DE19542495C1 - Gegossener Zylinderkopf einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gegossenen Zylinderkopf ei­ ner mehrzylindrigen Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 44 17 480 C1 ist ein gattungsgemäßer Zylinderkopf ei­ ner mehrzylindrigen Brennkraftmaschine bekannt. Der Zylinderkopf umfaßt in der Zylinderkopfdecke angeordnete Sacklochbohrungen zur Aufnahme von Ventilspiel-Ausgleichselementen, wobei die Sacklochbohrungen mit einem Längsölkanal zur Druckölversorgung der Ventilspiel-Ausgleichselemente und mit einem Ölsammelraum durch Rücklauföffnungen in Verbindung stehen. Die Sacklochboh­ rungen und der Längsölkanal müssen in einem eigenen Arbeitsgang erzeugt werden und verteuern die Herstellung des Zylinderkopfes.

Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird auf die EP 0 416 600 A1 und die DE 43 44 356 A1 verwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinderkopf derart auszubilden, daß eine vereinfachte und damit kostengünstigere Her­ stellung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Zylinderkopf besitzt in der Zylinderkopf­ decke angeordnete Sacklochbohrungen zur Aufnahme von Ventil­ spiel-Ausgleichselementen. Die Sacklochbohrungen stehen über Verteilerkanäle mit einem sich in Zylinderkopflängsrichtung er­ streckenden Längsölkanal zur Druckölversorgung der Ventilspiel- Ausgleichselemente in Verbindung. Jede Sacklochbohrung steht über eine an ihrem unteren Ende liegende Rücklauföffnung mit ei­ nem Ölsammelraum in Verbindung. Die Sacklochbohrungen, der Längsölkanal, die Verteilerkanäle, die Rücklauföffnungen und der Ölsammelraum werden durch einen Gießkern eingegossen. Erreicht wird dies durch einen Multifunktionalkern, auch als Ölgalerie­ kern bezeichnet, der mehrere Kernteilstücke umfaßt. Ein Grund­ kern dient zur Herstellung der Rücklauföffnungen und des Ölsam­ melraumes. Ein erstes mit dem Grundkern verbundenes Kernteil­ stück dient zur Herstellung der Sacklochbohrungen. Ein zweites mit dem ersten Kernteilstück verbundenes Kernteilstück dient zur Herstellung des Längsölkanals und der Verteilerkanäle. Der Mul­ tifunktionalkern ist über zwei Kernlager im Kokillenunterteil abgestützt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel erstreckt sich zwischen Gaswechselventilen und Kammern in Zylinderkopflängs­ richtung ein Sekundärluftkanal, der zu den einzelnen Auslaßkanä­ len abzweigende Verbindungsstücke besitzt. Der Sekundärluftkanal und die Verbindungsstücke werden durch ein drittes Kernteilstück hergestellt, das über ein Kernlager mit den anderen Kernteil­ stücken des Multifunktionalkernes verbunden ist.

Durch die Erfindung wird eine vereinfachte Herstellung des Zy­ linderkopfes erreicht. Der Multifunktionalkern dient zur gleich­ zeitigen Herstellung mehrerer Elemente des Zylinderkopfes, so daß sowohl Bearbeitungsverfahren, wie beispielsweise das Bohren des Längsölkanals, als auch die Einlage von Einzelkernen entfal­ len können. Vorteilhafterweise wird das den Sekundärluftkanal ausbildende Kernteilstück an dem dem Kettenschacht abgewandten Kernlager gehalten, so daß der Sekundärluftkanal von den anderen Kernteilstücken abgetrennt ist und somit nur eine Verbindung zum Auslaßkanal besitzt. Das Kernteilstück kann aber auch noch zu­ sätzlich an das Kernlager im Kettenkasten angebunden sein, so daß der Kern eine größere Stabilität erhält. Dann muß der Sekun­ därluftkanal auf dieser Seite allerdings nachträglich verschlos­ sen werden. Der Sekundärluftkanal verläuft beliebig, vorteilhaf­ terweise aber mäanderförmig, zwischen den Gaswechselkanälen und den Kammern, so daß der Kühlwasserraum des Zylinderkopfes weit­ gehend erhalten bleibt.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus der Beschreibung hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden in drei Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zylinder­ kopf,

Fig. 2 den Zylinderkopf aus Fig. 1 im Längsschnitt und

Fig. 3 einen Teilschnitt durch den Zylinderkopf aus den Fig. 1 und 2.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Zylinderkopf 1 für eine hier nicht näher dargestellte mehrzylindrige Brennkraftmaschine ge­ zeigt. Der Zylinderkopf 1 umfaßt ein einteiliges Gußstück mit einem Zylinderkopfboden 2 und die von diesem nach oben bis zu einer Deckeltrennebene 3 abführenden längsseitigen Außenwände 4,5 und stirnseitigen Außenwände 6, 7.

Im Zylinderkopf 1 ist mit Abstand zu dem Zylinderkopfboden 2 ei­ ne Zylinderkopfdecke 8 eingegossen, durch die ein Kühlwasserraum 9 von einem darüberliegenden Steuerraum 10 abgetrennt ist. In der Zylinderkopfdecke 8 ist ein Ölsammelraum 11 angeordnet über dem wiederum ein Längsölkanal 12 verläuft.

Der Zylinderkopfboden 2 besitzt für jeden Zylinder einen Brenn­ raum 13, von dem jeweils ein hier nicht dargestellter Einlaßka­ nal, ein Auslaßkanal 14 und hier ebenfalls nicht dargestellte Kammern zur Aufnahme einer Zündkerze, einer Einspritzdüse oder dergleichen ausgehen. Der Einlaß- und der Auslaßkanal 14 durch­ setzen den Kühlwasserraum 9 bis zu den längsseitigen Außenwänden 4, 5.

In der Zylinderkopfdecke 8 sind symmetrisch zur Längsmittelebene 15 V-förmig und versetzt zueinander stehende Sacklochbohrungen 16 zur Aufnahme von Ventilspiel-Ausgleichselementen angeordnet, wobei jede Sacklochbohrung 16 über einen querverlaufenden Ver­ teilerkanal 17 mit dem sich in Zylinderkopflängsrichtung 18 er­ streckenden Längsölkanal 12 zur Druckölversorgung der Ventil­ spiel-Ausgleichselemente in Verbindung steht. Um den Abfluß des Drucköls aus der Sacklochbohrung 16 zu ermöglichen, steht jede Sacklochbohrung 16 an ihrem unteren Ende über eine Rücklauföff­ nung 19 mit dem Ölsammelraum 11 in Verbindung durch den das Öl aus dem Zylinderkopf 1 über einen Kettenschacht 20 und durch spezielle hier nicht dargestellte Ölrücklaufbohrungen in die Öl­ wanne der Brennkraftmaschine zurückfließen kann.

Gemäß der Erfindung werden die Sacklochbohrungen 16, der Längs­ ölkanal 12, die Verteilerkanäle 17, die Rücklauföffnungen 19 und der Ölsammelraum 11 durch einen einzigen Gießkern, der als Mul­ tifunktionalkern a ausgebildet ist, ausgeformt. Das Bohren des Längsölkanals, der Verteilerkanäle und der Rücklauföffnungen als auch die Einlage von Einzelkernen entfallen damit. Lediglich die vorgegossenen Sacklochbohrungen 16 zur Aufnahme von Ventilspiel-Aus­ gleichselementen werden-anschließend fertig gebohrt. Der Mul­ tifunktionalkern a, auch als Ölgaleriekern bezeichnet, umfaßt mehrere Kernteilstücke b bis d. Ein Grundkern b dient zur Her­ stellung des Ölsammelraumes 11 und der Rücklauföffnungen 19. Ein erstes mit dem Grundkern b verbundenes Kernteilstück c dient zur Herstellung der Sacklochbohrungen 16. Ein zweites mit dem ersten Kernteilstück c verbundenes Kernteilstück d dient zur Herstel­ lung des rohrförmigen Längsölkanals 12 und der den Kern des Längsölkanals 12 stabilisierenden Verteilerkanäle 17. Der Multi­ funktionalkern a ist über zwei Kernlager a′, a′′ im Kokillenun­ terteil abgestützt. Im Bereich einer Federauflagefläche 21 einer Ventilführung wird eine definierte Trennebene 22 zwischen Grund­ kern b und einem zur Bildung des Steuerraumes 10 notwendigen Steuerraumkern f gelegt, in der sich beim Gießen zwangsläufig eine Gußhaut bildet, die bei der anschließenden Bearbeitung der Federauflagefläche 21 vom Bearbeitungswerkzeug zumindest teil­ weise aufgeschnitten wird, so daß hierdurch automatisch ein Öl­ ablauf zum übrigen Ölraum hergestellt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verläuft im Kühl­ wasserraum 9 ein Sekundärluftkanal 23 in etwa mäanderförmig in Zylinderkopflängsrichtung 18 zwischen den Gaswechselkanälen 14 und den Kammern und zwar so, daß der Kühlwasserraum 9 des Zylin­ derkopfes 1 weitgehend erhalten bleibt. Der Sekundärluftkanal 23 besitzt jeweils zu den einzelnen Auslaßkanälen 14 abzweigende Verbindungsstücke 24, die im ventilnahen Bereich 25 an der dem Einlaßkanal zugewandten Seite des Auslaßkanals 14 münden.

Der Sekundärluftkanal 23 und die Verbindungsstücke 24 werden durch ein weiteres Kernteilstück e hergestellt, das über ein Kernlager a′ mit den anderen Kernteilstücken b bis d des Multi­ funktionalkernes a verbunden ist. Hier entfallen ebenfalls Bear­ beitungsvorgänge, wie die Tieflochbohrung des Sekundärluftkanals und das Bohren der Verbindungsstücke, und das Einlegen eines Einzelkernes.

Das Kernteilstück e ragt im ventilnahen Bereich 25 in einen hier nicht dargestellten Auslaßkanal-Kern, der dazu entsprechend aus­ gespart ist. Die beim Gießen zwischen Auslaßkanal 14 und Verbin­ dungsstück 24 entstandene Gußhaut liegt dadurch innerhalb des Auslaßkanals 14. Der Bereich 25 des Auslaßkanals 14 wird übli­ cherweise durch Formfräser bearbeitet, wodurch in vorteilhafter Weise gleichzeitig die Gußhaut entfernt wird.

Claims (6)

1. Gegossener Zylinderkopf einer mehrzylindrigen Brennkraft­ maschine mit im Kühlwasserraum angeordneten Gaswechselkanälen und Kammern für Zündkerzen oder Einspritzdüsen und mit in der Zylinderkopfdecke angeordneten Sacklochbohrungen zur Aufnahme von Ventilspiel-Ausgleichselementen, wobei jede Sacklochbohrung mit einem sich in Zylinderkopflängsrichtung erstreckenden Längs­ ölkanal zur Druckölversorgung der Ventilspiel-Ausgleichselemente in Verbindung steht und daß ferner jede Sacklochbohrung an ihrem unteren Ende mit einer Rücklauföffnung zu einem beim Gießen er­ zeugten Ölsammelraum in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklochbohrungen (16) mindestens vorgegossen und der Längsölkanal (12) fertiggegossen sind.

2. Gegossener Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklochbohrungen (16) und der Längsölkanal (12) durch Verteilerkanäle (17) verbunden sind.

3. Gegossener Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklochbohrungen (16), der Längsölkanal (12), die Verteilerkanäle (17), die Rücklauföffnungen (19) und der Ölsam­ melraum (11) von einem einzigen Gießkern gebildet sind.

4. Gegossener Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießkern (a) zusätzlich ein einen Sekundärluftkanal (23) ausbildendes Kernteilstück (e) umfaßt.

5. Gegossener Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernteilstück (e) an ausschließlich einem Kernlager (a′) gehalten ist.

6. Gegossener Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernteilstück (e) sich in Zylinderkopflängsrichtung (18) zwischen den Gaswechselkanälen (14) und den Kammern in etwa mäanderförmig erstreckt, wobei das Kernteilstück (e) jeweils zu den einzelnen Auslaßkanälen (14) abzweigende Verbindungsstücke (24) besitzt.