DE19653462C2

DE19653462C2 - Cylinder head for internal combustion engines

Info

Publication number: DE19653462C2
Application number: DE1996153462
Authority: DE
Inventors: Erwin Fischer; Hartmut Schaedel; Bernd Sigle; Christoph Spengel
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Fischer Annegreth 70619 Stuttgart De; Fischer Claudia 74078 Heilbronn De; Fischer Guido 80992 Muenchen De; Fischer Oliver 73760 Ostfildern De; SCHAEDEL, HARTMUT, 71717 BEILSTEIN, DE; SIGLE, BERND, DIPL.-ING., 71384 WEINSTADT, DE; Spengel Christoph Dipl-Ing 72669 Unterens De
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2016-12-21
Also published as: DE19653462A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für Brennkraft maschinen und eine Vorrichtung zur Urformgebung eines Zy linderkopfes nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 7.The invention relates to a cylinder head for internal combustion machines and a device for shaping a Zy Lindenkopfes according to the preamble of claims 1 and 7.

Zylinderköpfe dienen zum Verschließen der Arbeitszylinder von Brennkraftmaschinen und sind von pro Zylinder jeweils mindestens einem Einlaßkanal und einem Auslaßkanal zum Ein laß bzw. zum Auslaß eines Fluides in einen im Zylinder be grenzten Brennraum durchsetzt. Üblicherweise münden die Ka näle entsprechend der Anordnung der Zylinder reihenartig in einer auf die Zylinder auflegbaren Brennraumseite, wobei die Einlaßkanäle von einem Einlaßflansch und die Auslaß kanäle von einem dem Einlaßflansch gegenüberliegend ausge bildeten Auslaßflansch ausgehen. Die Gemischbildungs bedingungen und Strömungsverhältnisse in den Brennräumen einzelner Zylinder werden in hohem Maße von der Richtung und der Lage der Einlaßkanäle im Zylinderkopf relativ zum Brennraum beeinflußt. Insbesondere bei Diesel-Brennkraft maschinen ist für eine optimale Verbrennung die exakte Lage der Einlaßkanäle im Zylinderkopf in identischer Ausführung für sämtliche Zylinder Voraussetzung. Bei der Herstellung von Zylinderköpfen ist daher darauf zu achten, daß die prä zise Lage der Einlaßkanäle gewährleistet ist. Die Lage der Einlaßkanäle wird bei der Urformgebung des Zylinderkopfes durch die Position von Gießkernen für die einzelnen Kanäle in einem Gießwerkzeug bestimmt. Das Einlegen von einzelnen Gießkernen in das Gießwerkzeug kann jedoch durch Einlege fehler oder Verrutschen der Kerne beim Transport oder beim Gießvorgang zu ungenauen Fehlabgüssen führen. Darüber hinaus ist das komplizierte Einlegen von Einzelkernen nicht automatisch durchführbar, so daß lange Fertigungszeiten des Zylinderkopfes entstehen und insbesondere bei einer Massenfertigung hohe Produktionskosten verursacht werden.Cylinder heads are used to close the working cylinders of internal combustion engines and are of each cylinder at least one inlet channel and one outlet channel for on let or to the outlet of a fluid in one in the cylinder bordered combustion chamber. Usually the Ka channels according to the arrangement of the cylinders in rows a combustion chamber side that can be placed on the cylinder, whereby the inlet channels from an inlet flange and the outlet channels from one opposite the inlet flange formed outlet flange. The mixture formation Conditions and flow conditions in the combustion chambers individual cylinders are highly dependent on the direction and the position of the intake ports in the cylinder head relative to Combustion chamber affected. Especially with diesel fuel machines is the exact location for optimal combustion the intake ports in the cylinder head are identical prerequisite for all cylinders. In the preparation of of cylinder heads is therefore important to ensure that the pre precise position of the inlet channels is guaranteed. The location of the Intake ports is used in the original shaping of the cylinder head by the position of casting cores for the individual channels determined in a casting tool. The insertion of individual Pouring cores into the mold can however be done by inserting them errors or slipping of the cores during transport or during Casting process lead to inaccurate false casts. About that in addition, the complicated insertion of individual cores is not can be carried out automatically, so that long production times of the Cylinder head arise and especially in one Mass production causes high production costs.

Die JP-63-203246 schlägt daher eine Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfes vor, bei der die Gießkerne der Einlaß kanäle und der Auslaßkanäle jeweils zu einem gemeinsamen Rahmenkern zusammengefaßt und jeweils einheitlich in das Gießwerkzeug einlegbar sind. Hierdurch werden bei jedem Abguß eines Zylinderkopfes gleiche Lageverhältnisse der Einlaßkanäle untereinander geschaffen, jedoch sind die La geverhältnisse solcher Kanäle, welche durch unterschied lichen Kernpaketen zugeordnete Gießkerne erzeugt werden, schwer beherrschbar. Insbesondere hat sich in der Praxis die weitere Bearbeitung eines Rohlings eines Zylinderkopfes als schwierig erwiesen, da bei der Erstaufnahme zur wei teren Bearbeitung der Rohling wegen der Bedeutung der Ein laßkanallage zur Brennraumseite des Zylinderkopfes an den Einlaßkanälen ausgerichtet werden muß, jedoch auch zusätz lich aus Stabilitätsgründen an den Auslaßkanälen, was wegen der unvermeidlichen Gießtoleranzen einzelner Rohlinge ein zeitaufwendiger und damit teurer Vorgang ist.JP-63-203246 therefore proposes a casting device a cylinder head in front of which the casting cores are the inlet channels and the outlet channels each to a common Frame core summarized and each in the same Casting tool can be inserted. This will make everyone Cast a cylinder head the same position of the Inlet ducts created among each other, however, the La conditions of such channels, which differ by casting cores assigned to core packages are generated, difficult to control. In particular, has in practice the further processing of a blank of a cylinder head proved to be difficult, since the first admission to the white tter machining the blank because of the importance of the one lasskanallage to the combustion chamber side of the cylinder head to the Inlet channels must be aligned, but also additional lich for reasons of stability on the outlet channels, what because the inevitable casting tolerances of individual blanks is a time-consuming and therefore expensive process.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Zylinderkopf für Brenn kraftmaschinen derart zu gestalten, daß bei exakter Lage der Kanäle im Zylinderkopf die Erstaufnahme nach der Ur formgebung erleichtert und beschleunigt ist.It is an object of the invention to provide a cylinder head for burning To design engines in such a way that at an exact location the channels in the cylinder head the first admission after the original shaping is facilitated and accelerated.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Zylinderkopf für Brennkraft maschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 und bei einer Vorrichtung zur Urformgebung eines Zylinderkopfes mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. This task is carried out in a generic cylinder head for internal combustion machines with the characterizing features of claim 1 and one Device for the primary shaping of a cylinder head with the characteristic Drawing features of claim 7 solved.

Um eine Möglichkeit zur exakten Ausrichtung des Zylinder kopfes bei der Erstaufnahme zu schaffen, sind am Zylinder kopf leicht zugängliche Aufnahmeflächen ausgebildet, an denen zusammenwirkende Aufnahmeinstrumente einer Aufnahme vorrichtung zur Anlage bringbar sind. Die Ausrichtung des Zylinderkopfes in drei Raumrichtungen ist gewährleistet, indem in den Endabschnitten mindestens zweier Einlaßkanäle unterschiedlicher Zylinder benachbart des Einlaßflansches gegenüberliegende, ebene Vertikalaufnahmeflächen parallel zur Brennraumseite ausgebildet sind. Zur genauen vertikalen Ausrichtung des Zylinderkopfes senkrecht zur Brennraumseite unter Berücksichtigung der Neigung ist im Endabschnitt mindestens eines Auslaßkanals benachbart des Aus laßflansches mindestens eine Vertikalaufnahmefläche parallel zur Brennraumseite ausgebildet. Eine zweite Auf nahmerichtung längs des Zylinderkopfes, nämlich in Anord nungsrichtung der Zylinderreihe ist erfaßbar, indem im End abschnitt benachbart des Auslaßflansches mindestens eines Auslaßkanals leicht zugänglich für ein Aufnahmeinstrument mindestens eine Vertikalaufnahmefläche parallel zur Brenn raumseite ausgebildet ist. Die Ausrichtungsmöglichkeit in Querrichtung des Zylinderkopfes ist durch mindestens zwei in Längsrichtung des Zylinderkopfes beabstandet ausgebil dete Queraufnahmeflächen gegeben.To provide a way to precisely align the cylinder head on the first shot are on the cylinder head easily accessible receiving surfaces which cooperating recording instruments of a recording device can be brought to the plant. The orientation of the Cylinder head in three spatial directions is guaranteed by placing at least two inlet channels in the end sections different cylinders adjacent to the inlet flange opposite, flat vertical receiving surfaces parallel are formed on the combustion chamber side. For exact vertical Alignment of the cylinder head perpendicular to the combustion chamber side taking into account the slope is in the end section at least one outlet channel adjacent to the outlet lassflansches at least one vertical receiving surface formed parallel to the combustion chamber side. A second up direction along the cylinder head, namely in arrangement Direction of the cylinder row is detectable by the end section adjacent to the outlet flange at least one Outlet channel easily accessible for a recording instrument at least one vertical receiving surface parallel to the burner is formed on the room side. The targeting option in Cross direction of the cylinder head is by at least two trained in the longitudinal direction of the cylinder head spaced given transverse receiving surfaces.

Der Rohling eines Zylinderkopfes ist sehr exakt und rasch bei der Erstaufnahme in einem Bearbeitungswerkzeug aus richtbar, indem eine Aufnahmevorrichtung den Zylinderkopf in einer Spannvorrichtung der Bearbeitungsmaschine mit zu sammenwirkenden Aufnahmeinstrumenten positioniert. Dabei werden die Aufnahmeinstrumente jeweils in einen Einlaßkanal und/oder einen Auslaßkanal vom jeweiligen Flansch her ein geführt und durch Zustellbewegungen an den jeweils im End abschnitt der Kanäle ausgebildeten Aufnahmeflächen ange legt. Die Zustellbewegungen der Aufnahmeinstrumente drängen den Zylinderkopf in eine bestimmte Bearbeitungsposition, in der die Spannvorrichtung den Zylinderkopf fixiert. In die ser Bearbeitungsposition bringt die Bearbeitungsmaschine Bezugsbohrungen, Bezugsflächen und dgl. zur Orientierung weiterer Bearbeitungsvorgänge des Zylinderkopfes an. Diese Bezugsmarkierungen sind exakt an der Lage der Einlaßkanäle orientiert, so daß im späteren Betrieb der Brennkraft maschine optimale Füllungs- und Strömungsverhältnisse in den Zylindern vorliegen.The blank of a cylinder head is very precise and quick during the initial recording in a processing tool straightenable by a cradle the cylinder head in a clamping device of the processing machine cooperating recording instruments positioned. there the recording instruments are each in an inlet channel and / or an outlet channel from the respective flange guided and by delivery movements to each in the end section of the channels formed receiving surfaces sets. The infeed movements of the recording instruments are pressing the cylinder head into a certain machining position, in the fixture fixes the cylinder head. In the The processing machine brings this processing position Reference bores, reference surfaces and the like for orientation further processing of the cylinder head. This Reference marks are exactly on the position of the inlet channels oriented so that in the later operation of the internal combustion engine optimal filling and flow conditions in the cylinders.

Die Lage der einzelnen Kanäle im Zylinderkopf ist bei jedem Rohling identisch herstellbar, indem bei der Urformgebung sämtliche Gießkerne zur Erzeugung von Kanälen im Zylinder kopf an einem gemeinsamen Rahmenkern befestigt sind. Die Vorrichtung bestehend aus Rahmenkern und Gießkernen ist als Einheit in ein Gießwerkzeug einlegbar und ermöglicht das Abgießen identischer Rohlinge. Durch entsprechende Form gebung der betroffenen Gießkerne der jeweiligen Kanäle im Zylinderkopf sind in den Endabschnitten der Kanäle Aufnah meflächen ausbildbar, welche das erfindungsgemäße Verfahren zur Erstaufnahme des Zylinderkopfes ermöglichen.The position of the individual channels in the cylinder head is different for everyone Blank can be produced identically by using the original shaping all casting cores for the production of channels in the cylinder are attached to a common frame core. The Device consisting of frame core and casting cores is as Unit can be inserted into a casting tool and enables that Cast identical blanks. By appropriate form the relevant casting cores of the respective channels in the Cylinder head are in the end sections of the channels Formable surfaces, which the inventive method allow for the first reception of the cylinder head.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is below hand of the drawing explained in more detail. It shows:

Fig. 1 eine Ansicht eines Einlaßflansches eines Zylinder kopfes für eine Diesel-Brennkraftmaschine, Fig. 1 is a view of an inlet flange of a cylinder head for a diesel internal combustion engine,

Fig. 2 eine Ansicht eines Auslaßflansches eines Zylinder kopfes, Fig. 2 is a view of an outlet flange of a cylinder head,

Fig. 3 einen Querschnitt in einer Ventilebene eines Ein laßkanals in einem Zylinderkopf und Fig. 3 shows a cross section in a valve plane of a lasskanal in a cylinder head and

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Urformgebung eines Zylinder kopfes mit einem Rahmenkern und Gießkernen zur Br zeugung von Kanälen. Fig. 4 shows a device for shaping a cylinder head with a frame core and casting cores for Br generation of channels.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Zylinderkopf 2 für eine Die sel-Brennkraftmaschine mit vier Zylindern und ist mit einer Brennraumseite 5 auf die Zylinder auflegbar. In der Brenn raumseite 5 münden pro Zylinder jeweils zwei Einlaßkanäle 10 _1-4, 15 _1-4 und zwei Auslaßkanäle. Durch die Vier-Ventil technik wird in bekannter Weise der Liefergrad der Zylinder erhöht. Die Kanäle durchsetzen den Zylinderkopf 2, wobei die Einlaßkanäle 10, 15 in einem Einlaßflansch 3 enden, welcher in Fig. 1 dargestellt ist. Die beiden Auslaßkanäle jedes Zylinders werden innerhalb des Zylinderkopfes 2 zu einem gemeinsamen Auslaßkanal zur Abführung der Verbren nungsabgase aus den Zylindern zusammengefaßt und enden in einem in Fig. 2 dargestellten Auslaßflansch 4, welcher am Zylinderkopf 2 dem Einlaßflansch 3 gegenüberliegend ausge bildet ist. Figs. 1 and 2 show a cylinder head 2 for the sel-combustion engine with four cylinders and is provided with a combustion chamber 5 side of the cylinder be placed. In the combustion chamber side 5 open two inlet channels 10 _1-4 , 15 _1-4 and two outlet channels per cylinder. The four-valve technology increases the delivery rate of the cylinders in a known manner. The passages pass through the cylinder head 2 , the intake passages 10 , 15 ending in an intake flange 3 , which is shown in FIG. 1. The two exhaust ports of each cylinder are combined within the cylinder head 2 to form a common exhaust port for discharging the combustion exhaust gases from the cylinders and end in an exhaust flange 4 shown in FIG. 2, which forms on the cylinder head 2 opposite the intake flange 3 .

Zur Erzielung optimaler Verbrennungsergebnisse ist ein identischer Verlauf der Kanäle im Zylinderkopf 2 anzustre ben, insbesondere der Einlaßkanäle bei der Einmündung an der Brennraumseite 5. Die Geometrie der Einlaßkanäle legt die Lage der maßgeblich die Gemischbildung in den Zylindern beeinflussenden Bauteile wie Ventile, Sitzringe und andere Steuerteile fest. Daher ist bei der Herstellung des Zylin derkopfes 2 die Bearbeitung des Gußrohlinges im Anschluß an die Urformgebung an den Zylindern zugeordneten Kanälen, insbesondere den Einlaßkanälen 10, 15, zu orientieren. Bei der Erstaufnahme des Zylinderkopfes 2 wird der Gußrohling an den Einlaßkanälen 10 ausgerichtet, so daß nach Anbringen von Bezugsbohrungen 23 die optimale Lage der Einlaßkanäle 10, 15 zum Brennraum sichergestellt ist, nachdem die Be arbeitung des Zylinderkopfes 2, deren Arbeitsschritte auf die Bezugsbohrungen 23 bezogen sind, beendet ist.To achieve optimal combustion results, an identical course of the channels in the cylinder head 2 is to be aimed for, in particular the intake channels at the confluence on the combustion chamber side 5 . The geometry of the inlet ducts determines the position of the components that significantly influence the mixture formation in the cylinders, such as valves, seat rings and other control parts. Therefore, in the manufacture of the Zylin derkopfes 2, the machining of the cast blank following the original shaping on the cylinders assigned channels, in particular the inlet channels 10 , 15 , to be oriented. When the cylinder head 2 is received for the first time, the cast blank is aligned with the inlet ducts 10 , so that after fitting reference bores 23, the optimal position of the inlet ducts 10 , 15 with respect to the combustion chamber is ensured after the machining of the cylinder head 2 , the work steps of which refer to the reference bores 23 are finished.

Zur Ausrichtung des Zylinderkopfes 2 bei der Erstaufnahme sind im Endabschnitt benachbart des Einlaßflansches 3 je weils eines Einlaßkanals 10 pro Zylinder Aufnahmeflächen 11, 12 ausgebildet, an denen jeweils zusammenwirkende Aus richtungsinstrumente zur Anlage bringbar sind. Dabei sind in jedem dieser Einlaßkanäle 10 _1-4 jeweils zwei gegenüber liegende Vertikalaufnahmeflächen 11 parallel zur Brennraum seite 5 und zwei gegenüberliegende Längsaufnahmeflächen 12 senkrecht zur Brennraumseite 5 ausgebildet. Die Vertikal aufnahmeflächen 11 und die Längsaufnahmeflächen 12 begren zen den jeweiligen Einlaßkanal 10 _1-4 und reichen bis an den Einlaßflansch 3 heran, so daß die Öffnungen 13 der Einlaß kanäle 10 _1-4 im Einlaßflansch 3 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen.To align the cylinder head 2 at the first recording in the end section adjacent to the inlet flange 3 each Weil an inlet channel 10 per cylinder receiving surfaces 11 , 12 are formed, on each of which cooperating directional instruments can be brought into contact. Here, in each of these inlet channels 10 _1-4 are respectively formed two opposite vertical side receiving faces 11 parallel to the combustion chamber 5, and two opposite longitudinal receiving faces 12 perpendicular to the combustion chamber side. 5 The vertical receiving surfaces 11 and the longitudinal receiving surfaces 12 limit the respective inlet channel 10 _1-4 and extend up to the inlet flange 3 , so that the openings 13 of the inlet channels 10 _1-4 in the inlet flange 3 have a substantially rectangular cross section.

Eine weitere Vertikalaufnahmefläche 18 ist im Endabschnitt eines Auslaßkanals 17 benachbart des Auslaßflansches 4 aus gebildet, wie aus Fig. 2 ersichtlich wird. Der mit der Vertikalaufnahmefläche 18 versehene Auslaßkanal 17 ₃ ist dem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet, welcher in der Zylinderreihenanordnung mittig liegt. Sowohl bei Zylinder köpfen 2 für vier-zylindrische Brennkraftmaschinen als auch für fünf- und sechs-zylindrische Brennkraftmaschinen wird der jeweilige Auslaßkanal 17 zur Ausrichtung des Zylinder kopfes 2 gewählt und mit einer Vertikalaufnahmefläche 18 versehen, welcher in der Reihe der Auslaßkanäle 17 _1-4 an dritter Stelle mittig liegt. Der Zylinderkopf 2 ist somit in Längsrichtung 7 gemäß der Reihenanordnung der Kanäle im Zylinderkopf 2 und in Vertikalrichtung 8 senkrecht zur Brennraumseite 5 ausrichtbar. Die Ausrichtung des Zylin derkopfes 2 in Querrichtung 9 senkrecht zum Einlaßflansch 3 bzw. zum Auslaßflansch 4 ist durch Queraufnahmeflächen 22 ermöglicht, welche am Einlaßflansch in Längsrichtung 7 des Zylinderkopfes 2 beabstandet ausgebildet sind.Another vertical receiving surface 18 is formed in the end section of an outlet channel 17 adjacent to the outlet flange 4 , as can be seen from FIG. 2. The outlet channel 17 ₃ provided with the vertical receiving surface 18 is assigned to the cylinder of the internal combustion engine, which lies in the center of the cylinder row arrangement. Both in cylinder heads 2 for four-cylinder internal combustion engines as well as for five- and six-cylinder internal combustion engines, the respective exhaust port 17 is selected for alignment of the cylinder head 2 and provided with a vertical receiving surface 18 , which in the row of exhaust ports 17 _1-4 third position is in the middle. The cylinder head 2 can thus be aligned in the longitudinal direction 7 according to the row arrangement of the channels in the cylinder head 2 and in the vertical direction 8 perpendicular to the combustion chamber side 5 . The alignment of the Zylin derkopfes 2 in the transverse direction 9 perpendicular to the inlet flange 3 and the outlet flange 4 is made possible by transverse receiving surfaces 22 which are formed on the inlet flange in the longitudinal direction 7 of the cylinder head 2 spaced.

Bei der Erstaufnahme eines Gußrohlings des Zylinderkopfes 2 von einer Aufnahmevorrichtung in einer Spannvorrichtung einer Bearbeitungsmaschine positioniert, wobei in einem ersten Verfahrensschritt zur Ausrichtung in vertikaler Richtung 8 in zwei Einlaßkanäle 10 ₁, 10 ₄ vom Einlaßflansch 3 her Aufnahmeinstrumente eingeführt werden. Diese Einlaß kanäle 10 ₁, 10 ₄ sind im Zylinderkopf 2 jeweils außen liegend angeordnet, wodurch bei der Ausrichtung für eine genügende Kippstabilität des Zylinderkopfes 2 gesorgt ist. Die Vertikalaufnahmeinstrumente werden in den Einlaßkanälen 10 ₁, 10 ₄ jeweils in vertikaler Richtung 8 auseinanderbewegt und an den gegenüberliegend ausgebildeten Vertikalaufnah meflächen 11 angelegt.When a cast blank of the cylinder head 2 is initially received by a receiving device in a clamping device of a processing machine, in a first method step for alignment in the vertical direction 8 in two inlet channels 10 ₁ , 10 _{4 are introduced} from the inlet flange 3 recording instruments. These inlet channels 10 ₁ , 10 ₄ are each arranged in the cylinder head 2 on the outside, whereby a sufficient tilting stability of the cylinder head 2 is ensured in the alignment. The vertical recording instruments are moved apart in the inlet channels 10 ₁ , 10 _{4 in} each case in the vertical direction 8 and meflächen 11 applied to the opposite vertical receptacle.

Nach der Festlegung des Einlaßflansches 3 in vertikaler Richtung 8 wird ein Ausrichtungsinstrument vom Auslaß flansch 4 in den Auslaßkanal 17 ₃ eingeführt und in eine vorbekannte vertikale Position bewegt. Die Vertikalaufnah mefläche 18 ist im Auslaßkanal 17 ₃ gegenüberliegend der Brennraumseite 5 ausgebildet und wird durch Drücken des Zy linderkopfes 2 von einer Haubenseite 6 gegenüberliegend der Brennraumseite 5 an dem Aufnahmeinstrument zur Anlage gebracht. Liegen sämtliche Vertikalaufnahmeflächen 11, 18 an den ihnen zugeordneten Aufnahmeinstrumenten an und be finden sich diese in der zur Ausrichtung vorgesehenen Po sition, so ist eine Ausrichtung in vertikaler Richtung 8 durchgeführt. After the determination of the inlet flange 3 in the vertical direction 8 , an alignment instrument is inserted from the outlet flange 4 into the outlet channel 17 ₃ and moved into a previously known vertical position. The Vertikalaufnah mefläche 18 is in the outlet duct 17 ₃ opposite to the combustion chamber 5 side is formed, and by pressing the Zy linder head 2 5 moved from a hood side 6 opposite to the combustion chamber side of the receiving tool for installation. Are all the vertical receiving surfaces 11 , 18 on the associated recording instruments and be found in the position provided for alignment Po, so an alignment is carried out in the vertical direction 8 .

In einem zweiten Verfahrensschritt wird der Zylinderkopf 2 in Längsrichtung 7 ausgerichtet. Dabei werden in zwei Ein laßkanäle 10 ₂, 10 ₃ vom Einlaßflansch 3 her Aufnahmeinstru mente eingeführt und an den Längsaufnahmeflächen 12 zur Anlage gebracht, welche einander zugewandt liegen. Dabei werden die Aufnahmeinstrumente gegeneinandergerichtet zuge stellt und legen den Zylinderkopf 2 in Längsrichtung 7 in einer Zangenbewegung fest. Die Längsaufnahmeinstrumente werden in eine zur Ausrichtung des Zylinderkopfes 2 vorbe kannte Position bewegt, wodurch der Zylinderkopfrohling bei der Erstaufnahme in der zweiten Raumrichtung, nämlich in Längsrichtung 7 festgelegt wird.In a second method step, the cylinder head 2 is aligned in the longitudinal direction 7 . In this case, two inlet channels 10 ₂ , 10 _{3 are introduced} from the inlet flange 3 and receiving elements are brought into contact with the longitudinal receiving surfaces 12 , which face one another. The recording instruments are directed towards each other and set the cylinder head 2 in the longitudinal direction 7 in a tong movement. The longitudinal recording instruments are moved into a position known in advance for aligning the cylinder head 2 , as a result of which the cylinder head blank is fixed in the second spatial direction, namely in the longitudinal direction 7, when it is first recorded.

Gleichzeitig zur Ausrichtung des Zylinderkopfes in Längs richtung 7 erfolgt eine Ausrichtung in Querrichtung 9. Da bei werden Queraufnahmeinstrumente an den Queraufnahmeflä chen 22 am Einlaßflansch 3 angelegt. Bei den gleichzeitigen Zustellbewegungen der zusammenwirkenden Aufnahmeinstrumente zur Ausrichtung in Längsrichtung 7 und in Querrichtung 9 wird der Zylinderkopfrohling kontrolliert in die vorgesehene Ausrichtungslage geschoben. Der ausgerichtete Zylinderkopfrohling wird von der Spannvorrichtung fixiert und eine Bearbeitungsmaschine schließt die Erstaufnahme mit dem Anbringen von Bezugsbohrungen 23 ab, welche der Orientierung weiterer Bearbeitungsgänge zur Fertigstellung des Zylinderkopfes 2 dienen. Die Einspannung des Gußroh lings bei der Erstaufnahme erfolgt dabei von dem den Quer aufnahmeflächen 22 gegenüberliegenden Auslaßflansch 4 aus.Simultaneously with the alignment of the cylinder head in the longitudinal direction 7 , an alignment in the transverse direction 9 takes place. Since at Queraufnahmeinstrumente to the Queraufnahmeflä Chen 22 are created on the inlet flange 3 . During the simultaneous infeed movements of the cooperating recording instruments for alignment in the longitudinal direction 7 and in the transverse direction 9 , the cylinder head blank is pushed in a controlled manner into the intended alignment position. The aligned cylinder head blank is fixed by the clamping device and a processing machine closes the initial recording by making reference bores 23 , which serve to orientate further processing steps to complete the cylinder head 2 . The clamping of the Gußroh lings during the first recording takes place from the transverse receiving surfaces 22 opposite outlet flange 4 .

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Zylinderkopf 2 auf Höhe des dem dritten Zylinder zugeordneten und mit Aufnah meflächen versehenen Einlaßkanal 10 ₃ in Fig. 1. Ersichtlich sind die Vertikalaufnahmeflächen 11 im Endbereich des Ein laßkanals 10 ₃ benachbart des Einlaßflansches 3 und die Vertikalaufnahmefläche 18 im Endbereich des Auslaßkanals 17 ₃ benachbart des Auslaßflansches 4. Die jeweiligen Auf nahmeinstrumente zur Ausrichtung des Zylinderkopfes 2 wer den bei der Erstaufnahme des Zylinderkopfes im Inneren der Kanäle zur Anlage gebracht, so daß Oberflächenungenauig keiten der Rohlingskontur keinen Einfluß auf die Präzision der Erstaufnahme haben. Im jeweiligen Endabschnitt benach bart der Brennraumseite ist in jedem Einlaßkanal 10 und in jedem Auslaßkanal 17 im Zylinderkopf 2 ein Ventilsitz 25 ausgeformt, welcher in der Brennkraftmaschine mit einem Ventilglied zur Beherrschung des jeweiligen Kanals zusam menwirkt. Diese Ventilglieder sind durch einen Ventilstößel betätigbar, welcher durch einen Stößeldurchbruch 27 in den jeweiligen Kanal mit dem Ventilglied im Ventilsitz 25 ver bunden ist. Der Stößeldurchbruch 27 wird bei der Urform gebung des Zylinderkopfes 2 mitgegossen, wobei an seiner Öffnung zum Eingangskanal 10 ₃ eine Kontrollfläche 26 aus gebildet wird, welche eine Überprüfung der vertikalen Aus richtung des Zylinderkopfes 2 bei der Erstaufnahme gestat tet. Die Kontrollfläche 26 liegt dadurch leicht zugänglich und strömungsgünstig im späteren Betrieb des Eingangskanals 10 ₃. Die Überprüfung der Vertikallage des Zylinderkopfes 2 erfolgt durch einen Meßdorn 24, welcher von der Brennraum seite 5 her durch den Ventilsitz 25 in den Einlaßkanal 10 ₃ eingeführt und an der Kontrollfläche 26 zur Anlage gebracht wird. Fig. 3 shows a cross section through the cylinder head 2 at the level of the third cylinder assigned and with Aufnah meflächen provided inlet channel 10 ₃ in Fig. 1. You can see the vertical receiving surfaces 11 in the end region of the inlet channel 10 ₃ adjacent to the inlet flange 3 and the vertical receiving surface 18th in the end region of the outlet duct 17 ₃ adjacent to the outlet flange 4 . The respective recording instruments for aligning the cylinder head 2 who brought the system to the system when the cylinder head was first received, so that surface inaccuracies of the blank contour have no influence on the precision of the first recording. In the respective end section neigh bears the combustion chamber side, a valve seat 25 is formed in each intake port 10 and in each exhaust port 17 in the cylinder head 2 , which co-operates in the internal combustion engine with a valve member for mastering the respective channel. These valve members can be actuated by a valve tappet, which is connected to the valve member in the valve seat 25 by a tappet opening 27 in the respective channel. The plunger breakthrough 27 is in the original form of the cylinder head 2 gebung cast together, wherein at its opening to the inlet passage 10 ₃ is a control area 26 is formed which direction a review of the vertical from the cylinder head 2 tet gestat at the initial reception. As a result, the control surface 26 is easily accessible and streamlined in later operation of the input channel 10 ₃ . The checking of the vertical position of the cylinder head 2 is carried out by means of a measuring mandrel 24 which is inserted from the combustion chamber side 5 through the valve seat 25 into the inlet duct 10 ₃ and brought to bear on the control surface 26 .

Der Vorgang der Erstaufnahme des Zylinderkopfrohlings ist an den im Zylinderkopf ausgebildeten Einlaß- und Auslaß kanälen bzw. den darin ausgebildeten Aufnahmeflächen orientiert, so daß die Präzision der Erstaufnahme in hohem Maße durch die relative Lage der einzelnen Kanäle im Zylin derkopf beeinflußt ist. Um die zur Erstaufnahme des Guß rohlings benötigten Konturen und Aufnahmeflächen in den Ein- und Auslaßkanälen beim Gießen des Zylinderkopfes genau und lagepräzise darzustellen, wird die in Fig. 4 darge stellte Vorrichtung zur Urformgebung vorgeschlagen. Die Gießkerne für Einlaß- und Auslaßkanäle sind an einem ge meinsamen, umlaufenden Rahmenkern 1 ausgebildet und sind auf diese Weise als Einheit in ein Gießwerkzeug zum Ab gießen des Zylinderkopfes einlegbar. Die Vereinheitlichung durch den Rahmenkern 1 schränkt jegliche Relativbewegung einzelner Gießkerne zueinander ein und verhindert zuver lässig ein Abkippen einzelner Kanalgießkerne beim Abgießen des Zylinderkopfes. Der Rahmenkern gewährleistet überdies gratfreie Anlageflächen. Neben der Verkürzung der Rüstzeit des Gießwerkzeuges durch die Reduzierung vieler Einzelkerne auf ein Kernpaket mit Rahmenkern 1 ist auf diese Weise die größtmögliche Exaktheit der Lage der Einlaßkanäle zur Brennraumseite des Zylinderkopfes erreicht. An einem Schenkel des Rahmenkerns 1 sind pro Zylinder ein Kanalgieß kern 19 _1-4 zur Darstellung zweier zusammenlaufender Auslaß kanäle ausgebildet. Am gegenüberliegenden Schenkel 28 des Rahmenkerns 1 sind pro Zylinder ein Gießkern 14 _1-4 zur Darstellung von Einlaßkanälen, welche zur Durchführung des Verfahrens zur Erstaufnahme mit ebenen Aufnahmeflächen versehen sind und ein Gießkern 16 _1-4 zur Darstellung eines zweiten Einlaßkanals ausgebildet. Die Gießkerne 14 _1-4, wel che zur Formgebung der zur Erstaufnahme des Zylinder kopfrohlings vorgesehenen Einlaßkanäle dienen, weisen in ihrem Endabschnitt benachbart des Schenkels 28 des Rahmen kernes 1 einen rechteckigen Querschnitt zur Darstellung der Aufnahmeflächen zur Ausrichtung des Zylinderkopfes auf. An den Innenseiten der die Gießkerne tragenden Schenkel des Rahmenkerns 1 ist die Kontur des Einlaß- bzw. Auslaß flansches des Zylinderkopfes dargestellt. An der Innenseite des die Gießkerne 14, 16 zur Ausbildung der Einlaßkanäle tragenden Schenkels 28 des Rahmenkernes 1 sind die Konturen zum Abgießen der Queraufnahmeflächen am Einlaßflansch (Fig. 1) dargestellt.The process of the first reception of the cylinder head blank is oriented to the inlet and outlet channels formed in the cylinder head or the receiving surfaces formed therein, so that the precision of the initial reception is greatly influenced by the relative position of the individual channels in the cylinder head. In order to represent the contours and receiving surfaces required in the inlet and exhaust ports for casting the cylinder head for casting the cylinder head accurately and precisely, the device shown in FIG. 4 is proposed for primary shaping. The casting cores for intake and exhaust ports are formed on a common, revolving frame core 1 and can be inserted as a unit in a casting tool for casting from the cylinder head. The standardization by the frame core 1 restricts any relative movement of individual casting cores to one another and reliably prevents individual duct casting cores from tipping over when the cylinder head is poured off. The frame core also guarantees burr-free contact surfaces. In addition to shortening the set-up time of the casting tool by reducing many individual cores to a core package with frame core 1 , the greatest possible accuracy of the position of the inlet ducts on the combustion chamber side of the cylinder head is achieved in this way. On one leg of the frame core 1 , a channel casting core 19 _1-4 for the representation of two converging outlet channels are formed per cylinder. On the opposite leg 28 of the frame core 1 , a casting core 14 _1-4 for the representation of inlet channels are provided per cylinder, which are provided with flat receiving surfaces for carrying out the method for the first reception and a casting core 16 _1-4 for the representation of a second inlet channel. The casting cores 14 _1-4 , which are used to shape the inlet channels provided for the initial reception of the cylinder blank, have in their end section adjacent to the leg 28 of the frame core 1 a rectangular cross section to show the receiving surfaces for aligning the cylinder head. On the inner sides of the cores supporting leg of the frame-core 1, the contour of the inlet and outlet is shown the flange of the cylinder head. On the inside of the leg 28 , 16 of the frame core 1 , which carries the casting cores 14 , 16 for forming the inlet channels, the contours for casting off the transverse receiving surfaces on the inlet flange ( FIG. 1) are shown.

Neben den Gießkernen 14, 16, 19 zur Darstellung der Einlaß- und Auslaßkanäle der einzelnen Zylinder der Brennkraft maschine trägt der Rahmenkern 1 weitere Gießkerne 20, 21 zur Erzeugung weiterer Kanäle im Zylinderkopf. Ein Gießkern 20 ist benachbart der Gießkerne für die Einlaßkanäle an dem Schenkel 28 des Rahmenkernes 1 ausgebildet und ermöglicht bei der Urformgebung des Zylinderkopfes die Ausgestaltung eines Kühlmittelkurzschlußkanals. Darüber hinaus ist zwischen den Schenkeln des Rahmenkernes 1 ein durchgehender Gießkern 21 angeordnet, welcher beim Abgießen des Zylinderkopfes einen vom Auslaßflansch zum Einlaßflansch des Zylinderkopfes durchgehenden Kanal zur Rückführung von Abgasen ausbildet.In addition to the casting cores 14 , 16 , 19 for the representation of the inlet and outlet channels of the individual cylinders of the internal combustion engine, the frame core 1 carries further casting cores 20 , 21 for generating further channels in the cylinder head. A casting core 20 is formed adjacent to the casting cores for the inlet channels on the leg 28 of the frame core 1 and enables the design of a coolant short-circuit channel in the original shaping of the cylinder head. In addition, a continuous casting core 21 is arranged between the legs of the frame core 1 , which forms a channel for returning exhaust gases from the outlet flange to the inlet flange of the cylinder head when the cylinder head is poured.

Claims

1. Cylinder head ( 2 ) for internal combustion engines, which is like a series of at least one inlet channel per cylinder ( 10 _1-4 ) starting from an inlet flange ( 3 ) and in each case at least one outlet channel ( 17 _1-4 ) starting from one of the inlet flange ( 3 ) oppositely formed outlet flange ( 4 ) is penetrated up to a combustion chamber side ( 5 ) which can be placed on the cylinder, characterized in that at least two inlet channels ( 10 _1-4 ) of different cylinders are opposed to one end section of the inlet flange ( 3 ) Overlying vertical receiving surfaces ( 11 ) are formed parallel to the combustion chamber side ( 5 ), cut in the Endab adjacent to the inlet flange ( 3 ) of inlet channels ( 10 _1-4 ) at least two cylinders parallel longitudinal receiving surfaces ( 12 ) are formed perpendicular to the combustion chamber side ( 5 ), which are arranged in opposite directions in the longitudinal direction of the cylinder head, and that in an end section Nitt adjacent to the outlet flange ( 4 ) of at least one outlet channel ( 17 _1-4 ) at least one vertical receiving surface ( 18 ) parallel to the combustion chamber side ( 5 ) and on a flange ( 3 , 4 ) at least two in the longitudinal direction ( 7 ) of the cylinder head ( 2 ) spaced transverse receiving surfaces ( 22 ) are formed.

2. Cylinder head according to claim 1, characterized in that cut in the respective Endab adjacent to the inlet flange ( 3 ) at least two inlet channels ( 10 _1-4 ) vertical receiving surfaces ( 11 ) and in the end sections of at least two further white inlet channels ( 10 _1-4 ) Longitudinal receiving surfaces ( 12 ) are formed.

3. Cylinder head according to one of claims 1 or 2, characterized in that the inlet channels ( 10 _1-4 ) formed with receiving surfaces ( 11 , 12 ) in the end section adjacent to the inlet flange ( 3 ) have a rectangular cross section.

4. Cylinder head according to one of claims 1 to 3, characterized in that per cylinder an inlet channel ( 10 _1-4 ) in the end portion adjacent the inlet flange ( 3 ) with opposite vertical receiving surfaces ( 11 ) and longitudinal receiving surfaces ( 12 ) formed is and has a rectangular cross-section.

5. Cylinder head according to one of claims 1 to 4, characterized in that the exhaust ports ( 17 _1-4 ) have a largely circular cross-section, with a vertical receiving surface ( 18 ) in the end portion of an exhaust port ( 17 ₃ ) adjacent to the exhaust flange ( 4 ) a tendon is formed in a circular cross section.

6. Cylinder head according to one of claims 1 to 5, characterized in that two intake ports ( 10 , 15 ) and two exhaust ports ( 17 _1-4 ) are formed per cylinder.

7. Device for the primary shaping of a cylinder head ( 2 ) for an internal combustion engine with a plurality of cylinders according to one of claims 1 to 4, wherein to produce flow-through channels ( 10 , 15 , 17 ) in the cylinder head ( 2 ) casting cores ( 14 , 16 , 19 , 20 , 21 ) are provided, which can be inserted into a casting tool, characterized in that all casting cores ( 14 , 16 , 19 , 20 , 21 ) on a common frame core ( 1 ) can be fastened and as a unit in the casting tool for casting a Cylinder head ( 2 ) can be inserted.