DE2844923A1

DE2844923A1 - Zylinderkopf fuer brennkraftmaschinen mit waermeschutz fuer ventilsteg

Info

Publication number: DE2844923A1
Application number: DE19782844923
Authority: DE
Inventors: Max Dipl Ing Albert; Walter Ing Grad Rasch; Werner Ing Grad Schmidt
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1978-10-14
Filing date: 1978-10-14
Publication date: 1980-05-29

Description

bu/kr

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft

Nürnberg, 9. Oktober 1978

Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen mit Wärmeschutz für Ventilsteg

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen mit mindestens zwei in Ausnehmungen des Zylinderkopfes eingepreßten Sitzringen für Ein- und Auslaßventil.

Es ist bekannt, daß der Bereich des Ventilsteges im Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen hohen thermischen Wechselspannungen ausgesetzt ist, da infolge ungleicher Materialanhäufung und ungleicher Kühlverhältnisse sich ein sehr differenziertes Temperaturfeld an der Brennraumseite herausbildet, welches zwangsläufig zu Wärmespannungen führt. Durch Erhitzen im Motorbetrieb und Abkühlen bei Leerlauf oder Stillstand kommt es zur Ausbildung von Wechselspannungen, die im Ventilsteg schließlich zur Rißbildung oder zur Zerstörung der Zylinderköpfe führen.

Es wurde deshalb vorgeschlagen, die Sitzringe der Ventile in ihrer gesamten Höhe in dafür vorgesehene Ausnehmungen im Zylinderkopf einzupressen. Außerdem

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überdecken die an ihrer Berührungsstelle abgeflachten Sitzringe vollständig den gefährdeten Ventilsteg. Durch diese Maßnahmen wird zwar der Ventilsteg vor der direkten Einwirkung des Verbrennungsvorganges mit seinen hohen Temperaturen geschützt, aber die Praxis zeigt, daß solche Sitzringe nur schwer in der vorgesehenen Weise eingepreßt werden können, da in diesem Fall die Sitzringe vor dem Einpressen genau in Abhängigkeit voneinander so gedreht werden müssen, daß ihre Abflachungen aufeinanderpassen, was in der Serienfertigung zu aufwendig ist und zu Einbaufehlern führt (DE-AS 24 o7 528).

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Ventilsteg durch besondere Bauteile in Zusammenwirken mit den eingepreßten Ventilsitzringen vor thermischer Beanspruchung zu schützen, wobei die Montage der zusätzlichen Bauteile den Anforderungen der Serienfertigung gerecht wird.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß konzentrisch zu den Ausnehmungen der Sitzringe Ausdrehungen für Schutzringe vorgesehen sind, daß diese Schutzringe ebene Abflachungen aufweisen, welche sich im eingebauten Zustand tangieren und sowohl senkrecht zum Zylinderkopfboden als auch senkrecht zu einer Verbindungslinie der Ventilmitten angeordnet sind, und daß in ?die zurückgesetzt eingedrehten Ausnehmungen Sitzringe eingepreßt sind, und daß diese Sitzringe über Absätze formschlüssig mit den mit Spiel eingelegten Schutzringen verbunden sind.

Durch diese Maßnahmen wird der Ventilsteg wirksam von den heißen Verbrennlingsgasen geschützt, das Temperaturprofil über der Brennraumseite des Zylinderkopfes wird ausgeglichener und die Wärmespannungen

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werden dadurch reduziert. Da die Schutzringe und Sitzringe voneinander getrennt sind, ist es möglich, die Schutzringe ohne äußeren Zwang so in die dafür vorgesehenen Ausdrehungen einzulegen, daß die angefasten Berührungsflächen ohne Verkanten aufeinanderpassen. Anschließend werden die Sitzringe in üblicher Art und Weise eingepreßt und durch Schrumpfverbindung festgelegt. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die gestellte Aufgabe optimal gelöst, Es wird erreicht, daß durch geringfügigen zusätzlichen Bauaufwand der Ventilsteg geschützt und zugleich die Voraussetzung für reibungslose Serienfertigung gegeben ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Schutzringe aus einem anderen, vorzugsweise thermisch beständigem Material als die Sitzringe gefertigt sind.

Durch die getrennt ausgeführten Sitz- und Schutzringe ergibt sich nicht nur ein leichter Einbau, sondern man ist außerdem frei in der Wahl der Materialien für beide Ringe und kann so entsprechend der unterschiedlichen Aufgabe das geeignetste Material auswählen, ohne stets einen unbefriedigenden Kompromiß schließen zu müssen.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. I einen Schnitt I-I durch den Zylinderkopf,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Brennraumseite des Zylinderkopfes mit Schnittangabe I-I.

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Pig. I zeigt einen Querschnitt durch den Zylinderkopf mit den Ein- und Ausströmkanälen I, 2. Diese Kanäle werden von Ventilen wechselweise geöffnet und geschlossen. Zur Abdichtung sitzen die Ventilteller auf Sitzringen 3, 4, welche in Ausnehmungen 5, 6 des Zylinderkopfes eingepreßt sind, um einen festen Sitz zu haben. Um den Ventilsteg 7 vor der Einwirkung der heißen Verbrennungsgase zu schützen, sind konzentrisch zu diesen Sitzringen Schutzringe 8, 9 vorgesehen, welche sich in Abflachungen 12 tangieren und somit den gefährdeten Ventilsteg 7 überdecken. Um eine leichte Montage der Schutzringe sicherzustellen, werden diese Schutzringe 8, 9 zunächst in dafür vorgesehene Ausdrehungen lo, Il mit geringem Spiel eingelegt, wobei sie beim Einlegen so gedreht werden, daß die Abflachungen 12 aneinanderliegen, ohne sich irgendwie zu verkanten. Ist dies geschehen, so werden die Sitzringe 3, 4 in die zurückversetzt angebrachten Ausdrehungen 5* 6 in gewohnter Art und Weise eingepreßt. Sitz- und Schutzringe sind jeweils mit einem Absatz 13, 14 versehen, welcher verhindert, daß sich die Schutzringe aus ihrer vorgesehenen Lage lösen können.

Fig. 2 zeigt eine brennraumseitige Draufsicht auf die Ein- und Ausströmkanäle I, 2 mit den konzentrisch angeordneten Sitz- und Schutzringen 3, 4, 8, 9 sowie die in Ventilstegmitte gelegene Abflachung 12. Durch die Schutzringe ist der gefährdeteste Teil des Ventilsteges 7 überdeckt. Dadurch kann der Wärmestrom aus dem Brennraum nicht direkt auf den Ventilsteg einwirken, so daß dieser vor überhöhten Wärmespannungen bewahrt wird, was sich in wesentlich höherer Lebensdauer des Zylinderkopfes niederschlägt.

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Leerseite

Claims

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Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg
Aktiengesellschaft

Nürnberg, 9. Oktober 1978

Patentansprüche

I.J Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen mit mindestens zwei in Ausnehmungen des Zylinderkopfes eingepreßten Sitzringen für Ein- und Auslaßventil, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zu den Ausnehmungen (5, 6) der Sitzringe (3, 4) Ausdrehungen (lo, 11) für Schutzringe (8, 9) vorgesehen sind, daß diese Schutzringe ebene Abflachungen (12) aufweisen, welche sich im eingebauten Zustand tangieren und sowohl senkrecht zum ZyIinderkopfboden als auch senkrecht zu einer Verbindungslinie der Ventilmitten angeordnet sind, daß in die zurückgesetzt eingedrehten Ausnehmungen (5, 6) Sitzringe (3, 4) eingepreßt sind, und daß diese Sitzringe über Absätze (13, 14) formschlüssig mit den mit Spiel eingelegten Schutzringen (8, 9) verbunden sind.

2. Zylinderkopf nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzringe (8, 9) aus einem anderen, vorzugsweise thermisch beständigen Material als die Sitzringe (3, 4) gefertigt sind.

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