INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH A PISTON- AND AN INTERNAL CYLINDER WALL COOLING

Abstract: 1. An internal combustion engine including a system for cooling the or each piston and the interior of its associated cylinder, the system comprising at least one cooling chamber (5) defined by the piston (1) and the cylinder (2), and suitable piston-sealing means disposed at the piston's end portion closest to the combustion chamber, for example piston rings, in which the cooling chamber (5) extends in circumferential direction around the piston (1) and is provided with at least one each coolant inlet and coolant outlet for a liquid coolant, and in which the cooling chamber (5) includes at least two, substantially axially extending, conducting pieces, characterized in that the conducting pieces are dividing walls (8), that the height of the dividing walls (8)-measured along the direction of the cylinder axis - is less than the overall height - measured in the same direction - of the cooling chamber (5), that the dividing walls (8) divide a first axial section of the cooling chamber (5) in circumferential direction around the piston (1) into at least two separate subchambers (9) which communicate with one another via a second axial section of the cooling chamber (5) not provided with dividing walls, and in that a coolant inlet (10) is associated with one of the subchambers (9) and a coolant outlet (11) with the other circumferentially adjoining subchamber (9) or subchambers.

Description: zyiinderrohrkühiung Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einer Kolbenkühlung und einer inneren Zylinderrohrkühlung, mit zumindest einem vom Kolben und den Zylinderrohr be grenzten Kühlraum und mit geeigneten Dichtr.litteln des Kolbens an dessen brennraumseitigen Ende, beispielsweise Kolbenringen, wobei der Kühlraum sich in Unfangsrichtung des Kolbens erstreckt, mit mindestens je einer Kühlmittelzuführung und einer I;ühlmittelabführung für das Kühlmittel versehen ist und mindestens zwei etwa axial verlaufende Leitstücke aufweist. Bei Brennkraftmaschinen besteht die Notwendigkeit, die durch die Verbrennung entstehende Wärme von den Bauteilen der BrennkrUftaschine insoweit fernzuhalten, das 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 luftoder wassergekühlt werden. Die Erfindung beschftigt sich danit, beide Kühlungsarten, sowohl die des Kolbens als auch die des Zylinderrohres, miteinander zu konbinieren und so die Gesamtkühlung der Brennkraftmaschine und deren Konstruktion zu verbessern bzw. zu vereinfachen. Aus der DE-OS 25 41 966 ist eine derartige Kühleinrichtung bekannt. Dort wird das Zylinderrohr und der Kolben gleichermassen von einem Kühlmittel gekühlt, wobei das Kühlnit- tel in einem Kühlraum zwischen Kolben und Zylinderrohr einströnt, das Zylinderrohr von innen kühlt und durch eine zweite Öffnung abgeführt wird. In der weiteren Ausgestaltung ist der Kolben mit einem ringartigen Raun an seiner llantelfläche versehen. Die Kühlmittelzu- und -abführungen sind als radiale Bohrungen in dem ylinderrohr angeordnet, wobei dieselben in keiner Stellung des-Kolbens vom Kolben verschlossen werden. Das Kühlmittel strönt durch die Bohrung in der Zylinderrohrwand in den vom Kolben und der Zylinderrohrwand begrenzten I;ühlraun ein und kühlt während der Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens den Kolben selbst und den von dem Kolben überstrichenen Teil der Zylinuer- rohrwand. 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 Sühlmittels im Kühlraum axiale und auch radiale Leitbleche vorgesehen. Das Kühlmittel verlässt über eine zweite uer 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 zun Brennraum sondern auch um Kurbelgehäuse druckdicht abzuschliessen. Aus der DE-OS 25 41 966 ist es in weiterer Ausgestaltung der inneren bylir,derrohr- und Kolbenkühlvorrichtung te- kannt, den Kühlmittelstrom an einen Kühlmittelgesar,ltkreis- lauf anzuschliessen. Während der Warmlaufphase der Brenn- kraftnaschine kann der Sühlmittelstrom von einer Wärme- quelle erhitzt werden, wodurch der warme Kühlmittelstrom die Zylindereinheit zur VerschleiDverninderung beheizt. Diese Kühlvorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass erhebliche Teilströne des Kühlmittels entlang des Kolbenum- fanges von Kühlmitteleintritt direkt zum Kühlmittelaus- tritt gelangen. Andererseits wird ein zweiter Kühlmittelstrom über eine weitere separate Kühlkammer im Kolbenboden geleitet, um dort eine Brennraunnulue zu kühlen. Die tzär- kapazität des Kühlmittels ist somit schlecht ausgenutzt, denn hinsichtlich seines Järmeaufnahmevernögens 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 c;em Kühlmittel nicht erreicht und daher nur unzureichend gekühlt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvor- richtung zur gleichzeitigen Kühlung des Kolbens und des Zylinderrohres vorzuschlagen, die die tXärmekapazität des zur Verfügung stehenden Kühlmittels besser ausnutzt und so die gesamte kühlung der Brennkraftmaschine optimiert. 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 Kühl räume bzw. Teilräume. Erfindungsgemäss ist es dabei beabsichtigt, dass die Trennwände sich nicht über die gesamte axiale Höhe des Kühlraumes erstrecken, sondern nur in einem Axialab schnitt des kühlraums angeordnet sind. Die separaten Teilraum stehen somit huber den zweiten trennwandfreien Axialabschnitt des Kühlraums miteinander in Verbindung. Sowohl die Kühlmittelzu- als auch die Kühlmittelabfüh- rungen befinden sich in dem mit Trennwänden versehenen Axialabschnitt des Kühlraumes, wobei die Sühlmittelzufüh- rung in einem Teilraum und die Kühlmittelabführung in dem benachbarten Teilraum vorgesehen ist. Der besondere Vorteil einer derartigen Ausbildung des Kühl raumes liegt darin, dass das Kühlnittel nicht direkt vom Kühlmitteleinlass zum Kühlmittelauslass strömen kann. Das Kühlmittel fliesst nur in den mit eier Kühlmittelzuführung versehenen Teilraum des einen Axialabschnittes des Kolbens ein und wird durch die Auf- bzw. Abwartsbewegung des Kolbens in den gegenüberliegenden trennwandfreien Axialabschnitt geschleudert. Die Trennwände können dabei entweder im unteren oder im oberen Axialabschnitt des Kolbens angeordnet sein. wn beiden Fällen verteilt sich das Kühlmittel im trennwandfreien Axialabschnitt entlang de Kolbenumfang. Erst im folgenden Abwärtshub bzw. Aufwärts- hub 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 Tait frisch eingeströmtem Kühlmittel, erneut am Prozess teil Somit wird eine intensive Vermischung des Kühimittels erreicht, und alle Teilströme des Kühlmittels werden zur Kühlung herangezogen. Das Kühlmittel überstreicht in Leiden Teilräumen das zylinderrohr bei der Auf- bzw. AbwÅarts- bewegung und kühlt dieses dabei wirksam. Durch die in Umfangsrichtung verlaufende Fliessbewegung in trennwandfreien Axialabschnitt wird eine weitere Erhöhung der E1ärmeüber- tragung aufgrund erzwunyener Konvektion erreicht. Die Gesamtwirkung der erindungsgemässen Merkmale führt zur gewünschten, vorteilhaften Verbesserung der Kühlung des Kolbens und des Zylinderrohres. In der tieiterbildung der Erfindung (Ansprüche 2 und 3) ist vorgesehen, dass der trennwandfreie Axialabschnitt des Kühlraur;es in Form einer Ringnut hinter den Dichtmitteln des Kolbens, d. h. hinter den Xolbenringen, welche den Kühlraum zun Brennraum hin abdichten, angeordnet ist. Der mit Trennwänden versehene Axialabschnitt des Kolbens ist dabei am pleuelseitigen Ende des Kolbens vorgesehen. Durch diese Ausbildung des Kolbens wird erfindungsgemäss erreicht, dass die thermisch stark belasteten Bereiche hinter den Dichtmitteln des Kolbens wirksam gekühlt werden. Dieser besondere Vorteil ist nur mit einer derartigen Ausye- staltung möglich, denn nur so gelangt das Kühlmittel bis an die Dichtmittel heran und kann in kolbenaxialer Rich tung betrachtet, sogar noch Bereiche des Kolbens errei chen, die - axial gesehen - oberhalb tier Dichtmittel des Kolbens liegen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, den Kühl raum 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. Kühlmit- telzu- und -abfluss sind getrennt jeweils einem Teilraum zugeordnet. Die Gesamtzahl der Teilräume entspricht deshalb einen Vielfachen der Zahl Zwei. In der Ausbildung der Erfindung gemäss den Unteransprüchen 5 bis 10 sind die I;ühlmittelzu- und -aDführungen im unteren Totpunkt des Kolbens angeordnet, wobei radiale Bohrungen in der Zylinderrohrwand vorgesehen sind. Zumindest jedoch die Kühlmittelabführung kann auch als Bohrung in der pleuelseitisen wandung des Kolbens, welche den Teilraun mit den Kurbelgehäuse verbindet, ausgebildet sein. Befindet sich der Kolben nicht in seinem unteren Totpunkt, so schliesst das Kolbenhend den Kühlmittelzufluss. Damit ist erreichbar, dab uas Kühlmittel eine definierte Zeit in den Kühlraum des Kolbens verbleibt und in seiner Kühlwirkung intensiv ausgenutzt wird. Dies gilt insbesonderet wenn taer Rauminhalt der Ringnut dem Rauminhalt der mit einer Kühlmittelzuführung versehenen teilräume entspricht, denn ge rade 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 Kühlmittelka nale bzw. Kühlmittelräume im Inneren des Kolbens geleitet wird und dort noch weitere Kühlaufgaben übernimmt. In einer besonders vorteilhafter, Ausbildung des Kolbens sind die Volumina der Teilräume etwa gleich gross. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, z.B. um ortlich besonders hohe Kühlwirkungen am Zylinder rohr zu erzielen, die Volumina der Teilräume unterschiedlich gross vorzusehen. Ein ähnliches Ergebnis liesse sich durch ungleichmässige Dimen- sionierung der gühlmittelzu- und Kühlmittelabführungen erreichen. Dagegen sind in der bevorzugten Ausführungsforn der Erfindung die Durchflussquerschnitte der Sühlmittelzu- und -aLführunger. etwa gleich bemessen, wobei die Kühlmittelabführungen vorteilhafterweise eine geringfüyig grössere Kapazität aufweisen, ur.ì einen sicheren Abfluss des Xühlmit- tels aus dem Kühlraum sicherzustellen. 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 Rühlkreislauf die gesamte Brennkraftmaschine, insbesondere noch den Zylinderkopf und das zy- linderrohr von aussen, kühlt. Bei einer derartigen Ausbildung wird in vorteilhafter Weise nur ein einziger Kühler, nämlich ein blkühler, benötigt. Reicht die innere Zylinderkühlung ur Kühlung aus, so kann eine äussere Z-linuer- rohrkühlung ganz entfallen. Entsprechende Ausbildungen des Gesamtkühlsystems sind bei entsprechenC kühlmitteldichter Konstruktion des Kühlraumes für jedes Kühlmittel verwena- bar. Weitere iierkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der schenatisch bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. 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 Kühlmittel- zuführung, 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 öhe eines kühlmittelabführenden Teilraums in unterer Totpunktlage, Fig. 6 eie Teildarstellung eines axialen Schnitts durch einen Kühlraum mit einem Steg als Dichtmittel zum Brennraum, Fig. 7 einen Querschnitt durch einen erfinungsgemäSen 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. In Fig. 1 ist ein erfindungsger.äDer Kolben 1, der in einem Zylinderrohr 2 axial geführt ist, dargestellt. Der Kolben 1 ist mit einer I"olbenhemd 3, einer Erennraummulde 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 Um -fang des Kolbens zum Zylinderruhr 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 liöhe zum Zylinder rohr 2 geöffnet und weist vier Trennwände 8 auf. Diese Trennwände 8 reichen radial von der inneren Wand des Kühl raumes 5 an die Kolbenumfangsfläche 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 Kühl raumes 5 durch nehrere zu sammengesetzte Teile des Kolbens gebildet werden. 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 Rühlraumes 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 Binkelabschnitt 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. 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 geringfüçig grösser als die radialen Bohrungen 10 der Kühlmittelzuführungen ausgebildet. Ein Teilraum 9 mit einer Kühlmittelzuführung ist stets einem Teilraum 9 mit einer Kühlmittelabführung benachbart. Die Grösse der Teilraums 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 Teilräurle untereinander gleich gross. Es kann auch zweckmässig -sein, zur Erzielung einer gewollten, unterschiedlichen, örtlichen Kühlung der Zylinderrohrwand die Teilräume unterschiedlich gross auszubilden. 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 Teilraum 9 mündenden Kühlmittelzuführungen geöffnet. Das Kühlmittel kann in den jeweiligen Teilraum 9 hineinströmen und füllt diesen bis zur Oberkante der Trennwinde 8 auf. Wird der Kolben nun zum oberen Totpunkt hin bewegt, so benetzt das I;ühlmittel in dem Kühlraum 5 das ylinderrohr 2 auf dessen Umfang und kühlt dieses dabei. Ab einer durch die Lage der KühlmittelzufEhrung zum unteren Totpunkt des Kolbens bestimmten Höhe der Nolbenlauf- bahn verschliesst das Kolbenhema die Kühll:ittelzuführung. 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 Ring- nut 7 des Kühlraums 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 Gesamtraula- inhalt der Ringnut 7 entspricht, wird das Kühlmittel vollständig von der Ringnut 7 aufgenommen (Fig. 4). Im darauf folgenuen Abwärtshub des Kolbens fällt 2as Kühlmittel in folge der einsetzenden entgegengesetzt gerichteten Beschleunigung wieder in den unterteilten Axialabschnitt des Kühlraumes 5 zurück Da das Kühlmittel sich jedoch in der Ringnut 7 gleichmässig auf den gesanten Umfang verteilt hat, gelangt es je zur fla..lfte in die teilräume 9 mit einer Kühimittelabführung und in die Teilräume 9 mit einer Kühl mittelzuführung. 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 Kolbenhend 3 die Zuflussbohrung 10 frei, und der Zyklus beginnt von neuem. Es können mehr als zwei Zuflussbohrungen 10 bzw. Abflussbohrungen 11 in einem Teilraum 9 des Kolbens 1 angeordnet sein. 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 im Kolben 1 vorgesehen; es ist hingegen auch möglich, die Kühlmittelabführungen ebenfalls in den Zylinderrohr 2 vorzusehen. Ausserdem können die Kühl r.littelzu- und auch -abführungen zur genauen Steuerung des Kühlmittelzuführungszeitpunktes bzw. des Kühlmittelabführungszeitpunktes mit axial verlaufenden Nuten in der Zy linderrohrwand 2 und auch im Rolbenhendd 3 verbunden sein. Durch diese Kombination von axial verlaufenden Nuten ist es beispielsweise möglich, die ühlmittelzuführung in den Kühl raum 5 vom unteren Totpunkt bis maximal zur oberen Totpunkt oder bis zu einem definierten Zeitpunkt der Kolbenbahn aufrecht zu erhalten. In den Fig. 6 und 7 ist die Ausbildung einer blabstreifvorrichtung bzw. einer Kühlmittelabstreifvorrichtung darcestellt. Auf diese Weise kann ein besonderer Olabstreif- ring 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 dem Zylinder rohr 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 EinGrin- 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 Kühl raum 5 zur Verwendung eines anderen Kühlmittels gegen den Kurbelwellenraum abdichten. 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 die se 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 anueren llaterial als der Kolben 1 gefertigt werden. Hierbei ist insbesondere Keramik oder auch ein hochlegiertes Metallmaterial von besonderer 3bedeutung.

Claims: P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Brennkraftmaschine mit einer Kolbenkühlung und einer inneren Zylinderrohrkühlung, mit zumindest einem vom Kolben (1) und dem Zylinderrohr (2) begrenzten Kühlraum (5) und mit geeigneten Dichtmitteln des Kolbens an dessen brennraumseitiger 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 genessene 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 Sühlmit- telabführung einem benachbarten Teilraum (9) zugeordnet ist. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (8) ar.,pleuel- seitigen 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 Kühlraums (5) in eine Anzahl von Teilräumen (9) geteilt ist, wobei die Anzahl ein ganzzahliges Vielfaches der Zahl Zwei ist. 5. Erenntraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelabführung als mindestens eine Bohrung (11) im Kolben (1), ausgebildet ist. 6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelzuführung mit einer Tasche oder mit mindestens einer axialen bz. auch radialer. Nut in Verbindung steht. 7. Erennkraftmaschine nach einen 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 Rauminhalt aller Teilräume (9) gleich gross ist. 11. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am brennraumseitigen Axialabschnitt des Sühlraumes (5) an der Kante der seitlichen Offnung zum Zylinderrohr (2) hin ein dünnwandiger Steg (13) vorgesehen ist. 12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (13J über den gesam- ten Umfang des Kolben (1) verläuft und koaxial zur Zylinderachse angeordnet ist. 13. Brennkraftnaschine 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 Cberfläche vorgesehen ist. 14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (13) mehrfach in zy- linderaxialer Richtung geschlitzt ist. 15. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (13) in spitzen Win- kel von vorzugsweise etwa 0 - 150 zur Zylinderachse nach aussen abgewinkelt ist und dass der Steg (13) im eingebauten Zustand des Kolbens (11) mit Eigenspannung am 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 Brennkraftnaschine ist.

Inventors: STADLER, HANS
Applicants: KLOCKNER-HUMBOLDT-DEUTZ AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: F02F1
IPC codes: F02F1, F02F3