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Kühleinrichtung für Kolbenringe von Kolben für Brennkraftmaschinen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für Kolbenringe von Kolben
für Brennkraftmaschinen, insbesondere Schnellläufer.
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Es sind bereits Kolben vorgeschlagen worden, bei denen in der Hauptsache
der Kolbenboden und teilweise sogar nur dessen Mitte gekühlt wird. Durch diese Art
Kühlung wird ohne entsprechenden Nutzen sehr viel Wärme in das Kühlmittel überführt
und der Hauptzweck einer solchen Kühlung, nämlich das Verhindern des Festbrennens
der Kolbenringe, beispielsweise bei Hochleistungszylindern insbesondere von Zweitaktmaschinen,
auf diese Weise überhaupt nicht mehr erreicht.
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Weiterhin ist es bekannt, bei einem Kolben mit Kreuzkopfführung, d.
h. also einem Kolben für langsam laufende Maschinen, das Kühlmittel sowohl mit dem
Kolbenboden als auch mit den Ringen in Berührung zu bringen. Bei einer solchen Ausführungsform
wird das Kühlmittel infolge der großen Wärmeaufnahme des Kolb ns rasch sehr heiß,
und infolgedessen mußt die zur wirksamen Kühlung des Kolbens erforderliche Flüssigkeitsmenge
außerordentlich groß bemessen werden. So große ölmengen können aber nicht durch
eine Bohrung in die Pleuelstange gefördert werden, während es andererseits bei schnell
laufenden Maschinen nicht möglich ist, für die Zuführung des Kühlmittels z. B. Posaunenrohre
oder Gelenkrohre anzuordnen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird nun eine Kühleinrichtung @ für
Kolbenringe von Kolben für Brennkraftmaschinen geschaffen, durch die eine wirksame
Kolbenkühlung auch bei schnell laufenden Hochleistungsmaschinen ermöglicht wird.
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Die neue Vorrichtung, bei welcher der dem Kolbenboden nächstliegende
Kolbenring in einem U-förmigen Futter angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet,
daß das U-förmige Futter von einem vorzugsweise U-förnligen Kühlkanal umgeben ist,
welcher zur Verhütung von Wärmedurchgang gegen den Kolbenboden und in radialer Richtung
gegen
den Kolbenkörper mit Isolierschichten geschützt ist. Hierdurch
kann der Kühlkanal auf kleinstem Raum angeordnet «erden, und die Einrichtung bedingt
nur den gering stmöglicheii Aufwand an Gewicht und hierdurch eine sehr nützliche
Verkleinerung der bei Schnellauf beachtlichen Massenkräfte. Man kann mit etwa '/,i
der Kühlmenge auskommen, die bei den bekannten Kolbenkühlungen notwendig ist. Dieses
Merkmal bedingt auch eine entsprechende Verkleinerung des ölkühlers und der gesamten
umlaufenden Kühlinittelinenge. Durch die angeordneten Isolierschichteii wird ein
Verkoken der verhältnismäßig dünnen ölkanäle mit Sicherheit vermieden.
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Der erfindungsgemäß angeordnete Kühlkanal wird in geeigneter «'eise
mit Kühlmittel gespeist. Als Kühlmittel kann beispielsweise Schmieröl dienen, das
zweckmäßig von den Lagern des Kolbenbolzens aus zugeführt wird, oder bei Zweitaktmotoren
Spülluft.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
Die Figuren zeigen je eine mit der erfindungsgemäßen Kühlung versehene Kolbenhälfte,
teilweise in erschiedene Ebenen geschnitten. Gleiche Zeichen verweisen auf gleiche
Teile.
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Nach der Ausführungsform der Fig. i ist der mit i bezeichnete Kolbenboden
beispielsweise mit Gewinde 2 auf den Kolbenschaft 3 aufgeschraubt oder anderweitig
befestigt. Auf der Unterseite des Kolbenbodenrandes ist eine Ausnelimung .l und
in dem oberen äußeren Rand des Kolbenschaftes 3 eine Ausnehmung 5 angebracht, in
die, getrennt durch eine Schicht isolierenden Stoffes 6, ein metallener Hohlring
7 eingesetzt ist, der auf seiner Außenseite eine Nut 8 zur Aufnahme eines Kolbenringes
aufweist. Der Hohlraum g des Ringes 7 ist zweckmäßig so ausgebildet, daß er die
Nut 8 umgreift und so eine gute Kühlung des Kolbenringes sicherstellt. Der Ring
7 wird durch einen auf seiner Unterseite befestigten Haltering io in einer entsprechenden
ringförmigen Rinne i i des Kolbenschaftes festgehalten.
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Der Zufluß, des Kühlmittels erfolgt durch die Bohrung 12, die von
der Innenseite des Kolbenbolzenlagers 13 ausgeht und die den Haltering io durchsetzt.
Der Ausfluß des Kühlmittels .erfolgt durch eine oder mehrere geeignet angebrachte
Ausflußleitungen 15, die in das Innere des Kolbens frei einmünden und so einen Kühlmitteldurchlauf
durch die Kühlräume des Kolbenringfutters ermöglichen.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist die die Ringnut 8 bildende
äußere Wandung 16 des Kühlkanals 9 mit ihrer oberen Kante bei 1 7 am Kolbenboden
angeschweißt. Hierdurch ist es möglich, den obersten Ring nahe an den Kolbenboden.
zu legen, wodurch die flammenberührte Kolbenoberfläche möglichst klein gehalten
wird. Bei vier Zweitaktmaschine strömen ja die heißen Gase beim öftnungsvorgang
der Kanäle mit hoher Geschwindigkeit an der Kolbenzone oberhalb des ersten Ringes
vorbei, ehe der Ring den Kanal öffnet. Das Hochlegen des obersten Ringes bedeutet
daher einen erheblichen Vorteil.
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Die obere und hintere Seite des Kühlkanals 9 wird durch ein Blech
18 gebildet, weiches durch Luft- oder sonstige Isolierschichten i9, 2o vom Kolbenboden
und i@olbenschaft isoliert ist, und der Boden des Kühlkanals durch die ringförmige
Scheibe 21, die von den Zu- und Ablaufleitungen für das Kühlmittel durchsetzt ist.
Zum sicheren Sitz des Kolbenringfutters dient noch ein Haltering 22.
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Als Kühlmittel kann bei einer Zweitaktnzaschine Luft verwende( werden,
welche aus den Spülkanälen beim Darübergleiten des Kolbens in die sich nach außen
öffnende Kühlleitung 12 und 23 eintreten kann. Durch die Leitung 15 verläßt die
Luft dann v.ieder die Kühleinrichtung des Kolbenringes.