellt. Diese zeigt eine Zündkerze an einem
wassergekühlten Motorenzylinder. Die Kerze weicht in ihrer Ausführung durch die
Anordnung des Einschraubgewindes von der bisher gebräuchlichen Form geringfügig
ab, um auf einfachste Art die Kühlmöglichkeit zu verbessern. Das Gewinde ist auf
- dem Schaft 7 angeordnet, während der Zapfen 8 glatt ausgeführt ist und mit seinem
Bund unter Zwischenlegung der Dichtung 9 gegen die Innenwand io des doppelwandigen
Zylinders gepreßt wird. Die Kerze ist eingeschraubt in das Auge auf der Außenwand
ix, welche letztere durch die Stege 12 mit der Innenwand io verbunden ist. Die Ringmutter
13 - dient zur Sicherung und in Verbindung mit der Dichtung 14 zur Abdichtung der
Kerze.
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Wie aus Abb. 2 ersichtlich, wird die Kerze direkt vom Kühlwasser umspült,
so daß keine Überhitzung mit ihren vielfältigen schädlichen Folgen eintreten kann.
Durch die Anbringung des Kerzengewindes auf dem wasserberührten -Schaftteil wird
die wärmeabgebende Oberfläche der Kerze vergrößert.
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Abb. 3 zeigt eine gleiche Kerze in der Anordnung an einem luftgekühlten
Motorenzvlinder. Die Kerze schraubt sich mit ihrem Schaftgewinde in dem ringförmigen
Auge 15, welches von den Kühlrippen 16 getragen wird. Die kühlende Luft umspült
also auch den unterhalb des Auges 15 befindlichen Schaftteil, der auch in diesem
Beispiel noch mit dem Gewinde versehen sein kann, um die
Oberfläche
und damit die Kühlwirkung zu vergrößern. Abb. q. gibt eine Draufsicht auf das in
Abb. 3 dargestellte Auge 15 mit den Kühlrippen 16.
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Selbstverständlich lassen sich auch alle anderen Armaturen an Motorenzylindern,
wie z. B. Zischhähne und Verschraubungen, nach der beschriebenen Art direkt gekühlt
anordnen, so zeigt Abb.5 beispielsweise eine Ventilverschraubung an einem Motorenzylinder,
in welcher nach gebräuchlicher Art eine Zündkerze sitzt. Es ist klar ersichtlich,
daß die Kerze bei dieser Anordnung wesentlich besser gekühlt ist als nach Abb. z,
da die Verschraubung 1.7 direkt vom Kühlwasser umspült wird. Die Stege 18 dienen
auch hier zur Verbindung von Innen- und Außenwand des Zylinders. Abb. 6 zeigt die
erfindungsgemäße Anordnung eines Zischhahnes an einem luftgekühlten Zylinder. Auch
hier ist das Auge z9, in welches der Hahn eingeschraubt ist, von den Kühlrippen
getragen, so daß auch der untere Hahnteil 2o, der sich mit seinem glatten Ansatz
unter Zwischenfügung der Dichtung 21 gegen die Zylinderwand 22 preßt, direkt von
der Kühlluft umspült wird.
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Während die in Abb. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele vom
Üblichen abweichende Zündkerzen zur Voraussetzung haben, zeigen Abb. 7 und 8 Ausführungsbeispiele,
bei denen jede im Handel befindliche Kerze ohne Nacharbeit verwendet werden kann.
Abb. 7 zeigt eine normale Kerze an einem wassergekühlten und Abb. 8 an einem luftgekühlten
Motorenzylinder. In beiden Fällen wird der an den Kerzen vorhandene Gewindeansatz
23 jedoch nicht zur Befestigung benutzt. Er steckt vielmehr nur in einer glatten
Bohrung der Innenwand 24 (Abb. 7) bzw. der Wand 25 (Abb. 8). Um ein Vorstehen des
Gewindes in das Innere des Zylinders zu vermeiden, kann auf dem Gewindezapfen 23
eine selbstdichtende oder auch mittels der Dichtungen 26 besonders abgedichtete
Zwischenlage 27 vorgesehen sein. Die Kerze wird durch eine Schraubkappe 28 in Abb.
7 bzw. 29 in Abb. 8 gegen die Zylinderwandung gepreßt. Die Schraubkappe 28 ist in
dem Auge 3o auf der Außenwand des wassergekühlten Zylinders eingeschraubt und wird
durch die Dichtung 31:
und 32 abgedichtet. Wie aus Abb. 7 hervorgeht, ist
die Kerze also bis über das Sechskant 33 direkt vom Kühlwasser umspült, die Kühlwirkung
ist also eine besonders starke, wie sie z. B. für die Kerzen an Zweitaktmotoren
und insbesondere an Rennmotoren erforderlich ist. Die Stege- 3q. in Abb. 7 dienen
wieder zur Verbindung von Innen- und Außenwand des Zylinders. Die in Abb.8 dargestellte
Kappe 29 kann zwecks besserer Luftzirkulation noch mit einer Anzahl von Bohrungen
35 versehen sein, die gleichzeitig auch zum Ansetzen von Schlüsseln dienen können.
Das ringförmige Auge 36 wird auch hier von den Kühlrippen 37 getragen, so daß die
Kühlluft ungehindert den unteren Kerzenteil umspült. An Stelle der Schraubenkappen
können natürlich auch beliebige andere Befestigungsvorrichtungen, z. B. Traversen,
angewendet werden. Die Anordnung der Armaturen und die Ausbildung der Motorenzylinder
nach vorliegender Erfindung machen es -möglich, die Betriebstemperatur solcher Motorenzylinder
erheblich über das zur Zeit mögliche Maß hinaus zu steigern, da infolge der guten
?Materialverteilung die' Kühlwirkung an allen Stellen des Zylinders gleichmäßig
gut zur Geltung kommt. Örtliche Überhitzungen, die sonst einer Steigerung der Betriebstemperatur
eine Grenze setzen würde, sind also vermieden. Die Verdichtung der Zylinderladung
kann jetzt also bedeutend vergrößert werden, so daß die Wirtschaftlichkeit der Verbrennungsmotoren
erheblich verbessert ist. Ferner ermöglicht die Heraufsetzung der Vfrdichtungsendtemperatur
die Verwendung von schweren, hochsiedenden Kraftstoffen, die zu ihrer vollkommenen
Vergasung einer. starken Vorwärmung bedürfen.