DE546537C - Kuehleinrichtung fuer Kolben von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Kühleinrichtung für Kolben von Brennkraftmaschinen Brennkraftmaschinen müssen bekanntlich sehr gut gekühlt werden, sei es, um Bauteile (z. B. Kolben oder Dichtungsring) betriebsbrauchbar zu erhalten oder das Ladegemisch möglichst kühl in den Zylinderraum einzublasen.
• Bisher war es üblich, den Zylinder mit Wasser zu kühlen. Der Kolben mußte dagegen wegen seiner schlechten Zugänglichkeit meistens ungekühlt bleiben. Bei den neueren Maschinen, die zwecks Erzielung einer höheren Leistung und einer besseren Wärmeausnutzung überladen werden und eine übernormale Kompression aufweisen, treten derart hohe Brenntemperaturen auf, daß die übliche Zylinderkühlung nicht mehr ausreicht. Es muß auch der Kolben ausreichend gekühlt werden.
• Es ist zwar bekannt, die Kolbenstange hohl auszubilden und ein Kühlmittel unter Verwendung von Schwenkrohren durch die Kolbenstange hindurch in den Kolben zu leiten. Diese Einrichtung bewährt sich aber nur bei Großgasmaschinen von allergrößten Abmessungen, weil dann auch die einzelnen Bauteile stärkere Abmessungen haben und leichter zugänglich sind und sich besser überwachen lassen.
• Gemäß der Erfindung wird ein Becherkolben benutzt, in welchen ein feststehender, mit dem Außenzylinder fest verbundener Einsatzkolben hineinragt, wobei im Innern des Becherkolbens die Verdichtung und Verbrennung des Ladegemisches erfolgen kann. Das Neue besteht im wesentlichen darin, daß der Becherkolben doppelwandig ausgebildet ist und ein Kühlmittel durch denselben hindurchfließt, wobei der Hohlraum des Becherkolbens durch Rippen in Kühlkammern und -Kühlkanäle unterteilt ist, derart, daß das Kühlmittel den Hohlraum sowie den Kolbenboden in bestimmten Richtungen durchströmt.
• In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einigen beispielsweisen Ausführungsformen veranschaulicht, und zwar stellen dar: Abb. i einen Motor mit einem einfach wirkenden Becherkolben und von oben in den Becherkolben hineinragendem Einsatzkolben, Abb. 2 einen Motor mit einem von unten in den Becherkolben hineinragenden Einsatz, Abb. 3 und Abb. .I einen Motor mit einem doppelt wirkenden Becherkolben und mit zwei feststehenden, in den Becherkolben hineinragenden Einsatzkolben.
• Gemäß Abb. i ist im Zylinder i der oben offene Becherkolben a. Auf der unteren Seite ist der Kolben durch Bolzen 3 und Pleuelstange 4 mit dem Triebwerk 5, 6, 7 verbunden. In den Becherkolben ragt von oben der am Zylinder i fest verschraubte Einsatzkolben 8 hinein, derart, daß innerhalb des Becherkolbens ein allseitig geschlossener Raum gebildet wird, in welchem je nach der Kurbelbewegung das Verdichten und Verbrennen des Ladegemisches erfolgt. Die erforderlichen Ein- und Auslaßkanäle können beliebig angeordnet werden.
• Der Becherkolben 2 ist doppelwandig ausgebildet und innen durch Rippen unterteilt, so daß mehrere breite Durchflußkanäle i i, i i a, iic in der Seitenwand sowie im Kolbenboden gebildet werden, durch die das Kühlmittel in ganz bestimmten Richtungen hindurchgeleitet wird. Das Ansaugen des Kühlmittels geschieht z. B. mit Hilfe der Ringstirnfläche des Becherkolbens; das Kühlmittel wird während der Auf- oder Abwärtsbewegung des Kolbens durch die Kanäle g, 12, io angesaugt und während der Aufwärtsbewegung des Kolbens durch die Öffnungen 13, 14 hinausgestoßen. Der Einsatzkolben 8 wird in einfachster Weise gekühlt, indem man die Zu-und Abflußleitungen des Kühlmittels an die Öffnungen ga anschließt. Der Zylinder ist mit dem Kühlmantel 15 versehen. Mit Hilfe des Flansches 16 wird der Zylinder mit dem Kurbelgehäuse fest verbunden.
• Gemäß Abb.2 ist die Anordnung des Becherkolbens so getroffen, daß in denselben der feststehende Einsatzkolben 8 von unten hineinragt, so daß während des Arbeitshubes der Becherkolben sich nach oben verschiebt und in ziehender Weise auf die Pleuelstange einwirkt. Diese Anordnung ermöglicht es, kleinste Rohölmotoren z. B. für Motorräder herzustellen, da die Tragteile der Wellenlager durch Rippen gegen den Zylinder abgestützt sind und daher keine Werkstoffbeanspruchungen erleiden, während dagegen alle auf Zug und Biegung beanspruchten Teile im Gefüge schnell ermüden.
• Der Pleuelstangenzapfen 3 verschiebt sich in den am Kolben 8 befindlichen Schlitzen 2o. Der Becherkolben 2 ist außen an der Seite mit Ein- und Ausströmöffnungen 10, 13 versehen, die mit entsprechenden Öffnungen ig in der Zylinderwand zur Deckung kommen, wobei dann das Kühlmittel seitlich in den Hohlraum des Kolbens 2 eingeführt und durch die Kanäle 11, 17, iia, 13 hindurchgeleitet wird. Der Zylinder i ist oben durch den Deckel 18 abgeschlossen. Der zwischen dein Kolben 2 und dem Deckel 18 eingeschlossene Zylinderraum kann zum Ansaugen und Verdichten von Kühl-, Spül- oder Ladeluft Verwendung finden. In dem Einsatzkolben 8 ist unter dem Kolbenboden eine abgeschlossene Kühlkammer 22 angeordnet, die mit den Zu- und Abflüssen ga, gb und 21 verbunden ist.
• Bei diesem letzteren Ausführungsbeispiel kann die Verdichtung und Verbrennung des Ladegemisches auch in dem Zylinderraum zwischen dem Becherkolben und dem oberen Zylinderdeckel erfolgen. Der innerhalb des Becherkolbens befindliche Raum dient dann zur Erzeugung von Spülluft für den oberen Brennraum.
• Für doppelt wirkende Motoren kann der Becherkolben aus zwei fest zusammenhängenden symmetrischen Teilen bestehen, die in beliebiger Weise durch eine Pleuelstange oder ein außerhalb des Zylinders angeordnetes Schubgestänge (Teile 4a in Abb. 3) mit dem Kurbeltriebwerk verbunden sind. In den Becherkolben ragen oben und unten zwei feststehende Kolbeneinsätze 8a 'und 8b (Abb. 3 und 4) hinein, so daß während der Hubbewegungen auf beiden Seiten des Becherkolbens abwechselnd Verdichtungen und Verbrennungen stattfinden.
• Gemäß Abb.3 sind an zwei gegenüberliegenden Seiten des Zylinders die Schlitze 23 vorgesehen, durch die der am Becherkolben 2 befestigte Kolbenbolzen 3 nach außen hindurchragt.
• Der doppelwandige Becherkolben findet in entsprechender Weise auch für Kompressoren und Dampfmaschinen in beliebiger Bauart Anwendung.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kühleinrichtung für Kolben von Brennkraftmaschinen, bei welchen ein Becherkolben mit einem feststehenden Einsatzkolben zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Becherkolben (2) für den Durchfluß eines Kühlmittels doppelwandig ausgebildet ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Doppelwänden des Becherkolbens gebildete Raum durch Rippen in Kühlkammern und Kühlkanäle (i i, i 1a, i i c) derart unterteilt ist, daß das Kühlmittel den Kolben in bestimmten Richtungen durchströmt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2 für doppelt wirkende Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gekühlte Becherkolben zu einem fest zusammenhängenden Kolbenkörper vereinigt sind und die Kühlkanäle dicht an den Kolbenboden vorbeigehen. ¢. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lauffläche des Becherkolbens Durchflußöffnungen für das Kühlmittel angeordnet sind, die mit entsprechenden Öffnungen in der Zylinderwand zur Deckung kommen.