DE2013536B - Kernanordnung fur einen wassergekuhl ten Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kernanordnup" für einen wassergekühlten Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen, dessen Einlaß- und Auslaßkanal zwei im Abstand voneinander und etwa rechtwinklig zur Auflagerfläche des Gußkörpers liegende, zur Aufnähme von Ventilen bestimmte Ausläufe hat, zwisehen denen quer zur Längsachse des Einlaß- bzw. Auslaßkanals und etwa parallel zur Auflagerfläche des Gußkörpers ein Kühlkanal angeordnet ist. Dieser Kühlkanal hat die Aufgabe, den Bereich der Ventil-Partien im Zylinderkopf zu kühlen. Damit er die Wärme gut abführen kann, muß er einen ausreichend großen Querschnitt haben. Bedingt durch die beengten Verhältnisse im Bereich der Ventile im Zylinderkopf entstehen jedoch Schwierigkeiten bei der Monlage des Kühlwasserkanalkerns im Kernpaket, das anschließend in die Gußform eingelegt werden muß. In der herkömmlichen Praxis ist die Breite des Kühlwasserkanalkerns scharf begrenzt, damit die für die durch die Bauart des Zylinderkopfes räumlich festliegenden Einlaß- und Auslaßkanäle vorzusehenden Kernteile dts Kernpakets über den Kühlwasserkanalkern übergeschoben werden können. Aus diesem Grunde war man gezwungen, dem Kühlwasserkanalkern zumindest eine sehr geringe Breite oder sehr kleine Abmessungen in Breite und Höhe zu geben. Einen entsprechend kleinen Querschnitt weist dann auch der Kuhlwasserkanal auf. Deshalb war das Veihältnis von Breite zur Höhe des Kernquerschnitts stets kleiner als 1. Da aus konstruktiven und räumlichen Gründen der Zylinderkopf auch selbst nur eine beschränkte Höhe aufweisen soll, war auch die Höhe desKernquerschnitts nicht beliebig zu erhöhen, zumal er dann eine strömungsuiitHinstige Form annimmt. Ein solcher Kühlwasserkanal ermöglicht dann nur einen beschränkten Wasserdurchfluß, weshalb die Wärmeabfuhr ungenügend wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kühlwasserkanalkern zu schaffen, der es trot/ der beengten räumlichen Verhältnisse im Bereich der Ventilpartien ermöglicht, im Zylinderkopf einen Kühlwasserkanal vorzusehen, der den Bereich de; Ventilpartien in ausreichendem Maß kühlt und einen strömungseünstigen Querschnitt hat.

Für diese Lösung besteht bei der eingangs beschriebenen Kernanordnung die Lösung gemäß der Erfindung darin, daß der Kern für den Kühlwasserkanal einen Querschnitt besitzt, dessen Breite etwa gleich seiner Höhe ist, und drß die dem Kühlwasser-

kanalkern benachbarten Flächen des oder der Auslaufkernteile abgeflacht sind. Die für den Einlaß- oder Auslaßkanal vorzusehenden Kernteile werden dann zwar durch die abgeflachte Fläche seitlich beschnitten, was aber dadurch behoben werden kann, daß im gegossenen Zylinderkopf der die abgeflachte Fläche aufweisende Auslauf entsprechend der üblichen mechanischen Bearbeitung im Bereich der Ventilsitze spanabhebend konisch naen außen er. weiten wird, um die für die Aufnahme des Ventilsitzes geeignete Raumform zu schaffen.

Die Länge der vorzugsweise rechtwinklig zur Auflagerfläche verlaufenden abgeflachten Fläche ist zweckmäßig gleich dem Durchmesser der zur Aufnähme des Ventilsitzes bestimmten kreisförmigen Öffnung. Die abgeflachten Flächen verlaufen zweckmäßig parallel und auf Abstard zu einer an die Randkante des Kühlwasserkanalkerns anzulegenden vertikalen Projektionslinie.

Eine Kernanordnung in der Ausführung gemäß der Erfindung ist in der nachfolgend erläuterten Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt; in der Zeichnuns ist

Fig. 1 eine Teilansicht eines Formkastens mit herkömmlicher Anordnung der Kerne für einen zu gießenden Zylinderkopf,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Teilansicht mit der Lage der Kerne gemäß der Erfindung;

Fi g. 3, 4 und 5 sind Draufsicht, Seitenansicht und ünteransicht eines Kerns für einen Auslaßkanal;

Fig. 6 ist rine Teilansicht eines Formkastens mit einer Kernanordnung für einen Auslaßkanal;
F i g. 7 ist eine Unteransicht zu F i g. 6.
In der in F i g. 1 wiedergegebenen Teilansicht ist dargestellt, wie beim Gießen von Zylinderköpfen für V-8-Motoren die Kerne in herkömmlicher Weise eingesetzt worden sind. Hierbei ist davon auszugehen, daß der Einlaß- und der Auslaßkanal, dessen Kern in Fig. 1 mit 14ft bezeichnet ist, zwei im Abstand voneinander und etwa rechtwinklig zur Auflagerfläche

des Gußkörpers liegende, zur Aufnahme von Ventilen bestimmte Ausläufe hat, deren Kerne mit 18 ft und 20 ft bezeichnet sind, die in Kernmarken 34 bzw. 36 auslaufen, welche in entsprechende, im Formsand 32 der Unterlagsplatte vorgesehene Ausnehmungen eingreifen.

Für eine zur Auflagerseite hin offene Ausnehmung ist ein Kern 246 vorgesehen. Zwischen den Kernen 18 ft und 20 ft für die zur Auflagerseite hin offenen

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Einlasse hzw. Auslässe ist ein Kern 266 für einen Der hier mit U4/> bezeichnen; Teil entspricht Kühlwassermantel angeordnet. Die an den Rand allgemein dem Kern für den Auslaßkanal. Dieser dieses Kerns angelegte, strichpunktiert veranschnu- Kern ist mit nach unten gerichteten Auslaufen 188/) lichte Projektionslinie 446 läßt erkennen, daß der und 120/j versehen, die seitliche Abflachungen 148/.) Kern 26 b von der ihm zugewandten Seite des mit 5 aufweisen. Diese Abflachungen ergeben im Gußstück einem Einzug 42 versehenen Kernteils 18b frei ist, Sehnenflächen, die quer zur Öffnungsseite der he,-weshalb die Kernanordnung über den zuvor fest- zustellenden Auslaßöffnung verlaufen. Die am untegelegten Kern 26 b übergeschoben werden kann. Wie ren Ende der Kernausläufe vorgesehenen Kernerkennbar, ist dies nur dadurch möglich, daß die marken 134 b und 136 b haben einen üblichen Breite des Kerns 26b entsprechend klein gehalten 10 Einzugwinkel von 5^C.

wird, wonach dann das Verhältnis von Breite zu Wie die F i g. 6 und 7 zeigen, hat der eigentliche

Höhe dieses Kerns nur etwa 0,8 ist. Die hierdurch Kern für den Auslaßkanal in der Gußform die

erreichbare Wärmeabfuhr ist dann ungenügend. Flächen 148 c, die benachbart dem dazwischen-

F i g. 2 zeigt die gemäß der Erfindung ausgebildete liegenden Kern 126 c für den Kühlwasserkanal Kernanordnung. Der Kern 14 c soll dein Einlaßkanal 15 gegenüberliegen. Das fertige Gußstück hat dann ergeben, die Auslaufkernteile 20 c ergeben die Ein- unerwünschte Sehnenflächen 148a, die quer zu einer bzw. Auslässe, und der Kern 26c soll den Kühl- Seite jeder sonst grundsätzlich kreisförmigen Auslaßwasserkanal ergeben. Der Kern 26 c liegt wiederum öffnung verlaufen. Diese Sehnonfläche ist im wesenträumlich innerhalb und zwischen den beiden Aus- liehen gleich der Durchmesse rlänge dieser kreisläufen 18c und 20 c. Die Trennung zw'jchen Ober- 20 förmigen Auslaßöffnung. Für den Ventileinsatz kasten und Unterkasten der Sandform ir>t durch die müssen dann diese Öffnungen durch spanabhebende mit 46 bezeichnete Linie angedeutet. Diese Kästen Bearbeitung kreisrund aufgeweitet werden. Auf alle selbst welche den Sand für die Gußform enthalten, Fäl'e besteht der Vorteil der beschriebenen Kernsind nicht dargestellt. anordnung, daß sich im Querschnitt des Kerns 126 c

Die an den Rand des Kerns 26c für den Kühl- 25 Breite zu Höhe im Höchstfalle wie 1,2: 1 und 1,3: 1

wasserkanal zu legende vertikale Projektionslinie 44 c verhalten.

ist wiederum frei von irgendwelchen anderen Kern- Der eigentliche Gußvorgang des Kopfes erfolgt in

teilen, aber dieser Kern ist insofern anders aus- herkömmlicher Weise. In die Gußform wird über

gebildet, als er sich weiter nach links erstreckt nls und längs des Kerns für einen Kühlwasserdurchlauf

der entsprechende Kern in Fig. 1, und sein Ver- 30 ein Wasserkanal eingegossen, bei dem das sich aus

hälinis von Breite zu Höhe ist ungefähr gleich 1 oder Breite und Höhe ergebende Querschnittsverhältnis

größer. Deshalb kann ein größeres Wasservolumen wenigstens angenähert gleich ist. Gleichzeitig erfolgt

cen Kanal durchfließen im Vergleich zu den her- der Einbau der die Zylinderkopföffnungen für Auslaß

kömmlichen Kanälen, wie in Fig. 1 gezeigt ist. und Einlaß ergebenden Kernteile, die je mit benach-

Diese Abwandlung ist durch Vermeidung des rück- 35 bart liegenden, nach unten auslaufenden Enden ver-

wärtigen Einzuges am Auslaß 18 c bedingt. Der sehen sind, von denen wenigstens eine* an dem-

Einlaßkar ll ist aber am Auslauf nicht mehr kreis- jenigen Teil verkürzt ist, das der vertikal projezierten

rund, sondern weist eine Fläche 48 auf, die eine Lage des den Kühlwasserkanal ergebenden Kerns

Kreissehne darstellt. benachbart ist.

Durch die Abflachung 48 des Auslaufkernteils 18 c, 40 Bei der Fertigstellung des unteren Formsandgegebenenfalls auch des Auslaufkernteils 20 c wird kastens wird dieser ganz zu Unterst mn nassem Formdie Möglichkeit geschaffen, dem Kühlwasserkanal sand gefüllt, der aus einer Mischung aus Sand und 26 c einen Querschnitt zu geben, dessen Verhältnis formbarem Ton besteht. Der unmittelbare darüber von Breite zu Höhe gleich oder größer als 1 ist. Die angebrachte band für den Kühlwasserkanal besteht Länge der Abflachung ist etwa gleich dem Durch- 45 entweder aus einem ölhaltigen Sand, oder dieser entmesser der kreisförmigen Öffnung: sie veiläuft recht- hält neben anderen Zusätzen ein Bindemittel. Die winklig zur Auflagerfiäche und parallel und auf Ab- beispielsweise ein Bindemittel enthaltenden Kerne stand zu einer an die Randkante des Kühlwasserkerns für die unteren KUhlwasserdurchläufe werden in 26c anzulegenden vertikalen Projektionslinie 44 c. Anlage gegen die Unterlagsplatte des Formsandes in

Ist der Kernteil 14c für einen Auslaßkanal be- 51 il.re Lage gebracht und die Kerne für die Ausläufe

stimmt, muß für eine möglichst intensive Wärme- des Durchflußkanals darüber angeordnet. Daraufhin abfuhr Sorge getragen werden; deshalb sol! der werden die nicht gezeigten Kerne für die oberen Kühlwasserkanal einen möglichst großen Querschnitt Kühlwasserkanäle in einer höhergelegenen Lage aufweisen. Beispiele hierfür zeigen die F i g. 3 bis 7. angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kernanordniing für einen wassergekühlten Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen, dessen Einlaß- und Auslaßkanal zwei im Abstand voneinander und etwa rechtwinklig zur Auflagerfläche des Gußkörpers liegende^ zur Aufnahme von Ventilen bestimmte Ausläufe hat, zwischen denen quer zur Längsachse des Einlaß- bzw. Auslaßkanals und etwa parallel zur Auflagerfläche des Gußkörpers ein Kühlwasserkanal anaeordnet ist., d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß der Kern (26c·) für den Kühlwasserkanal (26«) einen Querschnitt besitzt, dessen Breite etwa gleich seiner Höhe ist, und daß die dem Kühlwasserkanalkern(26a) benachbarten Flächen (48, 148) des oJer der Auslaufkernteile (18r, 20c) abgeflacht sind.

2. Kernanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Abflachung (48, 148) etwa gleich dem Durchmesser der kreisförmigen Öffnung ist.

3. Kernanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (48, 148) rechtwinklig zur Auflagerfläche verlaufen.

4. Kernanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (48, 148) parallel und auf Abstand zu einer an die Randkante des Kühlwasserkerns'26<r, *26c) anzulegenden vertikalen Projektionslinie vertäuen.