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Kühleinrichtung für Zylinder von Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für Zylinder von Kolbenmaschineny insbesondere
Brennkraftmaschinen, mit unterhalb des Brennraumes im wesentlichen parallel zur
Zylinderachse und annähernd in Höhe des Brennraumes in zur Zylinderachse senkrechten
Ebenen verlaufenden Kühlkanälen.
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Die Eifindung besteht darin, @daß die Längskanäle auf einer Seite
des Zylinders zusammengefaßt sind und in düsenartig- ausgebildeten Querkanälen ausmünden.
Dabei kann: zwischen den Längskanälen und den Querkanälen vorteilhaft ein geräumiger
Ringzwischenraum als Kühlmittelspeicher angeordnet sein. Es liegen die düsenartigen
Querkanäle zum Teil im Zylindermantel und zum Teil im Zylinderkopf, wobei die größte
Ausdehnung-derflachen Kanalquerschnitte bei den Zylinderkopfkanälen in im wesentlichen
parallelen Ebenen zur Zylinderachse und bei. ,den Zylindermantella.nälen in Ebenen.
' senkrecht zur Zylinderachse liegt. Weiterhin ragen die die achsparallelen Kühlkanäle
bildenden Längsrippen von einem Zwischenmantel ab, der nach außen gegebenenfalls
mit Rippen versehen und in dem angegossenen Zylindermantel von einem strömenden
Kühlmittel bespült ist. Außerdem ist oberhalb dieses Zwischenmantels eine Trennwand
vorgesehen, welche den Kühlmittelstrom in zwei Teilströme unterteilt, deren einer
zu den Kopfkanälen fließt.
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Es sind bereits Kühleinrichtungen für Zylinder von Brennkraftmaschinen
bekanntgeworden, bei denen das Kühlmittel aus tun die Zylinderlaufbüchse herum vorgesehenen
Kanälen über den Zylinderbrenrnraum hinweggeführt wurde. Indes trat gerade bei der
Hindurchführung des Kühlmittels durch den Zylinderkopf eine außerordentlich starke
Aufheizung desselbenein, die ihrerseits zu Wärmestauungen im Zylinderkopf und zu
einem Rückdruck des Kühlmittels Veranlassung gab. Dieser Nachteil -,wird durch .die
Ausbildung gemäß der Erfindung vermieden. Der Gesamtströmungswiderstand der Einrichtung
ist sehr gering und die gesamte Kühloberfläche bei kleiner Raumbeanspruchung verhältnismäßig
groß. Die düsenartigen Kanäle schließen Störwirbel aus, die zu Wärmestauungen Anlaß
geben könnten. Schließlich sorgt der an der Umlenkstelle angeordnete Kühlmittelspeicherring
dafür, daß einmal der Kühlmittelstrom vor dem Übertritt in die Querkanäle sich beruhigt
und ferner gerade dort, in der Nähe des heißen Brennraumes, eine größere Kühlmittelzone
vorhanden ist, die eine größere Wärmemenge aufzunehmen vermag und in der sich Temperaturunterschiede
zwischen den
einzelnen Kühlmittelstromadern ausgleichen können.
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Es zeigen die Abb. 1, 2, ferner 3, 4, ebenso 5, 6 und 7, 8 je einen
Brennkraftmaschinenzylinder im längs- und Querschnitt und die Abb. 9, io und i i
je eine Einzelheit in einem größeren Maßstab.
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Wie die Abb. i und 2 zeigen, weist das Zylindergehäuse i einen Sammelraum
2 und eine größere Anzahl Rippen 3 auf, die- von Stegzylindern 4. gehalten werden.
Der Stegzylinder 4. wird wiederum von den Gehäusewänden i und 5 getragen (Abb.2).
Die Rippen 3 sind in einem geringen Abstand voneinander angeordnet und verlaufen
entweder parallel zur Zylinderachse oder besser in einer steilen Schraubenlinie
längs einer Zylinderlaufbüchse 7. Die Büchse 7 ist entweder von vornherein mit in
das Gehäuse eingegossen oder nach dem Guß desselben durch Einschrumpfen in diesem
befestigt und bildet mit den Rippen 3 und den zylindrischen Wänden 4 geschlossene
Durchflußkariäle 8, die mit dem Sammelraum 2 durch untere öffnungen 24 in räumlicher
Verbindung stehen. Diese Du!rchflußkanäle finden über @einen-oberen Sammelkanal
25 ihre Fortsetzung in den Kühlkanälen 21 des Zylinderkopfes 2o. Die Anströmenden
dieser Kanäle (Abb.9) sind düsenförmig ausgebildet und schließen die öftnung 14
für ein mittleres Einlaßventil i i (Abb. i) ein. Das Kühlmittel strömt dem Raum
2 z. B. durch den Kanal 3o zu, tritt durch öffnungen 24 von unten her in die Kanäle
8 ein, dann in dein Ringkana125 über und tritt durch die Kanäle 21 im Zylinderkopf
20 wieder aus.
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Der Unterschied des Ausführungsbeispieles nach den Abb. i und 2 und
dem der Abb. 3 und 4 besteht lediglich darin, daß bei letzterem die die Büchse 7
haltenden Bundringe ineinander übergehen und eine die Büchse umgebende Wand 26 bilden.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den Abb. 5 und 6 sind zwischen den Längsrippen
3 oder den Kühlkanälen 8 und den Kühlkanälen 21 im Zylinderkopf eine Anzahl Querrippen
3' vorgesehen. Diese bilden Kühlkanäle 8' mit Stauwirkung an ihrer Anströmseite
8U (Abb. 6) und Diffusorwirkung an ihrer Abströmseite 8e. Zu diesem Zweck sind z.
B. an der Abströmseite Werkstoffbarren io in der Form von Wirbelkernen vorgesehen.
Außerdem ist ein Teil des Sammelraumes 2 gleichfalls durch Rippen 3" in Kühlkanäle
2' unterteilt (Abb. 6). Der Ringkanal, 25 mündet bei diesem Ausführungsbeispiel
(Abb.5) an den Anströmraum 27 vor den Rippen 3', während hinter den Rippen 3" die
Külilkanäle 21 des Zylinderkopfes beginnen. Das Kühlmittel im Sammelraum fließt
einerseits durch die Kühlkanäle 2' und durch die Kühlkanäle 21 im Zylinderkopf und
andererseits durch die üffnung 24, die Kühlkanäle 8, den Raum 27 und durch die durch
die Rippen 3' gebildeten Kühlkanäle 8' ab. Im Bedarfsfalle kann am oberen Ende der
Kühlkanäle 8, und zwar am Zuströmende der Kanäle 8', eine zweite öffnung 24' in
der Wand 4 vorgesehen sein, durch «-elche nicht durch die Rippen 3 vorgewärmtes
Kühlmittel zuströmt, das auch durch eine besondere Leitung der öffnung 24' zugeführt
werden kann.
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Das Ausführungsbeispiel nach den Abb.,^ und 8 entspricht im wesentlichen
dem von Abb. i und 2, lediglich mit dem Unterschied, daß die zwei in der Längsmittelebene
einander gegenüberliegenden Rippen 3 nach oben verlängert sind und so eine Trennwand
28 bilden, durch die der abströmende Kiihlmittelstrom geteilt und getrennt abgeführt
wird. Letzteres ist z. B. erforderlich, wenn die Kühlkanäle sich oben am Zylinderkopf
überkreuzen oder nach einer Schraubenlinie verlaufen. Es kann jedoch der Zylinderkopf
auch Kühlkanäle aufweisen, die das Kühlmittel nur nach einer Richtung hin abfließen
lassen, im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach den Abb.7 und B.
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Zur Vergrößerung der Kühlflächen kann, wie die Abb. io zeigt, erstens
die Zylinderbüchse 7 mit Rippen 29 versehen sein, welche in die durch die Rippen
3 gebildeten Kühlkanäle 8 hineinragen, und zweitens kann sowohl die Oberfläche dieser
Kühlkanäle 8 %s-ic die der Rippen 29 gewellt, mit Warzen oder Rinnen o. dgl. versehen
sein (Abb. i i :.
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Auch können zur Verbesserung der Kühlwirkung diejenigen Oberflächen
der Vorrichtung, die mit dem Kühlmittel in Berührung kommen, mit einem die Wärme
gut leitenden Belag versehen sein, oder @es ist die ganze Vorrichtung aus einem
die Wärme gut leitenden Werkstoff hergestellt.
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Weiterhin kann das Zylindergehäuse auch so unterteilt sein, daß die
Kühlkanäle durch abnehmbare Teile teilweise oder ganz freigelegt werden können.