DE202012104478U1

DE202012104478U1 - Cylinder for an air-cooled internal combustion engine

Info

Publication number: DE202012104478U1
Application number: DE202012104478.1U
Authority: DE
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2014-02-28
Anticipated expiration: 2022-11-21

Abstract

Zylinder (100) für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine, insbesondere Brennraftmaschine für ein handhaltbares Arbeitsgerät wie eine Kettensäge, einen Trennschleifer, ein Garten- und Landschaftspflegegerät oder für ein Zweirad, mit einer Zylinderoberfläche (10), die mit einer Kühlluftströmung (11) angeströmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderoberfläche (10) eine Strukturierung (12) aufweist, durch die die Kühlluftströmung (11) den Zylinder über einen vergrößerten Bereich umströmt.Cylinder (100) for an air-cooled internal combustion engine, in particular internal combustion engine for a hand-held tool such as a chain saw, a cut-off machine, a garden and landscape maintenance device or for a two-wheeler, with a cylinder surface (10) on which a cooling air flow (11) flows characterized in that the cylinder surface (10) has a structure (12) through which the cooling air flow (11) flows around the cylinder over an enlarged area.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinder für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine, insbesondere für ein handhaltbares Arbeitsgerät wie eine Kettensäge, ein Trennschleifer, ein Garten- und Landschaftspflegegerät oder für ein Zweirad, mit einer Zylinderoberfläche, die mit einer Kühlluftströmung angeströmt ist. Ferner betrifft die Erfindung eine luftgekühlte Brennkraftmaschine mit einem solchen Zylinder.The present invention relates to a cylinder for an air-cooled internal combustion engine, in particular for a hand-held implement such as a chainsaw, a grinder, a gardening and landscaping device or for a bicycle, with a cylinder surface, which has flowed with a flow of cooling air. Furthermore, the invention relates to an air-cooled internal combustion engine with such a cylinder.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus der DE 1 175 947 A ist ein Zylinder für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine bekannt, und auf der Zylinderoberfläche sind Kühlrippen angeordnet, über die Wärme vom Zylinder an die Kühlluft abgegeben wird, um den Zylinder der Brennkraftmaschine zu kühlen. Dabei wird das Problem behandelt, dass im hinteren, dem Luftstrom abgewandten Strömungsbereich des Zylinders, beispielsweise im Bereich hinter der Zündkerze, die Luftströmung abreißt und ein offener Bereich entsteht. So ergibt sich stromabwärts hinter der Zündkerze ein Windschattenbereich, wohin die Kühlluft entweder gar nicht oder bestenfalls nur in beschränktem Umfang gelangt. Dieser Umstand führt zu einer ungleichmäßigen Kühlung des Zylinders und damit beispielsweise aufgrund örtlich heißer Stellen zu Spannungen im Material. Auch kann stellenweise sehr große Überhitzung entstehen, von der unter ungünstigen Arbeitsverhältnissen eine Überhitzung der gesamten Brennkraftmaschine die Folge ist. Um das Problem zu lösen, wird vorgeschlagen, die Kühlrippen in einer bestimmten Weise auszuführen, insbesondere auf der Höhe der Zündkerze zu unterbrechen. Dadurch wird eine bessere Umströmung des hinteren Bereiches stromabwärts der Zündkerze erreicht.From the DE 1 175 947 A a cylinder for an air-cooled internal combustion engine is known, and on the cylinder surface cooling fins are arranged, is discharged via the heat from the cylinder to the cooling air to cool the cylinder of the internal combustion engine. Here, the problem is treated that in the rear, the air flow averted flow region of the cylinder, for example in the area behind the spark plug, the air flow breaks off and creates an open area. Thus, downstream of the spark plug results in a slipstream area, where the cooling air either not at all or at best only reaches a limited extent. This fact leads to an uneven cooling of the cylinder and thus, for example, due to local hot spots to stresses in the material. In some cases, very great overheating may occur, resulting in overheating of the entire internal combustion engine under unfavorable working conditions. To solve the problem, it is proposed to perform the cooling fins in a certain way, in particular to interrupt the height of the spark plug. As a result, a better flow around the rear area downstream of the spark plug is achieved.

Generell ergibt sich das Problem der mangelnden Luftströmung im hinteren, dem Luftstrom abgewandten Zylinderbereich, da die Kühlluftströmung nur im vorderen, dem Luftstrom zugewandten Bereich des Zylinders an der Zylinderoberfläche anliegt, und sich vom wieder schließenden, dem Luftstrom abgewandten hinteren Zylinderbereich abreißt. Dadurch entsteht ein Schattenbereich der Luftströmung, wie in den 1 und 2 gemäß dem Stand der Technik dargestellt.In general, there is the problem of lack of air flow in the rear, the air flow away from the cylinder area, since the cooling air flow is applied only in the front, the air flow region facing the cylinder on the cylinder surface, and tearing off the re-closing, the air flow away from the rear cylinder area. This creates a shadow area of the air flow, as in the 1 and 2 represented according to the prior art.

1 zeigt einen Zylinder 100 in einer abstrahierten, vereinfachten Form im Querschnitt. Um den Zylinder 100 strömt entlang der Zylinderoberfläche 10 eine Kühlluftströmung 11, die sich im hinteren, dem Luftstrom abgewandten Bereich des Zylinders 100 ablöst, sodass der Schattenbereich 16 entsteht, wie in 2 gemäß Detail A näher gezeigt. Die Ablösung der laminaren Kühlluftströmung 11 um die Zylinderoberfläche 10 erfolgt dicht hinter der Hälfte H des Zylinders 100 nach einem Umschlingungswinkel α, und wird durch den Ablösepunkt 17 bestimmt. Im Ablösepunkt 17 löst sich die Kühlluftströmung 11 von der Zylinderoberfläche 10 und kann so im Schattenbereich 16 nicht mehr zur Wärmeabfuhr beitragen. Dadurch entsteht eine besonders hohe Temperatur im Zylinder 100 angrenzend an den Schattenbereich 16. 1 shows a cylinder 100 in an abstracted, simplified form in cross-section. To the cylinder 100 flows along the cylinder surface 10 a cooling air flow 11 located in the rear, the air flow away from the cylinder area 100 replaces the shadow area 16 arises, as in 2 shown in detail according to detail A. The separation of the laminar cooling air flow 11 around the cylinder surface 10 occurs close behind the half H of the cylinder 100 after a wrap angle α, and is determined by the separation point 17 certainly. At the detachment point 17 the cooling air flow dissolves 11 from the cylinder surface 10 and can be so in the shadow area 16 no longer contribute to heat dissipation. This creates a particularly high temperature in the cylinder 100 adjacent to the shadow area 16 ,

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Vor dem Hintergrund der Nachteile des vorstehend dargestellten Standes der Technik ergibt sich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kühlung eines Zylinders für eine Brennkraftmaschine zu schaffen. Insbesondere ergibt sich die Aufgabe, die Kühlluftströmung um die Zylinderoberfläche eines Zylinders für eine Brennkraftmaschine zu verbessern.Against the background of the disadvantages of the prior art presented above, the object of the present invention is to provide an improved cooling of a cylinder for an internal combustion engine. In particular, there is the task of improving the cooling air flow around the cylinder surface of a cylinder for an internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Zylinder für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einer luftgekühlten Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved starting from a cylinder for an air-cooled internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and starting from an air-cooled internal combustion engine according to the preamble of claim 9 with the respective characterizing features. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Zylinderoberfläche eine Strukturierung aufweist, durch die die Kühlluftströmung den Zylinder über einen vergrößerten Bereich umströmt.The invention includes the technical teaching that the cylinder surface has a structuring by which the cooling air flow flows around the cylinder over an enlarged area.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die Luftströmung im Bereich der Grenzschicht eines umströmten Körpers durch eine Strukturierung der Oberfläche beeinflusst werden kann. Durch die Strukturierung kann der Umschlagpunkt der Luftströmung beeinflusst werden, in dem die Luftströmung im Bereich der Grenzschicht von einer laminaren in eine turbulente Strömung übergeht. Dabei ist bekannt, dass durch eine Strukturierung der Oberfläche der Umschlagpunkt stromaufwärts wandert, wodurch der Effekt erzeugt wird, dass die Luftströmung im Grenzbereich den Körper über einen größeren Bereich umströmt und so der Ablösepunkt stromabwärts wandert. Insbesondere strömt dadurch die Luft länger turbulent über die Zylinderoberfläche, und turbulente Strömung weist einen besseren Wärmeübergang auf, der vorliegend ausgenutzt wird. Erfindungsgemäß wird diese Erkenntnis auf einen Zylinder einer luftgekühlten Brennkraftmaschine übertragen, und weist die Zylinderoberfläche des Zylinders der Brennkraftmaschine eine Strukturierung auf, so wird der Zylinder auch weit hinter der Hälfte des Zylinders in Strömungsrichtung weiter umströmt, sodass sich im Ergebnis der Schattenbereich hinter dem Zylinder verkleinert. Dadurch wird eine verbesserte Wärmeabfuhr auch im hinteren Bereich des Zylinders der luftgekühlten Brennkraftmaschine erreicht, und es entstehen geringere Temperaturüberhöhungen im hinteren Zylinderbereich.The invention is based on the recognition that the air flow in the region of the boundary layer of a body flowing around can be influenced by a structuring of the surface. By structuring the transition point of the air flow can be influenced, in which the air flow in the region of the boundary layer of a laminar flows into a turbulent flow. It is known that by structuring the surface of the transition point moves upstream, whereby the effect is generated that the air flow in the boundary region flows around the body over a larger area and thus the separation point moves downstream. In particular, the air flows through the cylinder surface for a longer period of time, and turbulent flow has a better heat transfer, which in the present case is utilized. According to the invention, this knowledge is transmitted to a cylinder of an air-cooled internal combustion engine, and if the cylinder surface of the cylinder of the internal combustion engine has a structuring, then the cylinder is also flowed far behind the half of the cylinder in the flow direction, so that the shadow region behind the cylinder decreases as a result , As a result, an improved heat dissipation in the rear of the cylinder reaches the air-cooled internal combustion engine, and there are lower temperature increases in the rear cylinder area.

Der sich weiterhin einstellende Vorteil liegt darin, dass bei einer besseren Kühlung die Kühlfläche und damit die Zylinderoberfläche verkleinert werden kann, beispielsweise auch die durch die Kühlrippen gebildete Kühlfläche. Dadurch kann sich ein geringeres Gesamtgewicht des handhaltbaren Arbeitsgerätes, also der Kettensäge, des Trennschleifers, des Garten- und Landschaftspflegegerätes oder dergleichen ergeben, wodurch sich weitere Vorteile der besseren Handhabbarkeit nutzen lassen.The further adjusting advantage is that with better cooling, the cooling surface and thus the cylinder surface can be reduced, for example, the cooling surface formed by the cooling fins. This may result in a lower total weight of the hand-held implement, so the chainsaw, the cutting grinder, gardening and landscape care device or the like, which can be used to further advantages of better handling.

Vorteilhafterweise kann die Strukturierung durch Vertiefungen in der Zylinderoberfläche gebildet sein. Die Vertiefungen können beispielsweise durch diskret und benachbart zueinander in die Zylinderoberfläche eingebrachte Näpfchen gebildet sein. Auch ist bekannt, dass eine Strukturierung in Form von Erhöhungen auf einer Oberfläche, beispielsweise durch aufgebrachte Noppen, der Umschlagpunkt von einer laminaren in eine turbulente Strömung stromaufwärts verändert werden kann, sodass erfindungsgemäß auch durch Erhöhungen auf einer Zylinderoberfläche einer luftgekühlten Brennkraftmaschine ein positiver Effekt erzielt werden kann, was in der vorliegenden Erfindung mit umfasst ist.Advantageously, the structuring may be formed by depressions in the cylinder surface. The depressions can be formed, for example, by wells placed discretely and adjacent to one another in the cylinder surface. It is also known that a structuring in the form of elevations on a surface, for example by applied nubs, the transition point can be changed from a laminar to a turbulent flow upstream, so that also according to the invention by increases on a cylinder surface of an air-cooled internal combustion engine, a positive effect can be achieved can, what is included in the present invention.

Die Näpfchen können beispielsweise eine runde, insbesondere eine kugelkappenartige, eine elliptische oder eine Rautenform aufweisen. Mit besonderem Vorteil kann die Hauptachse der elliptischen Form oder der Rautenform in Strömungsrichtung ausgerichtet in der Zylinderoberfläche eingebracht sein, wodurch eine besonders gute Beeinflussung der Kühlluftströmung erreicht wird, und wodurch die Herstellung des Zylinders durch ein Gießverfahren nicht negativ beeinflusst wird, da die elliptischen oder rautenförmigen oder kugelkappenartigen Näpfchen so ausgeführt sein können, dass keine Hinterschnitte bei der Entformung des Zylinders im Guss entstehen.The cups may have, for example, a round, in particular a spherical cap, an elliptical or a diamond shape. Particularly advantageously, the main axis of the elliptical shape or the diamond shape can be aligned in the cylinder surface, whereby a particularly good influence on the cooling air flow is achieved, and whereby the production of the cylinder is not adversely affected by a casting process, since the elliptical or diamond-shaped or spherical cap-like wells can be designed so that no undercuts arise during the removal of the cylinder in the casting.

Die Vertiefungen können in Form und Größe derart ausgebildet sein, dass die Kühlluftströmung den Zylinder über einen größeren Umströmungswinkel umströmt. Je größer der Umströmungswinkel ist, desto kleiner wird der Schattenbereich bei der Umströmung des Zylinders mit der Kühlluftströmung im hinteren Zylinderbereich. Insbesondere können die Vertiefungen in Form und Größe so ausgebildet sein, dass sich der Umschlagpunkt einer laminaren in eine turbulente Kühlluftströmung gegen die Anströmrichtung vorverlagert. Sind die Vertiefungen als Näpfchen ausgebildet, die beispielsweise eine runde Form haben, so kann das Verhältnis der Tiefe zum Durchmesser der Näpfchen beispielsweise 1:10 bis 1:2, vorzugsweise 2:10 bis 4:10 und besonders bevorzugt 3:10 sein. Sind die Näpfchen elliptisch oder rautenförmig ausgeführt, kann das genannte Verhältnis durch die Tiefe zur Hauptabmessung des Näpfchens gebildet sein, beispielsweise zur Längsachse der Raute oder der Ellipse.The recesses may be formed in shape and size such that the cooling air flow flows around the cylinder over a larger flow angle. The larger the flow angle, the smaller the shadow area becomes when flowing around the cylinder with the cooling air flow in the rear cylinder area. In particular, the recesses may be formed in shape and size so that the transition point of a laminar vorverlagert in a turbulent flow of cooling air against the direction of flow. If the depressions are designed as wells which, for example, have a round shape, the ratio of the depth to the diameter of the wells can be, for example, 1:10 to 1: 2, preferably 2:10 to 4:10 and particularly preferably 3:10. If the cups are elliptical or diamond-shaped, said ratio may be formed by the depth to the main dimension of the cup, for example to the longitudinal axis of the rhombus or the ellipse.

Am Zylinder können Kühlrippen angeordnet sein, wie diese aus dem Stand der Technik bekannt sind. Dabei kann die erfindungsgemäße Strukturierung auf der Zylinderoberfläche beispielsweise zwischen den angeordneten Kühlrippen vorgesehen werden. Selbstverständlich kann sich die Strukturierung auf der Zylinderoberfläche auch abseits der Kühlrippen fortsetzen, beispielsweise im Bereich des Übergangs zum Kurbelgehäuse oder in den Anschlussbereichen des Ladeluft- und/oder Abgassystems. Erfindungsgemäß kann sich die Strukturierung aber auch auf der Oberfläche der Kühlrippen fortsetzen. Insbesondere kann der Zylinder vollumfänglich eine Strukturierung auf der Zylinderoberfläche aufweisen.On the cylinder cooling fins can be arranged, as these are known from the prior art. In this case, the structuring according to the invention can be provided on the cylinder surface, for example, between the arranged cooling fins. Of course, the structuring on the cylinder surface can also continue away from the cooling fins, for example in the region of the transition to the crankcase or in the connecting regions of the charge air and / or exhaust system. According to the invention, however, the structuring can also continue on the surface of the cooling ribs. In particular, the cylinder can have a structuring completely on the cylinder surface.

Die vorliegende Erfindung richtet sich ferner auf eine luftgekühlte Brennkraftmaschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine für ein handhaltbares Arbeitsgerät wie eine Kettensäge, ein Trennschleifer, ein Garten- und Landschaftspflegegerät oder für ein Zweirad, mit einem Zylinder aufweisend eine Zylinderoberfläche, die mit einer Kühlluftströmung angeströmt ist. Erfindungsgemäß weist die Zylinderoberfläche eine Strukturierung auf, durch die die Kühlluftströmung den Zylinder über einen vergrößerten Bereich umströmt. Die vorstehend aufgeführten Merkmale und Vorteile des Zylinders können für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine ebenfalls Berücksichtigung finden.The present invention is further directed to an air-cooled internal combustion engine, in particular an internal combustion engine for a hand-held implement such as a chainsaw, a power grinder, a gardening and landscaping device or for a bicycle, with a cylinder having a cylinder surface, which has been flowed with a cooling air flow. According to the invention, the cylinder surface has a structuring, through which the cooling air flow flows around the cylinder over an enlarged area. The above-mentioned features and advantages of the cylinder may also be considered for an air-cooled internal combustion engine.

BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNGPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen in rein schematischer Darstellung:Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. In a purely schematic representation:

1 einen Querschnitt durch einen Zylinder für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine mit einer Kühlluftströmung gemäß dem Stand der Technik, 1 a cross-section through a cylinder for an air-cooled internal combustion engine with a cooling air flow according to the prior art,

2 eine Ansicht eines Details A gemäß 1, 2 a view of a detail A according to 1 .

3 eine Seitenansicht eines Zylinders mit einer Zylinderoberfläche, die erfindungsgemäß eine Strukturierung aufweist, 3 a side view of a cylinder with a cylinder surface, which has a structuring according to the invention,

4 eine Ansicht des Details B gemäß 3, 4 a view of the detail B according to 3 .

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Strukturierung, 5 another embodiment of structuring,

6 eine quer geschnittene Ansicht des Zylinders mit einer Zylinderoberfläche, die eine erfindungsgemäße Strukturierung aufweist, und 6 a cross-sectional view of the cylinder with a cylinder surface having a structuring according to the invention, and

7 eine Ansicht des Details C der Zylinderoberfläche mit einer eingebrachten Strukturierung. 7 a view of the detail C of the cylinder surface with an introduced structuring.

Die 1 und 2 zeigen einen Zylinder 100 für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine und einen Detailausschnitt, wobei die Figuren im einleitenden Teil der vorliegenden Beschreibung bereits beschrieben sind.The 1 and 2 show a cylinder 100 for an air-cooled internal combustion engine and a detailed section, the figures being already described in the introductory part of the present description.

3 zeigt einen Zylinder 100 einer luftgekühlten Brennkraftmaschine, die beispielsweise für ein handhaltbares Arbeitsgerät wie eine Kettensäge, ein Trennschleifer, ein Garten- und Landschaftspflegegerät oder für ein Zweirad ausgebildet ist. Der Zylinder 100 ist als Gussbauteil ausgeführt und ohne weitere Anbauteile dargestellt, insbesondere ist ein sich an den Zylinderfuß 18 anschließendes Kurbelgehäuse nicht gezeigt. 3 shows a cylinder 100 an air-cooled internal combustion engine, which is designed for example for a hand-held implement such as a chainsaw, a grinder, a garden and landscape care device or for a bicycle. The cylinder 100 is designed as a cast component and shown without further attachments, in particular, is a to the cylinder base 18 subsequent crankcase not shown.

Der Zylinder 100 weist eine Zylinderoberfläche 10 auf, an der mehrere parallel zueinander ausgerichtete Kühlrippen 15 angeordnet sind. Um den Zylinder 100 zu kühlen, wird dieser mit einer Kühlluftströmung 11 aus einer Strömungsrichtung 14 angeströmt, beispielsweise durch einen mit der Brennkraftmaschine angetriebenen Ventilator oder beispielsweise durch den Fahrtwind, wenn die Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Zweirades ausgebildet ist.The cylinder 100 has a cylinder surface 10 on, at the several parallel aligned cooling fins 15 are arranged. To the cylinder 100 To cool, this is with a cooling air flow 11 from a flow direction 14 flowed, for example, by a fan driven by the internal combustion engine or for example by the wind, when the internal combustion engine is designed to drive a bicycle.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel des Zylinders 100 zeigt an einer beispielhaften Stelle der Zylinderoberfläche 10 eine erfindungsgemäße Strukturierung 12, die sich vollumfänglich auf der Zylinderoberfläche 10 befindet. Die Strukturierung 12 ist lediglich beispielhaft zwischen zwei Kühlrippen 15 dargestellt, und die Zylinderoberfläche 10 kann über ihrer gesamten Oberfläche eine Strukturierung 12 aufweisen. Durch die Strukturierung 12 wird erfindungsgemäß erreicht, dass die den Zylinder 100 umströmende Kühlluftströmung 11 über einen größeren Umfangswinkel umströmt, da durch die Strukturierung 12 ein längeres Anhaften der Kühlluftströmung 11 angrenzend an die Zylinderoberfläche 10 erreicht wird. In der folgenden 4 ist eine Darstellung des Details B wiedergegeben.The illustrated embodiment of the cylinder 100 shows at an exemplary location of the cylinder surface 10 a structuring according to the invention 12 , which are fully on the cylinder surface 10 located. The structuring 12 is merely an example between two cooling fins 15 shown, and the cylinder surface 10 can structure over its entire surface 12 exhibit. By structuring 12 is achieved according to the invention that the cylinder 100 flowing cooling air flow 11 flows around a larger circumferential angle, as the structuring 12 a longer adherence of the cooling air flow 11 adjacent to the cylinder surface 10 is reached. In the following 4 a representation of the detail B is reproduced.

4 zeigt eine Darstellung des Details B, wie in 3 hervorgehoben. Dabei ist die Strukturierung 12 auf der Zylinderoberfläche 10 vergrößert dargestellt, und das Ausführungsbeispiel zeigt eine Strukturierung 12, die gebildet ist durch eine Vielzahl von Vertiefungen 13 die beispielhaft als ungefähr runde Näpfchen ausgebildet sind. Folglich entspricht die Zylinderoberfläche 10 etwa der Oberfläche eines Golfballes, und die Vertiefungen 13 bilden sogenannte Dimples, die von der Kühlluftströmung 11 überströmt werden. 4 shows a representation of the detail B, as in 3 highlighted. Here is the structuring 12 on the cylinder surface 10 shown enlarged, and the embodiment shows a structuring 12 which is formed by a large number of depressions 13 which are exemplified as approximately round wells. Consequently, the cylinder surface corresponds 10 about the surface of a golf ball, and the depressions 13 form so-called dimples, by the cooling air flow 11 be overflowed.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Strukturierung 12 in Form von Vertiefungen 13 auf der Zylinderoberfläche 10, die rautenförmig ausgebildet sind. 5 shows a further embodiment of structuring 12 in the form of depressions 13 on the cylinder surface 10 , which are diamond-shaped.

In 6 ist ein Querschnitt eines Zylinders 100 mit einer erfindungsgemäßen Zylinderoberfläche 10 umfassend eine Strukturierung 12 gezeigt. Wird der Zylinder 100 aus der gezeigten Strömungsrichtung 14 mit einer Kühlluftströmung 11 angeströmt, so umströmt die Kühlluftströmung 11 den inneren zylindrischen Körper des Zylinders 100. Die Schnittansicht zeigt dabei den Zylinder 100 zwischen zwei Kühlrippen 15, zwischen denen die Kühlluftströmung 11 hindurchströmt.In 6 is a cross section of a cylinder 100 with a cylinder surface according to the invention 10 comprising a structuring 12 shown. Will the cylinder 100 from the flow direction shown 14 with a cooling air flow 11 flowed around, so flows around the cooling air flow 11 the inner cylindrical body of the cylinder 100 , The sectional view shows the cylinder 100 between two cooling fins 15 , between which the cooling air flow 11 flowing.

Auf der stromabwärts liegenden Rückseite des Zylinders 100 bildet sich ein Schattenbereich 16 der Kühlluftströmung 11 aus, der wesentlich kleiner ist als der Schattenbereich 16 gemäß 1, der einen Zylinder 100 gemäß dem Stand der Technik zeigt. Der Zylinder 100 weist auf der Zylinderoberfläche 10 eine Strukturierung 12 auf, durch die sich im Bereich der Grenzschicht die Kühlluftströmung 11 erst wesentlich später von der Zylinderoberfläche 10 ablöst. Folglich umschließt die Kühlluftströmung 11 den Zylinder 100 über einen wesentlich größeren Umströmungswinkel α hinter der Hälfte H des Zylinders 100. Der Ablösepunkt 17, in dem sich die Kühlluftströmung 11 von der Zylinderoberfläche 10 ablöst, liegt wesentlich weiter im hinteren Bereich des Zylinders 100 in Bezug auf die Strömungsrichtung 14 der Kühlluftströmung 11. Die Wirkung der Strukturierung 12 am Beispiel von Vertiefungen 13 in der Zylinderoberfläche 10 ist im Detail C gemäß 7 näher dargestellt.On the downstream back of the cylinder 100 a shadow area forms 16 the cooling air flow 11 which is much smaller than the shadow area 16 according to 1 who has a cylinder 100 according to the prior art shows. The cylinder 100 points to the cylinder surface 10 a structuring 12 through, in the region of the boundary layer, the cooling air flow 11 only much later from the cylinder surface 10 replaces. Consequently, the cooling air flow encloses 11 the cylinder 100 over a much larger flow angle α behind the half H of the cylinder 100 , The detachment point 17 in which the cooling air flow 11 from the cylinder surface 10 detached, lies much further in the rear of the cylinder 100 in terms of flow direction 14 the cooling air flow 11 , The effect of structuring 12 using the example of wells 13 in the cylinder surface 10 is in detail C according to 7 shown in more detail.

7 zeigt den Zylinder 100 mit einer Zylinderoberfläche 10, in der eine Anzahl von Vertiefungen 13 eingebracht ist. Umströmt die Kühlluftströmung 11 die Zylinderoberfläche 10, bilden sich durch die Vertiefungen 13 Verwirbelungen im Bereich der Grenzschicht der Strömung 11 über der Zylinderoberfläche 10. Durch die Verwirbelungen in den Vertiefungen 13 entsteht bereits frühzeitig ein Übergang von einer laminaren in eine turbulente Strömung im Bereich der Grenzschicht, wodurch die Kühlluftströmung 11 stärker an der Zylinderoberfläche 10 haften bleibt. 7 shows the cylinder 100 with a cylinder surface 10 in which a number of wells 13 is introduced. Surrounds the cooling air flow 11 the cylinder surface 10 , form through the depressions 13 Turbulence in the area of the boundary layer of the flow 11 above the cylinder surface 10 , Due to the turbulence in the wells 13 A transition from a laminar to a turbulent flow in the area of the boundary layer occurs at an early stage, whereby the cooling air flow 11 stronger on the cylinder surface 10 sticks.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Zylinder 100 lediglich bereichsweise eine Strukturierung 12 auf der Zylinderoberfläche 10 auf, wobei der Zylinder 100 überwiegend oder sogar vollständig mit einer Strukturierung 12 auf der Oberfläche 10 versehen sein kann. Weiterhin ist die Strukturierung 12 lediglich in Form von Vertiefungen 13 gezeigt, und die Strukturierung 12 kann beispielsweise auch durch Erhebungen auf der Oberfläche 10 ausgebildet sein, etwa durch eine noppenartige Struktur.The invention is not limited in its execution to the above-mentioned merely preferred embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which of the illustrated solution makes use even in fundamentally different versions. Any features and / or advantages resulting from the claims, the description or the drawings, including constructive details or spatial arrangements, can be essential to the invention, both individually and in the most diverse combinations. In the preferred embodiment, the cylinder 100 only structurally in certain areas 12 on the cylinder surface 10 on, with the cylinder 100 predominantly or even completely with a structuring 12 on the surface 10 can be provided. Furthermore, the structuring 12 only in the form of depressions 13 shown, and the structuring 12 For example, by elevations on the surface 10 be formed, for example by a knob-like structure.

Ferner ist bekannt, dass eine Luftströmung über einer Zylinderoberfläche auch durch eine unregelmäßige Oberflächenstruktur positiv beeinflusst werden kann, um den Umströmungswinkel α einer Strömung um einen Zylinder zu vergrößern. Folglich kann die Erfindung auch den Gedanken umfassen, die Zylinderoberfläche des Zylinders nach dem Formenguss in einem unbehandelten, nicht geputzten Zustand zu belassen oder die Zylinderoberfläche kann prozessbedingt durch den Formenguss bereits eine Strukturierung aufweisen. So kann durch den Guss die Zylinderoberfläche bereits derart ausgeführt sein, dass die Kühlluftströmung den Zylinder über einen größeren Umströmungswinkel umströmt bzw. dass der Umschlagpunkt einer laminaren in eine turbulente Kühlluftströmung gegen die Anströmrichtung vorverlagert wird.Furthermore, it is known that an air flow over a cylinder surface can also be positively influenced by an irregular surface structure in order to increase the flow around angle α of a flow around a cylinder. Consequently, the invention may also include the idea of leaving the cylinder surface of the cylinder in an untreated, unpainted state after the casting of the mold, or the cylinder surface may already have structuring due to the molding process due to the process. Thus, by the casting, the cylinder surface may already be designed such that the cooling air flow flows around the cylinder over a larger flow angle or that the transition point of a laminar is vorverlagert in a turbulent flow of cooling air against the flow direction.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Zylindercylinder
1010: Zylinderoberflächecylinder surface
1111: KühlluftströmungCooling air flow
1212: Strukturierungstructuring
1313: Vertiefungdeepening
1414: Strömungsrichtungflow direction
1515: Kühlrippecooling fin
1616: Schattenbereichshadow area
1717: Ablösepunkttransfer point
1818: ZylinderfußCylinder
HH: Hälfte des ZylindersHalf of the cylinder
αα: UmströmungswinkelUmströmungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 1175947 A [0002]

Claims

Cylinder ( 100 ) for an air-cooled internal combustion engine, in particular an internal combustion engine for a hand-held implement such as a chain saw, a cut-off machine, a gardening and landscaping device or for a two-wheeler, with a cylinder surface ( 10 ), which with a cooling air flow ( 11 ), characterized in that the cylinder surface ( 10 ) a structuring ( 12 ), through which the cooling air flow ( 11 ) flows around the cylinder over an enlarged area.

Cylinder according to claim 1, characterized in that the structuring ( 12 ) by depressions ( 13 ) in the cylinder surface ( 10 ) is formed.

Cylinder according to claim 2, characterized in that the depressions ( 13 ) through discrete and adjacent to each other in the cylinder surface ( 10 ) introduced wells ( 13 ) are formed.

Cylinder according to claim 3, characterized in that the wells ( 13 ) have a round, in particular a spherical cap, an elliptical shape or a diamond shape, in particular wherein the main axis of the elliptical shape or the diamond shape in the flow direction ( 14 ) aligned in the cylinder surface ( 10 ) are introduced.

Cylinder according to one of claims 2 to 4, characterized in that the depressions ( 13 ) are formed in shape and size such that the cooling air flow ( 11 ) flows around the cylinder over a larger flow angle (α).

Cylinder according to one of claims 2 to 5, characterized in that the depressions ( 13 ) are formed in shape and size such that the transition point of a laminar into a turbulent flow of cooling air ( 11 ) is advanced against the direction of flow.

Cylinder according to one of the preceding claims, characterized in that cooling fins ( 15 ), the structuring ( 12 ) on the cylinder surface ( 10 ) at least between the cooling fins ( 15 ) is arranged.

Cylinder according to one of the preceding claims, characterized in that the structuring ( 12 ) is arranged fully on the cylinder.

Air-cooled internal combustion engine, in particular a hand-held working machine such as a chain saw, a cut-off machine, a gardening and landscaping device or for a two-wheeler, with a cylinder ( 100 ) comprising a cylinder surface ( 10 ), which with a cooling air flow ( 11 ), characterized in that the cylinder surface ( 10 ) a structuring ( 12 ), through which the cooling air flow ( 11 ) flows around the cylinder over an enlarged area.

An air-cooled internal combustion engine according to claim 9, comprising a cylinder according to any one of claims 2 to 8.