DE953203C

DE953203C - Wasserkuehlung fuer einen von oben in den Zylinderkopf einer stehenden Brennkraftmaschine einzusetzenden Ventileinsatz

Info

Publication number: DE953203C
Application number: DEM20889A
Authority: DE
Inventors: Walter Benz
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1953-11-22
Filing date: 1953-11-22
Publication date: 1956-11-29

Description

Wasserkühlung für einen von oben in den Zylinderkopf einer stehenden Brennkraftmaschine einzusetzenden Ventileinsatz Die Erfindung betrifft einen Ventileinsatz, welcher von oben in den Zylinderkopf einer stehenden, einfach wirkenden Brennkraftrnaschine eingesetzt ist, wobei die Kühlflüssigkeit diesem Einsatz an einer außerhalb des Zylinderkopfes befindlichen Stelle zugeführt wird. Der Zweck eines derartigen Ventileinsatzes besteht darin, die Nacharbeit der Ventilsitze ohne Ausbau des gesamten Zylinderkopfes vornehmen zu können, was besonders bei großen Maschineneinheiten von Bedeutung ist. Die bekannten Ventileinsätze genügen der vorgenannten Bedingung hinsichtlich der Möglichkeit, die Ventilsitze nacharbeiten zu können, ergeben aber keine einwandfreie Lösung des Kühlungsproblems. Dieselben erhalten ,ihr Kühlwasser aus einer Zone des Zylinderkopfes, in der es sich schon zu stark erwärmt hat, um genügend wirksam, besonders im Falle des Auslaßventils, kühlen zu können. Außerdem weisen sie Stellen auf, in denen das Wasser beim Entwässern der Maschine stehenbleibt und in der kalten Jahreszeit Frostschäden verursachen kann. Die bekannten Ausführungen geben für einen Ventileinsatz der Bauart, mit der sich die Erfindung befaßt, keinen brauchbaren Hinweis für die Lösung der Aufgabe, zwangläufig zuerst dem Ventilsitz oder zumindest den ihm möglichst nahe gelegenen Teilen frisches Kühlmittel zuzuführen.
Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, das Kühlmittel durch entsprechende Ausbildung der Kühlkanäle dem Ventilsitz zuzuleiten, doch kann diese bekannte Bauart schon deshalb nicht als Vorbild für die Erfindung dienen, da sie nicht wie der Erfindungsgegenstand völlig in den Zylinderkopf eintaucht, sondern sich größtenteils außerhalb desselben befindet. Außerdem gelangt in diesem Falle das Kühlwasser in stark erwärmtem Zustand zum Ventilsitz, da es sich vorher am Auspuffrohr erwärmt hat.
Es ist weiter vorgeschlagen worden, eine in einen Zylinderkopf eingepreßte Ventilführung mit Kühlwasser aus' der Kaltwasserzone des Zylinderkopfes zu versorgen. Hieraus läßt sich kein Hinweis für die Erfindung entnehmen, da die Kaltwasserzufuhr zu einer im Innern des Zylinderkopfes befindlichen, praktisch einen Teil desselben bildenden Ventilführung wesentlich anderen Bedingungen unterliegt als die Versorgung eines mit seinem. Kühlwasserein- und -austritt außerhalb des. Zylindierkopfes befindlichen Ventileinsatzes mit frischem Kühlwasser.
Naturgemäß kann diese Kühleinrichtung einer Ventilführung auch keine Kühlung des Ventilsitzes eines Ventileinsatzes bewirken.
Es :i,st endlich auch bekannt, Wassersäcke an Maschinenzylindern durch ein besonders eingesetztes Rohr mittels Heberwirkung zu entwässern. Eine derartige Gestaltung ist für die . Lösung der Erfindungsaufgabe schon allein aus Raumgründen nicht brauchbar.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Wasserkühlung eines Ventileinsatzes mit außerhalb des Zylinderkopfes liegenden Kühlwasserein- und -austrittsöffnungen zum Einbau in den Zylinderkopf einer stehenden Brennkraftmaschine so zu gestalten, daß er mit Kühlmittel aus der Kaltwasserzone des Zylinderkopfes versorgt wird, daß das Kühlwasser möglichst nahe an den Ventilsitz herangeführt wird und daß er beim Entwässern der Kühlwasserräume des Zylinderkopfes ebenfalls entleert wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die zu der aus dem Zylinderkopf herausragenden Kaltwassereintrittsöffnung des Ventileinsatzes führende Zuleitung an die Kaltwasserzone des Zylinderkopfes angeschlossen und innerhalb des Ventileinsatzes mit dem unteren Teil seines Kühlwasserraumes verbunden ist, wobei die Ableitung an den oberen Teil des Kühlwasserraumes des Ventileinsatzes geführt ist.
Zwei parallele Wände innerhalb des Ventileinsatzes bewirken die Zuführung des frischen Kühlmittels an eine dem Ventilsitz möglichst nahe gelegene Stelle und ergeben mit der Kaltwasserzuleitung zusammen einen Heber, der die Entleerung des Ventileinsatzes zusammen mit der Entwässerung des Zylinderkopfes sicherstellt.
Die Fig. i und 2 stellen, Schnitte durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
Aufbau und Wirkungsweise einer Wasserkühlung nach der Erfindung sind folgende: Der Ventileinsatz i ist; wie üblich, von oben in den Zylinderkopf z einer wassergekühlten Brennkraftmaschine eingesetzt und weist in seinem Wasserraum eine Trennwand 3 auf, welche bis zum Boden des Wasserraums durchgeht, sowie eine weitere Trennwand q., weiche in einer solchen Entfernung über dem Boden endet, daß ein für die Kühlwasserleitungen von und zum Ventileinsatz gewählter Querschnitt frei bleibt. Auf diese Weise wird im Ventileinsatz i ein Kanal geschaffen, welcher oben und an einer Seite unten offen ist. Ein im Kühlwasserraum des Zylinderkopfes eingesetztes Rohr 6 leitet das Zylinderkühlwasser von dem an der Unterseite des Zylinderkopfes angeordneten Zufluß durch den Kanal 7 von oben in den Kanal 5 des Ventileinsatzes i und von dort nach Passieren des unteren Durchgangs 8 und Durchfließen des Ventileinsatzwasserraumes in den obenliegenden Abflußkanal g und schließlich in die Abflußleitung io. Beim Entleeren des Zylinderwasserraumes durchfließt das Ventilkühlwasser den umgekehrten Weg, @vobei die Kanäle 5, 7, 6 als Heber wirken. Auf diese Weise wird erreicht, daß dem Ventileinsatz Kühlwasser von annähernd gleich niedriger Temperatur wie dem Zylinderkopf zugeleitet wird und daß der Wasserraum des Ventileinsatzes gleichzeitig mit der Entleerung des Zylinderwasserraumes völlig geleert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wasserkühlung für einen von oben in den Zylinderkopf einer stehenden Brennkraft= maschine eingesetzten Ventileinsatz, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlwasser dem Kühlwasserraum des Ventileinsatzes (i) in an sich bekannter Weise an einem aus dem Zylinderkopf herausragenden Teil des Ventileinsatzes zu- bzw. abgeführt wird, wobei die Zuleitung (6) an die. Kaltwasserzone des Zylinderkopfkühlwasserraumes angeschlossen ist und in dem Ventileinsatz durch einen Kanal (5) mit dem unteren Teil des Kühlwasserraumes des Ventileinsatzes verbunden ist, während die Ableitung an den oberen Teil des Kühlwasserraumes des Ventileinsatzes angeschlossen ist.
2. Wasserkühlung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (5) in dem ringförmigen Kühlwasserraum des. Ventileinsatzes durch zwei vorzugsweise zueinander und zur Ventilachse parallele Wände (3 und q.) gebildet ist, deren eine (3) sich über die gesamte Höhe des Kühlwasserraumes erstreckt, während die andere (q.) in Bodennähe des Wasserraumes eine Öffnung (8) aufwehst.
3. Wasserkühlung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet,. daß. der Kanal, (g) und die Zuleitung (6) im Zylinderkopfkühlwasserraum so zueinander angeordnet sind, daß der Kühlwasserraum des Ventileinsatzes beim Entleeren des Zylinderkopfwasserraumes in an .sich bekannter Weise durch Heberw-irkung völlig entleert wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 114 208, 2$6 g23 893 I32,