DE942896C

DE942896C - Cylinder head for air-cooled internal combustion engines

Info

Publication number: DE942896C
Application number: DEV4333A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Willi Ruge
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1952-02-16
Filing date: 1952-02-16
Publication date: 1956-05-09

Description

Zylinderkopf für luftgekühlte Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für luftgekühlte Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem die geradlinig verlaufenden Kühlrippen zur Bildung eines sich im wesentlichen quer zu den Rippen erstreckenden Wirbelraumes unterbrochen sind, und besteht darin, daß die Rippen der Einblaseseite gegenüber den Rippen dei Ausblaseseite im Bereich des Wirbelraumes zueinander auf Lücke stehen.Cylinder head for air-cooled internal combustion engines The invention relates to a cylinder head for air-cooled internal combustion engines, especially for motor vehicles, in which the rectilinear cooling fins to form a substantially vertebral space extending transversely to the ribs are interrupted, and consists in that the ribs on the inlet side opposite the ribs on the outlet side in the area of the vertebral space are in a gap to one another.

Die Unterbrechung der Kühlrippen, die an thermisch hoch beanspruchten Stellen, z. B. in der Umgebung der Ventilführungen, vorgesehen wird, hat den Zweck, ein Abreißen des Kühlluftstromes in den Wirbelraum zu bewirken und durch die sich dabei ergebende turbulente Strömung eine gesteigerte Kühlung der betreffenden Zone zu erreichen.The interruption of the cooling fins, which are thermally highly stressed Places, e.g. B. in the vicinity of the valve guides, has the purpose of to cause a break in the flow of cooling air into the vortex space and through which the resulting turbulent flow increases cooling of the zone in question to reach.

Bei bekannten Zylinderköpfen mit zwischen den Kühlrippen angeordnetem Wirbelraum verlaufen die Rippen vor und hinter dem Wirbelraum ohne Versatz geradlinig oder sie verlaufen auf der Einblaseseite beiderseits schräg zu einer Mittellinie, um sich dann jenseits der durch den Wirbelraum unterbrochenen Stelle geradlinig fortzusetzen. Die gußtechnische Herstellung macht im allgemeinen das Einlegen eines Kernes erforderlich und bedingt außerdem eine Teilung des Zylinderkopfes, z. B. in den eigentlichen Brennraumkörper mit den Rippen und dem dazwischenliegenden Wirbelraum und eine aufgesetzte Wanne für die Kipphebelwelle mit den Kipphebeln.In known cylinder heads with arranged between the cooling fins In the vertebral space, the ribs in front of and behind the vertebral space run in a straight line without any offset or they run obliquely to a center line on both sides on the inlet side, then in a straight line beyond the point interrupted by the vertebral space to continue. Casting production generally involves inserting a Core required and also requires a division of the cylinder head, e.g. B. into the actual combustion chamber body with the ribs and the vertebral space in between and an attached tub for the rocker arm shaft with the rocker arms.

Ein Versetzen der Kühlrippen zueinander ist an sich bekannt bei einem luftgekühlten Zylinder. An der Unterbrechungsstelle der Rippen ist jedoch kein Wirbelraum vorgesehen, so daß für diese Anordnung, die aus rein kühlungs- und strömungstechnischen Gründen getroffen ist, gußtechnisch die erwähnten Erschwernisse nicht bestehen. Die Erfindung hingegen geht von einem Zylinderkopf mit einem Wirbelraum aus und löst die Aufgabe, das Herstellungsverfahren zu vereinfachen und zu verbilligen. Die Rippenversetzung ermöglicht die Herstellung des Zylinderkopfes aus einem Stück im Sandguß oder Kokillenguß ohne Verwendung eines besonderen Kernes für den Wirbelraum. Das Herstellungsverfahren ist vorteilhaft dort anwendbar, wo der Wirbelraum, von außen nicht zugänglich, innerhalb des Zylinderkopfes liegt. Erfindungsgemäß kann also auf eine Teilung des Zylinders mit allen ihren. Nachteilen verzichtet werden.An offset of the cooling fins to one another is known per se in one air-cooled cylinder. However, there is no vertebral space at the point of interruption of the ribs provided, so that for this arrangement, the purely cooling and fluidic Reasons is met, the difficulties mentioned do not exist in terms of casting. The invention, however, is based on a cylinder head with a swirl space and solves the task of simplifying the manufacturing process and making it cheaper. the Rib offset enables the cylinder head to be manufactured in one piece Sand casting or chill casting without using a special core for the vortex space. The manufacturing process is advantageously applicable where the vertebral space of not accessible from the outside, is located inside the cylinder head. According to the invention can so on a division of the cylinder with all of their. Disadvantages are waived.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann auf der Ausblaseseite eine Rippe mehr als auf der Einblaseseite angeordnet werden. Die dadurch erzielte Vergrößerung der Kühlfläche auf der Ausblaseseite ergibt einen Ausgleich für die verminderte Kühlwirkung der bereits an den Rippen der Einblaseseite und in dem Wirbelraum vorerwärmten Luft.In a further embodiment of the invention, a Rib more than can be arranged on the injection side. The resulting enlargement the cooling surface on the exhaust side compensates for the reduced Cooling effect that has already been preheated on the ribs on the inlet side and in the vortex space Air.

Eine Vergrößerung auf der Ausblaseseite kann außerdem noch durch eine entsprechend längere Ausbildung der Rippen der Ausblaseseite erreicht werden.An enlargement on the exhaust side can also be achieved by a correspondingly longer formation of the ribs of the exhaust side can be achieved.

Zur Erleichterung des Herausziehens der -Kokillenformplatten nach dem Guß sowie zur Steigerung der Turbulenz der Strömung ist es möglich, die Zwischenräume zwischen den Rippen sowohl auf der Einblase- als auch auf der Ausblaseseite zum Wirbelraum hin enger werden zu lassen.To make it easier to pull out the mold plates the casting as well as to increase the turbulence of the flow, it is possible to use the gaps between the ribs on both the inlet and outlet side for To let the vertebral space become narrower.

In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben. Es zeigt Fig. i einen Querschnitt eines Zylinderkopfes, Fig. 2 einen Schnitt A-A des Zylinderkopfes gemäß Fig. i, Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 2 mit schematischer Darstellung der eingeführten Formplatten für Kokillenguß, Fig. 4 den gleichen Schnitt wie in Fig. 3 mit zurückgezogenen Formplatten. -In den Fig. i und 2 bezeichnet i den Brennraum und 2 die Wanne für die (nicht eingezeichnete) Kipphebelwelle. 3 und 4 sind die Bohrungen für die Ventilführungen des Ein- und Auslaßventils, 5 die Gewindebohrung für die Zündkerze und 6 die Durchgangslöcher für die Stiftschrauben zur Befestigung des Zylinderkopfes. Durch gestrichelte Linien sind der verdeckt liegende Einlaßkana17 und der Auslaßkanal 8 angedeutet.In the drawings is an exemplary embodiment of the invention reproduced. FIG. 1 shows a cross section of a cylinder head, FIG. 2 shows a Section A-A of the cylinder head according to FIG. 1, FIG. 3 shows an enlarged detail 2 with a schematic representation of the introduced mold plates for permanent mold casting, Fig. 4 shows the same section as in Fig. 3 with retracted mold plates. -In the Fig. I and 2, i denotes the combustion chamber and 2 the pan for the (not shown) Rocker arm shaft. 3 and 4 are the holes for the valve guides of the inlet and Exhaust valve, 5 the threaded hole for the spark plug and 6 the through holes for the stud bolts for fastening the cylinder head. By dashed lines the concealed inlet duct 17 and outlet duct 8 are indicated.

Die- Pfeile- 9 geben die Strömungsrichtung der Kühlluft an.The arrows 9 indicate the direction of flow of the cooling air.

Die zwischen den Einlaß- und Auslaßventilführungen 3,4 in Fig. 2 gezeichneten senkrechten drei Rippen io auf der Einblaseseite sind -durch den Wirbelraum i i unterbrochen und werden um eine halbe Rippenteilung versetzt durch vier senkrechte Rippen 12 auf der Ausblaseseite fortgesetzt, 'Durch diese Anordnung der Rippen auf Lücke wird die einströmende Luft zu einer die Kühlwirkung stark erhöhenden turbulenten Strömung -in dem Wirbelraum veranlaßt.The drawn between the inlet and outlet valve guides 3, 4 in FIG three vertical ribs io on the injection side are -through the vertebral space i i interrupted and are offset by half a rib division by four vertical ones Ribs 12 continued on the exhaust side, 'Through this arrangement of the ribs on In the gap, the inflowing air becomes a turbulent one that greatly increases the cooling effect Flow-induced in the vortex space.

Die sich aus der erfindungsgemäßen Anordnung des Wirbelraumes und der Kühlrippen ergebende einfache Herstellungsmöglichkeit des Zylinderkopfes im Gießverfahren veranschaulichen Fig.3 und 4. Die Kühlrippen io, r2 der Einblase- und der Ausblaseseite sowie die angrenzenden Teile sind als weit schraffierte Flächen gezeichnet, während die eng schraffierten Flächen die Kokillenplatten 13, 14 darstellen. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie die Kokillenplatten in der Form vor dem Guß zueinander liegen. Das Wesentliche ist, daß die Kokillenkernplatten beiderseits von außen so -,vei,t in die Kokille eingeführt sind, daß an der Stelle des Wirbelraumes die Plattenspitzen beider Seiten sich überdecken und ein Füllen des Raumes mit flüssigem Metall verhindern. Die Länge der Überdeckung wird hierbei durch die Breite des Wirbelraumes bestimmt. Nach dem Erstarren des Gußstückes werden die Spitzen, wie in Fig. 4 gezeigt, in Pfeilrichtung-herausgezogen. Das Gußstück hat im Querschnitt die als weit schraffierte Fläche gezeichnete Form erhalten. An Stelle der entfernten Plattenspitzen befinden sich jetzt der Wirbelraum und die Rippenzwischenräume.The result of the inventive arrangement of the vertebral space and the cooling fins resulting simple production possibility of the cylinder head in Casting methods are illustrated in Fig. 3 and 4. The cooling fins io, r2 of the injection and the exhaust side as well as the adjoining parts are shown as heavily hatched areas drawn, while the closely hatched areas represent the mold plates 13, 14. From Fig. 3 it can be seen how the mold plates in relation to one another in the mold before casting lie. The essential thing is that the mold core plates on both sides from the outside in such a way -, vei, t are introduced into the mold that the plate tips at the point of the vortex space overlap on both sides and prevent the space from being filled with molten metal. The length of the overlap is determined by the width of the vertebral space. After the casting has solidified, the tips are, as shown in FIG. 4, in Arrow direction-pulled out. The casting has the cross-section as hatched Obtain the shape drawn in the area. In place of the removed plate tips are located Now the vertebral space and the spaces between the ribs.

Das- vorstehend für Kokillenguß geschilderte Verfahren läßt sich entsprechend auch für Sandguß anwenden.The method described above for permanent mold casting can be carried out accordingly also use for sand casting.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cylinder head for air-cooled internal combustion engines, especially for motor vehicles, in which the rectilinear cooling fins to form a vertebral space extending essentially transversely to the ribs are interrupted, characterized in that the ribs (io) of the injection side opposite the ribs (i2) of the exhaust side in the area of the vertebral space (i i) to one another stand on gap.

2. Cylinder head according to claim i, characterized in that on the blow-out side is arranged one rib more than on the blow-in side.

3. cylinder head according to claims i and 2, characterized in that the ribs are on the blow-out side longer than on the inlet side.

4. Cylinder head according to claim i to 3, characterized in that the swirl space (ii) is arranged in the block formed by the cylinder head and the rocker arm tub (2) and the whole can be cast in one piece. 5: Cylinder head according to Claims 1 to 4, characterized in that the spaces between the ribs become narrower both on the inlet side and on the outlet side towards the vortex space. . Cited publications: German patent specifications No. 344,087, 504 946, 541 i6o, 587 749, 654 684, 7 1 8 196, 767 637, 872133.