DE3034591C2 - Leichtmetallzylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

25 Diese Materialien tragen im fertig behandelten Zylinderkopf durch ihre gegenüber dem Leichtmetall unter-

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leichtmetallzy- schiedüche Wärmeleitfähigkeit auch zur Vergleichmä-

linderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschi- ßigung der Zylinderkopfbodentemperatur bei, sei es

ne nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. durch ihre spezifische Leitfähigkeit oder dadurch, daß

Leichtmetallzylinderköpfe mit Blecheinlagen im Ven- 30 sich während des Anodisationsvorgangs an ihren ande-

tilstegbereich sind aus der DE-PS 12 94 093 bekannt ren Wandbereichen ebenfalls eine Oxidschicht ausbil-

Diese Blecheinlagen haben die grundsätzliche Aufgabe, det

als künstlich geschaffene Dehnfuge im Zylinderkopf zur Verfahren zum Aufbringen dieser Materialien auf Verhinderung von Wärmerissen im Bodenbereich zwi- Bleche sind an sich bekannt und auch für eine Großseschen den Ventilen beizutragen. 35 rienfertigung geeignet. Da diese Materialien widerWerden jedoch Zylinderköpfe mit zentraler Ein- standsfähig gegen die rißverhindernde Oxidschicht sind, spritzdüse, einem Schußkanal und/oder einer Zündhilfe ist somit der Bestand der Blecheinlage während der ausgerüstet, so können Metallstegeinlagen nach Art des anodischen Oxidation des Zylinderkopfes gewährleistet Zylinderkopfes der DE-PS 12 94 093 nicht verhindern, Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevordaß im Bereich der Düsen-, SchuEkanal- und Zündhilfe- 40 zugten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt
bohrung Wärmerisse auftreten, die auch bis zu den Ven- A b b. 1 einen Zylinderkopf einer ventilgesteuerten tilsitzen oder bis zu den äußeren Dichtflächen am Zylin- Brennkraftmaschine in Draufsicht auf den Zylinderderkopfboden laufen. kopfboden und

Aus diesem Grunde ist in der DE-OS 29 04 940 vorge- A b b. 2 einen Zylinderkopf nach A b b. 1 im Schnitt

schlagen, den gefährdeten Bodenbereich mit einer riß- 45 nach der Linie H-II.

verhindernden Oxidschicht zu überziehen. Mit der Bei dem abgebildeten Zylinderkopf 1 sind die Auslaß-Oxidschicht wird zum einen ein Abbau von Temperatur- ventilöffnung mit 2, die Einlaßventilöffnung mit 3 und spitzen erreicht, so daß eine Vergleichmäßigung der Zy- der etwas gewölbte Zylinderkopfboden mit 4 bezeichlinderkopfbodentemperatur erzielt wird. Zum anderen net. Der zwischen den beiden Ventilöffnungen 2 und 3 besitzt die Oxidschicht eine gegenüber dem Leichtme- 50 liegende, thermisch hoch beanspruchte und daher betall unterschiedliche Wärmeausdehnung und auch War- sonders stark zur Rißbildung neigende Bodenbereich 5, meleitfähigkeit Letztere leistet somit auch einen Bei- welcher auch den Randbereich der Bohrung 10 für die trag zur Vergleichmäßigung der Zylinderkopfboden- Einspritzdüse und/oder Zündhilfe mit umschließen temperatur, wohingegen durch die unterschiedliche kann, ist gegen den außenliegenden Bodenbereich Wärmeausdehnung bei Betriebstemperatur große Zug- 55 durch Dehnfugen 6 und 7 abgetrennt, die von Ventilöffspannungen in der Oxidschicht entstehen, So daß der nung zu Ventilöffnung verlaufen. Die Dehnfugen 6 und angrenzende Leichtmetallbereich ebenfalls noch unter 7 sind mit Stegeinlagen 8 (Blechen) ausgefüllt und kön-Zugspannung steht. Damit wird verhindert, daß die nen insbesondere die in A b b. 2 sichtbare Querschnittssonst auftretenden Druckspannungen eintreten, die zu form aufweisen.

Wärmerissen führen. Des weiteren wird durch die Oxid- 60 Diese Ausführungsform hat die Wärmerisse in den schicht verhindert, daß sich im Brennraumbodenbereich Bodenbereich zwischen den Ventilen verhindert, nicht des Zylinderkopfbodens Lunkerstellen bilden, die sonst jedoch in jedem Fall die im Bereich der Düsen- und/ nach längerer Einsatzzeit beobachtet wurden. Diese in oder Zündhilfebohrung 10, sowie diejenigen, die bei der DE-OS 29 04 940 durch anodische Oxidation er- Vorhandensein eines Schußkanals von diesem ausginzeugte Oxidschicht bedingt jedoch, daß Einlagen aus 65 gen und sich bis in den äußeren Dichtungsbereich des Blech vor dem Aufbringen der Oxidschicht abgedeckt Zylinderkopfbodens mit dem Zylinderrohr fortpflanzsein müßien, was zum einen zeitaufwendig und zum ten.
anderen kostspielig ist. Deshalb sieht diese Schrift vor, Aus diesem Grunde wird der Zylinderkopf nach der

Herstellung mitsamt den Stegeinlagen in ein saures Bad getaucht, dort wird der Zylinderkopf als Anode geschaltet und bei Anlegen von Gleich- oder Wechselstrom hoher Stromdichte bildet sich eine verstärkte Aluminiumoxidschicht, die fest einwächst Je nach Größe der zu beschichtenden Fläche und Schichtdicke der Oxidschicht verbleibt der Zylinderkopf 1 in dem Bad. Die Schichtstärke ist üblicherweise ausreichend, wenn sie auf mindestens 50 μπι angewachsen ist Je nach Größe des Zylinderkopfbodens kann es hierbei sinnvoll sein, den Bodrnbereich, welcher nicht zu den rißgefährdeten Bereichen zählt, durch eine Maske abzudecken.

Da die Stegeinlagen 8 aus Stahl sind, werden sie bei dem Aufbringen der Oxidschicht angegriffen. Aus diesem Grund sind sie in ihrem oberen Bereich, & h. in dem is Bereich, in dem sie mit der rißverhindernden Oxidschicht in Kontakt gelangen, mit einer Schicht überzogen, die von der rißverhindernden Oxidschicht nicht angegriffen wird. Geeignet ist hierfür ein Oberzug aus Aluminium oder Keramik, der auf an sich bekannte Weise vor dem Eingießen der Stegeinlagen in den Zylinderkopfboden auf diese aufgebracht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

25

30

40

45

50

55

60

Claims (1)

1 2

die Einlagen aus Titan zu fertigen. Dieses hat sich zwar

Patentanspruch: bewährt, bedingt jedoch einen derartigen Kostenaufwand, daß hierdurch die Großserientauglichkeit eines

Leichtmetallzylinderkopf für eine ventilgesteuer- derartigen Leichtmetallzylinderkopfs in äußerst negati-

te Brennkraftmaschine, welcher in seinem zwischen 5 ver Weise beeinflußt ist

den Ventilen liegenden Bodenbereich mindestens ei- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ne in den Boden eingelassene Metalleinlage und eine Leichtmetallzylinderkopf der eingangs genannten Art im Brennraumbodenbereich vorgesehene Bohrung dahingehend zu verbessern, daß einerseits die durch das für eine Einspritzdüse, einen Schußkanal und/oder äußerst günstige Zusammenwirken der durch anodische eine Zündhilfe aufweist, wobei zumindest der zwi- io Oxidation hergestellten Oxidschicht und der Metallstegschen den Ventilen liegende Bodenbereich ein- einlage gefundenen Vorteile genutzt werden können, schließlich des Bohrungsbereichs mit einer aus Alu- aber andererseits der Kostenaufwand gegenüber Meminium bestehenden und durch anodische Oxidation tallstegeinlagen aus Titan wesentlich verringert ist
erzeugten rißverhindernden Oxidschicht überzogen Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einist und die Einlage zumindest in mit der Oxidschicht 15 richtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Pain Kontakt gelangenden Bereichen aus einem gegen- tentanspruchs gelöst

über dem Verfahren zur Erzeugung der Oxidschicht Wesentlicher Vorteil ist, daß durch die Verkleidung

resistenten Material besteht, dadurchgekenn- der Blecheinlage die Kosten für die Einlage nur unwe-

zeichnet, daß die Einlage (8) aus einem Blech sentlich höher sind als bei den seit langem bekannten

gefertigt ist und an ihren mit der Oxidschicht in Kon- 20 Blecheinlagen der DE-PS 12 94 093. Damit ist der erfin-

takt gelangenden Bereichen mit einem Material aus dungsgemäße Leichtmetallzylinderkopf auch für eine

Keramik oder Aluminium verkleidet ist Großserienproduktion geeignet Die erfindungsgemäß

vorgesehenen Materialien Aluminium bzw. Keramik

begründen darüber hinaus noch einen weiteren Vorteil.