DE4040938A1

DE4040938A1 - Verfahren zur fertigung von zylinderkoepfen

Info

Publication number: DE4040938A1
Application number: DE19904040938
Authority: DE
Inventors: Albert Nolte; Alfred Inden
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1990-12-20
Filing date: 1990-12-20
Publication date: 1992-06-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung von Zy linderköpfen, insbesondere nach dem Oberbegriff des An spruchs 1.

Zylinderköpfe von Viertaktmotoren weisen im Regelfall ein Einlaß- und ein Auslaßventil auf, zwischen denen sich der sogenannte Ventilsteg befindet. Dieser wird im Betrieb starkt erhitzt und versucht sich auszudehnen. Daran hin dern ihn die kälteren Außenpartien des Zylinderkopfes.

Deshalb gerät der Ventilsteg unter Druckvorspannung, die ab einer bestimmten Ventilstegtemperatur zur plastischen Verformung desselben führt. Bei der Abkühlung des Zylin derkopfes entstehen im Ventilsteg Zugkräfte, die die Dichtfläche des Zylinderkopfes konkav wölben. Dadurch ist die Flächenpressung der Zylinderkopfdichtung insbesondere im Scheitelbereich der konkaven Wölbung gering, so daß es zum Durchblasen kommt. Diese Verhältnisse sind insbesonde re bei Brennkraftmaschinen mit kleinem Zylinderabstand und damit schmaler Zylinderkopfdichtung zwischen den Zylindern kritisch, zumal bei diesen Brennkraftmaschinen der Abstand der Zylinderkopfbefestigungsschrauben in diesem Bereich aus Platzmangel groß ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fertigung von Zylinderköpfen zu schaffen, durch das ein Verziehen von deren zylinderseitigen Dichtfläche ver hindert wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1. Durch die thermische Vorbehandlung des Zylinderkopfes wird der Verzug der Dichtfläche vorwegge nommen und durch die anschließende mechanische Bearbeitung beseitigt. Der so vorbehandelte Kopf weist auf seiner Ver brennungsseite Zugvorspannungen auf. Bei Betrieb der Brennkraftmaschine müssen zunächst die Zugspannungen im Ventilsteg abgebaut werden, bevor Druckspannungen entste hen können. Diese sind jedoch kleiner als bei einem nicht vorbehandelten Zylinderkopf. Dadurch wird eine plastische Verformung und deshalb auch ein Verziehen des Zylinder kopfes vermieden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird die thermische Behandlung des Zylinderkopfes auf den Ven tilsteg konzentriert. Dabei kann die thermische Behandlung erfindungsgemäß entweder durch induktive Heizung oder durch Flammenheizung des Ventilsteges erfolgen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung bewirkt wäh rend der thermischen Behandlung des Zylinderkopfes Tempe raturverhältnisse ähnlich dem Motorbetrieb. Dabei können die Kühlwasserräume mit Kühlwasser gefüllt werden oder bei luftgekühlten Zylinderköpfen die Zylinderkopfkühlrippen mit Kühlluft angeblasen werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der fol genden Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausfüh rungsbeispiel schematisch dargestellt ist.

Die Figur zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungs gemäßen Zylinderkopf mit Wasserkühlung.

Die Figur zeigt eine der beiden Ventilöffnungen 5, zwi schen denen sich der Ventilsteg befindet. Der Zylinderkopf 1 wird auf der Dichtungsseite zunächst bis zur Vorbearbei tungsebene 2 bearbeitet. Daran schließt sich die thermi sche Behandlung des Ventilsteges an, die ein Verziehen der ursprünglich ebenen Dichtfläche zur konkav gewölbten Ver zugsfläche 3 bewirkt. Daran schließt sich die Fertigbear beitung der Dichtfläche an, die zur ebenen Fertigbearbei tungsfläche 4 führt. Diese bleibt im Betrieb eben, da die thermische Vorbehandlung des Ventilsteges Zugspannungen in diesem verursacht hat, die im Betrieb zunächst abgebaut werden und anschließend in Druckspannungen übergehen. Da die Druckspannungen nur relativ niedrige Werte annehmen, kommt es nicht mehr zu einem Verzug der Dichtfläche und damit zu Undichtheiten.

Claims

1. Verfahren zur Fertigung von Zylinderköpfen einer mehrzylindrigen, vorzugsweise wassergekühlten Brennkraft maschine, die einen Zylinderblock und einen Blockzylinder kopf (1) oder Gruppen- oder Einzelzylinderköpfe mit je einer ebenen Dichtfläche aufweisen, über die der Zylinder block und der/die Zylinderköpfe (1) druckdicht verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung der ebenen Dichtfläche zumindest des/der Zylinderköpfe (1) in vor zugsweise zwei spanabhebenden Arbeitsgängen erfolgt und daß zwischen diesen beiden Arbeitsgängen eine thermische Behandlung des/der Zylinderköpfe (1) vorgesehen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ebene Dicht fläche des Blockzylinderkopfes (1) pro Zylinder vorzugs weise zwei Ventilöffnungen (5) mit einem dazwischenliegen den Ventilsteg aufweist, die in Längsrichtung des Zylin derblocks gesehen hintereinanderliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Behandlung des/der Zylinderköpfe (1) im Bereich des Ventilsteges er folgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Behandlung des/der Zylinderköpfe (1) durch induktive Heizung oder durch Flammenheizung erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Zylinderköpfe (1) bei der thermischen Behandlung mittels den an den Zylinder köpfen für den Motorbetrieb vorgesehenen Kühleinrichtungen gekühlt werden.