AT255836B - Zylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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  Zylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine 
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 so hoch ansteigen, dass im Inneren des Steges plastische Verformung eintreten kann. Rissbildung bzw. ein Verziehen der Ventilsitze usw. werden so mit Sicherheit vermieden. 



   Die freie gewindelose Länge des Spannstiftes ist dabei so ausgeführt, dass ein ausreichend langer   Ventilstegbereich vorgespannt wird. Eine solche Schraube kann   beispielsweise mittels eines Drehmomentschlüssels auf die für den Stegbereich jeweils vorgesehene Vorspannung entsprechend angezogen werden. 



   Schliesslich wird noch vorgeschlagen, dass der Gewindestift aus einem Werkstoff wesentlich höherer
Festigkeit als der Zylinderkopfwerkstoff besteht. Auf diese Art hat der Gewindestift gegenüber einer direkten Auflage auf der Leichtmetallmasse nunmehr einen unnachgiebigen Sitz, da der   Abstützdruck   des Gewindestiftes auf eine durch die Gewindegänge vergrösserte Fläche verteilt und so die spezifische Flächenpressung des Leichtmetalles verringert ist. 



   Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand eines Ausführungsbeispieles eines aus einem einzigen Stück bestehenden geschlossenen Leichtmetallzylinders schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Leichtmetallzylinderkopf einer luftgekühlten, ventilgesteuerten Einspritzkraftmaschine mit einer Vorspanneinrichtung für den Ventilsteg, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Zylinderkopf nach Fig. l in der Ebene des Ventilsteges, Fig. 3 einen senkrecht zu Fig. 1 geführten Längsschnitt durch den Zylinderkopf und Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Zylinderkopf in der Schnittebene durch den Ventilsteg mit einer möglichen Rissbildungsstelle am Ventilsteg ohne Anwendung einer Vorspanneinrichtung. 



   Der Leichtmetallzylinder 1 nach Fig. l weist an seinem Umfang Kühlrippen 2 auf. In dem Zylinder 1 ist eine Laufbüchse 3 für den Kolben 4 eingesetzt, der einen darin angeordneten Brennraum 5 aufweist. Der flüssige Kraftstoff wird in den Kolbenbrennraum 5 durch eine hier nicht dargestellte, in den Zylinderkopf bei 6 eingeschraubte Düse eingespritzt. Im Querschnitt nach Fig. 2 sind der Ventilsitz 7 für das Einlassventil und der Ventilsitz 8 für das Auslassventil dargestellt, an die sich der Einlasskanal 9 (Fig. 3) sowie der Auslasskanal 10 (Fig. 3) anschliessen. 



   Im Ventilsteg 11 (Fig. l und 3) ist eine Sacklochbohrung 12 mit einem in ihrem Boden eingeschraubten Gewindestift 13 vorgesehen, gegen dessen freie   Stirnfläche   sich ein Spannstift 14 abstützt. Damit der Ventilsteg 11 durch den Spannstift 14 vorgespannt werden kann, ist dessen über den vorgesehenen Vorspannbereich a (Fig. l) verlängertes Ende in einem Gewinde 15 der Sacklochbohrung gelagert. Bei einem Verdrehen des Gewindestiftes 14 an seinem Vierkant 16 mittels eines hier nicht dargestellten, auf ein bestimmtes Drehmoment abgestellten Drehmomentschlüssels wird im Bereich a des kalten Ventilsteges eine Vorspannung erzeugt und der Stegbereich a auf Zug beansprucht.

   Mit zunehmender Erwärmung des Ventilsteges 11 beim Betrieb des Motors hat dieser Stegbereich das Bestreben, sich auszudehnen, so dass in diesem Stegbereich die Zugvorspannung je nach dem Ausmass des Temperaturanstieges nacheinander abgebaut wird. Steigt danach die Temperatur im Ventilbereich a infolge zunehmender Belastung und Drehzahl des Motors noch weiter an, baut sich erst von da ab eine Druckspannung auf, die jedoch infolge der Verschiebung des wirksamen Temperatur-Druckspannungsbereiches dann bis zum Auftreten der vorausgesetzten Maximaltemperatur gegenüber einem nicht vorgespannten Steg wesentlich niedriger bleibt.

   Eine derartig verminderte Druckspannung ist aber jetzt nicht mehr imstande, die heisse Ventilstegmasse plastisch zu verformen, so dass bei endgültiger Erkaltung des Ventilsteges eine Rissbildung, deren möglicher Verlauf 17 in Fig. 4 dargestellt ist, mit Sicherheit vermieden wird. Fig. 4 zeigt ausserdem noch den unmittelbar unter dem Ventilsteg liegenden strichpunktierten Öffnungsrand 50 des Brennraumes 5 in der oberen Kolbentotpunktstellung. Die aus dem Kolbenbrennraum 5 in den Arbeitszylinder 18 (Fig. 3) übertretenden sehr heissen Brenngase treffen unmittelbar auf die dem Arbeitszylinder zugewendete Fläche des Ventilsteges auf.

   Da die Kühlrippen 20 (Fig. 3) für den Zylinderkopfteil aus konstruktiven Gründen (benötigter Platz für grosse Ein- und Auslasskanäle) nur in beschränktem Ausmasse zum Ventilsteg heruntergeführt werden können und damit gerade in diesem relativ schmalen Stegbereich Hitzespannungen mit den vorgenannten Nachteilen auftreten können, wirkt sich die erfindungsgemässe Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannung im kalten Ventilsteg besonders vorteilhaft aus. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Zylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Ventilsteges in noch kaltem Zustand auf Zug vorgespannt ist, wobei eine über dem Ventilsteg etwa quer zur Verbindungslinie der einander benachbarten Ventilschäfte angeordnete Sack- <Desc/Clms Page number 3> lochbohrung (12) vorgesehen ist, in der ein verschraubbarer Spannstift (14) gelagert ist, der sich mit seiner einen freien Stirnfläche gegen einen im Boden der Sacklochbohrung eingesteckten Gewindestift (13) abstützt, und mit seinem andern, über den vorgesehenen Vorspannbereich (a) hinaus verlängerten Ende in einem Gewinde (15) des Zylinderkopfes gelagert ist.

   2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestift aus einem Werkstoff wesentlich höherer Festigkeit als der Zylinderkopfwerkstoff besteht.