DE546537C

DE546537C - Cooling device for pistons of internal combustion engines

Info

Publication number: DE546537C
Application number: DE1930546537D
Authority: DE
Original assignee: RUDOLPH LEHENHERR
Current assignee: RUDOLPH LEHENHERR
Priority date: 1930-11-29
Filing date: 1930-11-29
Publication date: 1932-03-12

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.Cooling device for pistons of internal combustion engines Internal combustion engines must, as is well known, be cooled very well, be it to remove components (e.g. pistons or Sealing ring) usable for operation or to keep the charge mixture as cool as possible to be blown into the cylinder space.

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.Up until now it was common practice to cool the cylinder with water. The piston on the other hand, had to remain unrefrigerated mostly because of its poor accessibility. In the newer machines, which are designed to achieve higher performance and a are overloaded better heat utilization and have an above normal compression, the firing temperatures are so high that the usual cylinder cooling is not possible more is enough. The piston must also be adequately cooled.

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.It is known to design the piston rod to be hollow and to use a coolant using swivel tubes through the piston rod into the piston to direct. However, this device only proves itself in the case of large gas engines of the very largest Dimensions, because then the individual components also have larger dimensions and are more accessible and easier to monitor.

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.According to the invention, a beaker flask is used in which a fixed insert piston firmly connected to the outer cylinder protrudes, the compression and combustion of the charge mixture inside the cup piston can be done. The new thing is essentially that the beaker piston is double-walled is formed and a coolant flows therethrough, wherein the cavity the beaker piston is divided into cooling chambers and cooling channels by ribs, in such a way that that the coolant flows through the cavity and the piston crown in certain directions.

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.The subject matter of the invention is shown in some examples in the drawing Embodiments illustrated, namely show: Fig. I with a motor a single-acting beaker flask and protruding into the beaker flask from above Insert piston, Fig. 2, an engine with a piston protruding from below into the beaker Insert, Fig. 3 and Fig. I a motor with a double-acting cup piston and with two stationary insert pistons protruding into the beaker piston.

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.According to Fig. I, the beaker piston a, which is open at the top, is in the cylinder i. on the lower side is the piston through bolts 3 and connecting rod 4 to the engine 5, 6, 7 connected. The one firmly screwed to cylinder i protrudes from above into the beaker piston Insert piston 8 into it, in such a way that within the beaker piston a closed on all sides Space is formed in which, depending on the crank movement, the compression and combustion of Loading mixture takes place. The required inlet and outlet channels can be as desired to be ordered.

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.The cup piston 2 is double-walled and has ribs on the inside divided so that several wide flow channels i i, i i a, iic in the side wall as well as in the piston crown are formed through which the coolant in very specific Directions is passed through. The coolant is sucked in, for. B. with Help of the ring face of the cup piston; the coolant is or downward movement of the piston through the channels g, 12, io sucked in and during the upward movement of the piston through the openings 13, 14 pushed out. Of the Insert piston 8 is cooled in the simplest possible way by the inflow and outflow lines of the coolant connects to the openings ga. The cylinder is with the cooling jacket 15 provided. With the help of the flange 16, the cylinder is connected to the crankcase firmly connected.

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.According to Fig.2, the arrangement of the beaker piston is made so that in the same the fixed insert piston 8 protrudes from below, so that during of the working stroke of the beaker piston moves upwards and in a pulling manner acts on the connecting rod. This arrangement enables the smallest crude oil engines z. B. for motorcycles, since the supporting parts of the shaft bearings by ribs are supported against the cylinder and therefore do not suffer any material stresses, whereas, on the other hand, all parts of the structure that are subjected to tensile and flexural stress wear out quickly.

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.The connecting rod pin 3 moves into the pin located on the piston 8 Slots 2o. The cup piston 2 is outside on the side with inflow and outflow openings 10, 13 provided with corresponding openings ig in the cylinder wall to cover come, in which case the coolant is introduced laterally into the cavity of the piston 2 and is passed through the channels 11, 17, iia, 13. The cylinder i is up completed by the cover 18. The one between your piston 2 and the lid 18 enclosed cylinder space can be used for suction and compression of cooling, flushing or Find charge air use. In the insert piston 8 is one under the piston head closed cooling chamber 22 arranged with the inflows and outflows ga, gb and 21 is connected.

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.In this latter embodiment, the compression and Combustion of the charge mixture also in the cylinder space between the cup piston and the upper cylinder cover. The one located inside the beaker piston Space is then used to generate purge air for the upper combustion chamber.

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.For double-acting engines, the cup piston can consist of two firmly connected symmetrical parts are made in any way by a connecting rod or a push rod (parts 4a in Fig. 3) arranged outside the cylinder are connected to the crank mechanism. Two protrude into the beaker flask at the top and bottom fixed piston inserts 8a 'and 8b (Fig. 3 and 4) so that during the Stroke movements on both sides of the cup piston alternate compressions and Burns take place.

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.According to Fig.3, on two opposite sides of the cylinder are the Slits 23 are provided through which the piston pin attached to the cup piston 2 3 protrudes to the outside.

Der doppelwandige Becherkolben findet in entsprechender Weise auch für Kompressoren und Dampfmaschinen in beliebiger Bauart Anwendung.The double-walled beaker piston also takes place in a corresponding manner for compressors and steam engines of any design application.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cooling device for pistons of internal combustion engines, in which a beaker piston works together with a stationary insert piston, characterized in that the cup piston (2) for the flow of a coolant is double-walled.

2. Device according to claim i, characterized in that that the space formed by the double walls of the beaker piston is formed by ribs in cooling chambers and cooling channels (i i, i 1a, i i c) is divided such that the coolant is the Piston flows through in certain directions.

3. Device according to claim i and 2 for double-acting machines, characterized in that two cooled beaker pistons are combined to form a firmly connected piston body and the cooling channels are tight pass the piston crown. ¢. Device according to claims i to 3, characterized in that that flow openings for the coolant are arranged in the running surface of the cup piston which come to cover with corresponding openings in the cylinder wall.