DE3544787A1

DE3544787A1 - Zylinderkopf mit einer geteilten waermeschutzplatte fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3544787A1
Application number: DE19853544787
Authority: DE
Inventors: Norbert Dr Zernig
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1985-12-18
Filing date: 1985-12-18
Publication date: 1987-06-19

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-PS 24 59 186 ist bekannt, zum Schutz des Stegbereichs gegen zu hohe Temperaturen diesen durch eine Wärmeschutzplatte abzudecken. Derartige Wärmeschutzplatten werden vorzugsweise aus Keramik gefertigt. Eine derartige Wärmeschutzplatte ist zwar temperaturbeständig und thermoschockbeständig, weist aber nur eine sehr geringe Zugfestigkeit auf. Dies führt dazu, daß die Wärmeschutzplatte nach einer gewissen Betriebszeit Risse und Sprünge - insbesondere im Stegbereich - aufweist, wodurch die Gefahr besteht, daß Teile der Wärmeschutzplatte, die in den Brennraum fallen, zu mechanischen Schäden führen können. Darüber hinaus verliert eine unkontrolliert reißende Wärmeschutzplatte ihre Wirkung als Wärmeisolator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unkontrollierte Rißbildungen der Wärmeschutzplatte zu verhindern.

Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Wärmeschutzplatte zumindest zweiteilig auszuführen und im rißgefährdeten Stegbereich die Trennfuge anzuordnen. Durch die Anordnung einer derartigen Trennfuge werden Biegespannungen vermieden, wodurch unkontrollierte Rißbildungen verhindert sind.

Die Trennfuge verläuft vorteilhaft von einem Gaswechselkanal zum gegenüberliegenden Gaswechselkanal, so daß die Trennfuge einem kontrolliert eingebrachten Stegriß entspricht. Eine derartige Trennfuge ist zweckmäßigerweise gradlinig und vorteilhafterweise auf der Verbindungslinie der Mittelpunkte der Öffnungen der Gaswechselkanäle im Zylinderkopfboden angeordnet.

Es kann auch vorteilhaft sein, die Trennfuge in Form einer Wellenlinie auszuführen.

Vorteilhaft sind die sich gegenüberliegenden Teilungsflächen der Teile der Wärmeschutzplatte eben ausgeführt. Es kann zweckmäßig sein, die Teile der Wärmeschutzplatte an ihrer Trennfuge bzw. Teilungsfläche formschlüssig ineinandergreifen zu lassen. Hierdurch wird ein sicherer Halt der Wärmeschutzplatte im Zylinderkopf gewährleistet.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, deren Merkmale nachfolgend im einzelnen beschrieben sind.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Zylinderkopf mit einer Wärmeschutzplatte,

Fig. 2 eine Ansicht des Zylinderkopfes vom Brennraum her,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2.

Der in Fig. 1 dargestellte luftgekühlte Zylinderkopf 1 weist einen Einlaßkanal 3 und einen Auslaßkanal 2 auf. Im Zylinderkopf sind weitere Bohrungen 4 zur Anordnung der Ventile für die Gaswechselkanäle 2, 3 vorgesehen. In die im Zylinderkopfboden 7 liegenden Mündungsöffnungen der Gaswechselkanäle sind Ventilsitzringe 5 und 6 eingelassen. (Fig. 2).

Der Stegbereich 8 zwischen des Gaswechselkanälen 2 und 3 ist durch eine vorzugsweise aus Aluminiumtitanat (ATI) bestehende Wärmeschutzplatte 10 abgedeckt, die im Zylinderkopfboden 7 fest eingelassen ist. Es kann ausreichend sein, die Wärmeschutzplatte aus einem temperaturisolierenden, nichtkeramischen Material vorzusehen. Wie in Fig. 3 vergrößert dargestellt, ist die in den Zylinderkopfboden 7 eingelassene Wärmeschutzplatte 10 wie der Zylinderkopfboden selbst konkav gewölbt. Die Wärmeschutzplatte erstreckt sich beidseitig des Stegbereichs 8 schmetterlingsartig über den größten Teil des Zylinderkopfbodens 7. Die Außenkontur der Wärmeschutzplatte 10 liegt dabei auf einem Kreis um den Mittelpunkt M des Zylinderkopfbodens 7, wobei der Kreisradius kleiner als der innere Begrenzungsradius des Zylinderkopfbodens 7 ist. Lediglich im Stegbereich 8 grenzt die Wärmeschutzplatte unmittelbar an die Ventilsitzringe 5 und 6 an, während über den übrigen Umfang der Ventilsitzringe 5 und 6 die Wärmeschutzplatte mit Abstand zu diesen liegt. In einigen Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein, die Wärmeschutzplatte 10 kleiner auszuführen und vorzugsweise auf den Stegbereich 8 zwischen den Gaswechselkanälen 2, 3 zu beschränken.

Die Wärmeschutzplatte 10 ist erfindungsgemäß geteilt und weist mindestens eine Trennfuge auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wärmeschutzplatte 10 in zwei Teile 10 a und 10 b aufgeteilt, die in der Darstellung nach Fig. 2 an der Trennfuge T im Stegbereich 8 aneinander stoßen. Die Trennfuge T ist vorzugsweise geradlinig ausgebildet und verläuft ausgehend von dem einen Gaswechselkanal 2 zum gegenüberliegenden Gaswechselkanal 3. In besonderer Ausgestaltung liegt die Trennfuge T auf einer Verbindungslinie zwischen den Gaswechselkanälen 2 und 3, die durch die Mittelpunkte M 2 und M 3 der im Zylinderkopfboden 7 liegenden Mündungsöffnungen der Gaswechselkanäle 2 und 3 bestimmt ist.

In dem Teil 10 b der Wärmeschutzplatte 10 ist eine Öffnung 9 a vorgesehen, die in Flucht mit der Öffnung 9 im Zylinderkopf 1 liegt und der Aufnahme der nicht dargestellten Einspritzdüse dient.

Die im Stegbereich liegende Trennfuge T setzt sich über die Dicke der Wärmeschutzplatte 10 als Teilungsfläche F fort. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Teilungsfläche F des Teils 10 b der Wärmeschutzplatte vorspringend ausgebildet, während die gegenüberliegende Teilungsfläche des Teils 10 a der Wärmeschutzplatte 10 eine entsprechende Vertiefung aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung der Teilungsfläche F ist ein formschlüssiges Ineinandergreifen der Teile 10 a und 10 b der Wärmeschutzplatte 10 gegeben, wodurch eine Verzahnung zwischen den Teilen der Wärmeschutzplatte 10 gegeben ist. Eine derartige Verzahnung, ist vorzugsweise über die ganze Länge der Teilungsfläche vorgesehen, so daß sich ein guter mechanischer Halt der Wärmeschutzplatte 10 trotz der vorgesehenen Trennfuge T einstellt.

Aufgrund der gewölbten Ausführung der Wärmeschutzplatte ist es in vielen Fällen ausreichend, die sich gegenüberliegenden Teilungsflächen der Teile 10 a und 10 b der Wärmeschutzplatte 10 eben auszubilden.

Neben einer Verzahnung über die Dicke der Wärmeschutzplatte kann durch die Ausbildung der Trennfuge als Wellenlinie auch eine Verzahnung längs der Trennfuge erzielt werden, wodurch der Halt der Teile 10 a und 10 b der Wärmeschutzplatte 10 zueinander verbessert ist.

Claims

1. Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, mit zum Brennraum des Zylinders offenen Gaswechselkanälen (2, 3), wobei zumindest der Stegbereich (8) zwischen den Gaswechselkanälen (2, 3) zum Brennraum hin durch eine im Zylinderkopf (1) gehaltene Wärmeschutzplatte (10) abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeschutzplatte (10) zumindest zweiteilig (10 a, 10 b) ausgeführt ist und eine Trennfuge (T) im Stegbereich (8) aufweist.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge (T) von einem Gaswechselkanal (2) zum gegenüberliegenden Gaswechselkanal (3) verläuft.

3. Zylinderkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge (T) geradlinig ist.

4. Zylinderkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge (T) etwa auf der Verbindungslinie der Mittelpunkte (M 2, M 3) der Mündungsöffnungen der Gaswechselkanäle (2, 3) im Zylinderkopfboden (7) liegt.

5. Zylinderkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge (T) in Form einer Wellenlinie ausgeführt ist.

6. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Teilungsflächen (F) in der Trennfuge (T) eben sind.

7. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (10 a, 10 b) der Wärmeschutzplatte (10) in ihrer Trennfuge (T) bzw. Teilungsfläche (F) formschlüssig ineinandergreifen.

8. Zylinderkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile 10 a, 10 b der Wärmeschutzplatte (10) über die ganze Länge der Trennfuge (T) formschlüssig ineinandergreifen.