Brennkraftmaschine mit einer Kolbenkühlung und einer inneren Zylinderrohrkühlung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine innere Zylinderrohr- und eine Kolbenkühlung für eine Brennkraftmaschine. Dabei ist im Kolben (1) ein ringförmiger Kühlraum (5) vorgesehen, der auf der Kolbenumfangsfläche (14) zum Zylinderrohr geöffnet ist. Dieser Kühlraum (5) ist über einen Teil seiner axialen Höhe in Teilräume (9) unterteilt. Die Kühlmittelzuführung erfolgt in einen Teilraum (9), während die Kühlmittelabführung in dem benachbarten Teilraum (9) angeordnet ist. In einer besonderen Ausbildung der Erfindung ist der teilraumfreie Bereich des Kühlraums (5) als Ringnut (7), weiche hinter den Kolbenringen gelegen ist, vorgesehen. Die besondere Kühlwirkung wird im wesentlichen durch die Hin- und Herbewegung des Kühlmittels sowohl axial als auch in Umfangsrichtung in der Ringnut (7) bewirkt. Dabei benetzt das Kühlmittel während der Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens (1) das Zylinderrohr (2). Bei einer genügend großen Kühlmittelmenge kann auf eine äußere Kühlung des Zylinderrohres (2) ganz oder teilweise verzichtet werden. Weiterhin ist als kostengünstiger Ersatz des Ötabstreifringes ein axial verlaufender Steg (13) vorgesehen (Fig. 1 und 6).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einer Kolbenkühlung und einer inneren zylinderrohrkühlung, mit zumindest einem vom Kolben und dem Zylinderrohr begrenzten Kühlraum und mit geeigneten Dichtmitteln des Kolbens an dessen brennraumseitigem Ende, beispielsweise Kolbenringen, wobei der Kühlraum sich in Umfangsrichtung des Kolbens erstreckt, mit mindestens je einer Kühlmittelzuführung und einer Kühlmittelabführung für das Kühlmittel versehen ist und mindestens zwei etwa axial verlaufende Leitstücke aufweist.

[0002] Bei Brennkraftmaschinen besteht die Notwendigkeit, die durch die Verbrennung entstehende Wärme von den Bauteilen der BrennkraftMaschine insoweit fernzuhalten, daß diese keinen Schaden nehmen. Für einen thermisch hochbelasteten Kolben ist es daher bereits üblich, eine Kühlung unter Zuhilfenahme des Motoröls vorzusehen, während die Zylinderrohre oder Buchsen an ihrem äußeren Umfang entweder luft-oder wassergekühlt werden. Die Erfindung beschäftigt sich damit, beide Kühlungsarten, sowohl die des Kolbens als auch die des Zylinderrohres, miteinander zu kombinieren und so die Gesamtkühlung der Brennkraftmaschine und deren Konstruktion zu verbessern bzw. zu vereinfachen.

[0003] Aus der DE-OS 25 41 966 ist eine derartige Kühleinrichtung bekannt. Dort wird das Zylinderrohr und der Kolben gleichermaβen von einen Kühlmittel gekühlt, woLei das Kühlmittel in einem Kühlraum zwischen Kolben und Zylinderrohr einströmt, das Zylinderrohr von innen kühlt und durch eine zweite Öffnung abgeführt wird. In der weiteren Ausgestaltung ist der Kolben mit einem ringartigen Raum an seiner Mantelfläche versehen. Die Kühlmittelzu- und -abführungen sind als radiale Bohrungen in dem Zylinderrohr angeordnet, wobei dieselben in keiner Stellung des-Kolbens vom Kolben verschlossen werden. Das Kühlmittel strömt durch die Bohrung in der Zylinderrohrwand in den vom Kolben und der Zylinderrohrwand begrenzten Kühlraum ein und kühlt während der Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens den Kolben selbst und den von dem Kolben überstrichenen Teil der Zylinderrohrwand. Dabei kann das Kühlmittel noch weiterhin über - einen separaten zentralen Raum im Kolben den Kolbenboden kühlen. Um die an sich bekannte Shaker-Wirkung zu erhöhen, sind zur besonders guten Verwirbelung des Kühlmittels im Kühlraum axiale und auch radiale Leitbleche vorgesehen. Das Kühlmittel verläβt über eine zweite der Eintrittsbohrung gegenüberliegende Austrittsbohrung in der Zylinderrohrwand den Kühlraum. Um die Verwendung irgendeines Kühlmediums außer gerade dem Motoröl der Brennkraftmaschine zu ermöglichen, ist in der DE-OS ferner vorgeschlagen, den Kolben mit Kolbenringen nicht nur zum Brennraum sondern auch zum Kurbelgehäuse druckdicht abzuschließen.

[0004] Aus der DE-OS 25 41 966 ist es in weiterer Ausgestaltung der inneren Zylinderrohr- und Kolbenkühlvorrichtung Lekannt, den Kühlmittelstrom an einen Kühlmittelgesamtkreislauf anzuschließen. Während der Warmlaufphase der Drennkraftmaschine kann der Kühlmittelstrom von einer Wärmequelle erhitzt werden, wodurch der warme Kühlmittelstrom die Zylindereinheit zur Verschleißverminderung beheizt.

[0005] Diese Kühlvorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß erhebliche Teilströme des Kühlmittels entlang des Kolbenunfanges vom Kühlmitteleintritt direkt zum Kühlmittelaustritt gelangen. Andererseits wird ein zweiter Kühlmittelstrom über eine weitere separate Kühlkammer im Kolbenboden geleitet, um dort eine Brennraummulde zu kühlen. Die Wärmekapazität des Kühlmittels ist somit schlecht ausgenutzt, denn hinsichtlich seines Wärmeaufnahmevermögens wird ein Kühlmittelteilstrom wenig und der zweite Kühlmittelteilstrom stark beansprucht. Ferner wird insbesondere die obere Ringzone des Kolbens mit den Kolbenringen, deren thermische Belastung sehr hoch ist, von dem Kühlmittel nicht erreicht und daher nur unzureichend gekühlt.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung zur gleichzeitigen Kühlung des Kolbens und des Zylinderrohres vorzuschlagen, die die Wärmekapazität des zur Verfügung stehenden Kühlmittels besser ausnutzt und so die gesamte Kühlung der Brennkraftmaschine optimiert.

[0007] Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Dabei ist es vorgesehen, die axialen Leitstücke im ringförmigen Kühlraum des Kolbens als Trennwände auszubilden, die bis nahezu oder vollständig bis an den Kolbenumfang reichen. Es entstehen so zumindest zwei voneinander separate Kühlräume bzw. Teilräume. Erfindungsgemäß ist es dabei beabsichtigt, daß die Trennwände sich nicht über die gesamte axiale Höhe des Kühlraumes erstrecken, sondern nur in einem Axialabschnitt des Kühlraumes angeordnet sind. Die separaten Teilräume stehen somit über den zweiten trennwandfreien Axialabschnitt des Kühlraumes miteinander in Verbindung. Sowohl die Kühlnittelzu- als auch die Kühmittelabführungen befinden sich in dem mit Trennwänden versehenen Axialabschnitt des Kühlraumes, wobei die Kühlmittelzuführung in einem Teilraum und die Kühlmittelabführung in den benachbarten Teilraum vorgesehen ist.

[0008] Der besondere Vorteil einer derartigen Ausbildung des Kühlraumes liegt darin, daß das Kühlmittel nicht direkt vom Kühlmitteleinlaß zum Kühlmittelauslaß strömen kann. Das Kühlmittel fließt nur in den mit einer Kühlmittelzuführung versehenen Teilraum des einen Axialabschnittes des Kolbens ein und wird durch die Auf- bzw. Abwärtsbewegung des Kolbens in den gegenüberliegenden trennwandfreien Axialabschnitt geschleudert. Die Trennwände können cabei entweder im unteren oder im oberen Axialabschnitt des Kolbens angeordnet sein. In beiden Fällen verteilt sich das Kühlmittel im trennwandfreien Axialabschnitt entlang dem Kolbenumfang. Erst im folgenden Abwärtshub bzw. Aufwärtshub gelangt das Kühlmittel wieder in den mit Trennwänden versehenen Axialabschnitt des Kolbens, und es wird der Teil des Kühlmittels, welcher in den mit einer Kühlmittelabführung versehenen Teilraum geströmt ist, zumindest teilweise abgeführt. Der im anderen Teilraum verbliebene Rest des Kühlmittels nimmt, zusammen mit frisch eingeströmtem Kühlmittel, erneut am Prozeß teil.

[0009] Somit wird eine intensive Vermischung des Kühlmittels erreicht, und alle Teilströme des Kühlmittels werden zur Kühlung herangezogen. Das Kühlmittel überstreicht in Leiden Teilräumen das zylinderrohr bei der Auf- bzw. Abwärtsbewegung und kühlt dieses dabei wirksam. Durch die in Umfangsrichtung verlaufende Fließbewegung im trennwandfreien _Axialabschnitt wird eine weitere Erhöhung der Wärmeübertragung aufgrund erzwungener Konvektion erreicht. Die Gesamtwirkung der erfindungsgemäßen Merkmale führt zur gewünschten, vorteilhaften Verbesserung der Kühlung des Kolbens und des Zylinderrohres.

[0010] In der Weiterbildung der Erfindung (Ansprüche 2 und 3) ist vorgesehen, daß der trennwandfreie Axialabschnitt des Kühlraumes in Form einer Ringnut hinter den Dichtmitteln des Kolbens, d. h. hinter den Kolbenringen, welche den Kühlraun zum Brennraum hin abdichten, angeordnet ist. Der mit Trennwänden versehene Axialabschnitt des Kolbens ist dabei an pleuelseitigen Ende des Kolbens vorgesehen. Durch diese Ausbildung des Kolbens wird erfindungsgemäß erreicht, daß die thermisch stark belasteten Dereiche hinter den Dichtmitteln des Kolbens wirksam gekühlt werden. Dieser besondere Vorteil ist nur mit einer derartigen Ausgestaltung möglich, denn nur so gelangt das Kühlmittel bis an die Dichtmittel heran und kann in kolbenaxialer Richtung betrachtet, sogar noch Bereiche des Kolbens erreichen, die - axial gesehen - oberhalb der Dichtmittel des Kolbens liegen.

[0011] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, den Kühlraum in eine Mehrzahl von Teilräumen zu unterteilen. Je größer die Zahl der Teilräume ist, desto gleichmäßiger wird die Kühlwirkung auf das Zylinderrohr. Da jedoch der Bauaufwand mit der Zahl der Teilräume stark ansteigt, ist eine Anzahl von vier oder sechs Teilräumen eine besonders geeignete Ausführungsform. Kühlmittelzu- und -abfluß sind getrennt jeweils einem Teilraum zugeordnet. Die Gesamtzahl der Teilräume entspricht deshalb einen Vielfachen der Zahl Zwei.

[0012] In der Ausbildung der Erfindung gemäß den Unteransprüchen 5 bis 10 sind die Kühlmittelzu- und -abführungen im unteren Totpunkt des Kolbens angeordnet, wobei radiale Bohrungen in der Zylinderrohrwand vorgesehen sind. Zumindest jedoch die Kühlmittelabführung kann auch als Bohrung in der pleuelseitigen Wandung des Kolbens, welche den Teilraum mit dem Kurbelgehäuse verbindet, ausgebildet sein. Befindet sich der Kolben nicht in seinem unteren Totpunkt, so schließt das Kolbenhemd den Kühlmittelzufluβ. Damit ist erreichbar, daß das Kühlmittel eine definierte Zeit in dem Kühlraum des Kolbens verbleibt und in seiner Kühlwirkung intensiv ausgenutzt wird. Dies gilt insbesondere, wenn der Rauminhalt der Ringnut dem Rauminhalt der mit einer Kühlmittelzuführung versehenen Teilräume entspricht, denn gerade dann kann das gesamte Kühlmittel den Kolben im oberen Bereich kühlen. Es ist im weiteren auch möglich, daß das Kühlmittel von der Ringnut in noch weitere Kühlmittelkanäle bzw. Kühlmittelräume im Inneren des Kolbens geleitet wird und dort noch weitere Kühlaufgaben übernimmt.

[0013] In einer besonders vorteilhaften Ausbildung des Kolbens sind die Volumina der Teilräume etwa gleich groß. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, z.B. um örtlich besonders hohe Kühlwirkungen am Zylinderrohr zu erzielen, die Volumina der Teilräume unterschiedlich groß vorzusehen. Ein ähnliches Ergebnis ließe sich durch ungleichmäßige Dimensionierung der Kühlnittelzu- und Kühlmittelabführungen erreichen. Dagegen sind in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Durchflußquerschnitte der Kühlmittelzu-und -aLführungen etwa gleich bemessen, wobei die Kühlmittelabführungen vorteilhafterweise eine geringfügig größere Kapazität aufweisen, um einen sicheren Abfluß des Kühlmittels aus dem Kühlraum sicherzustellen.

[0014] Als Kühlmittel ist gemäß Anspruch 14 das Motoröl der Brennkraftmaschine vorgesehen. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung wird ein separater Kühlkreislauf eingespart und der Kolben braucht zum Kurbelgehäuse nicht kühlmitteldicht ausgeführt zu sein. Auch ist es so möglich, daß das Motoröl über einen Kühlkreislauf die gesamte Brennkraftmaschine, insbesondere noch den Zylinderkopf und das Zylinderrohr von außen, kühlt. Bei einer derartigen Ausbildung wird in vorteilhafter Weise nur ein einziger Kühler, nämlich ein Ölkühler, benötigt. Reicht die innere Zylinderkühlung zur Kühlung aus, so kann eine äußere Zylinderrohrkühlung ganz entfallen. Entsprechende Ausbildungen des Gesamtkühlsystems sind bei entsprechend kühlmitteldichter Konstruktion des Kühlraumes für jedes Kühlmittel verwendbar.

[0015] Weitere Herkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der schematisch bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind.

[0016] Es zeigt:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kolben mit seitlicher Kühlmittelzuführung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Kolben gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Teildarstellung eines axialen Schnitts durch einen Kolben in unterer Totpunktlage bei- Kühlmittelzuführung,

_Fig. 4 eine Teildarstellung eines Schnitts des Kolbens nach Fig. 3 in oberer Totpunktlage,

Fig. 5 eine Teildarstellung eines axialen Schnitts durch einen Kolben in Höhe eines kühlmittelabführenden Teilraumes in unterer Totpunktlage,

Fig. 6 eine Teildarstellung eines axialen Schnitts durch einen Kühlraum mit einem Steg als Dichtmittel zum Brennraum,

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Steg

a) an einer Ringwand des Kolbens einzeln abstehend angesetzt,

b) aus der Ringwand des Kolbens durch spanende oder errodierende Fertigung herausgearbeitet oder

c) als separates Bauteil in die Ringwand des Kolbens eingesetzt.

[0017] In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Kolben 1, der in einem Zylinderrohr 2 axial geführt ist, dargestellt. Der Kolben 1 ist mit einem Kolbenhemd 3, einer Brennraummulde 4 und einem Kühlraum 5 ausgestattet. Der Kühlraum 5 verläuft in Umfangsrichtung des Kolbens 1 einmal um den gesamten Kolben 1 herum und ist im wesentlichen eine ring- oder schlauchförmige Einkerbung in der Kolbemumfangsfläche 14 des Kolbens 1, wobei der Kühlraum 5 über den gesamten Umfang des Kolbens zum zylinderrohr 2 geöffnet ist. Der Kühlraum 5 besteht im weiteren aus zwei Axialabschnitten, wovon der brennraumseitige als Ringnut 7 augebildet ist, die von dem inneren Kolbenkörper und einer äußeren Ringwand 17, die eine Begrenzung zum Zylinderrohr 2 ist und die die Kolbenringe trägt, gebildet wird. Der Kühlraum 5 erstreckt sich in diesem Axialabschnitt bis hinter die Kolbenringe. Der andere _Axialabschnitt ist nahezu auf seiner gesamten axialen Höhe zum Zylinderrohr 2 geöffnet und weist vier Trennwände 8 auf. Diese Trennwände 8 reichen radial von der inneren Wand des Kühlraumes 5 an die _Kol- benumfangsfläche 14 und axial von den pleuelseitigen Enden des Kühlraumes 5 bis zum axialen Beginn der Ringnut 7. Dadurch ist der pleuelseitige Axialabschnitt in vier nahezu gleichgroße Teilräume 9 unterteilt. Die Trennwände 8 sind Teile des Kolbens 1. Es könnten die Trennwände 8 jedoch auch als separate Bauteile hergestellt sein, oder die beiden Axialabschnitte des Kühlraumes 5 durch mehrere zusammengesetzte Teile des Kolbens gebildet werden.

[0018] In der Nähe des unteren Totpunktes des Kolbens 1 sind im Zylinderrohr 2 radiale Bohrungen 10 angeordnet, die sich etwa in der Mitte der axialen Höhe des unteren Axialabschnittes des Kühlraumes 5 befinden. In Umfangsrichtung des Kolbens betrachtet sind für einen Teilraum 9 je zwei radiale Bohrungen 10 derart vorgesehen, daß jeder Bohrung 10 ein etwa gleicher Winkelabschnitt des Teilraums zugeordnet ist. An einen Teilraum 9, in den radiale Bohrungen 10 münden, grenzt ein Teilraum 9 an, der axiale Bohrungen 11 in der pleuelseitigen Wandung 12 aufweist. Diese axialen Bohrungen 11 sind im Teilraum 9 symmetrisch verteilt.

[0019] Die radialen Bohrungen 10 in der Zylinderrohrwand 2 dienen zur Kühlmittelzuführung, während die axialen Bohrungen 11 das Kühlmittel in den Kurbelraum abführen. Die Durchmesser der axialen Bohrungen 11 sind zur sicheren Kühlmittelabführung geringfügig größer als die radialen Bohrungen 10 der Kühlmittelzuführungen ausgebildet. Ein Teilraum 9 mit einer Kühlnittelzuführung ist stets einem Teilraum 9 mit einer Kühlmittelabführung benachbart.

[0020] Die Größe der Teilräume ist so bemessen, daß die Teilräume, welche mit einer Kühlmittelzuführung versehen sind, alle zusammen in etwa das Raumvolumen der Ringnut 7 aufweisen. Außerdem sind alle Teilräume untereinander gleich groß. Es kann auch zweckmäßig sein, zur Erzielung einer gewollten, unterschiedlichen, örtlichen Kühlung der Zylinderrohrwand die Teilräume unterschiedlich groß auszubilden.

[0021] In den Fig. 3 bis 5 ist die Funktionsweise einer derartigen Kühlvorrichtung des Zylinderrohres 2 bzw. des Kolbens 1 einer Brennkraftmaschine dargestellt. Befindet sich der Kolben 1 im unteren Totpunkt, so sind die in jedem zweiten Teilraun 9 mündenden Kühlmittelzuführungen geöffnet. Das Kühlmittel kann in den jeweiligen Teilraum 9 hineinströmen und füllt diesen bis zur Oberkante der Trennwände 8 auf. Wird der Kolben nun zum oberen Totpunkt hin bewegt, so benetzt das Kühlmittel in dem Kühlraum 5 das Zylinderrohr 2 auf dessen Umfang und kühlt dieses dabei. Ab einer durch die Lage der Kühlmittelzuführung zum unteren Totpunkt des Kolbens bestimmten Höhe der Kolbenlaufbahn verschließt das Kolbenhemd die Kühlmittelzuführung. Setzt infolge der Annäherung an den oberen Totpunkt des Kolbens die Verzögerung desselben ein, so wird das gesamte Kühlmittel in die den Teilräumen 9 gegenüberliegende Ringnut 7 des Kühlraumes 5 geschleudert. Dort breitet es sich infolge der axialen Beschleunigung in Umfangsrichtung gleichmäßig aus. Durch diese Strömungsbewegung des Kühlmittels innerhalb der Ringnut 7 wird die Kühlung des Kolbens 1 intensiviert. Da der Rauminhalt aller mit einer Kühlmittelzuführung versehenen Teilräume 9 dem Gesamtrauminhalt der Ringnut 7 entspricht, wird das Kühlmittel vollständig von der Ringnut 7 aufgenommen (Fig. 4). Im darauf folgenden Abwärtshub des Kolbens fällt das Kühlmittel infolge der einsetzenden entgegengesetzt gerichteten Beschleunigung wieder in den unterteilten Axialabschnitt des Kühlraunes 5 zurück. Da das Kühlmittel sich jedoch in der Ringnut 7 gleichmäßig auf den gesamten Umfang verteilt hat, gelangt es je zur Hälfte in die Teilräume 9 mit einer Kühlmittelabführung und in die Teilräume 9 mit einer Kühlmittelzuführung. Auch bei der Abwärtsbewegung benetzt das Kühlmittel das Zylinderrohr 2 und kühlt dieses. Sobald sich das Kühlmittel in den Teilräumen 9, welche mit den Kühlmittelabführungsbohrungen 11 versehen sind, befindet, wird es durch diese Bohrung 11 abgeführt. Im unteren Totpunkt angelangt, gibt das Kolbenhemd 3 die Zuflußbohrung 10 frei, und der Zyklus beginnt von neuem. Es können mehr als zwei Zuflußbohrungen 10 bzw. Abflußbohrungen 11 in einem Teilraun 9 des Kolbens 1 angeordnet sein.

[0022] In der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausbildung der Erfindung sind die Kühlmittelzuführungen als radiale Bohrungen 10 im Zylinderrohr 2 und die Kühlmittelabführungen als axiale Bohrungen 11 in Kolben 1 vorgesehen; es ist hingegen auch möglich, die Kühlmittelabführungen ebenfalls in dem Zylinderrohr 2 vorzusehen. Außerdem können die Kühlmittelzu- und auch -abführungen zur genauen Steuerung des Kühlnittelzuführungszeitpunktes Lzw. des Kühlmittelabführungszeitpunktes mit axial verlaufenden Nuten in der Zylinderrohrwand 2 und auch im Kolbenhemd 3 verbünden sein. Durch diese Kombination von axial verlaufenden Nuten ist es beispielsweise möglich, die Kühlmittelzuführung in den Kühlraum 5 vom unteren Totpunkt bis maximal zum oberen Totpunkt oder bis zu einem definierten Zeitpunkt der Kolbenbahn aufrecht zu erhalten.

[0023] In den Fig. 6 und 7 ist die Ausbildung einer ölabstreifvorrichtung bzw. einer Kühlmittelabstreifvorrichtung dargestellt. Auf diese Weise kann ein besonderer Ölabstreifring bzw. ein Kühlmittelabstreifring entfallen. Es ist dabei an dem Kolben 1 an die die Kolbenringe tragenden Ringwand 17, eine Art Steg 13 vorgesehen. Dieser Steg 13 ist an der pleuelseitigen Unterkante der Ringwand 17 auf der den Zylinderrohr 2 zugewandten Seite in zylinderaxialer Richtung angeordnet. Zur höheren Wirkung des Steges 13 ist derselbe in axialer Richtung vielfach geschlitzt und mit einer Vorspannung versehen. Durch diese Vorspannung ragt der Steg 13 im nicht eingebauten Zustand des Kolbens 1 radial aus der Kolbenumfangsfläche 14 heraus. Erst im eingebauten Zustand legt er sich optimal an das Zylinderrohr 2 an und verhindert durch diese Dichtwirkung das _Eindrin- gen von Kühlmittel in den Brennraum. Der Steg 13 könnte zur Abdichtung des Kühlraums 5 mit noch weiteren Dichtmitteln ebenfalls an dem pleuelseitigen Ende des Kolbens angeordnet sein und den Kühlraum 5 zur Verwendung eines anderen Kühlmittels gegen den Kurbelwellenraum abdichten.

[0024] In _Fig. 7 sind verschiedene Ausführungsformen des Steges 13 gezeigt. Bevorzugt ist die Ausbildung als völlig separat stehender Steg 13 nach Fig. 7a oder als durch Fräsen einer Nut 15 aus der Ringwand 17 hergestellter Steg 13 nach Fig. 7b. In Fig. 7c ist eine Ausführungsform des Steges 13 als selbständiges Bauteil gezeigt. Dabei ist der Steg 13 in eine ringförmige, radial verlaufende Nut in die Ringwand 17 mit einem Grundkörper 16 eingesetzt. Von diesem Grundkörper 16 läuft der eigentliche Steg 13, welcher die Dichtwirkung bewirkt, axial in Richtung des pleuelseitigen Endes des Kolbens 1. Der gesamte separate Körper kann aus einem anderen Material als der Kolben 1 gefertigt werden. Hierbei ist insbesondere Keramik oder auch ein hochlegiertes Metallmaterial von besonderer βedeutung.

Ansprüche

1. Brennkraftmaschine mit einer Kolbenkühlung und einer inneren Zylinderrohrkühlung, mit zumindest einen von Kolben (1) und dem Zylinderrohr (2) begrenzten Kühlraum (5) und mit geeigneten Dichtmitteln des Kolbens an dessen brennraumseitigem Ende, beispielsweise Kolbenringen, wobei der Kühlraum (5) sich in Umfangsrichtung des Kolbens (1) erstreckt, wobei der Kühhlraum (5) mit mindestens je einer Kühlmittelzuführung und einer Kühlmittelabführung für das Kühlmittel versehen ist und wobei der Kühlraum (5) mindestens zwei etwa axial verlaufende Leitstücke aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstücke als Trennwände (8) ausgebildet sind, daß die in zylinderaxialer Richtung gemessene Höhe der Trennwände (8) geringer als die in selber Richtung gemessene Höhe des Kühlraumes (5) ist, daß die Trennwände (8) einen ersten Axialabschnitt des Kühlraumes (5) in Umfangsrichtung des Kolbens (1) in zumindest zwei voneinander getrennte Teilräume (9) aufteilen, die über den zweiten, trennwandfreien Axialabschnitt des Kühlraumes (5) miteinander in Verbindung stehen, und daß eine Kühlmittelzuführung einem Teilraum (9) und eine Kühlmittelabführung einem benachbarten Teilraun (9) zugeordnet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (8) am pleuelseitigen Axialabschnitt des Kühlraumes (5) vorgesehen sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der trennwandfreie Axialabschnitt des Kühlraumes (5) als Ringnut (7) ausgebildet ist, die radial hinter den Dichtmitteln des Kolbens (1) angeordnet ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der mit Trennwänden (8) versehene Axialabschnitt des Kühlraumes (5) in eine Anzahl von Teilräumen (9) geteilt ist, wobei die Anzahl ein ganzzahliges Vielfaches der Zahl Zwei ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelabführung als mindestens eine Bohrung (11) im Kolben (1), ausgebildet ist.

6. Erennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelzuführung mit einer Tasche oder mit mindestens einer axialen bzw. auch radialen Nut in Verbindung steht.

7. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer radial in der Zylinderrohrwand (2) angeordneten Kühlmittelzuführung und einer Kühlmittelabführung,
dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Kühlmittelzuführung oder die Kühlmittelabführung oder auch beide im unteren Totpunkt des Kolbens (1) angeordnet sind.

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß in oberen Totpunkt des Kolbens (1) kein Kühlmittel zu- bzw. abführbar ist.

9. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Raumvolumen der Ringnut (7) in etwa dem Raumvolumen aller mit einer Kühlmittelzuführung versehenen Teilräume (9) des Kolbens (1) entspricht.

10. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rauninhalt aller Teilräume (9) gleich groß ist.

11. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß am brennraumseitigen Axialabschnitt des Kühlraumes (5) an der Kante der seitlichen Öffnung zum Zylinderrohr (2) hin ein dünnwandiger Steg (13) vorgesehen ist.

12. Drennkraftmaschine nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (13) über den gesamten Umfang des Kolben (1) verläuft und koaxial zur Zylinderachse angeordnet ist.

13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steg (13) an einer Ringwand (17), die zusammen mit einem inneren Teil des Kolbens (1) die Ringnut (7) bildet, an der zum pleuelseitigen Ende des Kolbens (1) weisenden Oberfläche oder an der zum Zylinderrohr (2) weisenden Oberfläche vorgesehen ist.

14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (13) mehrfach in zylinderaxialer Richtung geschlitzt ist.

15. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (13) im spitzen Zinkel von vorzugsweise etwa 0 - 15° zur Zylinderachse nach außen abgewinkelt ist und daß der Steg (13) im eingebauten Zustand des Kolbens (11) mit Eigenspannung an Zylinderrohr (2) aufliegt.

16. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (13) als getrenntes Bauteil, vorzugsweise aus Keramik, gefertigt ist.

17. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel das Motoröl der Brennkraftmaschine ist.

Zeichnung