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Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Grundkörper, welcher eine Flanschanordnung zum reversibel lösbaren Festlegen einer Mehrzahl von Zylinderkopf-Modulen des Zylinderkopfes an dem Grundkörper aufweist.
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Aus der
EP 2 233 704 A1 ist ein Kipphebelträger für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine bekannt. Der Kipphebelträger umfasst in der Brennkraftmaschine befestigbare Trägerleisten mit hohlzylindrischen Aufnahmen für darin einsteckbare Schwenklager, für welche hydraulische Ventilspielausgleichselemente zum Einsatz kommen. Die Schwenklager sind einerseits an den Trägerleisten abgestützt und andererseits zur schwenkbeweglichen Lagerung von Gaswechselventil betätigenden Kipphebeln ausgebildet. Die Trägerleisten sind als dünnwandige Umformteile ausgebildet.
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Die
DE 37 43 854 A1 beschreibt einen Zylinderkopf mit vier Ventilen pro Zylindereinheit und einer, zwischen den in Längsrichtung V-förmig und paarweise parallel angeordneten Auslassventilen und Einlassventilen gelagerten Nockenwellen. Die paarweise und parallel angeordneten Auslassventile werden über zwei separate Kipphebel betätigt, während die paarweise und parallel angeordneten Einlassventile über einen mittig zwischen den Kipphebeln angeordneten Gabelkipphebel betätigt werden.
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Aus der
DE 10 2012 015 594 A1 ist ein Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine bekannt. Der Zylinderkopf umfasst eine erste Dichtflanschfläche, über welche der Zylinderkopf mit einem Ansaugelement verbindbar ist. Des Weiteren umfasst der Zylinderkopf eine zweite Dichtflanschfläche, über welche der Zylinderkopf mit einem Abgaselement verbindbar ist. In die jeweiligen Dichtflanschflächen ist eine Dichtfläche integriert, über welche der Zylinderkopf mit einem Zylinderkopfhaubenelement verbindbar ist, wobei auf Seiten der ersten Dichtflanschfläche ein erster Aufnahmebereich angeordnet ist, welcher für eine am Zylinderkopf zu lagernde, erste Nockenwelle vorgesehen ist. Auf Seiten der zweiten Dichtflanschfläche ist ein zweiter Aufnahmebereich für einen am Zylinderkopf zu lagernde, zweite Nockenwelle angeordnet. Die Aufnahmebereiche sind mittels einer Zwischenwandung des Zylinderkopfes fluidisch voneinander getrennt.
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Die
DE 10 2012 022 942 A1 beschreibt eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf welcher einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen einer Betätigungseinrichtung zum Betätigen eines einem Brennraum zugeordneten Gaswechselventils aufweist. Der Aufnahmeraum ist mittels einer, mit dem Zylinderkopf verbundenen Zylinderkopfhaube zumindest bereichsweise geschlossen. Ein Turbinengehäuse zum Aufnehmen eines Turbinenrads einer Turbine eines Abgasturboladers ist einstückig mit der Zylinderkopfhaube ausgebildet.
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Aus der
DE 10 2012 203 024 A1 ist eine Motorbaugruppe bekannt, welche einen Motoraufbau, eine Kurbelwelle, Kolben sowie eine Ventiltriebbaugruppe aufweist. Der Motoraufbau weist einen Motorblock und eine Zylinderkopfbaugruppe auf.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zylinderkopf der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher besonders aufwandsarm montiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Zylinderkopf mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung geht von einem Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine aus, mit einem Grundkörper, welcher eine Flanschanordnung zum reversibel lösbaren Festlegen einer Mehrzahl von Zylinderkopf-Modulen des Zylinderkopfes an dem Grundkörper aufweist. Der Grundkörper kann beispielsweise durch ein Gussverfahren hergestellt werden, welches insbesondere zur Serienfertigung geeignet ist. Durch Herstellen des Grundkörpers mittels des Gussverfahrens kann der Grundkörper besonders gute Dämpfungseigenschaften aufweisen.
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Um einen besonders aufwandsarm zu montierenden Zylinderkopf zu schaffen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Flanschanordnung wenigstens einen ersten Flanschbereich umfasst, an welchem zumindest ein erstes Zylinderkopf-Modul der Mehrzahl von Zylinderkopf-Modulen reversibel lösbar festlegbar ist und das zumindest eine erste Zylinderkopf-Modul wenigstens eine Nockenwellenlagergasse zur Aufnahme einer Nockenwelle, mittels welcher wenigstens ein relativ zu dem Grundkörper bewegbares Gaswechselventil betätigbar ist, umfasst. An dem ersten Flanschbereich kann also das erste Zylinderkopf-Modul reversibel lösbar, also mit anderen Worten zerstörungsfrei lösbar festgelegt werden, wobei das erste Zylinderkopf-Modul die wenigstens eine Nockenwellenlagergasse zur Aufnahme der Nockenwelle umfasst. Dadurch kann darauf verzichtet werden, den Grundkörper mit der aufwändig herzustellenden Nockenwellenlagergasse zu versehen, wodurch der Grundkörper einerseits besonders einfach hergestellt werden kann und andererseits die Montage des Zylinderkopfs, bei welcher die Zylinderkopf-Module mit dem Grundkörper reversibel lösbar verbunden werden, besonders aufwandsarm durchgeführt werden kann.
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Im Gegensatz zu einem aus dem Stand der Technik bekannten Zylinderkopf, dessen Grundkörper mit der Nockenwellenlagergasse versehen ist, und welcher dementsprechend unter erhöhtem Aufwand herzustellen ist, kann das erste Zylinderkopf-Modul mitsamt der integrierten Nockenwellenlagergasse aufwandsarm an dem ersten Flanschbereich befestigt werden, sodass dementsprechend die Nockenwellenlagergasse reversibel lösbar an dem Grundkörper festgelegt werden kann. Das erste Zylinderkopf-Modul kann beispielsweise als erste Zylinderkopfhaube ausgestaltet sein.
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Bevorzugt ist die Nockenwelle in das erste Zylinderkopf-Modul integriert, wodurch der Aufwand bei der Montage des Zylinderkopfes im besonderen Maße gesenkt werden kann.
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Der Grundkörper kann also mit anderen Worten ohne Nockenwellenlagergasse, also nockenwellenlagergassenfrei hergestellt werden, wodurch der Grundkörper insgesamt unter besonders geringem Aufwand gefertigt werden kann. Dadurch kann der Zylinderkopf insgesamt im Vergleich zu einem aus dem Stand der Technik bekannten Zylinderkopf unter reduzierten Fertigungskosten, reduziertem Gewicht sowie verringerten Werkzeugkosten und Taktzeiten bei der Zylinderkopfbearbeitung und der Montage hergestellt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Flanschanordnung wenigstens einen zweiten Flanschbereich, an welchem zumindest ein zweites Zylinderkopf-Modul der Mehrzahl von Zylinderkopf-Modulen reversibel lösbar festlegbar ist und das zumindest eine zweite Zylinderkopf-Modul umfasst wenigstens ein Hydraulik-Ventilspielausgleichselement zum Ventilspielausgleich des wenigstens einen Gaswechselventils. Dies ist von Vorteil, da hierdurch darauf verzichtet werden kann, an dem Grundkörper das wenigstens eine Hydraulik-Ventilspielausgleichselement vorzusehen. Dadurch kann der Grundkörper besonders aufwandsarm hergestellt werden.
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Das zweite Zylinderkopf-Modul, welches als zweite Zylinderkopfhaube ausgebildet sein kann, kann zudem einen Aufnahmebereich zur Aufnahme und Führung wenigstens eines Tassenstößels beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine aufweisen. Der wenigstens eine Tassenstößel kann in das zumindest eine, zweite Zylinderkopf-Modul integriert sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Grundkörper zumindest bereichsweise einen senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung des Zylinderkopfs orientierten Querschnitt mit einer zumindest im Wesentlichen deltaförmigen Außenkontur auf. Die Längserstreckungsrichtung kann einer Haupterstreckungsrichtung entsprechen, in welcher jeweilige Zylinderbohrungen zumindest einer Zylinderbank des Zylinderkopfes aneinandergereiht sein können. Durch die deltaförmige Außenkontur kann der Grundkörper unter besonders geringem Aufwand hergestellt werden. Bei einer Herstellung des Grundkörpers durch ein Gussverfahren kann aufgrund der deltaförmigen Außenkontur ein vereinfachtes Verformen des Grundkörpers von einer Gussform erfolgen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine Explosionsdarstellung eines Zylinderkopfes, in welcher ein Grundkörper sowie eine Mehrzahl von Zylinderkopf-Modulen des Zylinderkopfes in einer in Längserstreckungsrichtung des Zylinderkopfes orientierten Draufsicht gezeigt sind;
- 2 eine weitere Explosionsdarstellung des Zylinderkopfes, in welcher der Grundkörper sowie die Mehrzahl von Zylinderkopf-Modulen in einer Perspektivansicht gezeigt sind;
- 3 eine Perspektivansicht des Grundkörpers, an welchem als jeweilige Einlassventile und Auslassventile ausgebildete Gaswechselventile angeordnet sind; und
- 4 eine Schnittdarstellung des in 3 gezeigten Grundkörpers.
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1 und 2 zeigen jeweils verschiedene Explosionsdarstellungen eines Zylinderkopfes 10 für eine vorliegend nicht weiter dargestellte Verbrennungskraftmaschine, welche einen Grundkörper 20 aufweist. Der durch ein Gussverfahren aus einem metallischen Werkstoff hergestellte Grundkörper 20 ist in 1 bis 4 verdeutlicht.
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In den 1 bis 4 sind jeweils auf den Zylinderkopf bezogene Koordinatensysteme angegeben, welche durch eine Längserstreckungsrichtung x des Zylinderkopfes 10, durch eine Quererstreckungsrichtung y des Zylinderkopfes 10 sowie durch eine Hocherstreckungsrichtung z des Zylinderkopfes 10 definiert sind.
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Aus 3 und 4 geht hervor, dass an dem Grundkörper 20 des Zylinderkopfs 10 als Einlassventile 62 beziehungsweise als Auslassventile 66 ausgebildete Gaswechselventile 62, 66 angeordnet sind.
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1, 2 und 4 zeigen deutlich, dass der Grundkörper 20 zumindest bereichsweise einen senkrecht zu der Längserstreckungsrichtung x des Zylinderkopfes 10 orientierten Querschnitt 22 mit einer zumindest im Wesentlichen deltaförmigen Außenkontur 24 aufweist. Der die deltaförmige Außenkontur 24 aufweisende Querschnitt 22 liegt also in einer, durch die Quererstreckungsrichtung y und die Hocherstreckungsrichtung z aufgespannten Ebene.
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Der Grundkörper 20 weist eine Flanschanordnung 30 zum reversibel lösbaren Festlegen einer Mehrzahl von Zylinderkopf-Modulen 42, 46, 52, 56 des Zylinderkopfes 10 an dem Grundkörper 20 auf, wie insbesondere in 1 und 2 gezeigt ist.
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Die Flanschanordnung 30 umfasst vorliegend jeweilige erste Flanschbereiche 40, 44 an welchen jeweilige, erste Zylinderkopf-Module 42, 46 der Mehrzahl von Zylinderkopf-Modulen reversibel lösbar, beispielsweise durch eine Schraubverbindung festlegbar sind. Die jeweiligen ersten Zylinderkopf-Module 42, 46 umfassen jeweils eine der Nockenwellenlagergassen 43, 47 zur Aufnahme einer Nockenwelle, mittels welcher die jeweiligen, relativ zu dem Grundkörper 20 bewegbaren Gaswechselventile 62, 66 betätigbar sind. Des Weiteren ist in die jeweiligen ersten Zylinderkopf-Module 42, 46 die jeweilige Nockenwelle integriert.
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Darüber hinaus umfasst die Flanschanordnung 30 jeweilge zweite Flanschbereiche 50, 54, an welchen jeweilige zweite Zylinderkopf-Module 52, 56 der Mehrzahl von Zylinderkopf-Modulen 42, 46, 52, 56 reversibel lösbar festlegbar sind. Die jeweiligen Zylinderkopf-Module 52, 56 umfassen jeweils wenigstens ein Hydraulik-Ventilspielausgleichselement 53, 57 zum Ventilspielausgleich der jeweiligen Gaswechselventile 62, 66. Das erste Zylinderkopf-Modul 42 ist vorliegend als einlassseitige Zylinderkopfhaube ausgebildet. Das erste Zylinderkopf-Modul 46 ist vorliegend als auslassseitige Zylinderkopfhaube ausgebildet. Das zweite Zylinderkopf-Modul 52 ist vorliegend als einlassseitige Konsole mit integriertem Hydraulik-Ventilspielausgleichselement 53 ausgebildet. Das zweite Zylinderkopf-Modul 56 ist vorliegend als auslassseitige Konsole mit integriertem Hydraulik-Ventilspielausgleichselement 57 ausgebildet.
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Das erste Zylinderkopf-Modul 42 sowie das zweite Zylinderkopf-Modul 52 sind den Einlassventilen 62 zugeordnet und bilden zusammen mit diesen einen Einlassventiltrieb. Das erste Zylinderkopf-Modul 46 und das zweite Zylinderkopf-Modul 56 sind den Auslassventilen 66 zugeordnet und bilden dementsprechend zusammen mit diesen einen Auslassventiltrieb.
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Die Zylinderkopf-Module 42, 46, 52, 56 können zusammenfassend reversibel lösbar, beispielsweise durch Verschrauben, an dem Grundkörper 20 montiert werden, sodass der Grundkörper 20 des Zylinderkopfes 10 besonders aufwandsarm ohne die Nockenwellenlagergassen 43, 47 sowie ohne die Hydraulik-Ventilspielausgleichselemente 53, 57 gegossen beziehungsweise bearbeitet werden kann. Der Grundkörper 20 beinhaltet somit weder die jeweiligen Nockenwellenlagergassen 43, 47 noch die jeweiligen Hydraulik-Ventilspielausgleichselemente 53, 57 oder jeweilige Aufnahmen zur Führung von Tassenstößeln. Die jeweiligen Nockenwellenlagergassen 43, 47, die dazugehörigen Nockenwellen sowie die Hydraulik-Ventilspielausgleichselemente 53, 57 werden stattdessen anhand der Zylinderkopf-Module 42, 46, 52, 56 reversibel lösbar an dem Grundkörper 20 montiert. Somit kann darauf verzichtet werden, die Nockenwellenlagergassen 43, 47, jeweiliger Hauptölgalerien zur Ölversorgung der Hydraulik-Ventilspielausgleichselemente 53, 57 sowie die Hydraulik-Ventilspielausgleichselement 53, 57 an dem als Gussteil ausgebildeten Grundkörper 20 zu integrieren.
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Sind die jeweiligen Zylinderkopf-Module 42, 46, 52, 56 an dem Grundkörper 20 montiert, so kann der Zylinderkopf 10 gemäß einer, parallel zur Längserstreckungsrichtung x orientierten Blickrichtung eine T-Bone-förmige Außenkontur aufweisen. Dadurch kann der Zylinderkopf 10 insgesamt eine T-Bone-förmige Zylinderkopfarchitektur aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zylinderkopf
- 20
- Grundkörper
- 22
- Querschnitt
- 24
- deltaförmige Außenkontur
- 30
- Flanschanordnung
- 40
- erster Flanschbereich
- 42
- erstes Zylinderkopf-Modul
- 43
- Nockenwellenlagergasse
- 44
- erster Flanschbereich
- 46
- erstes Zylinderkopf-Modul
- 47
- Nockenwellenlagergasse
- 50
- zweiter Flanschbereich
- 52
- zweites Zylinderkopf-Modul
- 53
- Hydraulik-Ventilspielausgleichselement
- 54
- zweiter Flanschbereich
- 56
- zweites Zylinderkopf-Modul
- 57
- Hydraulik-Ventilspielausgleichselement
- 62
- Einlassventil
- 66
- Auslassventil
- x
- Längserstreckungsrichtung
- y
- Quererstreckungsrichtung
- z
- Hocherstreckungsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2233704 A1 [0002]
- DE 3743854 A1 [0003]
- DE 102012015594 A1 [0004]
- DE 102012022942 A1 [0005]
- DE 102012203024 A1 [0006]
