Kühlmittelführung für ein flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr 2 einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine. Zwischen dem Gehäuse 1 der Brennkraftmaschine und dem Zylinderrohr 2 ist ein Kühlspalt 5 vorgesehen, in dem schraubenlinienförmig eine Zwischenwand zur Bildung eines schraubenlinienförmigen Kühlkanals angeordnet ist. Die Zwischenwand ist von einer unter radialer Spannung im Kühlspalt 5 festliegenden Schraubenfeder 3 gebildet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Aus der DE-OS 28 25 870 ist bekannt, auf der dem Zylinderrohr zugewandten Seite des Gehäuses der Brennkraftmaschine eine schraubenlinienförmige Zwischenwand vorzusehen, die sich im wesentlichen bis zum Zylinderrohr erstreckt. Auf diese Weise ist ein das Zylinderrohr schraubenlinienförmig umgebender Kühlkanal gebildet, durch den eine hohe Wärmeabfuhr am Zylinderrohr sichergestellt ist. Die Ausbildung der Zwischenwand im Kühlspalt zwischen dem Gehäuse und dem Zylinderrohr ist jedoch fertigungstechnisch sehr aufwendig und daher teuer.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine kostengünstig herstellbare, schraubenlinienförmige Kühlmittelführung um das Zylinderrohr einer Brennkraftmaschine zu schaffen.

[0004] Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die in den Kühlspalt zwischen dem Gehäuse und dem Zylinderrohr eingesetzte Schraubenfeder, die unter radialer Spannung im Kühlspalt festliegt, ist ein schraubenlinienförmiger Kühlmittelkanal gebildet. Eine derartige Schraubenfeder kann in jede beliebige Brennkraftmaschine eingesetzt werden, wobei die Steigung der Windungen sowie die Anzahl der Windungen der Schraubenfeder den jeweiligen Kühlungsanforderungen leicht anpaßbar ist. Die Schraubenfeder wird entsprechend der gewünschten Wärmeübergangszahl ausgebildet.

[0005] Die Schraubenfeder liegt an einer Wand des Kühlspalts weitgehend dicht an und hat zu der anderen Wand einen geringen Abstand. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß neben der schraubenlinienförmigen Strömung auch eine axiale Teilströmung längs des Zylinders erzielbar ist, wodurch eine weitere Erhöhung der Wärmeübergangszahl erzielt ist.

[0006] Vorzugsweise ist der Außendurchmesser der Schraubenfeder größer als der Innendurchmesser der Aufnahmebohrung im Gehäuse, so daß die Schraubenfeder unter radialer Spannung an der Gehäusewand anliegt. Da die Schraubenfeder darüberhinaus zum Zylinderrohr einen Spalt aufweist, kann das Zylinderrohr nach Einsetzen der Schraubenfeder behinderungsfrei eingesetzt werden.

[0007] Der Querschnitt des Schraubenfederdrahtes ist vorzugweise rechteckig, insbesondere quadratisch ausgebildet, wobei eine Seitenwand des Querschnitts an einer Wand des Kühlspaltes anliegt und so eine relativ große Anlagefläche gegeben ist.

[0008] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, die im folgenden näher beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den ein Zylinderrohr aufnehmenden Teil des Gehäuses einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Fig. 1 eines weiteren Ausführungsbeispiels.

[0009] Vom Gehäuse 1 der Brennkraftmaschine ist lediglich das Zylinderrohr 2 aufnehmende, zylindrische Teil gezeigt. Dieses zylindrische Gehäuseteil hat im oberen Rand einen umlaufenden Absatz 6 zur Aufnahme eines radial nach außen weisenden Ringflansches 4 des Zylinderrohrs 2. Der Flansch 4 hat eine derartige radiale Erstreckung, daß zwischen der zylindrischen Innenwand 8 des Gehäuses 1 und der zylinderischen Außenwand 7 des Zylinderrohrs 2 ein Kühlspalt 5 gebildet ist.

[0010] In den Kühlspalt 5 ist eine Schraubenfeder 3 eingesetzt, deren Federdraht rechteckigen, vorzugsweise den im Ausführungsbeispiel gezeigten quadratischen Querschnitt hat. In Fig. 1 liegt die Schraubenfeder 3 unter radialer Spannung mit ihren Windungen weitgehend dicht an der zylindrischen Innenwand 8 des Gehäuses 1 an. Hierbei sind die Seiten des Querschnitts parallel bzw. rechtwinklig zur Seitenwand 8 ausgerichtet. Zur zylindrischen Außenwandung des Zylinderrohrs weist die Innenfläche der Schraubenfeder bzw. deren Windungen einen Abstand s auf, wodurch eine axiale Teilströmung längs des Zylinderrohrs gegeben ist. Diese axiale Teilströmung baut sich neben der schraubenlinienförmigen Strömung im Kühlkanal zwischen den einzelnen Windungen der Schraubenfeder 3, die einen Abstand d voneinander haben, der die Höhe des Kühlkanals bestimmt. Die auf diese Weise erzwungene Konvektion dient dem erhöhten Wärmeübergang vom Zylinderrohr auf das durchströmende Kühlmittel. Diese Erhöhung des Wärmeübergangs ist insbesondere bei Kühlflüssigkeiten vorteilhaft, die eine schlechtere Wärmeübergangseigenschaft als Wasser haben.

[0011] Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hat den Vorteil, daß die Schraubenfeder 3 vor Einsetzen des Zylinderrohes 2 in den zylindrischen Gehäuseteil 1 der Brennkraftmaschine eingebracht werden kann und das Zylinderrohr behinderungsfrei in das Zentrum der Schraubenfeder 3 eingeschoben werden kann, da der Innendurchmesser der Schraubenfeder größer als der Außendurchmesser des Zylinderrohres 2 ist.

[0012] Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 stimmt im Grundaufbau mit dem nach Fig. 1 überein, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet wurden. Die in Fig. 2 eingesetzte Schraubenfeder liegt unter radialer Spannung am zylinderrohr 2 an und hat zur zylindrischen Innenwandung 8 des Gehäuses 1 einen Abstand s.

[0013] Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hat die Schraubenfeder im unbelasteten Zustand einen Außendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser der zylindrischen Wandung 8 des Gehäuseteils 1 ist. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Innendurchmesser der Schraubenfeder im unbelasteten Zustand geringer als der Außendurchmesser des Zylinderrohres 2.

[0014] Es kann zweckmäßig sein, den Abstand d benachbarter Windungen der Schraubenfeder 3 unterschiedlich vorzusehen. So könnte z.B. der Abstand d im oberen Teil des Zylinderrohres (im Bereich des Brennraumes) kleiner sein, als im unteren Bereich. Diesen Verlauf hat beispielsweise eine Schraubenfeder mit progressiver Steigung. Durch diese Ausbildung wird dem stärkeren Wärmeeinfall vom Brennraum her Rechnung getragen. Es wird so eine stärkere Wärmeabfuhr an dem dem Brennraum zugewandten Ende des Zylinderrohres 2 erzielt.

Ansprüche

1. Flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr (2) einer Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselbrennkraftmaschine, mit einer im Kühlspalt (5) zwischen dem Gehäuse (1) der Brennkraftmaschine und dem Zylinderrohr (2) vorgesehenen, schraubenlinienförmig angeordneten Zwischenwand zur Bildung eines schraubenlinienförmigen Kühlkanals, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand von einer unter radialer Spannung im Kühlspalt (5) festliegenden Schraubenfeder (3) gebildet ist.

2. Flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (3) an einer Wand (7 oder 8) des Kühlspaltes (5) weitgehend dicht anliegt und zu der anderen Wand (8 bzw. 7) einen geringen Abstand s aufweist.

3. Flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im entspannten Zustand der Schraubenfeder (3) deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser des zur Aufnahme des Zylinderrohres (2) vorgesehenen zylindrischen Teils des Gehäuses (1) ist.

4. Flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohrs nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im entspannten Zustand der Schraubenfeder (3) deren Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Zylinderrohrs (2) ist.

5. Flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenfederdraht rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Querschnitt hat.

6. Flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallele Seiten des Schraubenfederdrathes parallel zum Außenmantel des Zylinderrohrs (2) bzw. Innenmantel des Gehäuses (1) ausgerichtet sind.

7. Flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Windungen der Schraubenfeder (3) gleichen Abstand (d) voneinander haben.

8. Flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Windungen der Schraubenfeder (3) voneinander unterschiedlichen Abstand haben.

Zeichnung