DE1576409B1

DE1576409B1 - Gegossener Zylinderkopf

Info

Publication number: DE1576409B1
Application number: DE19671576409
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Priority date: 1966-11-08
Filing date: 1967-11-07
Publication date: 1972-04-27
Also published as: GB1201363A; FR1506513A; US3468295A

Description

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sich bekannter Weise durch einen Stopfen verschließ- F i g. 5 sind der Ventilsitzring 8 eines Auslaßventils bar sind. und die Ventilführung 9 für den Schaft dieses Ventils

Der Zylinderkopf nach der Erfindung ist im Gegen- ersichtlich, während in F i g. 7 der Ventilsitzring 10 satz zu dem Zylinderkopf nach der USA.-Patent- eines Einlaßventils und die Ventilführung 11 für den schrift 2 767 694 ohne weiteres einstückig gieß- und 5 Schaft dieses Ventils gezeigt sind. Die Einlaß- und ausformbar und kann im Vergleich zu dem Zylinder- Auslaßventile jedes Verbrennungsraumes 7 sind, wie kopf nach der USA.-Patentschrift 3 186 387 ohne insbesondere in Fig.'ö gezeigt ist, beiderseits der jegliche Anwendung von Dornen gegossen werden. Zylinderachse so angeordnet, daß die Verbindung Dabei wird über jedem Verbrennungsraum ein sich der Ventilsitzmitten auf einer Geraden a-b liegt, die trichterförmig nach oben erweiternder Hohlraum io mit der Längsebene A-B des Zylinderkopfs einen beim Gießen des Zylinderkopfes mittels eines ent- Winkel zwischen 40 und 60°, vorzugsweise etwa 50° sprechenden Ansatzes gebildet, der am oberen Teil einschließt. Diese Anordnung bietet den Vorteil, den der mehrteiligen Gießform angeordnet ist. Jeder die- Kühlwasserstrom in besonders günstiger Weise um ser Hohlräume wird am oberen Ende durch einen die Auslaßleitungen 4 herumleiten und dabei noch Stopfen verschlossen, unter dem die Hohlräume je- 15 den Ventilsitzen 5, 6 und den Einlaßleitungen 2 die weils die Kanäle und die Hohlräume unter sich ver- wünschenswerten größten Abmessungen geben zu binden. Die Kanäle entstehen durch das Zusammen- können. Hierzu würde z. B. die Anordnung der Venwirken von Formansätzen bzw. Vorsprüngen, die die tile jedes Verbrennungsraumes 7 nebeneinander in der Hohlräume bilden, mit den kegeligen Formansätzen, Längsebene A-B des Zylinderkopfes oder beiderseits die die trichterförmigen Hohlräume bilden. Bei dem 20 dieser Längsebene auf einer dazu senkrechten Quer-Zylinderkopf nach der Erfindung wird somit beim linie keine befriedigende Lösung bieten. In jeden Gießen ohne die Notwendigkeit der Anwendung von Verbrennungsraum 7 mündet neben der Einlaß- und Dornen eine gewundene obere Wasserführung durch der Auslaßleitung 2, 4 eine Gewindeöffnung 12 zur die Aufeinanderfolge der oberen trichterförmigen Aufnahme der Zündkerzen, die auf diese Weise in Hohlräume gebildet, die jeweils an ihrem oberen 25 den Hohlräumen angeordnet sind, die die Einlaßlei-Ende durch einen Stopfen verschlossen werden und tungen2 voneinander trennen (vgl. Fig. 3).
nacheinander die Querhohlräume miteinander ver- Ferner sind in der Dichtungsebene des Zylinderbinden. Hierbei wird durch die Verwendung an sich kopfes unter den Einlaß- und den Auslaßleitungen bekannter kegeliger Formansätze bzw. -vorspränge 2,4 jedes Verbrennungsraumes 7 durch Ausspaan Stelle von Dornen der erhebliche Fortschritt er- 30 rungen 13 und 14 Kühlwasserzuführungen gebildet, reicht, daß beim Gießen des Zylinderkopfes in einem die in F i g. 5 im Querschnitt und in den F i g. 4 Stück mit einfachen Mitteln eine gleichmäßige Wand- und 6 im Grundriß gezeigt sind. Die Aussparungen dicke für alle Hohlräume, Kanäle und Leitungen des 13,14 sind zur Einleitung des Kühlwassers, das aus Kühlwasserraumes und damit eine gleichmäßige und dem in F i g. 5 mit 15 bezeichneten Zylindermantel einwandfreie Kühlung der Brennkraftmaschine ge- 35 zuströmt und von einer nicht gezeichneten üblichen währleistet ist. Druckpumpe in Umlauf gesetzt wird, mit dem Zylin-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der dermantel 15 durch in der Zylinderkopfdichtung 18 Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher angeordnete Durchlaßöffnungen 16 und 17 verbunbeschrieben. In der Zeichnung zeigt den, die in Fig. 4 gestrichelt angedeutet sind. Zur

Fig. 1 die Draufsicht auf einen Zylinderkopf ge- 40 Weiterleitung des Kühlwassers stehen die Ausspamäß der Erfindung, rungen 13,14 über Öffnungen 19 und 20 mit Kam-

F i g. 2 die Seitenansicht des Zylinderkopfs in Rieh- mern des Kühlwasserraumes in Verbindung, die durch tung des Pfeils II in Fig. 1, die Auslaßleitungen 4 umgebende seitliche Hohl-

F i g. 3 teilweise eine Seitenansicht des Zylinder- räume 21, 22 und 23 gebildet sind. Diese Hohlräume kopfes in Richtung des Pfeils III in Fig. 1, teilweise 45 verlaufen quer zu der Längsebene A-B des Zylindereinen Schnitt längs der Linie III A -III A in Fig. 5, kopfes und sind sämtlich an der Seitenwand 3 offen.

F i g. 4 die Ansicht des Zylinderkopfs von unten, Außerdem verjüngen sich die Hohlräume 21, 22, 23

F i g. 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V in mit zunehmendem Abstand von der Seitenwand 3 F i g. 6, nach innen, so daß die zur Bildung dieser Hohlräume

F i g. 6 Horizontalteilschnitte längs der Linien 50 beim Preßgußverfahren verwendeten, von der zuge-VI A-Vl A, YlB-VLB und YlC-VIC in Fig. 5, hörigen Formseite vorspringenden Formansätze beim

F i g. 7 einen Querschnitt durch den Zylinderkopf Öffnen der Gießform mit den Formteilen leicht aus längs der Achse einer Einlaßleitung, dem gegossenen Zylinderkopf herausbewegt werden

F i g. 8 einen Längsschnitt durch den Zylinderkopf können. Die Hohlräume 21, 22 und 23 umgeben die längs der Linie VIII-VIII in F i g. 1, 55 Auslaßleitungen 4 bis zu den inneren Enden dersel-

F i g. 9 einen Querschnitt längs der Linie IX-IX in ben neben ihrer jeweiligen Einmündung 6 in den Fig. 1. Verbrennungsraum7. Um die Kühlung der inneren

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Enden der Auslaßleitungen 4 zu ermöglichen, ist in gegossene Zylinderkopf für eine Vierzylinder-Brenn- dem Zylinderkopf für den Kühlwasserraum zwischen kraftmaschine bestimmt, jedoch ist die Erfindung 60 der Einlaßleitung 3 und der Auslaßleitung 4 über ohne weiteres auch bei einer Brennkraftmaschine mit jedem Verbrennungsraum 7 ein oberer Hohlraum 24 größerer Zylinderzahl anwendbar. vorgesehen. Diese Hohlräume 24 sind gemäß F i g. 5

Von der einen Seitenwand 1 des Zylinderkopfes trichterförmig gestaltet und werden beim Gießen des aus sind die Einlaßleitungen 2 und von der gegen- Zylinderkopfes durch Formansätze gebildet, die von überliegenden Seitenwand 3 aus die Auslaßlei- 65 dem oberen Teil der Gießform ausgehen. Auf diese tungen4 eingeführt. Die Einlaß- bzw. Auslaßlei- Weise sind die Hohlräume 21, 22, 23, 24 ohne tungen 2,4 münden jeweils mit den Ventilsitzen 5,6 Schwierigkeiten frei ausformbar. Durch die beschriein die kalottenförmigen Verbrennungsräume 7. Aus bene Anordnung der Einlaß- und Auslaßleitungen

3,4 und des Zündkerzensitzes 12 wird ermöglicht, die Hohlräume 24 jeweils stark nach oben zu erweitern, wodurch die freie Ausformbarkeit erleichtert wird. Auch ist hierdurch ermöglicht, daß die Hohlräume 24 in übereinanderliegenden Horizontalebenen, z. B. in den Ebenen der Horizontalschnitte VI-B und VI-C der F i g. 5 weitgehend dem Umriß der Ein- und Auslaßleitungen 2,4 angepaßt werden können. Auf diese Weise ist wiederum ermöglicht, daß die Wandungen im Zylinderkopf gleichmäßig dick ausgebildet werden können, wodurch die Bildung eines einwandfreien Gußstücks, das im Betrieb gleichmäßig gekühlt werden kann, begünstigt wird.

Die oberen Hohlräume 24 sind gemäß F i g. 5 wie an sich bekannt, jeweils an ihrem oberen Ende durch einen Stopfen 25 verschließbar. Unter diesem Stopfen schneiden die Hohlräume 24, wie aus F i g. 6, Schnitt VI-C zu entnehmen ist, die seitlichen Hohlräume 22 und 23 unter Bildung von Kanälen 26 und 27 an. Weiterhin wird bei der Bearbeitung des Guß-Stückes eine Öffnung 35, die den Hohlraum 21 mit dem unteren Teil des Hohlraumes 24 verbindet (vgl. Fig. 8), in die Zwischenwand zwischen diesen Hohlräumen geschnitten. Auf diese Weise sind alle Hohlräume 21, 22, 23, 24 des Kühlwasserraumes miteinander verbunden, wobei das durch die Öffnung 19 in den Hohlraum 21 einströmende Kühlwasser zunächst den Hohlraum 24 und von diesem aus die Hohlräume 22 und 23 durchströmen kann.

Für die Abführung des Kühlwassers aus den Hohlräumen des Zylinderkopfs ist eine längs verlaufende Wasserabzugsleitung 28 vorgesehen, die aus einem Teil 28¹, der zum Zylinderkopf, und einem Teil 28², der zu einem Deckel 29 gehört, gebildet wird. Der Deckel 29 liegt an der Seitenwand 3 des Zylinderkopfs an und verschließt die seitlichen Hohlräume 21, 22, 23 unter gegenseitiger Verbindung. Die Wasserabzugsleitung 28 läuft in eine Wasseraustrittsleitung 30 aus (Fig. 6).

Die zum Befestigen des Zylinderkopfes auf dem Zylinderblock dienenden Schrauben 31 sind derart um jeden Zylinder herum angeordnet, daß sie an den vier Ecken eines diesen umgebenden Quadrates liegen. Die Schrauben 31 gehen dabei durch die Hohlräume 21 hindurch (vgl. Fig. 6), wobei die Spannkräfte von den Augen 32 auf die beiden seitlichen Wände übertragen werden, die die Flanken dieser Hohlräume 21 darstellen und die entsprechend verstärkt sind. In dem Zylinderkopf können ferner gemäß Fig. 9 die Lager 33 für die Nockenwelle und die Halblager 34 zur Aufnahme der nicht gezeichneten Kipphebelachsen vorgesehen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Längsleitung gebildet wird, die beim Gießen des

Patentanspruch: Zylinderkopfes mittels zweier gleichachsiger Längs

dorne hergestellt wird. Diese Längsdorne, die von

Gegossener Zylinderkopf für wassergekühlte beiden Stirnseiten der Gießform in den Formraum Brennkraftmaschinen mit obenliegender Nocken- 5 hineinragen, müssen zum Ausformen eine merkliche welle, mit beiderseits der durch die Achse der Verjüngung nach ihren inneren Enden zu aufweisen, Zylinder der Maschine verlaufenden Längsebene die zur Folge hat, daß der Leitungsquerschnitt von angeordneten und gegen diese Ebene geneigten außen nach innen abnimmt. Demgemäß wird die Ventilen, mit etwa kalottenförmigen Verbren- Wanddicke des die Leitung bildenden Zylinderkopf nungsräumen und dort hineinmündenden Ein- io werkstoffs nach innen größer, so daß die Wanddicken laß-, und Auslaßleitungen, die sich auf der Seite im Zylinderkopf verschieden werden und eine gleichdes Zylinderkopfes öffnen, die den entsprechen- mäßige Kühlung des Zylinderkopfes beeinträchtigt den Ventilen benachbart ist, wobei die Verbin- wird. Außerdem müssen diese Längsdorne in der dung der Ventilsitzmitten eines Verbrennungs- Form genau ausgerichtet werden, was ebenso wie raums auf einer Geraden liegt, die mit der Längs- 15 das Herausnehmen der Längsdorne aus dem gegosseebene des Zylinderkopfes einen Winkel zwischen nen Zylinderkopf genaue und langwierige Arbeits-40 und 60° einschließt, dadurch gekenn- gänge erfordert. Schließlich brechen solche Längszeich η e t, daß der Kühlwasserraum in an sich dorne leicht, wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit bekannter Weise um die Auslaßleitungen herum verringert wird.

frei ausformbare, seitliche Hohlräume (21, 22, 2c Durch die USA.-Patentschrift 2 767 694 ist zwar 23) aufweist, die quer zu der Längsebene (A, B) bekannt, einen Zylinderkopf der eingangs genannten verlaufen und durch einen Deckel (29) verschließ- Art, bei dem die Längsachsen der Ventile jedes Verbar sind, der sie miteinander verbindet und eine brennungsraumes aus Geraden liegen, die mit der längs verlaufende Wasserabzugsleitung (28) bil- senkrechten Längsmittelebene des Zylinderkopfes det, und die mit Wasserzuführungen in Verbin- 25 einen Winkel einschließen, so auszubilden, daß zum dung stehen, die durch Aussparungen (13, 14) in Gießen des Zylinderkopfes keinerlei herausnehmbare der Dichtungsebene des Zylinderkopfes entstan- Dorne notwendig sind. Dies ist aber bei diesem beden sind und unter den Einlaß und den Auslaß- kannten Zylinderkopf nur dadurch ermöglicht, daß leitungen verlaufen, daß der Kühlwasserraum fer- der Zylinderkopf durch zwei je für sich gegossene ner über jedem Verbrennungsraum (7) je einen 30 Teile gebildet wird, die nach dem Gießen in einer zu nach oben frei ausformbaren, oberen Hohlraum den Achsen der Zylinder schräg verlaufenden Ebene (24) aufweist, die die seitlichen Hohlräume (21, übereinanderliegend abdichtend miteinander ver-22, 23) so anschneiden, daß alle Hohlräume (21, bunden werden. Abgesehen davon, daß die Abdich-22, 23, 24) des Kühlwasserraumes durch Kanäle tung und Verbindung der beiden übereinanderliegen-(26, 27) miteinander in Verbindung stehen, wo- 35 den Zylinderkopfteile schwierig ist und eine besonbei die oberen Hohlräume (24) in an sich bekann- dere Nachbearbeitung der Verbindungsflächen notter Weise durch einen Stopfen (25) verschließbar wendig macht, wird auch durch das Gießen je zweier sind. Gußstücke für einen Zylinderkopf die Arbeitsge-

schwindigkeit verringert.

40 Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen solchen Zylinderkopf so zu gestalten,

Die Erfindung betrifft einen gegossenen Zylinder- daß er als einstückiges Gußstück ohne jede Anwenkopf für wassergekühlte Brennkraftmaschinen mit dung von Dornen insbesondere im Druckgußverfahobenliegender Nockenwelle, mit beiderseits der ren unter Verwendung einer schnellarbeitenden, autodurch die Achse der Zylinder der Maschine ver- 45 matischen Druckgußmaschine mit großer Arbeitsgelaufenden Längsebene angeordneten und gegen diese schwindigkeit gegossen werden kann und dabei in Ebene geneigten Ventilen, mit etwa kalottenförmi- allen seinen wesentlichen Teilen eine gleichmäßige gen Verbrennungsräumen und dort hineinmünden- Werkstoffdicke aufweist, die eine einwandfreie gleichden Einlaß- und Auslaßleitungen, die sich auf der . mäßige Kühlung gewährleistet. Seite des Zylinderkopfes öffnen, die den entsprechen- 5° Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erden Ventilen benachbart ist, wobei die Verbindung findung darin, daß der Kühlwasserraum des Zylinder Ventilsitzmitten eines Verbrennungsraums auf derkopfes, wie an sich durch die erstgenannte USA.-einer Geraden liegt, die mit der Längsebene des Patentschrift 3 186 387 bekannt, um die'Auslaßlei-Zylinderkopfes einen Winkel zwischen 40 und 60° tungen herum frei-ausformbare, seitliche Hohlräume einschließt. 55 aufweist, die quer zur Längsebene des Zylinderkopfes

Durch die USA.-Patentschrift 3 186 387 ist ein ge- verlaufen, daß weiterhin diese- Hohlräume durch gossener Zylinderkopf ähnlicher Art bekannt, bei einen Deckel verschließbar sind,, der sie miteinander dem um die Einlaßleitungen und die Auslaßleitungen verbindet und eine längs verlaufende Wasserabzugsherum waagerechte Hohlräume quer zur Längsmittel- leitung bildet, und mit Wasserzuführungen in Verebene des Zylinderkopfes angeordnet und nach der 60 bindung stehen, die durch Aussparungen in der Seite desselben zu derart erweitert sind, daß sie beim Dichtungsebene des Zylinderkopfes entstanden sind Gießen des Zylinderkopfes durch entsprechende und unter den Einlaß- und den Auslaßleitungen ver-Formansätze der aus mehreren Teilen zusammenge- laufen, daß der Kühlwasserraum ferner über jedem setzten Gießform gebildet werden. Bei diesem be- Verbrennungsraum je einen nach oben frei ausformkannten Zylinderkopf enthält der Kühlwasserraum 65 baren, oberen Hohlraum aufweist, die die seitlichen zwei Hauptströmungswege, von denen der eine in Hohlräume so anschneiden, daß alle Hohlräume des Längsrichtung des Zylinderkopfes über den Verbren- Kühlwasserraumes durch Kanäle miteinander in Vernungsräumen verlaufende Strömungsweg durch eine bindung stehen, wobei die oberen Hohlräume in an