DE102006026131B4

DE102006026131B4 - Method for producing a cylinder head for a liquid-cooled internal combustion engine

Info

Publication number: DE102006026131B4
Application number: DE102006026131.3A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Häfner Jochen; Dipl.-Ing. Heinrich Dirk; Dipl.-Ing. Nowak Dieter
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-06-03
Filing date: 2006-06-03
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2026-06-04
Also published as: DE102006026131A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfs (1) für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, mit einem geteilten Kühlmittelraum, der in einen oberen Kühlmittelteilraum (16) und einen unteren Kühlmittelteilraum (9) geteilt ist, wobei die beiden Kühlmittelteilräume (9, 16) beim Gießen des Zylinderkopfs (1) durch einen oberen Gießkern (21) und einen unteren Gießkern (20) gebildet werden, und der obere Gießkern (21) auf dem unteren Gießkern (20) an Abstützpunkten (18) aufliegt, die nach dem Gießvorgang Durchflussverbindungen zwischen den beiden Kühlmittelteilräumen (9, 16) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützpunkte (18) zur Festlegung eines Strömungsquerschnittes nachbearbeitet werden, wobei eine zur Nachbearbeitung der Abstützpunkte (18) vorhandene Öffnung in einer dem Brennraum zugewandten Seite des Zylinderkopfs (1) von einer Zylinderkopfdichtung verschließbar ist.

Method for producing a cylinder head (1) for a liquid-cooled internal combustion engine, having a divided coolant space divided into an upper coolant subspace (16) and a lower coolant subspace (9), wherein the two coolant subspaces (9, 16) during casting of the cylinder head ( 1) are formed by an upper casting core (21) and a lower casting core (20), and the upper casting core (21) rests on the lower casting core (20) at support points (18) which, after the casting process, permit flow connections between the two coolant subspaces ( 9, 16), characterized in that the support points (18) are refinished to define a flow cross-section, wherein an existing for post-processing of the support points (18) opening in a side facing the combustion chamber of the cylinder head (1) is closed by a cylinder head gasket.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfs für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a cylinder head for a liquid-cooled internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1.

Aus der gattungsbildenden Patentschrift DE 42 22 801 C2 ist ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine bekannt, dessen Kühlmittelraum durch eine Trennwand in einen oberen und einen unteren Kühlmittelteilraum vollständig getrennt ist. Die beiden Kühlmittelteilräume sind durch Umgießen jeweils eines Gießkerns hergestellt.From the generic patent DE 42 22 801 C2 is a cylinder head of an internal combustion engine is known, the coolant space is completely separated by a partition in an upper and a lower coolant subspace. The two coolant subspaces are made by casting each one casting core.

Weiterhin wird auf die Offenlegungsschrift DE 103 31 918 A1 verwiesen, aus der ebenfalls ein Zylinderkopf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine bekannt ist. Bei diesem Zylinderkopf sind ebenfalls ein oberer und ein unterer Kühlmittelteilraum vorgesehen, die jedoch im Bereich einer mittig angeordneten Einspritzdüse durch Überströmöffnungen verbunden sind.Furthermore, the published patent application DE 103 31 918 A1 referenced, from which also a cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine is known. In this cylinder head, an upper and a lower coolant part space are also provided, which, however, are connected in the region of a centrally arranged injection nozzle by overflow openings.

Aus der WO 2005 /042955 A2 ist ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine bekannt, der einen zweigeteilten Kühlmittelraum aufweist. Diese beiden Kühlmittelräume werden durch zwei Gießkerne hergestellt, die während des Gießvorgangs voneinander beabstandet sind, so dass keine gusstechnische Verbindung besteht.From the WO 2005/042955 A2 a cylinder head for an internal combustion engine is known which has a two-part coolant space. These two coolant spaces are made by two cores, which are spaced apart during the casting process, so that there is no casting connection.

Und die DE 10 2004 050 923 A1 zeigt ebenfalls einen Zylinderkopf mit einem zweigeteilten Kühlmittelraum und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die beiden Gießkerne für die Kühlmittelräume stützen sich gegenseitig ab und bilden an diesen Abstützpunkten Verbindungskanäle zwischen oberem und unterem Kühlmittelraum.And the DE 10 2004 050 923 A1 also shows a cylinder head with a two-part coolant space and a method for its preparation. The two cores for the coolant chambers are mutually supported and form at these support points connecting channels between the upper and lower coolant space.

Diesen Zylinderköpfen ist ein zweiteiliger Kühlmittelraum beziehungsweise Wassermantel gemeinsam, der die Kühlung des Zylinderkopfes, insbesondere im Bereich des Brennraumes, verbessert.These cylinder heads share a two-part coolant chamber or water jacket, which improves the cooling of the cylinder head, in particular in the region of the combustion chamber.

Die DE 102 51 359 A1 zeigt einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine. Im dort gezeigten Zylinderkopf sind die Kühlmittelein- und -austritte teilweise vorgegossen und werden aber auch teilweise noch durch mechanisches Nachbearbeiten hergestellt.The DE 102 51 359 A1 shows a cylinder head for an internal combustion engine. In the cylinder head shown there, the Kühlmittelein- and -outs are partially pre-cast and are also partially still produced by mechanical reworking.

Die JP 2001 152961 A1 zeigt einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, bei dem eine Verbindung eines Kühlmittelraums im Zylinderkopf mit einer mit dem Kühlmittelraum des Zylindergehäuses verbundenen Kühlmittelrinne an der Unterseite des Zylinderkopfes durch eine entsprechende Ausformung der Gießkerne des Kühlmittelraums und der Kühlmittelrinne hergestellt wird.The JP 2001 152961 A1 shows a cylinder head for an internal combustion engine, in which a compound of a coolant space in the cylinder head with a coolant chamber of the cylinder housing connected to the coolant channel on the underside of the cylinder head is made by a corresponding formation of the cores of the coolant space and the coolant channel.

Diese beiden Zylinderköpfe zeigen Gießkernstrukturen, bei denen durch Verbinden mehrerer Gießkerne durchgängige Medienverbindungen hergestellt werden können.These two cylinder heads show foundry core structures in which continuous media connections can be made by joining multiple cores.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein einfaches und prozesssicheres Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfs mit einem oberen und unteren Kühlmittelraum zur Verfügung zu stellen. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine bereit zu stellen, bei dem der Zylinderkopf im Bereich des Brennraums besonders gut gekühlt ist.The object of the invention is in contrast to provide a simple and process reliable method for producing a cylinder head with an upper and lower coolant space available. Moreover, it is an object of the invention to provide a cylinder head for an internal combustion engine, in which the cylinder head is particularly well cooled in the region of the combustion chamber.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These objects are achieved by a method for producing a cylinder head having the features of claim 1.

Der erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfs für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, mit einem geteilten Kühlmittelraum, der in einen oberen Kühlmittelteilraum und einen unteren Kühlmittelteilraum geteilt ist, wobei die beiden Kühlmittelteilräume beim Gießen des Zylinderkopfs durch einen oberen Gießkern und einen unteren Gießkern gebildet werden, und der obere Gießkern auf dem unteren Gießkern an Abstützpunkten aufliegt, die nach dem Gießvorgang Durchflussverbindungen zwischen den beiden Kühlmittelteilräumen bilden, wobei die Abstützpunkte zur Festlegung eines Strömungsquerschnittes nachbearbeitet werden, wobei eine zur Nachbearbeitung der Abstützpunkte vorhandene Öffnung in einer dem Brennraum zugewandten Seite des Zylinderkopfs von einer Zylinderkopfdichtung verschließbar ist. An den Abstützpunkten gebildete Stützstellen bilden eine Durchflussverbindung zwischen den beiden Kühlmittelteilräumen. Der obere und der untere Kühlmittelteilraum werden durch ihre Lage im Zylinderkopf bei üblichen Einbauverhältnissen bestimmt. Der untere Kühlmittelteilraum ist daher der Kühlmittelteilraum, der einer Brennraumseite zugewandt ist. Der obere Kühlmittelteilraum ist der Kühlmittelteilraum der einem Ölraum oder Steuerungsraum im Zylinderkopf zugewandt ist. Durch das Abstützen des oberen Gießkerns auf dem unteren Gießkern während des Gießvorgangs wird eine sichere und toleranzarme Lagerung der Gießkerne ermöglicht, wodurch wiederum die Wandstärken zwischen den einzelnen Gießkernen verringert werden können. Auf Grund der geringeren Toleranzen und eines kleinen Gussversatzes zwischen den Gießkernen wird das Gießen des Zylinderkopfes prozesssicher und es entstehen erheblich weniger fehlerhafte Gussteile.The inventive method for producing a cylinder head for a liquid-cooled internal combustion engine having a divided coolant space which is divided into an upper coolant compartment and a lower coolant compartment part, wherein the two coolant subspaces are formed during casting of the cylinder head by an upper casting core and a lower casting core, and upper casting core rests on the lower casting core at support points, which form flow connections between the two coolant subspaces after the casting process, wherein the support points are machined to define a flow cross-section, wherein an existing post-processing of the support points opening in a side facing the combustion chamber of the cylinder head of a cylinder head gasket is closable. Support points formed at the support points form a flow connection between the two coolant subspaces. The upper and lower coolant subspace are determined by their location in the cylinder head in conventional installation conditions. The lower coolant subspace is therefore the coolant subspace that faces a combustion chamber side. The upper coolant subspace is the coolant subspace that faces an oil chamber or control chamber in the cylinder head. By supporting the upper casting core on the lower casting core during the casting process, a secure and low-tolerance storage of the cores is made possible, which in turn the wall thicknesses between the individual casting cores can be reduced. Due to the lower tolerances and a small casting offset between the casting cores, the casting of the cylinder head becomes process-reliable and significantly fewer defective castings are produced.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der untere Gießkern auf einer dem Brennraum zugewandten Seite des Zylinderkopfs von einem ersten äußeren Gießkern gehalten. Der erste äußere Gießkern ist beispielsweise der Gießkern, der die Brennraumseite des Zylinderkopfes formt. Auf diese Weise sind für den unteren Gießkern keine weiteren Kernhalterungen notwendig und ein Zusammenbau der Gießkerne des Zylinderkopfs und der Gießvorgang werden prozesssicher und weniger fehleranfällig.In one embodiment of the invention, the lower casting core is held on a side of the cylinder head facing the combustion chamber by a first outer casting core. The first outer casting core, for example, the casting core, the Combustion chamber side of the cylinder head shapes. In this way, no further core holders are necessary for the lower casting core and assembly of the casting cores of the cylinder head and the casting process are process reliable and less prone to error.

Durch die Öffnungen im Zylinderkopf an der Brennraumseite auf Grund des unteren Gießkerns ist es möglich, Gusstoleranzen und kleine Gussfehler an den Abstützpunkten nach zu bearbeiten. Bei zwei zusammengesetzten Gießkernen entstehen an der Verbindungsstelle der beiden Kerne beim Gießen mitunter so genannte Gusshäute oder auf Grund von Toleranzen scharfkantige Übergänge. Durch die Öffnungen ist es einfach möglich, diese Gusshäute durchzustoßen oder die scharfkantigen Übergänge mechanisch nachzubearbeiten.Due to the openings in the cylinder head on the combustion chamber side due to the lower casting core, it is possible to process casting tolerances and small casting defects at the support points. In the case of two composite casting cores, sometimes casting soils or, due to tolerances, sharp transitions occur at the juncture of the two cores during casting. Through the openings, it is easy to push through these cast skins or rework the sharp-edged transitions mechanically.

Durch die einfache Möglichkeit der Nachbearbeitung der Abstützpunkte zwischen dem oberen und unteren Gießkern, ist über die Form und Größe der Bearbeitung an der Stützstelle ein Strömungsverbindung zwischen dem unteren und dem oberen Kühlmittelteilraum auf einfache Weise herstellbar. Due to the simple possibility of reworking the support points between the upper and lower casting core, a flow connection between the lower and the upper coolant subspace can be produced in a simple manner via the shape and size of the machining at the support point.

Erfindungsgemäß strömt das Kühlmittel an den Abstützpunkten vom unteren in den oberen Kühlmittelteilraum. Auf diese Weise werden die dem heißen Brennraum näher liegenden Bereiche des Zylinderkopfs zuerst gekühlt. Das heißt dort strömt das kältere Kühlmittel zuerst, bevor es in den thermisch weniger stark beanspruchten oberen Kühlmittelteilraum einströmt.According to the invention, the coolant flows at the support points from the lower to the upper coolant subspace. In this way, the closer to the hot combustion chamber areas of the cylinder head are cooled first. That is, there flows the colder coolant first, before it flows into the thermally less stressed upper coolant compartment.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Zufluss von Kühlmittel in den unteren Kühlmittelteilraum von einer dem Brennraum zugewandten Seite des Zylinderkopfs aus. Dieser Zufluss von Kühlmittel kann durch eine Öffnung für den unteren Gießkern oder durch eine eigens für die Kühlmittelströmung vorgesehene Öffnung erfolgen.In a further embodiment of the invention, an inflow of coolant into the lower coolant subspace takes place from a side of the cylinder head facing the combustion chamber. This inflow of coolant may be through an opening for the lower casting core or through an opening dedicated to the flow of coolant.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine zur Nachbearbeitung der Abstützpunkte vorhandene Öffnung in einer dem Brennraum zugewandten Seite des Zylinderkopfs von einer Zylinderkopfdichtung verschlossen. Durch die Zylinderkopfdichtung kann die Öffnung vollständig verschlossen sein, um das Kühlmittel durch andere Öffnungen zu leiten. Es ist aber ebenso möglich, die Öffnungen nur teilweise durch eine Zylinderkopfdichtung zu verschließen, um dadurch eine geringe Teilmenge der Kühlflüssigkeit gezielt in den Zylinderkopf zu leiten.In a further embodiment of the invention, an existing for post-processing of the support points opening in a combustion chamber facing side of the cylinder head is closed by a cylinder head gasket. Through the cylinder head gasket, the opening can be completely closed to direct the coolant through other openings. But it is also possible to close the openings only partially by a cylinder head gasket, thereby selectively direct a small subset of the cooling liquid in the cylinder head.

Weitere Vorteile, Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Further advantages, features and combinations of features will become apparent from the description and the drawings. An embodiment of the invention is shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description.

Dabei zeigen:

1 eine Ansicht eines Zylinderkopfes von der Brennraumseite her,
2 einen Querschnitt durch einen Zylinderkopf zwischen zwei benachbarten Zylindern entlang der Linie II-II in 1,
3 einen Querschnitt durch einen Zylinderkopf in Zylinderkopfmitte entlang der Linie III-III in 1,
4 eine Ansicht von unten eines unteren und oberen Gießkerns des erfindungsgemäßen Zylinderkopfs,
5 eine Schrägansicht von unten des unteren und oberen Gießkerns,
6 eine Schrägansicht von oben des unteren und oberen Gießkerns und
7 eine Seitenansicht des unteren und oberen Gießkerns.

Showing:

1 a view of a cylinder head from the combustion chamber side,
2 a cross section through a cylinder head between two adjacent cylinders along the line II-II in 1 .
3 a cross section through a cylinder head in the cylinder head center along the line III-III in 1 .
4 a bottom view of a lower and upper casting core of the cylinder head according to the invention,
5 an oblique view from below of the lower and upper Gießkerns,
6 an oblique view from above of the lower and upper casting core and
7 a side view of the lower and upper casting core.

In 1 ist ein erfindungsgemäßer Zylinderkopf 1 einer nicht näher gezeigten Brennkraftmaschine von seiner Brennraumseite her gezeigt. Der Zylinderkopf 1 weist an seiner Brennraumseite eine Bodenplatte 2 auf, die mit ihrer Bodenfläche 27 auf einem nicht gezeigten Zylindergehäuse aufliegt. Der Zylinderkopf 1 weist mehrere nebeneinander angeordnete Brennräume 3 auf und ist vom Zylindergehäuse durch eine nicht gezeigte Zylinderkopfdichtung getrennt. Im Bereich eines Brennraums 3 sind im Zylinderkopf 1 zum Beispiel vier Gaswechselkanäle 4 und ein Zündkerzenschacht 5 angeordnet. Zwischen zwei benachbarten Brennräumen 3 sind entlang einer Trennebene 6 zwei Schraubenpfeifen 7 für nicht näher gezeigte Zylinderkopfschrauben, ein einzelner Kühlmitteldurchtritt 8 und zwei Ölrücklaufbohrungen 10 angeordnet. Weiterhin ist zwischen zwei benachbarten Brennräumen 3 eine Kühlnische 12 ausgebildet, die der Kühlung des besonders heißen und gefährdeten Bereichs zwischen zwei benachbarten Brennräumen 3 dient. Den Brennraum 3 umgeben mehrere kreisabschnittsförmig verlaufende Kühlschlitze 11, die von einem Kühlmittelraum im Kurbelgehäuse aus mit Kühlmittel durchströmt werden und mit einem Kühlmittelraum oberhalb des Brennraums 3 in Strömungsverbindung stehen. Der Kühlmitteldurchtritt 8 ist in montiertem Zustand des Zylinderkopfs auf dem Zylindergehäuse von einer nicht gezeigten Zylinderkopfdichtung abgedeckt und steht nicht in direkter Strömungsverbindung mit einem Kühlmittelraum im nicht gezeigten Zylindergehäuse.In 1 is an inventive cylinder head 1 an internal combustion engine not shown in detail shown from its combustion chamber side. The cylinder head 1 has at its combustion chamber side a bottom plate 2 on that with their bottom surface 27 rests on a cylinder housing, not shown. The cylinder head 1 has several juxtaposed combustion chambers 3 on and is separated from the cylinder housing by a cylinder head gasket, not shown. In the area of a combustion chamber 3 are in the cylinder head 1 For example, four gas exchange channels 4 and a spark plug shaft 5 arranged. Between two adjacent combustion chambers 3 are along a dividing plane 6 two screw pipes 7 for not shown in detail cylinder head bolts, a single coolant passage 8th and two oil return holes 10 arranged. Furthermore, between two adjacent combustion chambers 3 a cooling niche 12 formed, the cooling of the particularly hot and vulnerable area between two adjacent combustion chambers 3 serves. The combustion chamber 3 surround a plurality of cooling sections extending in a circle-shaped manner 11 , Which are flowed through by a coolant space in the crankcase with coolant and with a coolant space above the combustion chamber 3 in fluid communication. The coolant passage 8th is covered in the assembled state of the cylinder head on the cylinder housing by a cylinder head gasket, not shown, and is not in direct flow communication with a coolant chamber in the cylinder housing, not shown.

In 2 ist ein Querschnitt durch den Zylinderkopf 1 zwischen zwei benachbarten Zylindern entlang der Trennebene 6 II-II gemäß 1 gezeigt. In diesem Querschnitt sind die Schraubenpfeifen 7 für die Zylinderkopfschrauben, der Kühlmitteldurchtritt 8, die Ölrücklaufbohrungen 10 und die Kühlnische 12 jeweils durch die Trennebene 6 geschnitten gezeigt. Weiterhin sind eine Einlassflanschfläche 13, eine Auslassflanschfläche 14, die den Zylinderkopf 1 in seiner Außenform bestimmen, und ein Ölraum 15 gezeigt. Der Zylinderkopf 1 wird von einer Kühlflüssigkeit gekühlt, die in zwei, im Wesentlichen übereinander angeordneten Kühlmittelräumen 9, 16 strömt. Oberhalb des Brennraums 3 ist ein unterer, dem Brennraum 3 am nächsten gelegener Kühlmittelraum 9 ausgebildet. Zwischen dem unteren Kühlmittelraum 9 und dem Ölraum 15 befindet sich der obere, dem Brennraum 3 entfernter gelegene Kühlmittelraum 16, der durch eine in 3 sichtbare Trennwand 17 vom unteren Kühlmittelraum 9 getrennt ist.In 2 is a cross section through the cylinder head 1 between two adjacent cylinders along the dividing plane 6 II-II according to 1 shown. In this cross section are the screw pipes 7 for the cylinder head bolts, the Coolant passage 8th , the oil return holes 10 and the cooling niche 12 each through the dividing plane 6 shown cut. Furthermore, an inlet flange surface 13 , an outlet flange surface 14 that the cylinder head 1 determine in its outer shape, and an oil chamber 15 shown. The cylinder head 1 is cooled by a cooling liquid, which in two, substantially superposed coolant spaces 9 . 16 flows. Above the combustion chamber 3 is a lower, the combustion chamber 3 closest coolant space 9 educated. Between the lower coolant space 9 and the oil room 15 is the upper, the combustion chamber 3 more distant coolant space 16 by a in 3 visible partition 17 from the lower coolant space 9 is disconnected.

Beim Herstellen des Zylinderkopfs werden für den unteren Kühlmittelraum 9 und den oberen Kühlmittelraum 16 ein unterer Gießkern 20 und ein oberer Gießkern 21 verwendet. Die Gießkerne 20, 21 sind in den 4 bis 7 abgebildet, die jeweils verschieden Ansichten der beiden Gießkerne zeigen. Durch das Aufeinanderlegen von Gießkerne 20, 21 für den unteren und oberen Kühlmittelraum 9, 16 entstehende Abstützpunkte 18 verbinden die beiden Kühlmittelräume 9, 16 und stellen eine Strömungsverbindung zwischen diesen her. Der obere Gießkern 21 für den oberen Kühlmittelraum wird beim Gießen am Abstützpunkt 18 und an einem Kernloch 22, das in der Auslassflanschfläche 14 angeordnet ist, gehalten. Der untere Gießkern 20 für den unteren Kühlmittelraum 9 wird beim Gießen an den Kühlschlitzen 11 und am Kühlmitteldurchtritt 8 gehalten. Anschließend wird eine mechanische Bearbeitung der Stützstelle 18 durchgeführt und es lässt sich ein genau definierter Strömungsquerschnitt herstellen, der zwischen dem unteren Kühlmittelraum 9 und dem oberen Kühlmittelraum 16 vorliegt, um so die Kühlmittelströmung gezielt zu beeinflussen. Durch die Vielzahl der Kühlschlitze 11 und den Kühlmitteldurchtritt 8, die alle vom unteren Gießkern 20 gebildet werden, ist es auf einfache Weise möglich, nach dem Gießvorgang beim sogenannten Verputzen, sämtliche Sandreste des unteren Gießkerns 20 vollständig und zuverlässig zu entfernen. Über den Kühlmitteldurchtritt 8, den Abstützpunkt 18 und das Kernloch 22 ist es möglich, den oberen Gießkern 21 nach dem Gießvorgang ebenfalls einfach und vollständig aus dem gegossenen Zylinderkopf 1 zu entfernen.When manufacturing the cylinder head are for the lower coolant space 9 and the upper coolant space 16 a lower casting core 20 and an upper casting core 21 used. The casting cores 20 . 21 are in the 4 to 7 shown, each showing different views of the two casting cores. By stacking cores 20 . 21 for the lower and upper coolant space 9 . 16 resulting support points 18 connect the two coolant chambers 9 . 16 and establish a flow connection between them. The upper casting core 21 for the upper coolant space is when pouring at the support point 18 and at a core hole 22 in the outlet flange area 14 is arranged, held. The lower casting core 20 for the lower coolant space 9 when pouring on the cooling slots 11 and at the coolant passage 8th held. Subsequently, a mechanical processing of the support point 18 performed and it can produce a well-defined flow cross-section, which is between the lower coolant space 9 and the upper coolant space 16 is present so as to influence the flow of coolant targeted. Due to the multitude of cooling slots 11 and the coolant passage 8th all from the lower casting core 20 are formed, it is possible in a simple manner, after the casting process in the so-called plastering, all sand residues of the lower casting core 20 completely and reliably remove. About the coolant passage 8th , the support point 18 and the core hole 22 is it possible to use the upper casting core 21 after the casting process also simple and complete from the cast cylinder head 1 to remove.

In 3 ist ein Querschnitt durch den Zylinderkopf 1 in seiner Zylinderkopfmitte gezeigt. Die Schnittebene verläuft parallel zur Schnittebene der 2 und schneidet die Mitte des Brennraums 3 mit dem Zündkerzenschacht 5. Weiterhin ist eine Einspritzventilbohrung 19 gezeigt, die von der Einlassflanschfläche 13 zum Brennraum 3 verläuft. An der Auslassflanschfläche 14 ist ein Teilabschnitt eines Gaswechselkanals 4 erkennbar. Weiterhin sind der untere Kühlmittelraum 9, der obere Kühlmittelraum 16 und eine dazwischen liegende Trennwand 17 gezeigt. Oberhalb des oberen Kühlmittelraums 16 befindet sich der Ölraum 15.In 3 is a cross section through the cylinder head 1 shown in his cylinder head center. The cutting plane runs parallel to the cutting plane of the 2 and cuts the middle of the combustion chamber 3 with the spark plug shaft 5 , Furthermore, an injection valve bore 19 shown by the inlet flange surface 13 to the combustion chamber 3 runs. At the outlet flange surface 14 is a section of a gas exchange channel 4 recognizable. Furthermore, the lower coolant space 9 , the upper coolant chamber 16 and an intermediate partition 17 shown. Above the upper coolant space 16 is the oil room 15 ,

In 4 ist eine Ansicht von unten eines unteren Gießkerns 20 und eines oberen Gießkerns 21 für einen unteren und oberen Kühlmittelraum 9, 16 eines Zylinderkopfs 1 von der Brennraumseite gezeigt. Auf Grund der Blickrichtung auf die beiden Gießkerne 20, 21 deckt der untere Gießkern 20 den oberen Gießkern 21 nahezu vollständig ab. Der obere Gießkern 21 ist in der 4 nur durch die Ausnehmungen 24 für die Gaswechselkanäle 4 des unteren Gießkerns 20 und an einem Seitenkern 23 zu erkennen, der als Kern eines Kühlmittelraumes oberhalb der Gaswechselkanäle 4 dient.In 4 is a bottom view of a lower casting core 20 and an upper casting core 21 for a lower and upper coolant space 9 . 16 a cylinder head 1 shown from the combustion chamber side. Due to the line of sight on the two casting cores 20 . 21 covers the lower casting core 20 the upper casting core 21 almost completely off. The upper casting core 21 is in the 4 only through the recesses 24 for the gas exchange channels 4 of the lower casting core 20 and on a side core 23 to be recognized as the core of a coolant space above the gas exchange channels 4 serves.

In 5 ist eine Schrägansicht von unten eines unteren Gießkerns 20 und eines oberen Gießkerns 21 für einen unteren und oberen Kühlmittelraum 9, 16 eines Zylinderkopfs 1 von der Brennraumseite gezeigt. Außer den Ausnehmungen 24 für die Gaswechselkanäle 4 sind erste Gießkernabschnitte 25 für die Kühlschlitze 11 zu sehen, die sich auf einem nicht gezeigten Außenkern für die Brennraumseite des Zylinderkopfes abstützen. An einem zweiten Gießkernabschnitt 26 stützt sich der untere Gießkern 20 ebenfalls auf dem brennraumseitigen Außenkern ab, aber auch der obere Gießkern 21 stützt sich an dieser Stelle auf dem unteren Gießkern 20 ab und bildet dabei an der Berührstelle den Abstützpunkt 18. Der obere Gießkern 21 ist nur am zweiten Gießkernabschnitt 26 mit dem unteren Gießkern 20 verbunden und abgestützt. Eine weitere Abstützung des oberen Gießkerns 21 erfolgt über den Seitenkern 23, der über eine das Kernloch 22 bildende Stütze an einem nicht gezeigten seitlichen Außengießkern abgestützt ist. Der durch den Seitenkern 23 gebildete Hohlraum bildet im Zylinderkopf 1 eine Kühlmittelsammelleitung, die oberhalb der Gaswechselkanäle 3 in Zylinderkopflängsrichtung verläuft. In 5 is an oblique view from below of a lower casting core 20 and an upper casting core 21 for a lower and upper coolant space 9 . 16 a cylinder head 1 shown from the combustion chamber side. Except for the recesses 24 for the gas exchange channels 4 are first casting core sections 25 for the cooling slots 11 can be seen, which are supported on an outer core, not shown, for the combustion chamber side of the cylinder head. At a second Gießkernabschnitt 26 supports the lower casting core 20 also on the combustion chamber side outer core, but also the upper casting core 21 relies on this point on the lower casting core 20 and forms at the point of contact the support point 18 , The upper casting core 21 is only on the second Gießkernabschnitt 26 with the lower casting core 20 connected and supported. Another support of the upper casting core 21 takes place over the side core 23 , the one about the core hole 22 forming support is supported on a not shown lateral Außengießkern. The one by the side core 23 formed cavity forms in the cylinder head 1 a coolant manifold, above the gas exchange channels 3 runs in Zylinderkopontängsrichtung.

Durch den Abstand zwischen dem unteren Gießkern 20 und dem oberen Gießkern 21 wird beim Gießen die Trennwand 17 im Zylinderkopf 1 erzeugt.By the distance between the lower casting core 20 and the upper casting core 21 becomes the dividing wall when pouring 17 in the cylinder head 1 generated.

In 6 ist eine Schrägansicht von oben eines unteren Gießkerns 20 und eines oberen Gießkerns 21 eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfs 1 gezeigt. Im Bildvordergrund sind die ersten Gießkernabschnitte 25 des unteren Gießkerns 20 gezeigt. Der obere Gießkern 21 liegt am zweiten Gießkernabschnitt 26 auf dem unteren Gießkern 20 auf und bildet an dieser im fertig gegossenen Zylinderkopf 1 den Abstützpunkt 18 zur Strömungsverbindung zwischen unterem Kühlmittelraum 9 und oberen Kühlmittelraum 16.In 6 is an oblique view from above of a lower casting core 20 and an upper casting core 21 a cylinder head according to the invention 1 shown. In the picture foreground are the first Gießkernabschnitte 25 of the lower casting core 20 shown. The upper casting core 21 lies on the second Gießkernabschnitt 26 on the lower casting core 20 on and forms at this in the finished cast cylinder head 1 the support point 18 for the flow connection between the lower coolant space 9 and upper coolant space 16 ,

In 7 ist eine Seitenansicht eines unteren Gießkerns 20 und eines oberen Gießkerns 21 eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfs 1 gezeigt. In dieser Ansicht ist besonders deutlich die Lücke 28 zwischen den beiden Gießkernen 20, 21 zu sehen, die im fertig gegossenen Zylinderkopf 1 die Trennwand 17 bildet.In 7 is a side view of a lower casting core 20 and an upper casting core 21 a cylinder head according to the invention 1 shown. In this view, the gap is particularly clear 28 between the two casting cores 20 . 21 to see in the finished cast cylinder head 1 the partition 17 forms.

Der Abstützpunkt 18 bildet den Übergang vom oberen Gießkern 21 zum unteren Gießkern 20 und ist durch den Kühlmitteldurchtritt 8, der durch den Abstützpunkt 18 gebildet ist, am fertigen Zylinderkopf 1 nachträglich bearbeitbar. Das heißt, dass eventuelle Gusshäute zwischen den Gießkernen 20, 21 oder ein Versatz der Gießkerne 20, 21 einfach durch eine mechanische Bearbeitung nachzuarbeiten sind. Es kann auch ein definierter Querschnitt am Abstützpunkt 18 in diesem Arbeitsgang eingearbeitet werden. Die Werkzeugzufuhr zur Bearbeitung erfolgt durch den Kühlmitteldurchtritt 8 von der Seite des Brennraums 3 aus. Auf diese Weise ist der Strömungsverlauf vom unteren Kühlmittelraum 9 zum oberen Kühlmittelraum 16 einfach einstellbar. Da der Kühlmitteldurchtritt 8 bei der Montage des Zylinderkopfs 1 mit einer Zylinderkopfdichtung abgedeckt wird, ist durch die Größe des Kühlmitteldurchtritts 8 an der Bodenplatte 2 keine Beeinflussung der Strömungsverhältnisse der Kühlmittelströmung zu befürchten.The support point 18 forms the transition from the upper casting core 21 to the lower casting core 20 and is through the coolant passage 8th passing through the support point 18 is formed on the finished cylinder head 1 subsequently editable. This means that any casting skins between the casting cores 20 . 21 or an offset of the cores 20 . 21 simply be reworked by a mechanical processing. It can also be a defined cross section at the support point 18 be incorporated in this operation. The tool feed for processing is through the coolant passage 8th from the side of the combustion chamber 3 out. In this way, the flow path from the lower coolant space 9 to the upper coolant space 16 easily adjustable. As the coolant passage 8th during assembly of the cylinder head 1 covered with a cylinder head gasket is by the size of the coolant passage 8th at the bottom plate 2 no fear of influencing the flow conditions of the coolant flow.

Das Kühlmittel strömt durch die Kühlschlitze 11 in den unteren Kühlmittelraum und kühlt den Zylinderkopf 1 unmittelbar oberhalb des Brennraums 3. Anschließend strömt es über die Stützstelle 18 in den oberen Kühlmittelraum 16 und sammelt sich in dem vom Seitenkern 23 gebildeten Hohlraum. Von dort strömt es in Maschinenlängsrichtung und verlässt den Zylinderkopf 1.The coolant flows through the cooling slots 11 into the lower coolant space and cool the cylinder head 1 immediately above the combustion chamber 3 , Then it flows over the support point 18 in the upper coolant space 16 and collects in the from the side core 23 formed cavity. From there it flows in the machine longitudinal direction and leaves the cylinder head 1 ,

Claims

Method for producing a cylinder head (1) for a liquid-cooled internal combustion engine, having a divided coolant space divided into an upper coolant subspace (16) and a lower coolant subspace (9), wherein the two coolant subspaces (9, 16) during casting of the cylinder head ( 1) are formed by an upper casting core (21) and a lower casting core (20), and the upper casting core (21) rests on the lower casting core (20) at support points (18) which, after the casting process, permit flow connections between the two coolant subspaces ( 9, 16), characterized in that the support points (18) are refinished to define a flow cross-section, wherein an existing for post-processing of the support points (18) opening in a side facing the combustion chamber of the cylinder head (1) is closed by a cylinder head gasket.

Method for producing a cylinder head according to Claim 1 , characterized in that the lower casting core (20) on a the combustion chamber (3) facing side of the cylinder head (1) is held by a first outer casting core.

Method for producing a cylinder head according to Claim 1 or 2 , characterized in that casting tolerances and small casting defects at the support points (18) from a combustion chamber (3) facing side of the cylinder head (1) are post-processed after the casting process.