DE4311648A1 - Im Druckgußverfahren herstellbarer, mehrteiliger Querstrom-Zylinderkopf für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 von der DE-U 18 94 505 aus.

Bei diesem bekannten Zylinderkopf sind über dessen ge­ samte Breite geteilte erste und zweite Druckgußteile vor­ gesehen, die unter Zwischenlage einer Dichtung mittels Verschraubungen gegenseitig verspannt angeordnet sind.

Nachteilig bei diesem Aufbau eines Zylinderkopfes aus wieder trennbaren Druckgußteilen ist die geringere Stei­ figkeit gegen dynamische Belastungen, die auch die Dich­ tung mechanisch stark belasten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Druck­ gußverfahren herstellbaren, mehrteiligen Querstrom-Zylin­ derkopf für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen so zu gestalten, daß eine hohe Quer- und Längssteifigkeit bei geringer belasteten Dichtungen erzielt ist.

Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Kühlmittelmantel steuergehäuseseitig mittels zweier ge­ sonderter, parallel zu den Achsen der V-förmig vorgese­ henen Ventil-Führungen bewegbar in einer Druckgußform des zylinderseitigen Druckgußteiles angeordneter Kerne aus beständigem Material ausgeformt ist, wobei die Kerne un­ terhalb eines steuergehäuseseitig auszubildenden Deck­ wandabschnittes im Bereich der zwischen gegenüberliegen­ den Querstromkanälen verlaufenden Mittenebene des Zylin­ derkopfes bündig aneinander stoßen, und ferner jeder Kern mit jeweils einer Ausnehmung für die Ventil-Führung und den kühlmantelseitigen Abschnitt des jeweiligen Quer­ stromkanales versehen ist.

Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung ist für einen mehr­ teiligen Druckguß-Zylinderkopf ein zylinderseitiges Druckgußteil erzielt mit zwei steuergehäuseseitigen Öff­ nungen des Kühlmittelmantels, zwischen denen im Bereich der Mittenebene des Zylinderkopfes ein gegossener Deck­ wandabschnitt verläuft. Dieser insbesondere nach einer weiteren Ausgestaltung mit einem Butzen zur Aufnahme einer Zünd- oder Einspritzeinrichtung einstückig verbun­ dene Deckwandabschnitt ergibt ferner in Verbindung mit gehäuseartig gestalteten Steuerleisten zur weiteren er­ findungsgemäßen Abdeckung der Öffnungen des Kühlmittel­ mantels einen in Quer- und Längsrichtung steifen Zylin­ derkopf mit zudem geringer belasteten Dichtungen.

Mit der Anwendung von unter einem spitzen Winkel gemäß den V-förmig angeordneten Ventil-Führungen in einer Druckgußform des zylinderseitigen Druckgußteiles bewegba­ ren Kernen aus beständigem Material wird in weiterer vor­ teilhafter Weise ein optimaler Kühlmittelmantel bei klei­ nen Außenabmessungen des vorgenannten Druckgußteiles und geringen Wandstärken erzielt. Ein anderer Vorteil der zur Ausformung des Kühlmittelmantels verwendeten Kerne aus beständigem Material, vorzugsweise Stahl, liegt in der Variationsbreite der Gestaltungsmöglichkeiten des Zylin­ derkopfes. Anstelle der gehäuseartigen, mit relativ hohen Seitenbegrenzungen ein hohes Widerstandsmoment gegen Bie­ gung aufweisenden Steuerleisten ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, die Biegesteifigkeit auch durch zu­ sätzlich an das zylinderseitige Druckgußteil einstückig angeformte Seitenwände zu erzielen, oder aber diese zu­ sätzlich zu den Steuerleisten vorzusehen.

Weitere Einzelheiten für vorteilhafte Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in zusätzlichen Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen in einer Druckgußform gefertigten Quer­ strom-Zylinderkopf, in

Fig. 2 den Zylinderkopf im Querschnitt mit aufgesetz­ ten Steuerleisten und in

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Zylinderkopf zwi­ schen benachbarten Brennraummulden.

Ein aus Fig. 2 erkennbarer, mehrteiliger Querstromzylin­ derkopf 1 für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen umfaßt ein erstes, zylinderseitiges Druckgußteil 2, das in einer durch eine Schraffur 3 der Fig. 1 kenntlich ge­ machten, lediglich abschnittsweise dargestellten Druck­ gußform 4 ausgeformt ist. Das zylinderseitige Druckguß­ teil 2 weist einen Querstromkanäle 5, 6 und V-förmig an­ geordnete Führungen 7 für nicht gezeigte Gaswechselven­ tile im wesentlich umgebenden, von boden- und außenseiti­ gen Wandungen 8, 9, 10 begrenzten Kühlmittelmantel 11 auf. Der Kühlmittelmantel 11 ist steuergehäuseseitig mit­ tels zweier gesonderter, parallel zu den Achsen 12 der V-förmig vorgesehenen Ventilführungen 7 bewegbar in der Druckgußform 4 angeordneter Kerne 13, 14 aus beständigem Material, insbesondere Stahl, ausgeformt. Weiter stoßen die Kerne 13, 14 unterhalb eines steuergehäuseseitig aus­ zubildenden Deckwandabschnittes 15 im Bereich der zwi­ schen den gegenüberliegenden Querstromkanälen 5, 6 ver­ laufenden Mittenebene 16 des Zylinderkopfes 1 bündig an­ einander. Schließlich ist jeder Kern 13, 14 mit jeweils einer Ausnehmung 17, 18 für die Ventilführung 7 und dem kühlmantelseitigen Abschnitt 19 bzw. 20 des jeweiligen Querstromkanales 5, 6 versehen.

Weiter sind im Druckgußteil 2 bodenseitig einer Brenn­ raummulde 21 benachbart vorgesehene Kühlmittel- Steigkanäle 22 mittels in der Druckgußform 4 angeordneter Fortsätze 23 ausgebildet, die bei zum Gießen des Druck­ gußteiles 2 geschlossener Druckgußform 4 mit den jeweili­ gen Kühlmantel-Kernen 13, 14 in formschlüssiger Verbin­ dung stehen, wie dies im linken Bildteil der Fig. 3 dar­ gestellt ist. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Kühl­ mittel-Steigkanäle 22 mit im Boden 8 des Druckgußteiles 2 ausgeformten Längs- bzw. Ringkanälen 24 in kühlmittelfüh­ render Verbindung stehen.

Die Kühlmantel-Kerne 13, 14 weisen in einander zuge­ wandten Bereichen Ausnehmungen 25, 26 auf zur Ausformung eines der Aufnahme einer Zünd- oder Einspritzeinrichtung dienenden Butzens 27. Der Butzen 27 steht mit dem Deck­ wandabschnitt 15 in einstückiger Verbindung und versteift damit den Zylinderkopf 1.

Mit dem Kühlmittelmantel-Kernen 13 und 14 ergeben sich im zylinderseitigen Druckgußteil 2 in den Bereichen der Ven­ tilführungen 7 steuergehäuseseitige Öffnungen 28, 29 des Kühlmantels 11. Diese Öffnungen 28, 29 des Druckgußteiles 2 werden bevorzugt mit im Druckguß ausgeführten Steuer­ leisten 30 für einen Ventiltrieb verschlossen. Diese je­ weils mit einem integrierten Ventiltrieb ausgerüsteten Steuerleisten 30 sind als baulich geschlossene Einheiten gestaltet mit relativ hohen Seitenbegrenzungen 31. Diese Steuerleisten 30 ergeben in Verbindung mit dem mittigen Deckwandabschnitt 15 und den mit diesen verbundenen Butzen 27 eine hohe Aussteifung des Zylinderkopfes 1 in Quer- und Längsrichtung.

Wie in den Fig. 2 und 3 angedeutet, kann das zylinder­ seitige Druckgußteil 2 durch zusätzliche Seitenwände 32 ein Steuergehäuse 33 umfassen. Diese zusätzlichen Seiten­ wände 32 ergeben eine weitere Versteifung insbesondere in Längsrichtung des Zylinderkopfes 1.

Bei einem zylinderseitigen Druckgußteil 2 mit zusätzli­ chen Seitenwänden 32 ist es aber auch möglich, die steuergehäuseseitigen Öffnungen 28, 29 des Kühlmittel­ mantels 11 in Bereichen der Ventilführungen 7 mittels einfacher Deckel zu verschließen. Es ist ferner denkbar, derartige Deckel mit Lagerbücken zur Aufnahme von Nockenwellen auszubilden.

Mit der Erfindung ist ein im Druckgußverfahren vorteil­ haft herstellbarer, mehrteiliger Querstrom-Zylinderkopf für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen erzielt, wo­ bei mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausbildung des Kühlmittelmantels durch zwei unter einem spitzen Win­ kel relativ zueinander bewegbaren Stahlkernen eine Zylin­ derkopfgestaltung mit erheblicher konstruktiver Freiheit erzielt ist.

Claims (8)

1. Im Druckgußverfahren herstellbarer, mehrteiliger Querstrom-Zylinderkopf für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen

• - mit einem ersten, zylinderseitigen Druck-Guß­ teil (2) und einem zweiten, steuergehäuse­ seitigen Gußteil (30), wobei
• - das zylinderseitige Druckgußteil (2) einen die Querstromkanäle (5, 6) und V-förmig angeord­ nete Führungen (7) für Gaswechselventile im wesentlichen umgebenden, von boden- und außen­ seitigen Wandungen (8, 9, 10) begrenzten Kühl­ mittelmantel (11) aufweist, der
• - steuergehäuseseitig mittels des zweiten, Ven­ tiltriebeinrichtungen aufnehmenden Gußteiles (30) verschließbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Kühlmittelmantel (11) steuergehäuse­ seitig mittels zweier gesonderter, im wesent­ lichen parallel zu den Achsen (12) der V-för­ mig vorgesehenen Ventil-Führungen (7) bewegbar in einer Druckgußform (4) des zylinderseitigen Druckgußteiles (2) angeordneter Kerne (13, 14) aus beständigem Material ausgeformt ist, wobei
• - die Kerne (13, 14) unterhalb eines steuer­ gehäuseseitig auszubildenden Deckwandab­ schnittes (15) im Bereich der zwischen gegen­ überliegenden Querstromkanälen (5, 6) verlau­ fenden Mittenebene (16) des Zylinderkopfes (1) bündig aneinander stoßen und ferner
• - jeder Kern (13, 14) mit jeweils einer Ausneh­ mung (17, 18) für die Ventilführung (7) und den kühlmantelseitigen Abschnitt (19, 20) des jeweiligen Querstromkanales (5, 6) versehen ist.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net,

• - daß im Druckgußteil (2) bodenseitig einer Brennraummulde (21) benachbart vorgesehene Kühlmittel-Steigkanäle (22) mittels in der Druckgußform (4) angeordneter Fortsätze (23) ausgebildet sind, die
• - mit den jeweiligen Kühlmittelmantel-Kernen (13, 14) in formschlüssiger Verbindung stehen.

3. Zylinderkopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kühlmittel-Steigkanäle (22) mit im Boden (8) des Druckgußteiles (2) ausgeformten Längs- und/oder Ringkanälen (24) in Verbindung ste­ hen.

4. Zylinderkopf nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein zur Aufnahme einer Zünd- oder Ein­ spritzeinrichtung vorgesehener Butzen (27) mittels Ausnehmungen (25, 26) in einander zu­ gewandten Bereichen der Kühlmittelmantel-Kerne (13, 14) ausgeformt ist und
• - daß der Butzen (27) mit dem Deckwandabschnitt (15) in einstückiger Verbindung steht.

5. Zylinderkopf nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Druckgußteil (2) in Be­ reichen der Ventilführungen (7) steuergehäuseseiti­ gen Öffnungen (28, 29) des Kühlmittelmantels (11) mittels bevorzugt in Druckguß ausgeführten Steuer­ leisten (30) für einen Ventiltrieb verschließbar sind.

6. Zylinderkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerleisten (30) als baulich ge­ schlossene Einheiten mit jeweils einem integrierten Ventiltrieb ausgebildet sind.

7. Zylinderkopf nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Druckgußteil (2) in Be­ reichen der Ventilführungen (7) steuergehäuseseiti­ gen Öffnungen (28, 29) des Kühlmittelmantels (11) mittels Steuerwellenlager tragenden Deckeln in einem durch zusätzliche Seitenwände (32) ausgebil­ deten Steuergehäuse (33) verschließbar sind.